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全球在1901年至2018年间，海平面上升（英语：Sea level rise，简称SLR）的幅度为15–25厘米（cm，6–10英寸），即每年平均上升1–2毫米（mm）。[2]在2013-2022年的十年间，上升速度加速至4.62毫米/年。[3]人为造成的气候变化是主要原因：在1993年至2018年间，海水的热膨胀所造成的海平面上升程度即占42%、温带冰河融化占21%、格陵兰冰盖融化占15%，而南极洲冰盖融化则占8%。[4]:1576由于海平面上升的速度会滞后于地球变暖，预计从现在到2050年，上升仍会持续加速，纯粹是应对已发生的全球变暖结果。[5]根据人类温室气体排放的演化，如果从现在起到2100年，排放被深度削减后，海平面上升将达到30厘米（1英尺）多一点，但也可能会因高排放而加速，并会发生上升1米（3+1⁄2英尺），甚至是2米（6+1⁄2英尺）的风险。[6][7]长远看来，在气温升高1.5°C (2.7°F) 的情景下，在未来2,000年内海平面将上升2–3米 (7–10英尺)，在升温的峰值达到5°C (9.0°F) 的情景时，海平面将上升19–22米（62–72英尺）。。[6]:21
海平面上升最终将对地球的每处沿海和岛屿人口造成影响，[8][9]无论是经由洪水，还是更强的风暴潮、大潮和海啸。这会导致沿海生态系统如红树林等的丧失、灌溉水盐化导致农作物减产，以及港口受损而干扰海上贸易。[10][11][12]预计到2050年，因海平面上升将导致目前居住有数千万人口的地区面临每年会发生的洪水。如果人们不将温室气体排放大幅削减，受影响的人口数目在本世纪后几十年会增加到数亿。[13]因此目前未直接受到海平面上升影响的地区，在将来仍有可能受到大规模移民和经济破坏等问题的影响。
与此同时，由于潮差或地层下陷等地区性因素，以及个别生态系统、部门和国家不同的韧性和调适能力，所造成的损失程度将会有差别。[14]例如美国（特别是美国东岸）的海平面上升幅度已高于全球平均水平，预计到本世纪末将达到全球平均水平的2至3倍。[15][16]然而在受海平面上升影响最大的20个国家中，有12个位于亚洲。孟加拉国、中国、印度、印尼、日本、菲律宾、泰国和越南八国，其遭受海平面上升和地面沉降影响的合计人口，即占全球的70%。[17]还有，对世界人口规模最大的短期影响预计将发生在地势低洼的加勒比地区和太平洋岛国上，其中许多岛屿预计会在本世纪后期变得无法居住。[18]
人类社区可通过三种方式对海平面上升作调适：透过规划性撤退、海岸管理、或是建设实体建筑如海堤[19]等硬性，或进行沙丘稳定和海滩复原等软性方法来达到目的。有时这些调适策略是齐头并进，而有时则须在不同策略中做选择。[20]如果一个地区的人口迅速增加，规划性撤退的做法就有难度 - 预计非洲沿海低洼地区的人口在未来40年内将增加约1亿人，会成为特别严重的问题。 [21]较贫穷国家也难以采用与较富裕国家相同的方法来作调适，而在某些地点的海平面上升会因其他环境问题而加剧，例如那些所谓的下沉城市已经碰到的。[22]沿岸生态系统通常经由向内陆移动来调适，但由于自然或人为障碍，并非全然能达到目的。[23]
于1901年至2018年间，全球海平面平均上升约20厘米（或8英寸）。[6]经由卫星雷达测量而收集到更精确的数据发现从1993年到2017年共上升7.5厘米（3英寸，等于每年平均2.9毫米），[4]而在2013年至2022年的十年间加速至每年上升4.62毫米。[3]
全球海平面上升程度并不均匀。由于下陷（土地下沉或沉降）或回弹（因压力于冰融之后消失，土地回弹隆起），会导致某些陆地向上或是向下变动。因此会发生当地相对海平面上升中，有幅度高于或低于全球平均水平的情况。海上冰块产生的重力效应变化也将全球海水分布的差异扩大。[25][26]
当冰河或冰盖融化时，其质量降低会把重力作用降低。在一些靠近现在和以前冰河和冰盖的地方，会导致当地海平面下降，但远离冰盖的海平面会以超过平均水平的方式升高。因此格陵兰的冰损失对区域海平面的影响与南极洲的冰损失不同。[27]另一方面，大西洋变暖的速度比太平洋为快，而对欧洲和美国东岸产生影响，这些地区的海平面上升幅度是全球平均水平的3-4倍。[28]大西洋经向翻转环流（AMOC）的衰退也与美国东北海岸区域海平面的极端上升有关。[29]
许多港口、城市群和农业区都建在河流三角洲上，那里的土地沉降导致海平面上升相对大幅增加。这是由于以不可持续方式开采地下水、石油和天然气，以及建设堤坝和其他洪水管理措施，妨碍沉积物堆积所造成，而这类沉积物有补偿三角洲土壤自然沉降的作用。[30]:638[31]:88位于荷兰的莱茵-马斯-斯海尔德三角洲由人为造成的沈降总量估计为3-4米（10-13英尺），位于美国新奥尔良的密西西比河三角洲城市地区沉降超过3米（10英尺），位于北加利福尼亚州的萨克拉门托-圣华金河三角洲城市地区沉降超过9米（30英尺）。[31]:81–90另一方面，冰期后地壳回弹导致加拿大哈德逊湾和波罗的海北部周围的海平面相对下降。[32]
