政府间气候变化专门委员会在1990年的第一份报告中预测，如果不采取措施限制温室气体排放，气温将每十年升高0.5华氏度（0.3摄氏度）。但是，由科学家和其他专家组成的小组错了：到2001年，该小组估计21世纪的平均气温将升高2.7至8.1华氏度（1.5至4.5摄氏度），并在今年的最新报告中将下限提高到3.6华氏度（2摄氏度）。本质上，无论是这个国际专家团队还是其他任何人都无法确定全球变暖会变得多么糟糕。
华盛顿大学（U.W.）西雅图分校的大气物理学家杰拉德·罗伊说，对此有一个简单的解释：地球的气候极其敏感。换句话说，控制气候的各种物理过程中的微小变化会导致巨大的结果。“如果仅仅是[变暖]而没有其他变化，二氧化碳含量翻一番最终将导致气温变化约1.2摄氏度，”[（2.1华氏度）]罗伊说。“事实上，由于气候系统内部的过程，例如大气中不断变化的积雪覆盖率、云层和水蒸气，我们最好的估计是实际变暖的幅度将是这个数字的两到四倍。”
其中一些反馈过程了解得不够透彻——比如气候变化如何影响云层——并且许多过程难以建模，因此气候放大任何微小变化的倾向使得预测气候变化的速度和幅度变得非常困难。“不确定性和敏感性是密不可分的，”罗伊说。“一些变暖是几乎可以肯定的，但是变暖的幅度则不太确定。”
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罗伊和他的华盛顿大学合著者、大气物理学家玛西娅·贝克在《科学》杂志上论证说，由于这种固有的气候效应，无论在理解物理过程或观测的时间尺度方面做出何种改进，确定性都几乎是不可能的。
“一旦全球变暖4摄氏度[（7.2华氏度）]，条件将与我们今天可以观察到的任何情况（以及与上一个冰河时期）如此不同，以至于很难说变暖何时会停止，”牛津大学的物理学家迈尔斯·艾伦和大卫·弗雷姆在随附该文章的社论中写道。“如果真正的气候敏感性真的高达5摄氏度[（9华氏度）]，那么我们的后代发现这一点的唯一方法是他们顽强地将温室气体浓度在我们的目标稳定水平上保持数个世纪不变。”
因此，罗伊说，在采取行动之前等待更多的科学确定性是一个错误。“人们已经习惯了股票市场、房价和天气是不确定的这一观点，并且习惯于在此基础上做出决策，”他指出。
但这还意味着，目标（例如将大气中二氧化碳浓度稳定在百万分之450（几乎是工业化前水平的两倍），以避免温度升高超过3.6华氏度（2摄氏度））也几乎是不可能的。不能保证这样的目标能够实现其既定目标。“决策者将始终面临不确定性，因此，最大限度降低风险的唯一明智方法是采取适应性政策，”美国宇航局戈达德空间研究所的气候学家加文·施密特认为，“该政策根据情况的好坏调整排放目标和激励措施。”
这也意味着科学家和其他专家将不得不监测除大气中温室气体浓度以外的其他指标，以发现正在发展的灾难性气候变化。“至关重要的是，我们要指定突发和重大变化的先兆，或者，也许更重要的是，要指定在明显的迹象出现之前就可能使地球发生这些变化的触发因素和阈值，”康涅狄格州米德尔敦卫斯理大学的经济学家和 IPCC 作者加里·约赫说。“我们不能完全接受适应性设计，而没有信心确定要监测的确切内容。”
IPCC 已经对此进行了尝试，在其最近的评估中确定了 26 个“关键脆弱性”，范围从农业生产力下降到冰盖融化和极地冰盖，并确定如何判断它们是否失控。北极冰的消失已经在帮助放大全球变暖，超出了 IPCC 过去预测的水平。“我们已经对气候系统对温室气体的响应了解得足够多，”罗伊说。“我们已经有了做出我们需要做出的决定的基础。”