miniaturadaimagem|270x270px|Visão geral das mudanças climáticas e seus efeitos no oceano. Os efeitos regionais são exibidos em itálico miniaturadaimagem|270x270px|Esta animação da NASA retrata os processos oceânicos da Terra como uma força motriz entre os sistemas inter-relacionados do planeta

Há muitos efeitos das mudanças climáticas nos oceanos. Um dos mais importantes é o aumento de suas temperaturas. Ondas de calor marinhas mais frequentes têm relação com isso. O aumento da temperatura contribui para a elevação do nível do mar devido à expansão da água à medida que ela se aquece e ao derretimento das camadas de gelo na terra. Outros efeitos sobre os oceanos incluem o declínio do gelo marinho, a redução dos valores de pH e dos níveis de oxigênio, bem como o aumento da . Tudo isso pode levar a mudanças nas correntes oceânicas, como, por exemplo, o enfraquecimento da circulação meridional de capotamento do Atlântico (AMOC). A principal causa destas mudanças são as emissões de gases de efeito estufa provenientes de atividades humanas, principalmente a queima de combustíveis fósseis e o desmatamento. O dióxido de carbono e o metano são exemplos de gases de efeito estufa. O efeito estufa adicional leva ao aquecimento dos oceanos porque eles absorvem a maioria do calor adicional no sistema climático. Os oceanos também absorvem parte do dióxido de carbono extra presente na atmosfera. Isso faz com que o valor do pH da água do mar caia. Os cientistas estimam que o oceano absorve cerca de 25% de todas as emissões de CO2 causadas pelo ser humano.

As várias camadas dos oceanos possuem temperaturas diferentes. Por exemplo, a água é mais fria no fundo do oceano. Essa estratificação de temperatura aumentará à medida que a superfície do oceano se aquece devido ao aumento da temperatura do ar. Associado a isso, há um declínio na mistura das camadas oceânicas, de modo que a água quente se estabiliza perto da superfície. Segue-se uma redução da circulação de águas frias e profundas. A diminuição da mistura vertical dificulta a absorção de calor pelo oceano. Portanto, uma parcela maior do aquecimento futuro vai para a atmosfera e para a terra. Um dos resultados é um aumento na quantidade de energia disponível para ciclones tropicais e outras tempestades. Outro resultado é uma diminuição dos nutrientes para os peixes nas camadas superiores do oceano. Estas mudanças também reduzem a capacidade do oceano de armazenar carbono. Simultaneamente, os contrastes de salinidade estão aumentando. As áreas salgadas estão se tornando mais salgadas e as áreas mais doces, menos salgadas.

A água mais quente não consegue conter a mesma quantidade de oxigênio que a água fria. Como resultado, o oxigênio dos oceanos vai para a atmosfera. O aumento da pode reduzir o suprimento de oxigênio das águas superficiais para as águas mais profundas. Isto reduz ainda mais o teor de oxigênio da água. O oceano já perdeu oxigênio em toda a sua coluna de água. As zonas de mínimo de oxigênio estão aumentando de tamanho em todo o mundo.

Estas alterações prejudicam os ecossistemas marinhos, podendo levar à perda de biodiversidade ou a mudanças na distribuição das espécies. Isso, por sua vez, pode afetar a pesca e o turismo costeiro. Por exemplo, o aumento da temperatura da água está prejudicando os recifes de coral tropicais. O efeito direto é o branqueamento dos corais nesses recifes, pois eles são sensíveis até mesmo a pequenas mudanças de temperatura. Portanto, um pequeno aumento na temperatura da água pode ter um impacto significativo nesses ambientes. Outro exemplo é a perda de habitats de gelo marinho devido ao aquecimento. Isso causará impactos graves sobre os ursos polares e outros animais que dependem desse ambiente. Os efeitos da mudança climática nos oceanos exercem pressões adicionais sobre os ecossistemas oceânicos, que já estão sob pressão devido a outros impactos das atividades humanas.

