主要特徵
全球海平面升降是指整個海洋平均海平面的升降變化。由於海洋表面重力效應的分布不規則，因此各處的變化幅度不相同。此外，大陸架本身也存在著不同程度的上升和沉降，特別是由於近期冰川負載和後來回跳的影響。氣候因素通過蒸發——降水系統也影響著海洋體積。至少有4種因素能導致海平面的變化：（1）海洋的水轉換成大陸冰川，在融化時又返回海洋，可以引起100～200米的海平面變化，這一過程大約需要1萬～2萬年。在更新世冰川範圍最大的時期，海平面較低，明顯的降低幅度大約60～150米。不同地區的記錄值相差很大，根據現有的數據，幾乎沒有一條全球性的海平面升降曲線能適用。（2）與海底擴張速率有關，這一過程至少已持續了10億年，也可能有20億～24億年。海底擴張速率的變化可能是海平面在一二百萬年至數百萬年期間發生300～500米變化的主要的長期控制因素。（3）由於大陸剝蝕而產生海水的遷移。（4）大型盆地（如地中海）的乾涸和充水將影響海平面變化。此外，還有由於地殼本身的變化而造成海平面的變化。海平面的變化對沿海地區的資源開發、經濟建設有重要影響。我國海平面變化的研究表明，至少自晚更新世盛冰期到全新世適宜期海平面有過100～130米左右的變化幅度，這與全球海平面變化過程基本一致，幅度也相當。
影響因素
全球變暖
全球變暖是指全球氣溫升高。近100多年來，全球平均氣溫經歷了冷－暖－冷－暖兩次波動，總的看為上升趨勢。進入八十年代後，全球氣溫明顯上升。
1981～1990年全球平均氣溫比100年前上升了0.48℃。導致全球變暖的主要原因是人類在近一個世紀以來大量使用礦物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO等多種溫室氣體。由於這些溫室氣體對來自太陽輻射的可見光具有高度的透過性，而對地球反射出來的長波輻射具有高度的吸收性，也就是常說的“溫室效應”，導致全球氣候變暖。
全球變暖的後果，會使全球降水量重新分配，冰川和凍土消融，海平面上升等，既危害自然生態系統的平衡，更威脅人類的食物供應和居住環境。
原因
出現全球變暖趨勢的具體原因是，人們焚燒化石礦物以生成能量或砍伐森林並將其焚燒時產生的二氧化碳進入了地球的大氣層。政府間氣候變化問題小組根據氣候模型預測，到2100年為止，全球氣溫估計將上升大約1.4-5.8℃（2.5-10.4華氏度）。根據這一預測，全球氣溫將出現過去10,000年中從未有過的巨大變化，從而給全球環境帶來潛在的重大影響。
為了阻止全球變暖趨勢，1992年聯合國專門制訂了《聯合國氣候變化框架公約》，該公約於同年在巴西城市裡約熱內盧簽署生效。依據該公約，已開發國家同意在2000年之前將他們釋放到大氣層的二氧化碳及其它“溫室氣體”的排放量降至1990年時的水平。另外，這些每年的二氧化碳合計排放量占到全球二氧化碳總排放量60%的國家還同意將相關技術和信息轉讓給開發中國家。已開發國家轉讓給開發中國家的這些技術和信息有助於後者積極應對氣候變化帶來的各種挑戰。截止2004年5月，已有189個國家正式批准了上述公約。
影響
全球升溫可致下世紀食品匱乏。據新華社電美國世界觀察研究所的研究人員近期警告說，全球氣候升溫將致全球農業減產，或許在下個世紀出現食品匱乏的局面。研究人員在分析聯合國和美國國立科學院發布的信息以及世界稻米市場趨勢後得出了這一看法。世界觀察研究認為，全球氣候升溫和地下水水位下降將成為全球糧食供應緊張的直接誘因，全球稻米價格上漲趨勢體現了這一點。美國政府發布的統計數字顯示，即使是在之前全球糧食大豐收、小麥和玉米價格下降的情況下，稻米價格依然上漲了30%，達到每噸260美元。美國國立科學院之前發表的一份研究報告顯示，水稻生長季節氣溫異常上升將使收成減少。另外，全球許多地區出現地下水水位下降、水井枯竭問題，也將對糧食產量構成影響。
