Kurzfristige Schwankungen (Jahre bis Jahrzehnte) wie die El Niño-Southern Oszillation, die pazifische dekadische Oszillation, die Oszillation des Nordatlantiks und die arktische Schwingung beeinflussen das Klima auf kurzen Zeitskalen.

Verschiedene internationale und nationale Projekte und Programme konzentrieren sich auf Beobachtungen von Meereseigenschaften wie Meeresoberflächentemperatur und absoluten Meeresspiegel und projizieren deren Veränderungen. Das Global Ocean Observing System (GOOS) ist ein permanentes globales System für solche Beobachtungen, Modellierung und Analyse von marinen und ozeanischen Variablen, um operative Meeresdienste weltweit zu unterstützen. Projekte wie der Ständige Dienst des Vereinigten Königreichs für mittleren Meeresspiegel (PSMSL) bewerten die Veränderungen des Meeresspiegels auf der Grundlage des globalen Netzes von Gezeitenmessgeräten. Die ungleichmäßige geografische Verteilung der Messgeräte und die Bewegung des Landes, auf dem sich die Messgeräte befinden, und Änderungen der Ozeanzirkulation führen jedoch zu Unsicherheiten in den Schätzungen. 

Andere nationale und internationale Modellierungsgruppen haben Projektionen für die Meerestemperatur und den Meeresspiegelanstieg entwickelt, die auf Szenarien für die thermische Expansion basieren und die wichtigste Komponente sind. Dazu gehören die NASA in den USA, das PIK in Deutschland und KNMI in den Niederlanden. Sie projizieren auch Veränderungen in Gletschern und Eiskappen.

Verschiedene Organisationen überwachen andere Meereswassereigenschaften, wie die Meeresoberflächentemperatur, die für Wettermuster und Meeresökosysteme von Bedeutung ist (siehe beispielsweise den Dienst Copernicus Marine Environment Monitoring). Die Ozeanversauerung oder der anhaltende Rückgang des pH-Wertes der Ozeane können durch anthropogene CO2_- Emissionen zusätzlich zu den direkten Klimaänderungen resultieren (weitere Informationen finden Sie im UK Ocean Acidification Research Programme oder dem European Project on OCean Acidification EPOCA).