Ilmaston lämpenemisen vaikutukset

Ilmaston lämpenemisellä on monenlaisia ympäristöön ja ihmiselämään kohdistuvia vaikutuksia. Ilmastonmuutoksen väitetään johtuvan pääasiassa ihmisen aiheuttamista kasvihuonekaasupäästöistä ja näkyy kohonneina pintalämpötiloina, merenpinnan nousuna ja pohjoisen pallonpuoliskon hupenevina jääpeitteinä, joskaan näistä ilmiöistä ei ole vielä riittävästi luotettavaa empiiristä aineistoa. Oletetusta ilmaston lämpenemisestä uskotaan seuraavan merenpinnan nousua, sadannan ja maanviljelyn muutoksia, jäätikköjen peräytymistä, Arktisen mannerjään kutistumista ja merijään repeytymistä. Lämpenemisen välillisinä ja alueellisina vaikutuksina puolestaan pidetään äärimmäisten sääilmiöiden lisääntymistä ja voimistumista, tartuntatautien leviämistä, kausittaisisten ilmastoilmiöiden ajoituksessa tapahtuvia muutoksia, lajien sukupuuttoja sekä merkittäviä talousvaikutuksia. Lämpeneminen myös aiheuttaa lisää lämpenemistä. Lisäksi ilmaston lämpeneminen voi johtaa laajamittaisiin ja mahdollisesti peruuttamattomiin maailmanlaajuisiin vaikutuksiin, jollaisia olisivat esimerkiksi napajäätikoiden kutistuminen, merenpinnan mittava nousu, valtamerien vesikierron muutokset sekä eliölajien laajamittaiset sukupuutot.
Vaikutukset vaihtelevat alueittain. Kohtalaisella 1–3 °C lämpenemisellä oletetaan olevan hyötyjä joillekin alueille ja haittoja taas toisille. Voimakkaammalla lämpenemisellä uskotaan olevan haitallinen kokonaisvaikutus kaikilla alueilla. Erityisesti haitat kohdistuvat köyhiin alueisiin ja kehitysmaihin.
Kasvava huolestuneisuus vaikutuksista on synnyttänyt ja voimistanut ilmastopoliittiseen keskusteluun osallistuvia kansalaisliikkeitä sekä käynnistänyt poliittisia prosesseja ilmaston lämpenemisen hillitsemiseksi ja siihen sopeutumiseksi. Hallitustenvälisen ilmastopaneelin IPCC:n neljäs arviointiraportti vuodelta 2007 sisältää yhteenvedon ilmaston lämpenemisen odotetuista ja todennäköisistä vaikutuksista.
Tunnettu yhdysvaltalainen tiedelaitos Massachusetts Institute of Technology (MIT) julkisti toukokuussa 2009 uuden arvion maapallon ilmaston lämpenemisestä tällä vuosisadalla. MIT:n ennuste on katastrofaalinen, planeetan keskilämpötila nousisi 3,5–7,4 astetta. Vielä vuonna 2003 MIT arvioi lämpenemisen jäävän 2,4 asteeseen.
MIT huomautti, että uusinkin lämpenemisarvio voi olla liian pieni, sillä siinä ei mahdollisesti oteta tarpeeksi huomioon kasvihuoneilmiön itseään kiihdyttävää ominaisuutta. Esimerkiksi napa-alueiden ikiroudassa olleiden soiden laajamittainen sulaminen vapauttaisi ilmakehään niin paljon metaania, että se kiihdyttäisi lämpenemistä entisestään.
Viimeaikaiset tutkimukset vuosilta 2012 ja 2013 ovat kuitenkin pienentäneet arviota lämpenemisestä selvästi. Naturessa vuonna 2013 julkaistu tutkimus arvioi lämpenemiseksi enää 1,3 astetta hiilidioksidin määrän noustessa kaksinkertaiseksi.

