إضافة إلى تأثير المحيطات على جغرافية المناطق المناخية في العالم، فإن المحيطات تتسبب في تقلبية المناخ على فترات تتراوح بين أسابيع وعقود من خلال التذبذبات المنتظمة. ومن أمثلة ذلك ظاهرة النينيو - التذبذب الجنوبي (ENSO)، التي تشمل ظاهرتي النينو والنينيا المتطرفتين - في المحيط الهادئ الاستوائي، والقطبية الثنائية للمحيط الهندي، والتذبذب في شمالي المحيط الأطلسي. وتحدث هذه التذبذبات عندما يتسبب تغيّر أنماط درجة حرارة سطح البحر، والضغط الجوي، والرياح، في حدوث فترات مناخية أكثر دفئاً أو برودة، أو أكثر مطراً أو جفافاً، من المعتاد.
ومع تحسين مراقبة المحيطات والغلاف الجوي، وتعزيز الفهم العلمي، يمكن للعلميين أن يحددوا هذه التذبذبات ويتنبأوا بها، وبالتالي بالمناخ والطقس، بشكل متزايد. وتستخدم مراكز المناخ الإقليمي (RCCs) والمنتديات الإقليمية للتوقعات المناخية (RCOFs) التابعة للمنظمة (WMO) هذه المعارف لإعداد تنبؤات توافقية بالمناخ الموسمي.