有两种方法可对海平面上升进行建模并做预测。其中一种，科学家把发生的过程因素用于建模，所有相关且易于理解的物理过程都包含在内。冰盖模型用于计算冰盖所造成的影响，大气环流模型用于计算海水温度上升及其膨胀所造成的影响。虽然一些相关过程可能未得到充分理解，但这种方法可预测响应中的非线性和长期延迟效果，而只对近期的研究可能会把这些非线性和长期延迟的后果忽略。
而另一种方法，科学家除用到一些基本的物理模型之外，还采用半经验技术，利用历史地质数据来确定海平面对全球变暖的可能反应。[33]这些半经验海平面模型依赖统计技术，利用观察到过去对全球平均海平面的影响与全球平均温度之间的关系。 [34]这类模型出现的部分原因是由于联合国政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 文献使用的大多数物理模型评估结果与20世纪的观测结果相比，有将海平面上升数据低估的情况。[26]
IPCC从1990年发布第一次评估报告开始，在每份报告（迄今已发布六次评估报告）中都提出全球在21世纪海平面上升的多种可能情景。情景之有差异，主要是由于未来温室气体排放具有不确定性（由于政治情况及经济发展难以预测），情景是基于不同温室气体排放假设而估算的可能结果。2013-2014年发布的第五次评估报告（AR5）中使用的情景称为代表性浓度路径）（RCP）。在每个RCP都会提供海平面上升的估计值，附有下限和上限的形式，以反映未知的部分。 在RCP2.6路径情景，温室气体排放量保持在足够低的水平，以符合巴黎协定将迄2100年的升温控制在2°C的目标。在RCP2.6路径情景，估计迄2100年的海平面上升约为44厘米（下上限范围各为28至61厘米）。对于RCP8.5路径情景，海平面将上升52至98厘米（20+1⁄2至38+1⁄2英寸）。[26][36]
由于缺乏可靠信息，该报告没估计南极洲冰盖部分彻底崩溃而加速全球海平面上升的可能性，只表达如果崩溃，21世纪的上升幅度不会超过几十厘米（具中等置信度）。[26]自其发表以来，已有多篇论文对此决定提出质疑，并纳入南极洲和格陵兰的冰盖崩溃过程，并将当前事件与古气候学数据进行比较，而提出更高的上升程度估计。[37][38][39]例如墨尔本大学研究人员于2017年发表的一份报告，估计冰盖过程将使第五次评估报告（AR5）中有关海平面上升的估计，在低排放情景下会增加约四分之一，在温和情景下会增加近二分之一，高排放情景下则几乎增加一倍。[40][41]于2017年发表的第四次美国国家气候评估提出与IPCC在低排放情景相当的估计，但表示如果在高排放情景下，物理上有可能触发南极冰层的不稳定，到2100年的海平面上升（相对于2000年）将会达到2.4米（10英尺），远高于AR5对相同场景下估计的130厘米（5英尺），但未将冰盖不稳定因素考虑在内。[42]
于美国哥伦比亚大学任教的兼职教授詹姆斯·汉森所领导的一项2016年研究，提出一种假设，认为脆弱的冰盖崩塌会导致近期海平面指数型加速上升，在10、20，或40年内均翻倍，而导致在50年、100年或200年达到好几米的上升。[39]然而这在科学界仍属少数人的观点。 [43]为进行比较，有两篇专家征询论文于2019年和2020年发表，均着眼于低排放和高排放情景。前者综合22位冰盖专家的预测，估计在低排放情景下，到2050年的上升中位数为30厘米（12英寸），到2100年的为70厘米（27+1⁄2英寸），在高排放情景下，到2050年的中位数为34厘米（13英寸），到2100年为110厘米（43+1⁄2英寸）。专家还估计即使在低排放情景下，也有小的可能性让2100年的上升超过1米，而在高排放情景下，上升也有可能超过2米，后者会导致全球有1.87亿人流离失所。[44]后一篇论文综合106名专家的看法，他们估计到2100年对RCP2.6的中位数为45厘米（17+1⁄2英寸），其中5%-95%置信度范围为21到82厘米（8+ 1⁄2– 32+1⁄2英寸）。对于RCP8.5，专家估计到2100年的中位数为93厘米（36+1⁄2英寸），其中5%-95%置信度范围为45到165厘米（17+1⁄2–65英寸）。[45]
到2020年，于格陵兰和南极洲观测到的冰盖损失被发现符合AR5预测的上限。[46][47]因此于2019年IPCC发表关于气候变化的海洋和冰冻圈特别报告（SROCC）中更新的上升预测，比AR5中的要高一些，此数字与观测到的海平面上升趋势的推断相比，会更为可信。[48]