Mudanças decorrentes do aumento de gases de efeito estufa

esquerda|miniaturadaimagem|250x250px|A maioria do excesso de calor retido pelo aquecimento global induzido pelo ser humano é absorvida pelos oceanos, penetrando em suas camadas mais profundas.; . Atualmente (2020), os níveis atmosféricos de dióxido de carbono (CO2) de mais de 410 partes por milhão (ppm) são quase 50% mais altos do que os níveis pré-industriais. Esses níveis elevados e as taxas de crescimento rápido não têm precedentes nos 55 milhões de anos do registro geológico. A fonte desse excesso de CO2 está claramente estabelecida como sendo de origem humana, refletindo uma mistura de queima de combustível fóssil, emissões industriais e de uso da terra/mudança de terra. A ideia de que o oceano serve como um grande sumidouro para o CO2 antropogênico tem sido discutida na literatura científica desde, pelo menos, o final da década de 1950. Várias evidências apontam que o oceano absorve cerca de um quarto do total das emissões antropogênicas de CO2. esquerda|miniaturadaimagem|250x250px|Energia (calor) adicionada a várias partes do sistema climático devido ao aquecimento global (dados de 2007) As principais descobertas mais recentes sobre as mudanças e os impactos observados a partir de 2019 incluem:É praticamente certo que o oceano global tem se aquecido ininterruptamente desde 1970 e tem absorvido mais de 90% do excesso de calor no sistema climático [...]. Desde 1993, a taxa de aquecimento dos oceanos mais do que dobrou [...]. As ondas de calor marinhas muito provavelmente dobraram de frequência desde 1982 e estão aumentando de intensidade [...]. Ao absorver mais CO2, o oceano sofreu uma crescente acidificação da superfície [...]. Ocorreu uma perda de oxigênio da superfície até 1000 m [...]. miniaturadaimagem|250x250px|As temperaturas da superfície terrestre aumentaram mais rapidamente do que as temperaturas oceânicas, à medida que o oceano absorve cerca de 92% do excesso de calor gerado pelas mudanças climáticas. Gráfico com dados da NASA mostrando como as temperaturas do ar na superfície da terra e do mar mudaram em relação a uma base pré-industrial

Aumento da temperatura do oceano Está claro que o oceano está se aquecendo como resultado da mudança climática, e essa taxa de aquecimento está aumentando. O oceano global foi o mais quente já registrado por humanos em 2022. Isso é determinado pelo conteúdo de calor do oceano, que excedeu o máximo anterior de 2021 em 2022. O aumento constante da temperatura dos oceanos é um resultado inevitável do desequilíbrio energético da Terra, causado principalmente pelo aumento dos níveis de gases de efeito estufa. Entre a era pré-industrial e a década de 2011-2020, a superfície do oceano aqueceu entre 0,68 e 1,01 °C.

A maioria do ganho de calor oceânico ocorre no Oceano Antártico. Por exemplo, entre as décadas de 1950 e 1980, a temperatura do Oceano Antártico Sul aumentou 0,17 °C, quase o dobro da taxa do oceano global.

A taxa de aquecimento varia conforme a profundidade. A parte superior do oceano (acima de 700 m) está se aquecendo mais rapidamente. Em uma profundidade oceânica de mil metros, o aquecimento ocorre a uma taxa de quase 0,4 °C por século (dados de 1981 a 2019). Em zonas mais profundas do oceano (globalmente falando), a 2 000 metros de profundidade, o aquecimento tem sido de cerca de 0,1 °C por século. O padrão de aquecimento é diferente para o Oceano Antártico (a 55°S), onde o maior aquecimento (0,3 °C por século) foi observado a uma profundidade de 4 500 m. esquerda|miniaturadaimagem|250x250px|Representação das mudanças de temperatura de 1960 a 2019 em cada oceano, começando pelo Oceano Antártico ao redor da Antártica

Ondas de calor marítimas As ondas de calor marinhas também afetam a vida marinha. Por exemplo, devido às consequências da onda de calor marinha do noroeste do Pacífico de 2019-2021, as populações de do Mar de Bering diminuíram 84% entre 2018 e 2022, uma perda de 9,8 bilhões de caranguejos.

