Наблюдаемые изменения в региональном климате за последние 50 лет сказались на биологических и гидрологических системах во многих частях мира (см. таблицу 2-1).

В ХХ веке проявилось заметное воздействие регионального изменения климата, в особенности повышения температуры, на биологические системы. Во многих частях мира наблюдаемые изменения в этих системах³, будь то антропогенного или естественного характера, носят относительно единообразный характер в самых разнообразных местах и/или регионах и соответствуют направлению ожидаемого воздействия региональных изменений температурного режима. Вероятность того, что наблюдаемые изменения в прогнозируемом направлении (без учета масштабов) могут произойти лишь только по воле случая, ничтожно мала. Такие системы включают, например, распределение видов, размеры популяций и сроки воспроизводства или миграции. Эти наблюдения позволяют сделать вывод о том, что региональное изменение климата представляет собой важный фактор, способствующий этим изменениям. Наблюдаются также изменения в типах (например пожары, засухи, лесовалы), интенсивности и частотности чрезвычайных погодных явлений, подверженных воздействию регионального изменения климата (антропогенного или естественного характера) и практики землепользования, которые в свою очередь сказываются на продуктивности и составе видов в пределах определенной экосистемы, особенно в высоких широтах и на больших высотах. Частота нашествия вредителей и вспышек болезней также изменилась, особенно в лесных экосистемах, и может быть связана с изменением климата. В некоторых регионах Африки сочетание региональных изменений климата (засуха в Сахели) или антропогенные стрессы приводят к снижению урожайности зерновых уже с 1970 года. Вместе с тем есть некоторые положительные аспекты потепления: например период роста в Европе увеличился примерно на 11 дней по сравнению с периодом 1950-1993 годов, в результате чего снизилось потребление энергии на отопление в зимнее время.

Повышение температуры поверхности моря отрицательно сказывается на коралловых рифах. В течение нескольких последних десятилетий во многих тропических районах океанов отмечалось повышение температуры на поверхности моря. При повышении температуры на поверхности моря на 1°С в течение одного сезона, многие кораллы подвергаются существенному, к тому же в частых случаях частично необратимому, обесцвечиванию, а при повышении на 3°С они начинают гибнуть в больших количествах. Это обычно происходит во время явлений Эль-Ниньо и усугубляется повышением температурного режима на поверхности моря. Эти случаи обесцвечивания зачастую имеют место в условиях действия других стрессов, например загрязнения.

Изменения в морских системах, особенно в популяции рыб, связываются с крупномасштабными колебаниями климата. Явление Эль-Ниньо неблагоприятно воздействует на рыбные промыслы в районе побережья Южной Америки и Африки, а десятилетний цикл колебаний в Тихом океане связывается со снижением продуктивности рыбного промысла в районе западного побережья Северной Америки.

Наблюдаются изменения в режимах водотоков, наводнений и засух. Данные о воздействии регионального изменения климата на элементы гидрологического цикла позволяют сделать вывод о том, что повышение температуры ведет к интенсификации гидрологического цикла. В последние десятилетия в крупных районах Восточной Европы, европейской части России и Северной Америки происходит сдвиг пикового расхода водотоков с весны на конец зимы. Более частое наступление засух и наводнений в некоторых районах также связывается с колебаниями климата, например засухи в Сахели и в северо-восточных и южных районах Бразилии и наводнения в Колумбии и северо-западной части Перу.