IPCC第六次评估报告(AR6) 中使用的主要海平面上升预测集最终仅略大于SROCC中的预测。预测到2100年，SSP1-2.6路径（参见共享社会经济路径）会导致17-83%置信度范围为32-62厘米(12+1⁄ 2 –24+1⁄2英寸）的上升，SSP2-4.5路径情景会导致44–76厘米（17+1⁄2–30英寸）的上升，SSP5-8.5路径情景会导致65–101厘米（25+1⁄2-40英寸 ）的上升。该报告还提供在下限和上限的扩展预测，添加SSP1-1.9路径情景，该情景代表达到升温1.5°C (2.7°F) 的目标，可能的上升范围为28–55厘米(11–21+1 ⁄ 2英寸），以及涉及SSP5-8.5下的海洋冰盖和海洋冰崖不稳定等过程的“低置信度”叙述。报告对于这种情况提出警告说，到2100年，海平面上升超过2米（6+1⁄2英尺）的情况“不能排除”。[7]截至2022年，美国国家海洋暨大气总署（NOAA）表示在升温不超过2°C (3.6°F) 的情况下，于2100年的海平面上升0.5米 (19+1⁄2英寸) 概率为50%，在升温不超过3–5°C（(5.4–9.0°F)）的情况下，海平面上升0.5米的概率上升至>80%到>99% 之间。”[16]
电脑模型运算结果与海平面上升的气候代理记录呈现一致，[26]:1189显示出即使气温变得稳定，长期且量大的上升仍会持续几个世纪。[49]500年后，仅由海水热膨胀引起的海平面上升可能仅达到最终上升水平的一半，模型显示上升幅度可能在0.5–2米（1+1⁄2–6+1⁄2英尺）范围内。[50]此外，格陵兰和南极洲冰盖的临界点预计将在如此的时间尺度上发挥更大的作用，[51]非常长期的上升主要由南极洲的冰融化所主导，特别是如果变暖超过2°C (3.6°F）的时候。来自持续燃烧化石燃料所排放的二氧化碳会在未来千年内导致海平面进一步上升数十米。如将地球上可用的化石燃料耗尽，足以融化整个南极冰盖，导致海平面上升约58米（190 英尺）。[52]
在未来2,000年内，如果气温上升峰值达到当前设定的1.5°C (2.7°F)，则海平面预计将上升2–3米 (6+1⁄2–10英尺)、如果峰值温度控制在2°C (3.6°F)，则海平面将上升2–6 米(6+1⁄2–10英尺)、如果峰值控制在5°C (9.0°F) ，则海平面将上升19–22米 (62+1⁄2–72英尺)[6]:SPM-28如果温度上升停止在2°C (3.6°F) 或5°C (9.0°F)，海平面仍将继续上升约10,000年。在前一情况下，上升程度将达到比第一次工业革命前水平高8–13米 (26–42+1⁄2米)，而在后一情况下，将达到28–37米 (92–121+ 1⁄2英尺)。[53]
随着电脑模型和观测记录均有改进，而有一系列研究在进行中，试图为2100年之后几个世纪的上升做预测，但此在很大程度上仍为推测的结果。例如在2019年4月举行的专家征询，向22名专家询问在5°C升温，高变暖情景下对2200年和2300年海平面上升总量预测时，最终得出的90%置信度区间，分别为为-10厘米（4英寸） 到740厘米（24+1⁄2英尺）和−9厘米（3+1⁄2英寸）到970厘米（32英尺）（负值表示气候变化引发降水增加，而导致冰盖质量平衡大幅增加的可能性极低）。[44]由德国海洋学家及气候学家Stefan Rahmstorf领导向106名专家征询（另包括2,300名专家）有关RCP2.6路径情景和RCP8.5路径情景的看法：前者专家群提供的中位数为118厘米（46+1⁄2英寸），17%-83%置信度范围为54–215厘米（21+1⁄2–84+1⁄2英寸）和5%-95%置信度范围为24–311厘米（9+1⁄2–122+1⁄2英寸），而后者专家群提供的中位数为329厘米（129+1⁄2英寸），17%-83%置信度范围为167–561厘米（65+1⁄2–221英寸），5%-95%置信度范围为88–783厘米（34+1⁄2–308+1⁄2英寸） 。[7]
在2021年，AR6首次能在提供2100年上升预测的同时，也提供2150的预测。根据这份报告，在SSP1-1.9路径情景下将升温保持在1.5°C，到2100年，海平面上升在17-83%置信度范围为37-86厘米（14+1⁄2-34英寸），SSP1-2.6路径情景为46–99厘米（18–39英寸），SSP2-4.5路径情景为66–133厘米（26–52+1⁄2英寸），在SSP5-8.5路径情景将达到98–188厘米（38+1⁄2–74英寸）。此外，报告说在“低置信度”下，会导致到2100年的上升超过2米（6+1⁄2英尺），那么到2150 年，它将进一步加速，可能会接近5米（16+1⁄2英尺） 。这份报告还提供在SSP1-2.6和SSP5-8.5路径情景下，到2300年的海平面上升的较低置信度估计：前者在0.5米（1+1⁄2英尺）和3.2米（10+1⁄2英尺 ）之间。 ，而后者在略低于2米（6+1⁄2英尺）到略低于7米（23英尺）。最后，有低置信度的SSP5-8.5路径情景，届时上升有可能超过15米 (49英尺)。[54]