Palautekytkennät

Yksi ilmaston lämpenemisen keskeisimmistä vaikutuksista on lämpenemisen voimistuminen. Lämpeneminen voimistaa itseään muun muassa edistämällä luonnollisten kasvihuonekaasujen vapautumista maaperästä ja meristä.
Lämpötilaa muuttavilla pakotetekijöillä on seurannaisvaikutuksia eli palautekytkentöjä, jotka monimutkaistavat pakotetekijöiden suoria vaikutuksia ilmastoon.
Yksi korostetuimmista palautekytkennöistä liittyy veden höyrystymiseen. Ilmakehään vapautettu hiilidioksidi aiheuttaa ilmakehän ja maanpinnan lämpenemistä, mistä seuraa, että ilmakehään haihtuu lisää vettä höyryksi..Koska vesihöyry itsessään toimii kasvihuonekaasuna, tästä seuraa edelleen lisää lämpenemistä ja vesihöyryn vapautumista ilmakehään. Näin jatkuu, kunnes ilmasto saavuttaa uuden dynaamisen tasapainon, jossa kasvihuoneilmiö on kohonneen vesihöyrypitoisuuden vaikutuksen johdosta paljon voimakkaampi kuin mitä kohonneesta hiilidioksidipitoisuudesta yksin seuraisi.
Tämä vaikutus on peruutettavissa ainoastaan hitaasti johtuen hiilidioksidin pitkästä eliniästä ilmakehässä.
Pilvistä johtuvat palautekytkennät ovat meneillään olevan tutkimuksen ja keskustelun aihe. Pilvet säteilevät lämpöä takaisin maanpinnalle aiheuttaen lämmittävän vaikutuksen, mutta samalla heijastavat auringonvaloa ja säteilevät lämpöä avaruuteen aiheuttaen viilentävän vaikutuksen. Kasvanut vesihöyrypitoisuus saattaa aiheuttaa tai olla aiheuttamatta lisäystä maailman pilvipeitossa. Eri pilvityypeillä on erilainen vaikutus lämpötilaan. Pilvien nettovaikutusta ei ole perusteellisesti mallinnettu, mutta se on merkittävin tekijä heti vesihöyryn jälkeen ja se on positiivinen kaikissa IPCC:n neljänteen arviointiraporttiin osallistuneissa malleissa. 
Toinen tärkeä palautekytkentä on jään albedo eli heijastavuus. Ilmaston lämmetessä sulavien jäätikköjen alta paljastuu maata tai vesialueita. Sekä maan että veden albedo on matalampi kuin jään, eli ne heijastavat auringon säteilyä vähemmän ja imevät sitä itseensä enemmän. Tämä aiheuttaa lisää lämpenemistä, mikä puolestaan aiheuttaa lisää jäätikköjen sulamista, ja niin edelleen.
Ikiroudan sulamisesta ilmakehään vapautuvat hiilidioksidi ja metaani toimivat lämpenemistä aiheuttavana positiivisena palautekytkentänä. Esimerkiksi Siperian turvesoiden ikiroudan sulamisesta voi aiheutua jopa 70 000 miljoonan tonnin metaanipäästöt.Merijään sulaessa vapautuva metaani on mahdollinen positiivinen palautekytkentä. Lisäksi merien kyvyn säilöä hiiltä odotetaan laskevan lämpenemisestä aiheutuvan eliötasapainon muuttumisen myötä.
Vuosisadan puoleenväliin mennessä ekosysteemien kyky sitoa hiiltä saavuttaa huippunsa ja lähtee laskuun, voimistaen ilmaston lämpenemistä.

