近100年地球表面氣溫上升了0.74℃，全球氣候呈現以變暖為主要特征的顯著變化。近50年全球氣溫線性增暖速率為0.13℃/10 a，幾乎是近100年的2倍，而在1995—2006年期間，有11個年份位列1850年以來最暖的12個年份之中，全球氣候變暖已是不爭的事實。由于熱膨脹、冰川、冰帽和極地冰蓋的融化等原因，全球海平面呈上升趨勢，總體而言，海平面的逐漸上升與變暖相一致，20世紀全球海平面上升約0.17m。自1961年以來，全球海平面上升的平均速率為1.8 mm/a，而從1993年以來的平均速率達3.1 mm/a。近年，全球范圍內暴雨、洪澇、干旱、臺風等極端事件發生的頻率、強度有增大趨勢。

在全球氣候變暖背景下，我國近百年平均氣溫升高0.5～0.8℃，升幅與全球平均升溫幅度相近。近50年我國年平均降水量呈微弱減少趨勢，平均減少速率為2.9 mm/10 a，但20世紀90年代略有增加；就降水變化的區域分布而言，西北地區呈現增加趨勢，華北地區降水減少，海河流域20世紀80年代以后減少約10%。近50年，西部及華南地區強降水日數增加趨勢較為明顯；20世紀90年代以來，區域性暴雨頻率及強度有增加趨勢，發生了多次短歷時點雨量實測和調查的極值接近或達到世界最高記錄的暴雨事件。1960年以來，登陸我國的臺風中心氣壓降低了約10 hPa，呈現強度逐年增強的趨勢。2000—2009 年，登陸我國的臺風（12～13 級）、強臺風（14～15級）和超強臺風（16級以上）次數分別達18次、4次和1次（按登陸時的強度統計），數量較20世紀明顯增加。近30年，我國沿海海平面平均上升速率為2.6 mm/a，高于全球海平面的上升速率。2008年，我國沿海海平面為近10年最高，比常年(1975—1993年)和2007年分別高60 mm和14 mm。

水是受氣候變化影響最直接和最重要的領域之一。氣候變化對我國的水文水資源產生了重要影響，加劇了我國水問題的復雜性，水利面臨著由于全球氣候變化帶來的新挑戰，突出體現在四個方面：

一是河川徑流量減少，水資源區域分布更為不均，加劇了水資源開發利用的難度。近50年，我國主要江河實測徑流量（未進行還原計算）多呈下降趨勢，其中，海河流域1980年以后減少了四至七成，黃河中下游地區的徑流量顯著減少，北方河流普遍斷流，水資源供需矛盾更加突出。未來 20～30年，根據《氣候變化國家評估報告》的預測分析，全國多年平均徑流量在北方地區將可能會進一步減少，水資源短缺形勢會更加嚴峻。

二是洪澇災害頻繁發生，海平面上升、風暴潮強度增強，增大了流域、城市、沿海地區的防洪壓力。繼1991年江淮大水，1996年海河南系大水，1998年長江、松花江和閩江大水之后，2003年、2005年和2007年淮河接連發生流域性大洪水，2005年珠江流域發生1915年以來最大洪水。20世紀90年代以來，全國年均洪澇災害損失達1 100多億元，占國家同期GDP的1.8%。隨著氣候變暖趨勢的加劇，未來極端天氣災害事件的強度和頻次均可能增加，水安全形勢更不容樂觀。

三是干旱范圍擴大、頻次增加，缺水問題突出，水資源供需矛盾加劇，直接影響到供水安全和糧食安全。20世紀80年代以來，我國華北地區持續偏旱，京津地區、海灤河流域、山東半島等連續10多年平均降水量偏少10%～15%或以上；90年代以后，干旱區從黃淮海地區繼續向西北、西南、東北方向擴展，21世紀以來的平均受旱率、成災率較20世紀均有明顯增加；2008年、2009年連續兩年大范圍干旱，其中，2009年春旱造成15省1.36億畝（906.7萬hm2）作物受旱，346萬人飲水困難。氣候變化使糧食安全和供水安全受到一定程度的威脅。

四是氣溫升高導致冰川退縮，湖泊、濕地面積減小；海平面上升導致海水入侵加劇，加重了生態環境惡化情勢。20世紀以來，受氣候變暖和人類活動等多重因素的影響，西部山區冰川面積減少21%，使河川徑流的補給和季節調節能力大為降低。近年，北方河流斷流、湖泊萎縮、甚至消失現象較為普遍，濕地功能下降，生態環境惡化。沿海地區由于海平面上升引起了嚴重的海岸侵蝕、海水入侵、土壤鹽漬化、河口海水倒灌等系列問題，嚴重影響沿海地區的供水安全和農業生產安全。

水是保障經濟社會發展的最重要的戰略資源，氣候變化給水利工作帶來新的挑戰，可能嚴重影響經濟社會的可持續發展，有效應對氣候變化是實現水資源可持續利用、保障經濟社會穩定發展的重要工作。