Cientistas preveem que a frequência, a duração, a escala (ou área) e a intensidade das ondas de calor marítimas continuarão a aumentar. Isso ocorre porque as temperaturas da superfície do mar continuarão a aumentar com o aquecimento global. O Sexto Relatório de Avaliação do IPCC, em 2022, resumiu as evidências de pesquisa até o momento e declarou que “as ondas de calor marítimas são mais frequentes [...], mais intensas e mais longas [...] desde a década de 1980 e, pelo menos desde 2006, muito provavelmente atribuíveis à mudança climática antropogênica”. Isso confirma descobertas anteriores em um relatório do IPCC em 2019, que constatou que “as ondas de calor marítimas [...] dobraram de frequência e se tornaram mais duradouras, mais intensas e mais extensas (muito provavelmente)”. A extensão do aquecimento dos oceanos depende dos cenários de emissão de gases de efeito estufa e, portanto, dos esforços humanos de mitigação das mudanças climáticas. Os cientistas preveem que as ondas de calor marinhas se tornarão “quatro vezes mais frequentes em 2081-2100 em comparação com 1995-2014” no cenário de menor emissão de gases de efeito estufa, ou oito vezes mais frequentes no cenário de maior emissão.

Conteúdo de calor do oceano A temperatura do oceano varia de um lugar para outro. As temperaturas são mais altas perto do equador e mais baixas nos polos. Como resultado, as mudanças no conteúdo total de calor do oceano ilustram melhor o seu aquecimento. Quando comparada a 1969-1993, a absorção de calor aumentou entre 1993 e 2017.

O conteúdo de calor do oceano ou absorção de calor do oceano é a energia absorvida e armazenada pelos oceanos. Para calcular o conteúdo de calor do oceano, é necessário medir a temperatura do oceano em muitos locais e profundidades diferentes. A integração da densidade de área de uma mudança na energia entálpica em uma bacia oceânica ou em todo o oceano fornece a absorção total de calor do oceano. Entre 1971 e 2018, o aumento no conteúdo de calor do oceano foi responsável por mais de 90% do excesso de energia da Terra proveniente do aquecimento global. O principal fator desse aumento foi causado pelos seres humanos por meio de suas crescentes emissões de gases de efeito estufa. Em 2020, cerca de um terço da energia adicionada havia se propagado para profundidades abaixo de 700 metros.

Em 2023, os oceanos do mundo foram novamente os mais quentes do registro histórico e ultrapassaram o recorde máximo anterior de 2022. As cinco observações mais altas de calor oceânico a uma profundidade de 2 000 metros ocorreram no período de 2019 a 2023. O Pacífico Norte, o Atlântico Norte, o Mediterrâneo e o Oceano Antártico registraram suas maiores observações de calor em mais de sessenta anos de medições globais. O conteúdo de calor do oceano e o aumento do nível do mar são indicadores importantes das mudanças climáticas. miniaturadaimagem|250x250px|Acidificação dos oceanos: pH médio da água do mar. O pH médio da água do mar é mostrado com base em medições in-situ do pH da miniaturadaimagem|250x250px|Mudança no pH desde o início da revolução industrial. O cenário é de “baixas emissões de CO2”. O cenário RCP8.5 é de “altas emissões de CO2”

Acidificação oceânica

Escalas de tempo Muitos elementos do sistema climático relacionados ao oceano respondem lentamente ao aquecimento. Por exemplo, a acidificação do oceano profundo continuará por milênios, e o mesmo se aplica ao aumento do conteúdo de calor do oceano. Da mesma forma, o aumento do nível do mar continuará por séculos ou até milênios, mesmo que as emissões de gases de efeito estufa sejam reduzidas a zero, devido à resposta lenta das camadas de gelo ao aquecimento e à absorção contínua de calor pelos oceanos, que se expandem quando aquecidos.

Efeitos no ambiente físico esquerda|miniaturadaimagem|250x250px|O nível médio global do mar subiu cerca de 250 milímetros desde 1880, aumentando a elevação sobre a qual ocorrem outros tipos de inundação (inundação de maré alta, tempestade)

Elevação do nível do mar