除了影响地球气候区的地形外，海洋还通过规律性的振荡，导致气候在数周至数十年的时间范围内发生变化。这样的例子包括热带太平洋的厄尔尼诺南方涛动（ENSO）（包括厄尔尼诺和拉尼娜极端现象）、印度洋偶极子和北大西洋涛动。当海面温度、大气压力和风况等型式发生变化时，会产生比正常情况更暖或更冷、更湿或更干的气候期，从而引发涛动。
随着对海洋和大气监测的改善和科学认识的提高，科学家们能够不断更好地识别和预测这些涛动，从而预测气候和天气。WMO区域气候中心和区域气候展望论坛会利用这些知识来制作一致的季节性气候预报。
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