于2018年提出的估计，在二氧化碳排放量最终抵达峰值之前每5年的增加，到2300年上升的中位数就会增加20厘米（8英寸），其中有5%的可能性为1米 (3+1⁄ 2英尺），基于相同的情景。在同一估计显示如果升温稳定在2°C (3.6 °F) 以下，2300年海平面上升仍将超过1.5 米 (5英尺)，而之前因达到碳中和而缓慢下降的气温可能会将上升限制在70–120厘米（27+1⁄2–47英寸）。[55]
海平面变化可由海洋水量的变化、体积的变化或陆地海拔相对于海面的变化所引起。在一致的时段内，透过评估可找出对海平面上升的影响因素，并提供轨迹变化的早期迹象，而有助于为调适计划提供信息。[56]用于测量海平面变化的各项技术测量出的水平并非完全相同。潮汐计只能测量相对海平面，而人造卫星可测量出绝对海平面变化。[57]为精确测量海平面，科学家还研究地球上的冰和海洋对地貌学的影响，特别是由于过去的冰块消退而导致陆地仍在上升（地壳回弹作用），以及地球重力和地球自转的作用。[4]
自1992年发射托佩克斯/海神卫星以来，持续有一系列重叠的大地测量卫星以记录海平面及其变化。[58]这些卫星可测量由洋流产生的海面变化，并检测其高度变化趋势。为测量卫星与海面间的距离，卫星向地球发送微波脉冲，并记录从海洋表面反射后返回所需的时间。微波辐射计测量并校正由大气中水蒸气引起的延迟。将这些数据与航天器的已知精确位置相结合，可将海面高度差异控制在几厘米（约一英寸）之内。[59]根据卫星测高估计，在1993-2017年期间，全球海平面上升率为每年3.0 ± 0.4毫米（1⁄8 ± 1⁄64英寸）。[60]
卫星可用于测量局部性的海平面变化，例如于1993年至2012年之间发生在热带太平洋西部海平面的大幅上升。这种急剧上升与信风增加有关，当太平洋十年振荡（PDO）和圣婴-南方振荡现象（ENSO）之间互为转换时，信风就会增强。[61]PDO是种全海盆气候模式，分为两个阶段，通常每个阶段为时10至30年，而ENSO的周期较短，为时约2至7年。[62]
全球潮汐计网络是观察海平面变动的另一重要资讯来源。潮汐计记录较卫星记录具有较大的空间差异，但可涵盖更长的时段。[64]潮汐计的覆盖主要始于北半球，南半球的数据直到20世纪70年代仍然稀少。[64]为期最长的海平面测量记录是于1675年建于荷兰阿姆斯特丹的阿姆斯特丹标准水位（简称NAP）。[65]在澳大利亚也有广泛的记录，包括由一位业余气象学家从1837年开始的测量，以及从1841年开始在塔斯马尼亚亚瑟港囚犯定居点附近的死亡岛上，于一处小悬崖上设立的海平面基准测得的数据。[66]
把潮汐计网络与卫星高度计数据相结合，可确定全球平均海平面在1870年至2004年间已上升19.5厘米（7.7英寸），平均上升速度约为1.44毫米/年（20世纪为1.7毫米年） 。[67]到2018年，澳大利亚联邦科学与工业研究组织 (CSIRO) 收集的数据显示全球平均海平面年上升率已为3.2毫米（1⁄8英寸），是20世纪平均上升速度的两倍，[68][69]而2023年世界气象组织的报告显示在2013-2022年期间，上升速度进一步加速至4.62毫米/年。[3]这些观测有助于检查和验证气候变化模型的预测。
潮汐计数据也可显示区域间的差异。有些是由于当地海平面差异所造成，而另一些则是由于陆地垂直运动所造成。以欧洲为例，只有部分陆地在上升，其余的均在下沉。自1970年以来，大多数潮汐计测的的海平面均为升高，但波罗的海北部沿岸的海平面则因冰期后地壳回弹而呈下降。[70]
了解过往的海平面水平对了解当前此类过程结束后的海平面的情况，可提供重要资讯。在最近的地质历史中，气温升高和陆地冰变动而引起的海水热膨胀是海平面上升的主要归因。地球上一次发生过，比第一次工业革命前平均温度高2°C (3.6°F) 的时间是在12万年前，当时的米兰科维奇循环（由于地球轨道缓慢变化而导致日照量的变化）导致的变暖引发埃米安间冰期。在那次较暖的间冰期时期，海平面至少比现在高5米（16英尺）。[71]埃米亚变暖（间冰期）持续数千年，海平面上升的幅度表示有来自南极和格陵兰冰盖的巨大影响。[26]:1139 根据荷兰皇家海洋研究所的数据，大约300万年前大气中的二氧化碳浓度与当前最终升温超过2–3°C (3.6–5.4°F) 时的类似。这种温度升高最终将南极洲冰盖融化三分之一，导致海平面比目前值高出20米。[72]
自大约20,000年前的末次冰盛期以来，海平面已上升超过125米（410英尺），上升速度从前工业时代的每年不到1毫米，到大片冰层覆盖的加拿大和欧亚大陆融化后的每年40毫米以上。所谓融冰脉冲是由这些冰盖快速崩解所引起的海平面快速上升时期。距今约8,200年前，海平面上升速度开始放缓。过去2,500年的海平面几乎维持不变。最近海平面上升的趋势始于19世纪末或20世纪初。[73]
