Ein besseres Verständnis der Auswirkungen des Klimawandels auf die marinen Ökosysteme ist für den Menschen sowohl aus ökologischer wie auch ökonomischer Sicht von herausragender Bedeutung. Die Reaktion von Phyto- und Zooplanktern auf klimatische Veränderungen spielt aufgrund ihrer Funktion als Primär- und Sekundärproduzenten im marinen Nahrungsnetz eine zentrale Rolle in diesem Prozess. Die Erwärmung der oberflächennahen Schichten in Ozeanen und Randmeeren hat ökologische Veränderungen in Form von Verschiebungen in den biogeographischen und zeitlichen Verteilungsmustern von planktischen Organismen zur Folge. Indirekte Temperatureffekte können u.a. aus einer verstärkten Stratifizierung, welche den vertikalen Austausch von Nährstoffen und damit ihre Verfügbarkeit für das Phytoplankton in der euphotischen Zone reduziert, resultieren. Unterschiede in der phänologischen Reaktion von Phyto- und Zooplanktern hinsichtlich gestiegener Wassertemperaturen können zur innerjährlichen Entkopplung funktionaler Verbindungen zwischen beiden Gruppen führen, mit Folgen auch für die Nahrungsverfügbarkeit und -qualität von Fischen. Der Anstieg der atmosphärischen Kohlendioxid-Konzentration (CO2) führt zu einer Versauerung der Meere und dadurch zu Veränderungen der chemischen Zusammensetzung des Meerwassers. Eine Abnahme des pH-Wertes hat u.a. potentiell negative Implikationen für kalzifizierende, planktische Organismen. Klimatische Effekte auf marine Ökosysteme können sich lokal und regional unterschiedlich manifestieren und, etwa in Küstenregionen, durch anthropogene Einflüsse (z.B. Nährstoffeinträge) überlagert werden. Biologisch-physikalische gekoppelte Modelle können einen Beitrag liefern, die Auswirkungen klimatischer Änderungen auf marine Ökosysteme besser zu verstehen und potentielle, zukünftige Entwicklungen abzuschätzen.