A hegyvidéki gleccserek jelentősen visszahúzódtak, az északi féltekén csökkent a hótakaró és a benne tárolt vízkészlet, változott a gleccser- és hóolvadásból táplálkozó folyók lefolyásának nagysága, időbeli megjelenése. Változások voltak a folyók és a tavak jégjelenségeiben, a talajok nedvességtartalmában, a folyók vízhozamában.

Változik a csapadék mennyisége

Az éghajlati modellek többsége szerint a magasabb szélességi körökön, és egyes trópusi területeken a csapadék a 21. században tovább nő, egyes szubtrópusi területen és az alacsony és közepes szélességi körök térségében csökken, e térségeken kívül a változás nagysága, sőt előjele is, bizonytalan. Bizonytalan a csapadék változása a nagyobb térségekből kisebb térségek felé haladva.

A csapadékváltozással összhangban a magasabb szélességi körökön és egyes nedves trópusi területen az átlagos évi lefolyás is növekszik, a közepes szélességi körökön és egyes száraz trópusi térségben csökken. A vízkészlet jelentős csökkenése várható a mediterrán térségben, az USA nyugati területén, Afrika déli és Brazília északkeleti részén. A nagycsapadékok gyakoriságának és intenzitásának növekedés miatt a 21. században várhatóan nő az esőeredetű árvizek kockázata, a csapadék változékonyságának növekedése miatt pedig az aszályok kockázata.

A kontinensek belsejében, a szubtrópusokon, a közepes és alacsonyabb szélességi körökön a szárazódás a nyári időszakban folytatódik.  A 21. században tovább csökken a gleccserekben és a hótakaróban tárolt vízkészlet. Ennek következtében átrendeződik az évi lefolyás: a téli lefolyás aránya megnő az évi lefolyáson belül, a nyári lefolyásé csökken. Azokban a vízgyűjtőkben, amelyek vizeit a magas hegységek olvadékvize táplálja, a nyári időszakot jellemző hasznosítható vízkészlet csökken. Ilyen vízgyűjtőben él jelenleg a világ népességének egyhatoda.

A vízhőmérséklet növekedése a szélsőséges vízjárási események (árvizek, kisvizek) növekedésével együtt a vízminőség romlásához vezet, növekvő tápanyagterhelés, oldott szerves-szén tartalom, patogén elemek, peszticidek, összes sótartalom, nő a hőszennyezés is, és mindezek együtt kedvezőtlenek lehetnek az ökoszisztémára, az egészségre, a vízellátó rendszerek biztonságára és üzemi költségére. A tengerszint emelkedése növeli a partmenti területek talajvizeinek elsósodását.

Globális léptékben az éghajlatváltozás okozta negatív hatások felülmúlják az előnyöket. A vízhiányos területek növekedése 2050-ig kétszerte gyorsabb, mint a ma vízhiányos területek jövőbeni csökkenésének üteme. Azokon a területeken, ahol az évi lefolyás növekedése várható, ennek kedvező hatását mérsékli a csapadék változékonysága miatt gyakoribbá váló árvizek növekvő kockázata, a romló vízminőség. A vízmennyiség és vízminőség változásai várhatóan hatással lesz az élelmiszerellátásra, különösen a ma is sérülékeny száraz és félszáraz éghajlatú trópusi területeken, Ázsia és Afrika hatalmas deltavidékein.

Az éghajlatváltozás hatással lesz a meglévő vízügyi létesítmények (vízerőművek, árvédelmi művek, vízelvezető és öntözőrendszerek) működésére. Az éghajlatváltozás kedvezőtlen hatását a nem éghajlati eredetű hatások (népességnövekedés, változó gazdasági tevékenység,  a földhasználatban bekövetkező változások, urbanizáció) is növelik.#page#

Nem lesz elég a jelenlegi vízgazdálkodás

A vízgazdálkodás jelenlegi eszközei nem biztos, hogy elegendők lesznek az éghajlatváltozás hatásainak kivédésére. Sok helyen a vízgazdálkodás ma sem képes kellően megbirkózni az éghajlat változékonyságából adódó kedvezőtlen következményekkel, ezért jelentős árvízi és aszálykárok vannak. Ennek ellenére az éghajlati változékonyság elleni vízgazdálkodási intézkedések múltbeli tapasztalatai segíthetik a hosszú idejű éghajlati változáshoz való alkalmazkodásra való felkészülést. A vízgazdálkodási tervezésekben szakítani kell azzal a megközelítéssel, hogy a hidrológiai állapot változatlan. Néhány országban máris elkezdődött olyan kockázatkezelési tervezések kialakítása, amelyek a várható hidrológiai változásokat is figyelembe veszik.

A vízellátás biztonságának növelése a jövőben a vízigény- és vízkészlet-szabályozás integrált stratégiáját igényli. Az előbbi a vízhasználat hatékonyságának a növelése, pl. a vizek ismételt használatával (vízforgatás). A hatékony vízhasználatra ösztönözhet a vízfogyasztás mérése, annak alapján a vízár szabályozása, a virtuális vízkereskedelem. A vízkészlet-szabályozás stratégiája elsősorban a víztározás, a vízátvezetés. Az integrált vízkészlet-gazdálkodás jó keret a vízgazdálkodás éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodásának tervezésében.

Az éghajlat változását megelőző, vagy mérséklő eljárások csökkentik az éghajlatváltozásnak a vízkészletekre gyakorolt hatását, mérséklik az alkalmazkodási eljárások szükségességét, és nagyságát. Egyes, az éghajlatváltozás mérséklést szolgáló eljárások azonban kedvezőtlen "mellékhatásokkal" lehetnek a vízkészlet-gazdálkodásra. Pl. az erdősítés, a bioenergiát adó növények termesztése növekvő vízigénnyel jár. A vízenergia, mint alternatív energia termelése tározós vízerőművek esetében együtt járhat az üvegház hatású gázok kibocsátásának növekedésével.

A változó vízkészlet-gazdálkodás nyilvánvaló hatással lesz az energiapolitikára, az egészségügyi, élelmiszerellátási, természetvédelmi politikákra, a vízkészlet-gazdálkodás jövőjének tervezése, az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás és a megelőzés stratégiája csak ezekkel a szektorokkal együtt lehetséges eredményes.