Océanos y costas
Junto con la atmósfera, la biosfera terrestre y la criosfera, los océanos juegan un papel clave en el sistema climático global y su variabilidad. Los océanos almacenan grandes cantidades de energía absorbida por el sol y esta energía se mueve alrededor del mundo a través de sus corrientes. Los cambios en los patrones de circulación afectan la redistribución a largo plazo del calor en los océanos, lo que podría tener efectos importantes en el clima mundial.
Las fluctuaciones a corto plazo (años a décadas) como la oscilación de El Niño-Sur, la oscilación decadal del Pacífico, la oscilación del Atlántico Norte y la oscilación ártica, afectan el clima en escalas de tiempo cortas.
Varios proyectos y programas internacionales y nacionales se centran en las observaciones de las características de los océanos, como la temperatura de la superficie del mar y el nivel absoluto del mar, proyectando sus cambios. El Sistema Mundial de Observación de los Océanos (GOOS) es un sistema mundial permanente para tales observaciones, modelando y analizando variables marinas y oceánicas para apoyar los servicios oceánicos operacionales en todo el mundo. Proyectos como el Servicio Permanente del Reino Unido para el Nivel Medio del Mar (PSMSL)evalúan los cambios en el nivel del mar sobre la base de la red mundial de medidores de marea. Sin embargo, la distribución geográfica desigual de los indicadores y el movimiento de la tierra en la que se encuentran los indicadores y los cambios en la circulación oceánica generan incertidumbres en las estimaciones.
Otros grupos de modelización nacionales e internacionales han desarrollado proyecciones para la temperatura del mar y el aumento del nivel del mar basadas en escenarios de expansión térmica, siendo el componente más importante. Estos incluyen la NASA en los EE.UU., PIK en Alemania y KNMI en los Países Bajos. También proyectan cambios en glaciares y capas de hielo.
Varias organizaciones monitorean otras características del agua de mar, como la temperatura de la superficie del mar, que es importante para los patrones climáticos y los ecosistemas marinos (por ejemplo, véase el servicio de monitoreo del medio marino de Copernicus). La acidificación de los océanos, o la constante disminución del pH de los océanos, puede ser el resultado de emisiones antropogénicas de CO2 adicionales a las de un cambio directo en el clima (para más información, véase el Programa de Investigación sobre Acidificación Oceánica del Reino Unido o el Proyecto Europeo de Acidificación OCean EPOCA).