Äärimmäiset sääilmiöt

Sadekausien, tulvien ja monien muiden äärimmäisten sääilmiöiden ennustetaan yleistyvän ja voimistuvan ja niiden vaikutusalueen ja keston laajenevan ilmaston lämpenemisen myötä. WMO:n mukaan sään ääri-ilmiöt eivät kuitenkaan ole vielä määrällisesti tai voimakkuudeltaan lisääntyneet, vaan ääri-ilmiöiden vaikutukset ovat lisääntyneet muiden tekijöiden vuoksi. Tärkeimpinä tekijöinä ovat väkiluvun kasvu ja siitä johtuva ihmisten asuminen yhä katastrofiherkemmillä alueilla.
USA:ssa kuivuuskausi vuonna 1988 oli pahin 400 vuoteen. Vähintään F1-tason tornadoja on havaittu vuosittain 300–900 kpl vuosina 1954–2012. Tornadoiden kokonaismäärässä ei tuolta ajalta ole havaittavissa trendiä. Voimakkaiden tornadoiden (F5+) määrä on 1970-luvun jälkeen laskenut merkittävästi .
Ennusteiden mukaan trooppisten hirmumyrskyjen määrä kaksinkertaistuu, jos maan keskilämpötila nousee viisi astetta. Syy tähän on yksinkertainen: Mitä korkeammaksi lämpötilat nousevat, sitä enemmän syntyy ylöspäin nousevia ja pyörremyrskyiksi muuttuvia ilmanvirtauksia, sillä trooppinen hirmumyrsky ei voi syntyä, jos valtameren pintavesi ei ole vähintään 27 °C lämmintä.
Atlantin Hurrikaaninen lukumäärä on kuitenkin pysynyt viimeisen vuosisadan hyvin tasaisena, eikä hurrikaanien voimakkuudessa tai määrässä ole havaittavissa muutoksia. Viimeinen vähintään luokan 3 maalle asti saapunut Hurrikaani on Wilma vuodelta 2005. Wilmasta on alkanut mittaushistoriassa ainutlaatuisen pitkä tauko, jona aikana yksikään voimakas Hurrikaani ei ole osunut mantereelle.

Muutokset ekosysteemeissä

Lumipeitteiden vetäytymisellä, jäätikköjen sulamisella, merenpinnan nousulla ja vesistöjen lämpenemisellä on mittavia vaikutuksia ekosysteemeihin. Ekosysteemien rakenteissa ja toiminnoissa sekä lajien vuorovaikutuksessa ja alueissa on odotettavissa merkittäviä, biodiversiteetin sekä veden- ja ruoantuotannon kannalta pääosin haitallisia muutoksia.
Yksittäisiin lajeihin kohdistuvat vaikutukset voivat heijastua edelleen kokonaisiin ravintoketjuihin. Esimerkiksi merien happamoitumisen odotetaan vahingoittavan merten kuorellisia organismeja ja niistä riippuvaisia lajeja. Lukuisten ekosysteemien muutoksensietokyky on vaarassa ylittyä tämän vuosisadan aikana ilmaston lämpenemisen, lämpenemisestä aiheutuvien vaikutusten sekä ihmisen muun toiminnan seurauksena. IPCC arvioi otoksen perusteella, että 20–30 % kasvi- ja eläinlajeista on vaarassa kuolla sukupuuttoon, mikäli maapallon keskilämpötila nousee 1,5–2,5 °C.
Ihmisen toiminnan vaikutukset fyysisiin ja biologisiin systeemeihin ovat havaittavissa viimeisten 30 vuoden ajalla. Näissä systeemeissä tapahtuneista muutoksista yli 89 % ovat lämpenemisen odotettujen vaikutusten kanssa yhteneväisiä. Ilmastomallit, jotka ottavat huomioon luonnollisten tekijöiden lisäksi ihmislähtöiset pakotevaikutukset, selittävät havaittuja paikallisia ja maailmanlaajuisia muutoksia merkittävästi paremmin kuin sellaiset mallit, jotka huomioivat vain luonnolliset pakotevaikutukset.
Kevättapahtumat kuten lehtien silmuuntuminen sekä lintujen muutto ja pesintä ovat aikaistuneet. Kasvi- ja eläinlajit ovat siirtyneet pohjoisemmaksi ja korkeammille alueille. Kevään tulon myötä tapahtuvan vihertymisen aikaistumista on havaittu satelliittikuvista 1980-luvun alusta lähtien.
Pohjoisissa ja eteläisissä merialueissa on havaittu muutoksia levissä, planktonissa ja kaloissa ja niiden populaatioissa. Levien ja planktonin määrä pohjoisissa ja eteläisissä sekä korkeissa järvissä on lisääntynyt. Kalojen keväinen jokivaellus on aikaistunut.
Korallit ovat erityisen haavoittuvaisia lämpötilanmuutoksista aiheutuvalle rasitukselle, ja ne sopeutuvat muutoksiin huonosti. 1–3 °C nousu merien pintalämpötiloissa aiheuttaa koralliriuttojen vaalenemista ja laajaa kuolemista, ellei sopeutumista tapahdu.
Eräs tutkimus ennustaa, että 1103 eläin- ja kasvilajin otoksesta 18–35 % katoaa sukupuuttoon 2050 mennessä ilmastonmuutoksen seurauksena.
Pohjoisnapaa ympäröivien kelluvien jäämassojen sulaminen olisi tuhoisaa useille arktisille eläinlajeille. Jään alla kasvavat levät ja plankton katoaisivat jäiden mukana. Tämä ei vaikuta kovin suurelta, mutta ne ovat koko ravintoketjun perustana tällä muuten kasvittomalla paikalla. Linnut ja kalakannat menehtyisivät tai muuttaisivat pois ensin ja jäljelle jääneet jääkarhut ja mursut jäisivät vaille ravintoa, sillä ne ovat riippuvaisia jäälautoista eivätkä voisi seurata kaloja uusille alueille. 
Myös merissä olevat koralliriutat häviäisivät. Monet lajit elävät jo nyt lämpötilan sietokykynsä ylärajoilla, ja tarvitsevat matalaa vettä saadakseen tarpeeksi valoa. Näitä mahdollisuuksia ei kuitenkaan ole, jos vesi nousee ja lämpötilat kohoavat. Pieni lämpötilannousu johtaa korallien vaalenemiseen, suuri niiden kuolemaan. Niiden mukana häviäisivät monet eliölajit, sillä siellä elää enemmän eliölajeja kuin missään muualla veden pinnan alla. Koralliriutat ovat toiseksi lajirikkain ekosysteemi trooppisten sademetsien jälkeen.

