ここで，zは海底面からの深さ，T(z=0,t)は海底面での水温，T₀は海底水温の平均値，A_iとP_iはそれぞれ温度変動の振幅とその周期です。この水温変動の影響を受けた海底下の温度は以下の式で表されます。

ここで，Gは温度勾配 , κは熱拡散率と呼ばれるもので，温度の時間変化のしやすさを示す物性です。上式は，水温変動が海底下に伝播し，海底下の温度も時間変動することを示しています。また，海底水温と海底下の温度を長期間にわたって測定すれば，海底下の温度から水温変動の影響を除去できることもわかります。