气候变暖导致全球海平面上升的三个主要因素是加热导致的海洋膨胀，以及冰盖和冰河融化带来的水量增加。 20世纪初以来海平面上升的主要原因是冰河退缩和海洋膨胀，但两大冰盖（格陵兰岛和南极洲）的影响预计在21世纪将会增加。[33]冰盖储存大部分的陆地冰(~99.5%)，格陵兰的海平面当量(SLE) 为7.4米 (24英尺3英寸)，南极洲的海平面当量(SLE) 为58.3米 (191英尺3英寸) 。[4]
每年大约有8毫米（5⁄16英寸）的降水（液体当量）落在南极洲和格陵兰岛的冰盖上，大部分以雪的形式沉积，随着时间演进，积雪会形成冰河的冰。大部分降水是随着水蒸气从海洋表面蒸发而开始。一些雪被风吹走，或者通过融化或升华（直接由雪变成水蒸气）从冰盖上消失。剩下的雪慢慢变成冰。这些冰会流到冰盖边缘，并在边缘融化或以冰山的形式返回海洋。如果降水、表面过程和边缘的冰损失相互平衡，海平面将维持不变。但科学家发现冰正消失中，而且是加速消失。[75][76]
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气候变化带给地球的额外热量中有90%以上储存于海洋中，因而海洋具有气候变化缓解的作用。把世界海洋的平均温度提高0.01°C (0.018°F) 所需的热量会让大气温度升高约10°C (18°F)：[78]海洋平均温度的微小变化代表的是气候系统总热含量的巨大变化。
海水受热之后会膨胀，导致海平面上升。膨胀程度随水温和压力而变。当升高一度，较温暖的水和压力较大的水（由于深度的缘故）膨胀程度会比较冷和压力较小的水为大。[26]:1161因此冷的北冰洋海水的膨胀程度会小于温暖的热带海水。由于不同的气候模型呈现的海洋加热模式略有不同，他们在海洋加热对海平面上升影响的预测并不完全一致。[79]热量经由风和洋流输送到海洋深处，其中一些热量可到达超过2,000米（6,600英尺）的深度。[80]
位于南极大陆的巨大冰盖含有世界约70%的淡水。[81]冰盖外围的冰不断释放，而其顶部也不断积雪：这些过程共同形成南极洲冰盖的质量平衡。变暖会增快冰盖底部的融化速度，但也可能会增加降雪量，有助于抵消外围融化（即使冰盖表面重量增加也会加速冰块流入海洋）。[82]虽然全球在过去两个世纪的降雪量有所增加，但在过去四十年中，南极洲内陆地区的降雪量却没有增加。[83]此外，海冰，特别是那些冰棚形式的海冰会阻挡大陆周围较温暖的水域与冰盖直接接触，因此任何冰棚损失都会大幅增加其融化的速度和随后的不稳定性。 [83]
用于测量冰体及其变化的不同卫星，取得资料方式有一致性，将资料组合后更可用于确定东南极冰盖、西南极冰盖和南极半岛的演化过程。[84]于2018年所做的一项系统综述研究，估计整个大陆于1992年至2002年期间的年平均冰流失量为43吉吨 (Gt，10亿吨)，而在2012年至2017年期间则加速至年均220吉吨。[85]估计从1993年到2005年之间，由南极洲造成的海平面上升为0.25毫米/年，从2005年到2015年之间，平均每年上升0.42毫米，但不同年份的变化差异很大。[4]
在2021年，根据当前各国的缓解承诺将全球升温限制在1.5°C（2.7°F）的情景下，预计所有陆地冰盖到2100年对海平面上升的影响将从25厘米降低到13厘米（从10英寸降为6英寸），山地冰河融化的影响占有一半，[86]而南极洲是个具有最大不确定性的来源。[86]到2019年，已有多项研究试图估计仅南极洲冰损失而造成2300年的海平面上升情况：他们认为在低温室气体排放下的中位数为上升16厘米（6+1⁄2英寸），最高为37厘米（14+ 1⁄2英寸）。而在最高排放情景下的中位数为上升1.46米 (5英尺) （最低为60厘米 (2英尺) ，最高为2.89米 (9+1⁄2英尺)）。[7]
世界最大的海平面上升来源是东南极冰盖（EAIS）。它拥有的冰足以让全球海平面上升53.3米（174英10英寸）[87]史上对其的研究少于西南极冰盖，主因是EAIS被认为相对稳定，[83]这一印象在对其表面质量平衡经由卫星观测和建模后得到支持。[85]而于2019年所做的一项研究采用不同的方法，所得结论是东部南极洲已全面失去冰块。 [83]所有研究法都一致认为在近几十年来，由于海洋变暖，[88][89]托滕冰川已经缩小，且可能导致当地海冰覆盖减少。[90]托滕冰川是极光冰下盆地的主要出口，极光冰下盆地是东部南极洲的一个主要冰库，可能会因水文过程而迅速消退。[38]仅流经托顿冰川冰量对全球海平面上升的影响为3.5米（11英尺6英寸），其能产生的影响与整个西南极冰盖的相似。[91]