Jää- ja vesialueet

Vuoristojen jäätikköjen kiihtyvä sulaminen aiheuttaa jokivirtojen voimistumista ja kevätjuoksun aikaistumista, mistä seuraa muun muassa tulvimista. Jokien ja järvien lämpenemisellä on vaikutuksia eliöstöön ja veden laatuun. Jokien tulvat ja vedensaanti kasvavat suurilla leveysasteilla ja osassa kosteita trooppisia seutuja 10–40 %, ja laskevat 10–30 % osassa kuivia alueita. Kuivuuskausien vaikutusalueet laajenevat samalla, kun rankkasateet yleistyvät aiheuttaen tulvia.
Vuosisadan mittaan jäätiköiden ja lumipeitteiden makean veden varastot hupenevat ja niiden myötä vuoristojoet pienenevät. Tämä vähentää veden saatavuutta tällaisten jokien juoksualueilla, joilla asuu yli kuudennes maailman ihmisistä.
Ikiroudan sulaminen johtaa maan epävakauteen.

Jäätiköt

Suuret mannerjäätiköt reagoivat ilmaston muutoksiin hyvin hitaasti, jopa vuosituhansien aikaskaalassa. Yhdysvaltain avaruusjärjestö NASAn mittausten mukaan Antarktiksen lämpötila on yleisesti laskenut vuosien 1982–2004 välisenä aikana.
Lämpötila on laskenut melko epätasaisesti eri alueilla, ja eniten lämpötila on laskenut keskellä Antarktista. Lämpötilan lasku on kokoluokaltaan noin 0–0,2 °C, mutta Antarktiksen ympärillä on havaittavissa lämpötilan nousua. Tulokset perustuvat muutamien NOAA-satelliiteissa oleviin AVHRR-sensoreiden tekemiin mittauksiin jään lämpötilasta. Ilman lämpötilan vaihteluita ei ole mitattu. NASAn mukaan yksi mahdollinen selitys lämpötilan nousulle on, että ympäröivän meren lämpiämisen johdosta sadanta Antarktiksella on noussut ja lisääntynyt lumisade on viilentänyt keskustaa. Toinen mahdollinen selitys on NASAn mukaan on, että yläilmakehän otsoni absorboi tehokkaasti UV-säteilyä, mutta otsonikadon takia stratosfääri on viilentynyt, mikä on taas vahvistanut polaaripyörrettä, joka estää lämpimän ilman pääsyn mantereen keskustaan.
Grönlannin ja Antarktiksen jäätiköiden sulaessa merenpinta nousee, aluksi vain senttimetrejä, pitkällä aikavälillä jopa metrejä. Jos Grönlannin jäätiköt sulaisivat kokonaan, merenpinta nousisi jopa 7 metriä. Jäätiköiden sulaminen vuoristossa nostaa ensin jokien virtaamaa ja jäätiköiden kadottua lopulta kuivattaa joet.
Pohjoisella jäämerellä pysyvän jääpeitteen alue on pienentymässä vuosi vuodelta. The National Center of Atmospheric Researchissa tehdyn tutkimuksen mukaan jääpeite voi kadota kesän ajaksi kokonaan vuoteen 2040 mennessä.
Jäätikköjärvet laajenevat ja niiden määrä lisääntyy jäätiköiden kiihtyvän sulamisen myötä. Jäätikköjärvien purkautumisella voi olla vaarallisia vaikutuksia järvien läheisyydessä oleville ihmisasutuksille, ja jotkin maat ovatkin alkaneet varautua tämän varalta rakentamalla patoja ja ojituksia.