未來預測
美國國家大氣研究中心17日說，科學家通過兩項最新研究預測，即使現今全世界溫室氣體的排放量穩定在2000年的水平，本世紀全球變暖和海平面上升的趨勢已經不可逆轉。國家大氣研究中心的科學家在18日出版的《科學》雜誌上連續發表兩篇論文，從不同角度預測了全球氣候變化的趨勢。他們的成果將由聯合國下屬的政府間氣候變化專家委員會評估，收錄到2007年公布的下一份全球氣候變化報告中。在第一篇論文中，國家大氣研究中心的魏格雷提出了一個較簡單的數學模型來理解全球氣候變化。他認為，由於海洋存在“熱慣性”，對溫室氣體等外界影響的反應有所滯後，本世紀全球變暖的趨勢只不過是以前排放溫室氣體的後果。
據魏格雷預測，到2400年，已存在於大氣中的溫室氣體成分，將至少使全球平均氣溫升高1℃；不斷新排放的溫室氣體，又將導致全球平均氣溫額外升高2至6℃。這兩個因素還會分別引起海平面每世紀上升10厘米和25厘米。
他在論文中說，要遏制氣候變暖的趨勢，現今就必須將全球溫室氣體排放控制在極其低的水平，即使這樣海平面上升的趨勢恐怕也難以避免，每世紀10厘米的上升速度可能是最樂觀的預測。由傑拉爾德·梅爾等人發表的第二篇論文則預測，由於“熱慣性”的存在，即使本世紀中人類不向大氣排放任何溫室氣體，到2100年全球平均氣溫也將至少升高0.5℃，海平面將上升11厘米以上，其中海平面上升的速度比科學家早先的預測值高了一倍多。梅爾對此解釋說，這是因為以前的預測沒有考慮到冰川融化等的影響。梅爾的研究小組用兩套數學模型，藉助超級計算機模擬了全球溫室氣體排放量分別為低、中、高時的氣候和海平面變化情況。
成因解釋
地球氣候變暖和人類大量排放溫室氣體導致溫室效應有關。但日本和丹麥科研人員近日指出，溫室氣體增加並非導致氣候變暖的惟一原因，太陽活動變化在其中也起到了推動作用。
據《日本經濟新聞》報導，日本橫濱國立大學環境信息研究院的伊藤公紀教授製作了一張圖表。從圖上看，過去200年間地球平均氣溫和太陽磁場強度的變化曲線基本吻合。伊藤公紀由此推斷，太陽活動對氣候變暖也有影響，僅用溫室氣體增加解釋氣候變暖可能不夠全面。
太陽活動對地球氣溫的影響已被專家們關注了很長時間。一般來說，太陽黑子多的時候，太陽活動劇烈。比如史料曾記載，公元17世紀時太陽黑子很少出現，當時的地球氣候也相對寒冷。但地面獲得的探測信息也顯示，太陽活動強弱變化引起的太陽輻射能量變化幅度僅為0.1%，如此微小的變化似乎不足以對氣候造成太大影響。
然而，最近國際空間科學界出現了一種假說，認為太陽活動的變化會改變地球上空的雲量，“放大”太陽對地球的影響，從而左右氣候變化。提出這種假說的丹麥科學家推測，射向地球的宇宙射線可較穩定地使部分大氣離子化，使雲容易生成，從而吸收太陽的大量輻射，降低地球溫度。但是，太陽活動高峰時釋放出的高速帶電粒子流，能幹擾宇宙射線射向地球，使雲不易形成，進而導致地球溫度升高。當前，丹麥科研人員正在研究與雲形成有關的各種因素，以論證上述假說。
也有日本專家提出，雖然太陽輻射能量的變化幅度只有0.1%，但他們發現這種能量變化能使地球大氣對於太陽紫外線的吸收量變化幅度達到百分之幾，這種吸收量的增加會使大氣臭氧層溫度升高。日本氣象研究所第二研究部負責人小寺邦彥表示，臭氧層溫度的變化會波及對流層，從而對寒流和季風造成影響，但當前尚不清楚上述機制能對地球氣候變暖產生多大影響。為了繼續研究這個課題，小寺邦彥等人組成的國際研究小組已於之前開始工作。