另个东部南极洲上可能迅速消退的主要冰库是威尔克斯盆地，此盆地受到海洋冰盖不稳定的影响。 [38]这些出口冰河的冰量减少可通过南极洲其他地区的冰积累量得到补偿。[85]估计2022年于威尔克斯盆地、极光冰下盆地和其他附近的冰下盆地可能会出现因全球升温3°C（5.4°F）左右而导致的集体气候临界点（最高达到6°C（11°F)，而最低为2°C (3.6°F)）。一旦跨过这个临界点，这些冰下盆地的崩塌可能会在短则500年、长则10,000年的期间内发生：中位数时间是2,000年。另一方面，在全球升温达到7.5°C (13.5°F)（范围在5°C (9.0°F) 和10°C (18°F) 之间）之前，整个EAIS不会崩溃（至少需要一万年才会消失）。[92][93]还提起可能需要至少升温6°C （11°F）的程度才会损失三分之二的体积。[94]
虽然东部南极洲是全球海平面上升的最大可能来源，但相较下西南极洲冰盖（WAIS）却更为脆弱。西部南极洲的气温比东部南极洲与南极半岛的上升的更明显，在1976年至2012年期间每十年上升的趋势在0.08°C (0.14°F) 至0.96°C (1.73°F) 之间。 [95]卫星的观测记录发现WAIS在1992年至2017年之间有大幅度的融化，导致南极洲海平面上升7.6 ± 3.9毫米（19⁄64 ± 5⁄32英寸），其中流入阿蒙森海的冰河发挥极大的作用。[96]
AR6于2021年刊出的估计是在所有排放情景下，西南极洲冰盖迄2100年融化导致的海平面上升，其中位数约为11厘米（5英寸）（因为变暖加剧会强化水循环（参见气候变化对水循环的影响），而增加当地的降雪，约略可抵销冰盖融化的损失）。在低排放情景下，会导致最多41厘米（16英寸）的上升，在最高排放情景下，会导致57厘米（22英寸）的上升 。[7]这是因为WAIS容易受到多种不稳定因素的影响，而这些因素的作用仍然难以模拟。其中包括水力压裂（聚集在冰盖顶部的融冰渗入裂缝，迫使冰盖裂开），[37]由气候变化引起的海洋环流变化而增加温暖海水与冰棚接触，[97][98]海洋冰盖不稳定（一旦冰盖重量不足以压制水流，温度较高的水就会渗入海底和冰盖底部间的间隙，导致融化加速与随后崩塌），[99]甚至是海洋冰崖不稳定（高度大于100米（330英尺）的冰崖），一旦不再有冰棚支撑，冰崖就会因自身重量而崩塌。这些过程造成的影响不相同，发生的可能性也不尽相同，例如海洋冰崖的不稳定从未被观察过，并且并未被被一些更详细的模型所包含。[100]
思韦茨冰川和派恩岛冰川被认为是最易发生冰盖不稳定过程的冰河。两条冰河河道基岩地形都是越往内陆会越深（ grounding zone），让整条冰河底部更易暴露在较暖海水侵入的情况下。[101][102]自21世纪初以来，两条冰河对全球海平面的影响已经加速，思韦茨冰川释出的水量目前占全球海平面上升的4%。[103][104][105]在2021年底的预测是思韦茨冰棚将在三到五年内崩塌，而让整条思韦茨冰川的不稳定势所难免。[106]如果思韦茨冰川完全崩塌，它本身将导致全球海平面上升65厘米（25+1⁄2英寸），[107][102]但此一过程将会持续几个世纪。[103]
由于西南极冰盖下面的大部分基岩远低于海平面，冰盖目前由思韦茨冰川支撑，若是冰河损失，整个冰盖的稳定将会受到破坏。[38][108]这种可能性早在20世纪70年代就被首次提出，[37]在1978年发表的一项研究报告预测到2050年，人为二氧化碳排放量会增加一倍，单独WAIS快速损失一事就会导致海平面上升达到5米（15英尺）的程度。[109][37]此后经改进的电脑模型演算，WAIS的冰盖融化将让上升程度达到3.3米（10英尺10英寸）的程度。[110][111]到2022年，估计整个西南极冰盖的崩塌将需约2,000年，最短至少需500年（最长则可能为13,000年）。与此同时，预测这种崩溃可能在全球升温1.5°C (2.7°F) 左右时引发，而在全球升温3°C (5.4 °F) 时成为不可避免。而最坏的情况是可能已遭触发。[92][93]这个过程需要很长时间才能完成，但有人建议，一旦触发，阻止它的唯一方法就是将全球气温降低到比工业化前水平再低1°C (1.8°F)。就是比2020年的气温低约2°C (3.6°F)。[94]
格陵兰上大部分的冰都是格陵兰冰盖的一部分，最厚处有3公里（10,000英尺）。岛上其他的冰由孤立的冰河和冰盖组成。格陵兰海平面上升的来源是冰盖融化（70%）和冰河崩解（30%）。21世纪初格陵兰的年均冰损失比20世纪增加一倍多，[113]对海平面上升的影响也相应增加，从1992年至1997年期间的每年0.07毫米增加到2012至2017年期间的每年0.68毫米. 1992年至2018年期间当地冰盖的损失总量达到3,902吉吨，相当于10.8毫米的海平面上升。[114]在2012-2016年期间，来自陆地冰源的融冰占整个上升程度的37%（不包括海水热膨胀因素）。[115]这一冰盖融化速度也与过去IPCC发表的评估报告中较高端预测相关。[116][47]于2021年发表的AR6中估计，在基本实现《巴黎协定》目标的SSP1-2.6排放情景下，格陵兰冰盖到本世纪末融化将会让全球海平面上升约6厘米（2+1⁄2英寸），而合理的最高程度为15厘米（6英寸）（甚至有甚小的可能性是由于冰盖质量平衡反馈作用而让冰盖质量增加，导致海平面降低约2厘米（1英寸））。与全球变暖最高值SSP5-8.5相关的情景会让海平面上升至少5厘米（2英寸），可能中位数为13厘米（5英寸），最高可能为23厘米（9英寸）。[7]