Merten hiilidioksidi- ja lämpövarasto

Valtameret varastoivat lämpöä ja hiilidioksidia. Lämpeneminen ja kaasutasapainon muutokset vaikuttavat säähän, myrskyihin ja vesiekologiaan. Merillä on suurempi lämpökapasiteetti kuin ilmalla, joten ne sitovat suurimman osan lämpöä. Myös Naturen 6/2008 ilmastomallien mukaan maapallo sitoo meriin auringosta ylimääräistä energiaa viivästäen ilman lämpenemistä. Meren lämpeneminen nostaa meren pintaa 1,6 mm/vuosi. 
James Hansenin arvion mukaan merien sitoutuminen on 0,6–0,8 W/m². Valtameret sisältävät 50-kertaisen määrän hiilidioksidia ilmaan verrattuna. Meri sitoo 4 mrd. tonnia CO₂/aari. Hiilidioksidin sitoutuminen ja vapautuminen on dynaaminen kaksisuuntainen reaktio: Sitoutuminen nousee lämpötilan laskiessa ja laskee lämpötilan noustessa. On mahdollista, että meristä tulee lämpötilan noustessa hiilinielujen sijaan suuri hiilipäästölähde. Pasi Toiviaisen mukaan vuoden 2000 jälkeen ilman hiilidioksidipitoisuus on kohonnut nopeammin kuin päästöjen perusteella pitäisi.

Muutokset merivirroissa

Ilmastonmuutoksen vaikutuksista merivirtoihin, esimerkiksi Golfvirtaan, on esitetty arveluja. Ilmastonmuutoksen ja esimerkiksi jäätiköistä sulavan makean veden on arvioitu muuttavan merivirtojen dynamiikkaa vaikeasti ennustettavalla tavalla. Tarkkaa näkemystä asiasta ei tällä hetkellä ole, mutta tutkimustyö jatkuu. 
1. joulukuuta 2005 Nature-lehdessä julkaistun brittitutkimuksen mukaan Golfvirta olisi hidastunut viimeisen 12 vuoden aikana peräti 30 %, mutta vielä ei osata sanoa, onko ilmiö pysyvä tai johtuuko se ilmastonmuutoksesta. Vuonna 2010 julkaistun tutkimuksen mukaan vuosina 2002–2009 ei ole havaittavissa muutoksia Golfvirran nopeudessa.

Golfvirran pysähtymisellä olisi dramaattiset viilentävät vaikutukset Euroopan ilmastoon, mutta sitä pidetään äärimmäisen epätodennäköisenä.

Vaikutukset ravinnontuotantoon

Kasvukauden aikainen kuivuus tulee yleistymään sekä Euroopassa että muissa maanosissa. Matalilla leveysasteilla jo 1–2 asteen nousu voi heikentää ruoan tuotantoa ja aiheuttaa nälänhädän riskiä. Ilmaston lämpeneminen aiheuttaa pohjoisten alueiden maataloudessa viljelyskauden aikaistumista.
Sahelin alueella Afrikassa koettiin pitkä kuivuusjakso 1960–1990-lukujen aikana. Eteläisessä Afrikassa kuivuuskaudet ovat pidentyneet ja sademäärät pienentyneet. Kuivuuden jälkeen Sahelin sateisuus on kuitenkin palautunut normaalille tasolle. Samalla Sahelin sadot ovat paikoin moninkertaistuneet.

