Le ricerche connesse al problema dei cambiamenti climatici sono condotte in vari modi, a volte raccogliendo dati riguardanti eventi del passato anche remoto per capire le reazioni di vari organismi. Alcune ricerche pubblicate su riviste del gruppo Nature offrono nuove informazioni per migliorare i modelli attuali. Anche la NASA contribuisce mettendo a disposizione di tutti dati raccolti non solo con i satelliti ma anche partecipando a ricerche collegate al clima.

Un articolo pubblicato sulla rivista Nature descrive una ricerca che porta prove del fatto che aumentare il calore accelera l'inverdimento primaverile di alberi maturi, arbusti e muschi e ritarda il cambiamento di colore tipico dell'autunno. Un team di ricercatori ha condotto un esperimento simulando le condizioni di un ambiente più caldo per vedere quali fossero le reazioni di una serie di piante.

L'esperimento, chiamato SPRUCE (Spruce and Peatland Responses Under Changing Environments), è stato condotto nel corso di tre anni in 10 ambienti chiusi regolati a cinque diverse temperature e due diversi livelli di anidride carbonica per simulare diverse condizioni ambientali.

Ricerche precedenti avevano mostrato l'importanza dell'accorciamento delle giornate in autunno nei cambiamenti che avvengono nelle piante durante quella stagione. Tuttavia, l'esperimento SPRUCE ha mostrato differenze significative in quei cambiamenti collegate alla temperatura dell'ambiente. Le piante nell'ambiente chiuso più caldo creato, a una temperatura di 9° Celsius superiore a quella nell'ambiente esterno, sono rimaste verdi e attive fino a sei settimane in più. Quelle piante hanno anche perso la loro protezione contro il freddo invernale prima nel corso della primavera successiva, lasciandole vulnerabili a una gelata tardiva nel 2016.

Un articolo pubblicato sulla rivista Nature Communications descrive una ricerca su antichi sedimenti marini. Un team di ricercatori della Syracuse University ha condotto una ricerca geologica nel sito in cui c'era l'antico oceano chiamato Tetide, dove oggi c'è il mar Mediterraneo. La misurazione della composizione degli isotopi di azoto nei sedimenti fornisce informazioni utili per capire i cambiamenti nelle condizioni marine del corso di un periodo chiamato Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM), un breve periodo di rapido riscaldamento globale avvenuto circa 56 milioni di anni fa.

L'idea alla base di questa ricerca è di cercare di capire i processi in atto oggi grazie alle informazioni raccolte su ciò che è avvenuto nel lontano passato. Il risultato dell'analisi della distribuzione degli isotopi di azoto nel corso del tempo mostra che prima di quel rapido riscaldamento globale si instaurarono condizioni di anossia, cioè si arrivò a una scarsità di ossigeno disciolto in quell'antico oceano. È un fenomeno che si sta verificando anche oggi mettendo in pericolo gli oceani e di conseguenza tutto il pianeta.

La NASA e la National Science Foundation hanno finanziato la campagna oceanografica Export Processes in the Ocean from Remote Sensing (EXPORTS). Oltre cento scienziati e tecnici di quasi trenta istituzioni hanno condotto la prima campagna scientifica multidisciplina coordinata per studiare l'impatto del fitoplancton che indica gli organismi considerati parte del grande gruppo del plancton capaci di fotosintesi, sul ciclo di carbonio.

Questa ricerca sviluppa ulteriormente studi precedenti che avevano coinvolto la NASA come quello che si era concentrato sul fitoplancton. Questo studio riguardava il ciclo dell'ossigeno ed è stato condotto tra il 2006 e il 2015 usando rilevazioni del satellite CALIPSO della NASA.

L'anidride carbonica, un gas fondamentale per l'effetto serra, è formata proprio da carbonio e ossigeno perciò è parte dei cicli di questi due elementi. Tutti i dati raccolti nel corso degli anni in un modo o nell'altro contribuiscono a capire meglio i processi legati alla vita del plancton, un insieme molto eterogeneo di organismi spesso microscopici i quali possono avere comunque un impatto notevole su certi cicli perché esistono in quantità enormi.

I processi che regolano il clima a livello globale sono complessi perciò è necessario continuare a condurre ricerche e ad accumulare dati, del passato e del presente, per capirli meglio. I risultati finora raccolti mostrano tendenze negative con seri rischi di aumenti di fenomeni meteorologici estremi e di collassi degli ecosistemi ed estinzioni di massa con tutto ciò che ne conseguirebbe anche sugli esseri umani.