變化方向
德國研究人員表示，未來全球氣溫可能會遠遠高於一些科學家此前所做的預測，如果新的計算機模型關於氣候變化所做的預測是正確的話。
據路透社報導，政府間氣候變化專門委員會（IPCC，由各國氣象專家組成，研究全球氣候趨勢）此前預測，到本世紀末，隨著二氧化碳的成倍增加，全球氣溫將升高1.5至4.5℃。但德國美因茲馬普化學研究所的邁因拉特·安德烈埃教授及其研究小組的最新測算方法卻表明，全球氣溫上升的最高幅度可達到6℃。
安德烈埃教授表示，這種新的方法是將懸浮微粒、溫室氣體和生物圈效應統一在一起，改變了以往關於氣候變化的預測，即使之從人們可以容忍的程度發展到更迅速變化的危險境地。
安德烈埃教授將溫室氣體比作是導致全球變暖的加速器，懸浮微粒的存在則可以減緩氣溫的上升。懸浮微粒是空氣中產生於燃燒、化學製品和煙塵之中的細小微粒。隨著新的空氣淨化調節裝置的使用，懸浮微粒的數量將會減少，因而其冷卻功效也就隨之變小。相反，全球氣溫卻會隨之上升。
懸浮微粒只能在大氣中停留一周的時間，而溫室氣體則能停留大約50多年的時間。也就是說，懸浮微粒的冷卻作用減少得快，而溫室氣體減少得慢。這樣，在長期的競賽中，溫室氣體最終必將戰勝懸浮微粒，隨之而來的就是灼熱的高溫天氣。
然而，安德烈埃教授也同時承認，這種情況具有高度的科學不確定性，氣候的變化也遠遠超出了經驗和科學理解所能達到的範疇。如果他的計算是正確的，21世紀氣候的變化就會超過政府間氣候變化專門委員會的預測。
解決方案
科學家們提出了一個大膽的想法，要圍繞地球建立一個由小微粒或太空飛船組成的人工太空環，遮蔽熱帶陽光，調節地球溫度。
不過，一些反對者認為，這種想法肯定會有一些副作用，一個能夠對太陽光進行有效散射的粒子帶將會使我們的每個夜空都變成和滿月時一樣明亮；而且這一計畫的預算將高得驚人，可能達到6萬億到200萬億美元，就連全球資金最為充足的科研機構美國航空航天局也無法承擔，如果把散射粒子改為太空飛船的話，預算額可能會少一些，估計能降到5000億美元左右。
地球誕生以來，大氣溫度曾經幾度升降，太陽輻射、雲層遮蔽和溫室氣體等各種因素都曾經或正在影響著我們的氣候。如果給地球圍上一個粒子或飛船組成的“腰帶”的話，赤道上空就會出現一個陰影，要部署這些粒子，就必須使用一些專門的控制飛船，像牧羊犬一樣照看粒子群。
過去的一個世紀，地球溫度明顯上升，未來一百年間這一趨勢還會繼續下去，很多研究都證實地球氣溫將在未來幾個世紀裡提高1到20華氏度，海平面明顯上升，一些海濱城市將不復存在。有科學家指出，減少太陽光照射，地球溫度就會降低，而一些地面或太空系統完全可以實現這一目的。不過，有科學家指出，人們當前還無法計算出地球到底能吸收多少陽光，又有多少陽光被反射回太空，而這正是實施上述計畫的關鍵一步。
美國科學家的研究顯示，古代農民的活動曾使世界避免進入新冰川期。這一結果說明，人類活動引起的全球氣候變暖不是新現象，它可能持續了數千年。英國《觀察家報》最近援引研究人員的話說，砍倒大樹並開墾第一片田地的史前農民使地球大氣中甲烷和二氧化碳等溫室氣體含量發生了很大變化，全球氣溫因此逐漸回升。美國維吉尼亞大學教授威謙·拉迪曼說：“要不是早期農業活動帶來的溫室氣體，當前地球氣溫很可能還是冰川時期的氣溫。”研究表明，如果沒有人類干預，地球會比現今低2℃，蔓延的冰蓋和冰川會影響世界很多地區。
引起各大陸同時海侵或海退的全球海面升降的現象。其原因主要有大陸冰蓋和冰川的形成或消融而使海水量減少或增加；大地構造變形（如地殼的升降）使海盆容量增大或減少。海平面的升降破壞了許多濱岸動物的棲息地。如三葉蟲就是在海平面升降過程中滅絕的。