Terveysvaikutukset

Lämpötilojen nousulla on lukuisia vaikutuksia ihmisterveydelle. Ilmaston lämpenemiseen liittyvistä äärimmäisistä sääolosuhteista aiheutuvat kuolemat, ilmastopakolaisuus ja taloudelliset menetykset voivat pahentua vaikutusalueilla väestötiheyden kasvun seurauksena, vaikka lämpimille alueille on odotettavissa myös pieniä hyötyjä kuten kylmyyteen kuolemisen laskua. Kaikkein suurimmat riskit ovat alavilla, tiheästi asutuilla alueilla kuten Aasian ja Afrikan suurilla jokisuistoilla, joilla tulvien riski on erityisen suuri.
Maailman terveysjärjestö WHO arvioi, että ilmastonmuutoksen seuraukset aiheuttavat vuosittain noin 150 000 ihmisen kuoleman ja 5 miljoonaa sairaustapausta. IPCC arvioi, että yhden asteen lämpötilanousu altistaisi 75–250 miljoonaa ihmistä puhtaan veden puutteelle; kahden asteen nousu altistaisi 350–600 miljoonaa ihmistä ja kolmen asteen nousu 1,8 miljardia ihmistä.
Ilmastonmuutoksella on myös psyykkisiä terveysvaikutuksia, kuten ilmastoahdistus.

Tautien leviäminen

Ilmastonmuutoksen on arvioitu mahdollistavan malarian kaltaisten tartuntatautien leviämistä. Tautien leviämiseen liittyy kuitenkin lämpötilojen ohella monia muitakin tekijöitä.
Trooppiset sairaudet eivät pääse leviämään niin pahasti pohjoisessa muun muassa kylmän ilmaston vuoksi. Lämpötilan nousun seurauksena sairaudet selviävät pohjoisempanakin, missä ihmiset ovat niille täysin vastustuskyvyttömiä. Ilmastonmuutoksista aiheutuvista kansainvaelluksista, sekä veden nousun aiheuttamat sikiämispaikat malariasääskille lisäävät epidemioiden riskiä.  
Maailman terveysjärjestön WHO:n mukaan mahdollisia leviäviä sairauksia ovat muun muassa malaria, unitauti, Chagasin tauti, lavantauti ja tuberkuloosi. Näitä bakteeriperäisiä sairauksia vastaan on olemassa lääkkeitä, mutta niiden tehoaminen ei ole varmaa, sillä osa kannoista on tullut niille jo immuuneiksi.
Tautien lisäksi myös siitepölyesiintymät muuttuvat.

Talousvaikutukset

Jotkin taloustieteilijät ovat yrittäneet arvioida ilmastonmuutoksen aiheuttamien maailmanlaajuisten vahinkojen kokonaishintaa. Ratkaisevia päätelmiä taloudellisista vaikutuksista ei vielä ole. 100 arvion yhteen summaavassa tutkimuksessa vahinkoarviot vaihtelivat 10 Yhdysvaltain dollarista hiilitonnia (tC) kohti (3 dollaria per hiilidioksiditonni) aina 350 dollariin/tC (95 dollaria per hiilidioksiditonni), keskiarvonaan 43 dollaria/tC (12 dollaria per hiilidioksiditonni). Eräs kuuluisa raportti talousvaikutuksista on Sternin raportti, jonka mukaan ilmastonmuutokset vaikutukset saattavat vastata maailman bruttokansantuotteen vähenemistä viidellä prosentilla vuosittain.
Ilmastonmuutoksen yhä voimistuvia taloushaittoja käsittelevässä yhteenvedossaan Yhdistyneiden kansakuntien ympäristöohjelma UNEP korostaa vakuutus- ja pankkiriskejä. Maataloudella, liikenteellä ja muilla sektoreilla on todennäköisesti myös edessään ilmastonmuutoksen mukanaan tuomia vaikeuksia. Taloudelliset tappiot ovat erityisen merkittäviä köyhillä alueilla, ja suurimmat talousriskit kohdistuvatkin kehitysmaihin ennemmin kuin teollisuusmaihin.
EU-komission teettämän selvityksen mukaan Pohjois-Euroopan talous voi hyötyä ilmaston lämpenemisestä matkailun muuttumisen myötä, kun taas eteläisen Euroopan talous luultavammin kärsii siitä. Myös vähemmän ihmisiä kuollee kylmyyteen pohjoisilla alueilla samalla kun arviolta 87 000 ihmistä kuolee vuosittain vuoteen 2071 mennessä eteläisempien alueiden lämmetessä entisestään, mikäli maapallon keskilämpötila nousee 3 astetta.

