由于人类活动的影响，中国的气候在21世纪将继续明显变暖，其中中国北方冬天的变暖趋势最为明显。
与1961年到1990年的平均气温相比，到2020年，全国年平均将升温1.3℃到2.1℃；2030年，年平均升温为1.5℃到2.8℃；到2050年，年平均升温将达到2.3℃到3.3℃。
作为对比，过去100年中，中国的升温幅度仅为0.5℃到0.8℃。
到2020年，全国年平均降水量将增加2％到3％，到2050年可能增加5％到7％。北方降水天数增加，但受到气温上升的影响，水资源短缺状况还会加剧。
如不采取任何措施，到2030年，中国种植业生产能力在总体上可能下降5％到10％。到本世纪后半期，主要粮食作物小麦、水稻以及玉米的产量，最多可下降37％。
在未来20年到50年中，气候变化将严重影响中国长期的粮食安全。
由于气候暖干，三江平原湿地资源及生物多样性都将减少，濒危物种增加，大面积沼泽湿地将变成草甸湿地。
长江三角洲附近的湿地，则将受到海平面上升的威胁，导致面积减少，质量下降，潮滩地被淹没和侵蚀。
未来50年，青藏高原80％到90％的岛状冻土会发生退化，表层冻土面积会减少10％到15％。
内陆湖泊将加速萎缩，那些依赖冰川融水补给的湖泊，比西藏、帕米尔高原上的一些湖泊，可能先因冰川融水而扩大，后因冰川缩小融水减少而萎缩。
预计在未来50年中，中国西部冰川面积将减少27％。
由于气温上升，导致黄河和内陆河地区的蒸发量可能增长15％左右。因此，北方水资源短缺以及南方的洪涝灾害，都将加剧，旱涝等灾害出现的频率也会增加。
到2030年，中国海平面可能上升1厘米到16厘米，黄河三角洲、长江和珠江三角洲等地区洪水泛滥的机会增大，风暴潮的危害也会加重。沿海滩涂湿地、红树林、珊瑚群都有可能遭到破坏，咸潮入侵以及土地盐渍化都将发生。
随着热浪频袭，极端高温事件引起的死亡人数和严重疾病会增加。此外，心血管疾病、疟疾、登革热以及中暑等疾病发生范围和程度，也都会增加。
全球性高温的持续，将刺激中国的空调制冷电力消费，给电力供应带来严峻的挑战。
此外，温度升高导致冻土融化，也会影响到青藏铁路的安全。
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