人為造成的氣候和水文變化很可能使世界許多地區變得不適宜居住，或者至少經濟上不可行。即使氣候變化會給一些人帶來“贏家”——也許是高緯度農業地區的農民，那裡的生長季節會因氣溫升高而延長——也會有大量的明顯輸家。在短短幾十年內，甚至更快，數億人可能會因為環境壓力而被迫搬遷。
在很大程度上，水將是這些人口流動最重要的決定因素。正如政府間氣候變化專門委員會第二工作組的新報告所強調的那樣，水與社會之間關係的劇烈變化將是普遍存在的。這些變化可能包括海平面上升、更強的熱帶氣旋、在更高溫度下土壤水分流失、更強的降水和洪水、更頻繁的乾旱、冰川融化以及融雪季節性的變化。再加上人為抽取地下水造成的地下水源枯竭，以及河流和湖泊的大規模汙染，大規模遷徙可能是不可避免的。
影響將在世界各地差異很大。至少需要關注四個區域：低窪沿海地區，這些地區特別容易受到海平面上升的影響；依賴冰川融水和融雪補給河流的農業地區；可能經歷更頻繁乾旱的半溼潤和乾旱地區；以及東南亞受季風模式變化影響的潮溼地區。
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海平面顯著上升，即使只有幾分之一米，更不用說幾米，也可能對成千上萬甚至數億人造成嚴重破壞。戈登·麥克格拉納漢、黛博拉·巴爾克和布里奇特·安德森（2007）最近的一項研究發現，雖然海拔 10 米以下的沿海地區僅佔世界陸地面積的 2%，但卻居住著世界人口的 10%。（高密度城市聚落通常位於海岸線上，以便於進行國際貿易。）這些低海拔沿海地區極易受到風暴潮和熱帶氣旋強度增加的影響——稱之為“新奧爾良效應”。
數億人可能會被迫搬遷。
內陸更遠的地區將會枯萎。包括許多最貧困的農業家庭在內的數億人生活在河流山谷中，那裡灌溉用水來自冰川融水和融雪。冰川正在消失，每年的融雪來得越來越早，與夏季生長季節的同步性越來越差。
因此，印度-恆河平原和中國黃河流域的大量農民很可能會面臨水資源供應的嚴重中斷。然而，由於為了灌溉中國北部和印度北部的大片土地而進行的不可持續的地下水抽取，這些地區已經面臨著嚴重的水資源壓力。這些地區的地表水體已經被過度利用和退化。
在非洲，所有跡象表明，目前半溼潤和乾旱地區將進一步乾旱，加劇世界最貧困和最脆弱人民的糧食危機。過去30年來非洲薩赫勒地區降水量的急劇下降似乎與人為變暖和氣溶膠汙染物有關。達爾富爾和索馬利亞的暴力事件從根本上說與糧食和水資源不安全有關。象牙海岸的內戰至少部分源於大量人口從布吉納法索北部乾燥地區逃往沿海地區後引發的種族衝突。可能會很容易出現更糟的混亂。
在東南亞，每個厄爾尼諾週期都會給印度尼西亞群島的數千個島嶼帶來乾旱，伴隨著作物歉收、饑荒和泥炭火災。一些氣候學家假設全球變暖可能會導致更持久的厄爾尼諾狀態；如果是這樣，印度尼西亞和鄰近地區的 2 億人可能會遭受長期乾旱。
到目前為止，氣候辯論的重點是基礎科學以及減少溫室氣體排放的成本和收益。隨著對氣候變化的風險和採取行動的必要性達成一致共識，這個階段現在正在結束。注意力現在將越來越多地轉向適應變化和幫助那些受影響最嚴重的人的緊迫挑戰。
一些受災嚴重的地方將透過更好的基礎設施得到挽救，這些基礎設施可以防止風暴潮或節約農業用水。另一些地方將成功地從農業轉向工業和服務業。然而，有些地方將完全無法調整，人口很可能會遭受痛苦並遷徙。我們才剛剛開始以定量的方式理解這些現象。經濟學家、水文學家、農學家和氣候學家將不得不聯合起來，在科學理解方面邁出下一步。