“突变”，即变化的发生比引起变化的扰动要快得多。“重大”气候变化包含两层意思，一是变化超过了当前自然变率的范围，二是变化的空间范围是从几千千米到全球。而在局地尺度到区域尺度上，突变是自然气候变率的一个共同的特征。这里考虑的是发展速度快且持续几年到几十年的大尺度变化。

 

　　根据当前可获得的模式模拟结果认为，21世纪不可能发生那些突然的气候变化，如西南极冰盖的坍塌、格陵兰冰盖的快速消失或海洋环流系统的大尺度变化。但是，这些变化将随着气候系统扰动的发展而变得越来越有可能发生。

 

　　大气中温室气体浓度的增加导致气候变暖和水文环流，这两种效应都有可能减少表层水的密度（它必须足够浓、足够重，从而下沉，以驱动经向翻转环流（MOC）），导致MOC在21世纪减弱。预计MOC将随着变暖继续一步步地减弱：没有任何一个现行模式的模拟结果认为在本世纪会出现突然的减弱或完全关闭。各个模式所模拟的MOC的减弱程度虽存在相当大的差别，但到21世纪末大多数模式对气候变暖并未表现出显著的响应，致使MOC减弱超过50％。不同模式之间的差异主要缘于模式中所模拟的大气和海洋的反馈作用存在差别。

 

　　关于MOC的长期演变也存在不确定性。许多模式表明，一旦气候稳定下来，MOC就将恢复如初。无论如何，即使这真的会发生，欧洲也仍将经历变暖，因为温室气体浓度升高引起的辐射强迫仍将可能超过与MOC减弱相联系的变冷。由此，设想因MOC关闭而引发冰期开始的灾难性情景仅仅是一种推测，没有哪个气候模式给出这种结果。所以我们可以很有把握地把这种气候突变情景排除在外。

 

　　如果不考虑MOC的长期演变，模式模拟表明，变暖以及由此造成的盐度下降将在未来几十年内显著地减少拉布拉多海深层和中间层海水的形成。这将改变北大西洋中间层水团的特征，并最终影响深层海水。这种变化的长期效应还是未知的。

 

　　模式模拟和观测都表明，北半球高纬度地区的变暖正在加速格陵兰冰盖的融化，而且因水文循环增强而造成的降雪增加不足以补偿这种融化。因而，格陵兰冰盖有可能在未来几百年中显著收缩。然而，格陵兰冰盖全部融化（将使全球海平面升高大约7米）是一个缓慢的过程，可能要花数百年的时间。