已知的是格陵兰冰盖的某些部分将导致海平面发生无可避免的上升。[117][118][119]格陵兰外围冰河和冰盖在1997年左右已跨越不可逆转的临界点，将会持续融化。[120][121]随后所做的研究指出过去20年（2000年至2019年期间）的气候已导致未来会以这种模式损失约3.3%的体积，让冰盖在未受其他任何气温变化影响的情况下，最终产生27厘米（10+1⁄ 2英寸）的上升程度 。[122]全球变暖还有一个阈值，格陵兰冰盖在跨越后就会几乎完全融化。[123]早期研究将阈值设定为低至1°C (1.8°F)，且绝对不高于工业化前温度4°C (7.2°F)。[124][26]:1170于2021年对格陵兰底部1.4公里冰芯内的冰下沉积物进行的分析，发现格陵兰冰盖在过去百万年中至少已融化过一次，虽然那段时期的温度从未比今日的超过2.5°C (4.5°F) 。[125][126]于2022年的估计，格陵兰冰盖的崩溃临界点可能低至0.8°C (1.4°F)，且肯定不会高于3°C (5.4°F)：很有可能在升温超过1.5°C (2.7° F) 左右就会跨越。一旦跨越，冰盖需要1,000到15,000年才会完全解体，最有可能的是需要10,000年。[92][93]
地球上大约有20万条冰河，分布在各大洲。[128]存在于山地冰河中的冰量占全球冰河冰量不到1%，而存在格陵兰岛和南极洲的占比为99%。但山地冰河中的冰较大冰盖的更易融化。表示史上的山地冰河在海平面上升的影响上极小，对21世纪海平面上升的影响仍小，但很重要。[129]对全球山地冰河及其冰盖质量损失的观测，与建模研究显示于20世纪平均每年导致海平面上升0.2-0.4毫米。[130]于2012-2016年期间造成的影响几乎与格陵兰一样多：每年海平面上升0.63毫米，相当于陆地冰源造成海平面上升的34%。 [115]于20世纪，山地冰河对海平面上升的影响约为40%，估计到21世纪约为30%。[4]IPCC第五次评估报告估计山地冰河对全球海平面的影响程度为7–24厘米（3–9+1⁄2英寸）。[26]:1165
一篇刊在2003年《科学》杂志的论文估计到2100年，在升温1.5°C (2.7°F) 的情景下，四分之一的山地冰河质量将会消失，海平面上升将为约9厘米（3+1⁄2英寸），而在升温4°C (7.2°F ) 的情景下，近一半的山地冰河质量将会消失，海平面上升将为约15厘米（6英寸）。由于冰河质量绝大部分是集中在最具韧性的冰河中，预计将有49%至83%的冰河结构会消失。据进一步估计，到2100 年，如果依据当前的2.7°C (4.9°F) 升温轨迹进行，到2100年的海平面上升程度将约为11厘米（4+1⁄2英寸）。[131]就长远来看，山地冰河甚至会更为脆弱。 另一篇刊载于2022年《科学》杂志上的论文估计，一旦气温上升超过2°C (3.6°F)，几乎所有山地冰河将无法幸存，而升温到3°C (5.4°F) 左右，就不可避免的会完全消失，甚至在升温1.5°C (2.7°F) 的情景下，到2100年就有完全消失的可能。这种情况在跨越临界点后，最快是在50年内发生，最有可能的是在200年内发生，最长的时间估计约需1,000年。[92][93]
海冰损失对全球海平面上升的影响非常小。如果海中漂浮的冰，融化后与海水完全相同，依据阿基米德浮体原理而不会有海平面上升的情事。但融化的海冰所含的盐分比海水更少，因此密度较小，每单位质量的体积稍大。如果所有浮动冰棚和冰山融化，海平面只会上升约4厘米（1+1⁄2英寸）。[132]
人类活动会影响陆地上储存的水量。构筑水坝可留住大量的水，这些水不会流入大海（储存的总量会有变化）。另一方面，人类从湖泊、湿地和地下含水层抽水用于粮食生产，往往会导致地层下陷。此外，水循环受到气候变化和森林砍伐的影响，会对海平面上升产生进一步的积极和消极影响。在20世纪，这些过程大致维持平衡，但建设水坝活动已见放缓，预计在21世纪会维持在较低水平。[133][26]:1155
在1993年至2010年之间，由灌溉引起地球水资源的重新配置，导致地球地理极点移动78.48厘米（30.90英寸），源自地下水的消耗约造成全球海平面上升6.24毫米（0.246英寸）。[134]