Äkilliset ja peruuttamattomat muutokset

Osa ilmaston lämpenemisen vaikutuksista saattaa olla äkillisiä ja peruuttamattomia. Tällaisia olisivat Pohjois-Atlantin vesikierron merkittävä hidastuminen, Grönlannin ja läntisen Etelämantereen jäähyllyjen merkittävä kutistuminen, ikiroutien sulamisesta ja ranta-alueiden sedimenttikerroksien kulumisesta aiheutuvat mittavat kasvihuonekaasupäästöt sekä hiilikierron muutoksista johtuva ilmaston lämpenemisen kiihtyminen. Äkillisten ja peruuttamattomien vaikutusten todennäköisyydestä, voimakkuudesta ja ajoituksesta on epävarmuutta, mutta niiden kaikkien uskotaan kasvavan ilmaston lämpenemisen voimistuessa, nopeutuessa ja pitkittyessä.
Jäähyllyjen osittainen katoaminen napa-alueilla saattaa johtaa merenpinnan nousuun metreillä, merkittäviin muutoksiin ranta-alueilla, alavien maiden peittymiseen vedellä. Kaikkein suurimmat vaikutukset koettaisiin suistoalueilla ja alavilla saarilla.
IPCC arvioi, että on kohtalaisen varmaa että noin 20–30 % tunnetuista eläinlajeista on korostuneessa uhassa joutua sukupuuttoon, mikäli lämpötilat nousevat yli 1,5–2,5 °C vuosista 1980–1999. Jos lämpötilat nousevat yli 3,5 °C, mallit ennustavat sukupuuttoa 40–70 %:lle maailman lajeista. 7 °C nousun myötä on mahdollista, että sulfaattia sulfideiksi hapettavien bakteerikantojen voimistuminen aiheuttaa suuria rikkivetypäästöjä ja johtaa vakavaan happikatoon merissä, millä on laajamittaisia vaikutuksia merien ekologiaan.

Mahdollisia myönteisiä vaikutuksia

Kohtalaisella 1–3 °C lämpenemisellä oletetaan olevan hyötyjä joillekin alueille ja haittoja taas toisille. 
Useimpien ekosysteemien tuottavuus saattaa lämpenemisen ja hiilidioksidin määrän kasvun myötä parantua. Tuottavuuden parantumista on havaittu pohjoisella pallonpuoliskolla satelliittimittauksissa vuodesta 1982 . Maapallon on myös havaittu laajalti vihertyvän oletettavasti hiilidioksidin määrän nousun aiheuttaman lannoitusvaikutuksen vuoksi . Lisäksi hiilidioksidin määrä ilmakehässä pienentää kasvien vedentarvetta, joka saa ne kestämään kuivuutta paremmin . Kasvien muiden hivenaineiden tarve voi kuitenkin osoittautua rajoittavaksi tekijäksi hiilidioksidin lannoitusvaikutuksen täyden hyödyn saavuttamisessa , jolloin satojen parantuminen voi edellyttää myös lannoituksen lisäämistä vastaavassa suhteessa.
Afrikassa Sahelin kasvillisuus on laajentunut huomattavasti 1980-luvulta 2000-luvulle. Sahelin vihertymisen syiksi on arveltu kasvanutta sademäärää ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden nousua. Hiilidioksidin määrän kasvu on merkittävästi lisännyt savannialueiden vihreyttä ja puuston määrää viimeisen 50 vuoden aikana myös eteläisessä Afrikassa.
Vastaavaa kasvun kiihtymistä hiilidioksidin määrän kasvaessa on havaittu myös merissä. Esimerkiksi meriheinän kasvu on kiihtynyt selvästi .
Biomassan määrällinen lisääntyminen ei kuitenkaan välttämättä ole yksinomaan hyvä asia, koska biodiversiteetti saattaa silti vähentyä. Biomassan lisääntyminen ei myöskään hyödytä ihmisiä, jos sadot pienenevät. Lisäksi IPCC:n mukaan hiilidioksidin määrän lisääntyminen lisännee kasvua vain tiettyyn rajaan asti.
Pohjoisen jäämeren sulaminen helpottaisi navigointia koillisväylällä ja lyhentäisi laivareittejä Euroopasta Aasiaan.
Voimakkaamman lämpenemisen haittojen arvioidaan ylittävän hyödyt kaikilla alueilla. Erityisesti haitat kohdistuvat köyhiin alueisiin ja kehitysmaihin.

