地球温暖化の進行状況を見積もる際は、どの変化に焦点を当てるか、また研究に使用できるデータベースなどによって議論の対象となる時間の長さは異なってくる。計測機器を使用した地球規模での気温の観測は1860年頃から始まっており、観測点は年々増え移動する観測点も多い。IPCCの第4次報告書の陸地の「世界平均気温」については、都市のヒートアイランド現象の影響が最小限となるようGHCN（Global Historical Climatology Network）などのデータから観測地点を選び、さらに人口などによる都市化の補正を行うことで地表平均気温の値を算出している。これまでIPCCは基本的にGHCNのような地上観測データに準拠してきたが、近年はラジオゾンデや衛星観測などによって精密なデータが得られるようになってきた。しかし、衛星データには観測年数が少ないという欠点がある。また、温室効果モデルによれば地上よりも対流圏中層の気温が上がるといわれているが、ラジオゾンデなどによって実際に観測された気温データには、対流圏中層の特異的な昇温現象（ホットスポット）は観測されていないなど、モデルと観測の食い違いが指摘されている。一方、気象庁の陸地の「世界の年平均気温」はこれまでGHCNの全データを用いて算出していたが、データ精度の信頼性をより高めるために、2001年以降は気象庁に世界各国の気象機関から入電された月気候気象通報（CLIMAT報）の全データを用いて算出しており、都市化による補正は行われていない。また、全球平均海面水温はCOBE-SSTが用いられるようになり、陸地と海洋部分のデータを合わせることで、これまでよりさらに誤差の少ない全球平均気温が気象庁においても得られるようになってきた。GHCNの観測地点は増減を繰り返しているため、その平均気温は絶えず異なる数の母集団から求められており、継続した気温の変化を単純に比較することを難しくしている。特に1990年前後を境に観測地点の急激な減少と平均気温の急上昇が同期して起こっている。また、GHCNの観測地点はアメリカやヨーロッパなどの先進国に偏っており、気温測定そのものに対しても、観測地点の周囲の環境の変化による影響や百葉箱などの保守管理に対する不備を指摘する声もあり、観測地点の選定や都市化の影響等を受けた近年の気温測定に関する不備を指摘する声は少なくない。一方、IPCCの報告書によれば気温変化における都市化の影響はそれほど大きくないとされているが、観測地点の変化と平均気温の間に高い相関が見られることなどから、IPCCの気温データに対して批判的な見方がある。長期の見積もりに関しては、樹木の年輪や氷床など様々な自然界の指標を用いて1000年単位の気温変化の復元が行われている（上記）。
さらに長い時間スケールについては、堆積物コアの記録で知ることが出来る。長く続く第四紀氷河期の中で、氷期/間氷期の顕著なサイクルが始まったのは地質学的には最近のことである。この現在まで続く氷河期は、およそ4,000万年前の南極での氷河作用の開始と共に始まり、300万年前の北半球の大陸氷床の拡大により、周期を伴った大きな振動を示すようになった。このように徐々に起こる気候の変化は、地球の歴史45億年の間頻繁に起こり、大きな原因としては大陸と海洋の配置の変化がある。
南極ボストークの氷床コアからは42万年前までさかのぼったさらに長い時間の記録が得られ（、）、EPICAコアでは最近では80万年前まで掘削・解析が進んだ。他の多くのコアも10万年前以上までさかのぼることが出来る。ボストークコアは4つの氷期/間氷期サイクルをカバーしており、グリーンランドから得られたGRIPとGISPの2つのコアは、現在より一つ前の間氷期まで得られている。コアのデータに見られる大規模な氷期間氷期のシグナルは見事に一致しているが、微細な変動の解釈にはまだ問題が残っている。また、気温と同位体変化との関係についても完全に明らかになっているわけではない。
AIPは機関の体積に比して機関出力が極めて低く、原子力機関のように（人的制約を別として）実質的に無制限の水中航続力を実現することは依然として不可能である。現在のAIP技術では、機関出力の上限は300[kW] - 400[kW]前後となっており、2 - 8 kt（約4 - 15 km/h）の低速航行が限界で、在来型の蓄電池推進にも及ばない。従って補助動力機関として利用されている。また、燃料のほかに酸素を搭載しなければならないが、液体酸素は沸点が低い（マイナス183℃）ために取り扱いが難しい。燃料電池方式では、さらに水素をも貯蔵しなければならないが、ジーメンス社の水素吸蔵合金は高価かつ重量がかさむ点で、バラード社のメタノール改質方式は250から300℃の高温を必要とすると言う点で、それぞれコストの上昇が避けられない。酸素・水素のいずれであれ、気体の液化貯蔵には極低温が必要であり、腐食性や可燃性といった危険性が伴う。いずれも艦内火災に極めて脆弱な潜水艦においては、大きな難点となる。ジーメンス方式の燃料電池以外のAIP技術では、いずれも発生した廃棄物を船外に排出しなければならない。高温のガスであるこれらの廃棄物は、赤外線源となって、潜水艦の最大の武器であるステルス性を損ねる。多くの場合、高温の排気ガスは艦外排出時には冷却と液体化が施されるが、その排出時の温度は艦外水温と比較して高温となり、大幅に低減されるもののステルス性の障害である事は変わらない。また、排気ガスに、海水圧に抗し得るだけの充分な圧力がない場合には、加圧が必要となるため、潜入深度と加圧排気ポンプによる騒音発生との間でのトレードオフが生じる。AIP技術に期待されているのはより限定的な課題、すなわち、長期間（3～4週間）にわたる連続潜航・哨戒を可能にすることである。哨戒海域との往還にはシュノーケル吸排気の在来型ディーゼルを用い、作戦中の低速哨戒にはAIPを、戦闘時の高速発揮には蓄電池をと使い分けて利用される技術であり、ディーゼル機関を補完する位置づけにある。限界をはあるにせよ、現在のように数日程度に過ぎない通常動力潜水艦の連続潜航時間を大幅に延長できるAIPには大きな魅力があり、安全性や出力、エネルギー効率の向上に意が注がれている。また、近年では高出力高容量化したリチウムイオン電池を採用する事でスターリングエンジンを使用するシステムを凌駕する事が期待されており、そうりゅう型潜水艦の11番艦以降ではAIPを廃して、その分もカバーできるようリチウムイオン電池を搭載する手法が検討されている。高コストではあるが、AIPよりもリチウム電池のほうが出力が大きいことから、AIPのように低速で長時間潜航を行えるのと同時に、在来潜・AIP潜では想像もできなかったような高速での連続航行をも可能とすると期待されている。その後、水中持続力等向上のため、AIPを廃した上でリチウム電池を搭載する方式に決定された。