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海平面上升的影响包括更高和更频繁的高潮和风暴潮洪水、海岸侵蚀加剧、海洋初级生产力受抑制、更广泛的沿海洪泛以及地表水和地下水品质的变化。这些可导致更大的财产和沿海栖息地损失、洪水期间的生命损失以及文化资源的破坏。农业和水产养殖业也会受到影响。旅游、娱乐和交通相关功能也有丧失的可能。[10]:356城市化及森林砍伐等土地利用变化会加剧海岸洪水对海岸低洼地区的影响。那些本已容易受到海平面上升影响的地区还面临着海岸洪水冲刷土地，并改变地貌的问题。[136]
由于预计到2050年全球海平面上升的程度只会受到温室气体排放量变化的轻微影响，[5]研究人员强烈认为将2050年的海平面上升水平与2010年的人口分布相结合（即不考虑其间的人口增长和人类迁徙的影响）后，每年将有约1.5亿人居住在涨潮时会处于水线以下的地点，而每年约有3亿人会受到洪水侵害，此与2010年的数值相比，增加4,000至5,000万人。[13][137]到2100年，如果海平面上升幅度保持在较低水平，则会另外增加4,000万居住之处在涨潮时会处于水线以下的地点，而如果海平面上升保持在较高水平，则会另外增加8,000万人。[13]在最高排放情景下，到2100年的冰盖融化会导致海平面上升远高于1米（3+1⁄4英尺）（有可能超过2米（6+1⁄2英尺）），[16][6]:TS-45（与2010年的基线比较），每年将有多达5.2亿人生活在涨潮时会处于水线以下的地点，而每年将有6.4亿人生活在被洪水淹没的地方。[13]
从长远来看，沿海地区特别容易受到海平面上升、风暴频率和强度变化、降水增加和海洋温度上升的影响。世界人口中有10%居住在海拔低于10米（33英尺）的沿海地区。此外，全球人口超过500万的城市中有三分之二位于这类低洼的沿海地区。[140]总共约有6亿人直接生活在世界各地的海岸地区。[141]如迈阿密、里约热内卢、大阪和上海等城市将在本世纪后期，在接近当前3°C (5.4°F) 升温轨迹下会特别容易受到影响。[12][36]总之，利用光学雷达所做的研究已确定于2021年，全球有2.67亿人生活在海拔低于2米（6+1⁄2 ft）的陆地上，如果海平面上升1米（3+1⁄2英尺），同时人口零增长，此一数字将增为4.1亿人。[142][143]
即使居住在更内陆的人口也会受到可能的海上贸易中断和人口迁徙的影响。 联合国秘书长安东尼欧·古特瑞斯于2023年提出警告，海平面上升有可能导致“如圣经中所描述般”的大型人口迁徙。[144]海平面上升不可避免会影响到港口，但目前对此课题的研究有限。对于保护目前使用的港口所需的投资金额，以及在别处建设新港口变得更加适合之前如何保护既有港口，人们知之甚少。 [145][146]此外，有些沿海地区是肥沃的农田，这些农田消失后会导致粮食安全的问题。对于埃及尼罗河三角洲、越南红河三角洲和湄公河三角洲等三角洲，当地的土壤和灌溉水已受到严重的海水侵入影响。[147][148]
当海水到达内陆时，海岸植物、鸟类和淡水/河口湾鱼类会因洪水和土壤/淡水盐化而丧失栖息地。[149]当沿海森林地区被海水淹没以致树木死亡时，就会出现所谓的幽灵森林。[150][151]从2050年左右起，预计美国佛罗里达州、古巴、厄瓜多尔和圣佑达修斯的一些棱皮龟、赤蠵龟、玳瑁、绿蠵龟和榄蠵龟的筑巢地将会被淹没，而且随着时间往前，此一比例只会增加。[152]2016年，位于大堡礁内名为Bramble Cay小岛被海水淹没，岛上啮齿动物珊瑚裸尾鼠栖地沉没海中。[153]到2019年，珊瑚裸尾鼠被正式宣告灭绝。[154]
虽然一些生态系统可向陆内移动以避开高涨水线，但仍有许多会因自然或人为障碍而无法进行。当考虑到人为障碍，这种海岸空间变小的情况有时被称为“海岸挤压”，会导致泥滩和潮汐沼泽等栖息地丧失。[23][155]热带海岸泥滩上的红树林生态系统存有高度的生物多样性，但由于红树林植物依赖气生根（可长到半米高）呼吸，而会在海平面上升时变得特别脆弱。[156][157]虽然红树林可经向内陆迁移，同时利用垂直积累的沉积物和有机物质来适应海平面上升，但如果海水上升速度太快，它们仍会被淹没，而导致此生态系统丧失。[158][159][157]红树林和潮汐沼泽都有抵御风暴潮、海浪和海啸的作用，当其消失后，会让海平面上升的影响变得更严重。[160][161]人类活动，例如修建水坝，会限制湿地的沉积物供应，而阻碍自然适应过程。一些潮汐沼泽的消失看来无可避免。[162]
同样的，对鸟类和鱼类生命很重要的珊瑚需要垂直生长以持续接近海面，便于吸收阳光中的能量。迄今为止，珊瑚尚能随着海平面上升而维持垂直生长，但将来就可能无法做到。[163]
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