Autre application des températures de surface, la lutte contre les pollutions marines et leur impact sur l'environnement à travers la caractérisation des instabilités superficielles (fronts, tourbillons) de moyenne échelle. En effet, les courants marins et en particulier les instabilités dynamiques à méso - échelle très énergétiques jouent un rôle majeur dans le transport des polluants (Moriconi, 1997).
Il est par conséquent intéressant de repérer ces instabilités et de suivre leur évolution de façon à améliorer la lutte contre les pollutions marines. Les températures de surface de la mer constituent également un paramètre d'entrée des modèles d'estimation du déplacement des nappes de polluants (MPERSS, cf.  JCOMM oceanography and marine mteorology).