Suomessa

2–6 asteen muutos globaalissa lämpötilassa havainnollistuu, jos sitä vertaa lämpötilaeroihin Suomessa. Helsingin ja Jyväskylän keskilämpötilojen ero on noin 2,5 astetta, ja Helsingin ja Sodankylän ero noin 6 astetta. Lämpenemisen epätasaisuuden vuoksi kuuden asteen muutos maapallon keskilämpötilassa ei kuitenkaan tarkoittaisi kuuden asteen muutosta Suomessa kaikkina vuodenaikoina. Sen sijaan Suomen keskilämpötila saattaa nousta 10 astetta, koska lämpötilojen ennustetaan muuttuvan enemmän lähempänä napoja. Toisaalta termohaliinikierron hidastuessa Suomi voi viilentyä muutamalla asteella. Tosin nimenomaan Suomen osalle nykyiset ilmastomallit ennustavat varsin maltillisia muutoksia.
Ilmastotutkijoiden mukaan kylmät talvet ovat Suomessa tulevaisuudessa harvinaisempia ja leudot yleisempiä. Talvista tulee järjestään lyhyempiä, sateisempia ja vetisempiä, samalla kun kesähelteet pitenevät. Vuosisadan lopun talvisessa Helsingissä tulee tutkijoiden mukaan olemaan samanlainen ilmasto kuin on nykyisin Brysselissä, poikkeuksena tietysti se, että Helsingissä tulee olemaan paljon pimeämpää kuin Brysselissä. Rovaniemen talvi-ilmasto tulee muistuttamaan Porvoon nykyistä ilmastoa. 
Metsien kasvu todennäköisesti lisääntyy erityisesti Pohjois-Suomessa, jonka metsät muistuttavat tulevaisuudessa eteläsuomalaista metsää. Myös tunturien metsänrajat tulevat nousemaan rinteitä ylemmäs. Etelä-Suomessa metsien lajisto lähinnä monipuolistuu, kun uusia lajeja siirtyy Suomeen etelästä. Etelä-Suomen metsien piirteet myös eteläistyvät, sillä tulevaisuuden lämmenneessä ilmastossa lehtipuut kykenevät kilpailemaan kuusen kanssa. Niinpä vuosisadan lopulla entinen hämäläinen sankka mustikkaa kasvava kuusimetsä muistuttaa suuresti Etelä-Baltian tai Itä-Puolan sekametsiä, joissa kasvaa kuusen lisäksi erittäin runsaasti jaloja lehtipuita, kuten pähkinäpensasta ja lehmusta. Jos ilmasto lämpenee siitäkin lisää, myös euroopanpyökki ja valkopyökki saattaavat levitä Suomen lounaisosiin. Tuhoeliöiden aiheuttamat vahingot lisääntyvät myös.
Perunarutto on yleistynyt ja aikaistunut lämpenemisen myötä.
Pohjoisten järvien avovesikausi on pidentynyt keskimäärin kahdella viikolla, minkä seurauksena järviä on kuivunut ja pieneliöstöt muuttuneet voimakkaasti.