Climate change affects human health; however, there have been no large-scale, systematic efforts to quantify the heat-related human health impacts that have already occurred due to climate change. Here, we use empirical data from 732 locations in 43 countries to estimate the mortality burdens associated with the additional heat exposure that has resulted from recent human-induced warming, during the period 1991–2018. Across all study countries, we find that 37.0% (range 20.5–76.3%) of warm-season heat-related deaths can be attributed to anthropogenic climate change and that increased mortality is evident on every continent. Burdens varied geographically but were of the order of dozens to hundreds of deaths per year in many locations. Our findings support the urgent need for more ambitious mitigation and adaptation strategies to minimize the public health impacts of climate change. Current and future climate change is expected to impact human health, both indirectly and directly, through increasing temperatures. Climate change has already had an impact and is responsible for 37% of warm-season heat-related deaths between 1991 and 2018, with increases in mortality observed globally.

Abstract. Robust appraisals of climate impacts at different levels of global-mean temperature increase are vital to guide assessments of dangerous anthropogenic interference with the climate system. The 2015 Paris Agreement includes a two-headed temperature goal: "holding the increase in the global average temperature to well below 2 °C above pre-industrial levels and pursuing efforts to limit the temperature increase to 1.5 °C". Despite the prominence of these two temperature limits, a comprehensive overview of the differences in climate impacts at these levels is still missing. Here we provide an assessment of key impacts of climate change at warming levels of 1.5 °C and 2 °C, including extreme weather events, water availability, agricultural yields, sea-level rise and risk of coral reef loss. Our results reveal substantial differences in impacts between a 1.5 °C and 2 °C warming that are highly relevant for the assessment of dangerous anthropogenic interference with the climate system. For heat-related extremes, the additional 0.5 °C increase in global-mean temperature marks the difference between events at the upper limit of present-day natural variability and a new climate regime, particularly in tropical regions. Similarly, this warming difference is likely to be decisive for the future of tropical coral reefs. In a scenario with an end-of-century warming of 2 °C, virtually all tropical coral reefs are projected to be at risk of severe degradation due to temperature-induced bleaching from 2050 onwards. This fraction is reduced to about 90 % in 2050 and projected to decline to 70 % by 2100 for a 1.5 °C scenario. Analyses of precipitation-related impacts reveal distinct regional differences and hot-spots of change emerge. Regional reduction in median water availability for the Mediterranean is found to nearly double from 9 % to 17 % between 1.5 °C and 2 °C, and the projected lengthening of regional dry spells increases from 7 to 11 %. Projections for agricultural yields differ between crop types as well as world regions. While some (in particular high-latitude) regions may benefit, tropical regions like West Africa, South-East Asia, as well as Central and northern South America are projected to face substantial local yield reductions, particularly for wheat and maize. Best estimate sea-level rise projections based on two illustrative scenarios indicate a 50 cm rise by 2100 relative to year 2000-levels for a 2 °C scenario, and about 10 cm lower levels for a 1.5 °C scenario. In a 1.5 °C scenario, the rate of sea-level rise in 2100 would be reduced by about 30 % compared to a 2 °C scenario. Our findings highlight the importance of regional differentiation to assess both future climate risks and different vulnerabilities to incremental increases in global-mean temperature. The article provides a consistent and comprehensive assessment of existing projections and a good basis for future work on refining our understanding of the difference between impacts at 1.5 °C and 2 °C warming.

Abstract. In Paris, France, December 2015, the Conference of the Parties (COP) to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) invited the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) to provide a special report in 2018 on the impacts of global warming of 1.5 °C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways. In Nairobi, Kenya, April 2016, the IPCC panel accepted the invitation. Here we describe the response devised within the Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project (ISIMIP) to provide tailored, cross-sectorally consistent impact projections to broaden the scientific basis for the report. The simulation protocol is designed to allow for (1) separation of the impacts of historical warming starting from pre-industrial conditions from impacts of other drivers such as historical land-use changes (based on pre-industrial and historical impact model simulations); (2) quantification of the impacts of additional warming up to 1.5 °C, including a potential overshoot and long-term impacts up to 2299, and comparison to higher levels of global mean temperature change (based on the low-emissions Representative Concentration Pathway RCP2.6 and a no-mitigation pathway RCP6.0) with socio-economic conditions fixed at 2005 levels; and (3) assessment of the climate effects based on the same climate scenarios while accounting for simultaneous changes in socio-economic conditions following the middle-of-the-road Shared Socioeconomic Pathway (SSP2, Fricko et al., 2016) and in particular differential bioenergy requirements associated with the transformation of the energy system to comply with RCP2.6 compared to RCP6.0. With the aim of providing the scientific basis for an aggregation of impacts across sectors and analysis of cross-sectoral interactions that may dampen or amplify sectoral impacts, the protocol is designed to facilitate consistent impact projections from a range of impact models across different sectors (global and regional hydrology, lakes, global crops, global vegetation, regional forests, global and regional marine ecosystems and fisheries, global and regional coastal infrastructure, energy supply and demand, temperature-related mortality, and global terrestrial biodiversity).

Young generations are severely threatened by climate change

Sea level has been steadily rising over the past century, predominantly due to anthropogenic climate change. The rate of sea level rise will keep increasing with continued global warming, and, even if temperatures are stabilized through the phasing out of greenhouse gas emissions, sea level is still expected to rise for centuries. This will affect coastal areas worldwide, and robust projections are needed to assess mitigation options and guide adaptation measures. Here we combine the equilibrium response of the main sea level rise contributions with their last century's observed contribution to constrain projections of future sea level rise. Our model is calibrated to a set of observations for each contribution, and the observational and climate uncertainties are combined to produce uncertainty ranges for 21st century sea level rise. We project anthropogenic sea level rise of 28-56 cm, 37-77 cm, and 57-131 cm in 2100 for the greenhouse gas concentration scenarios RCP26, RCP45, and RCP85, respectively. Our uncertainty ranges for total sea level rise overlap with the process-based estimates of the Intergovernmental Panel on Climate Change. The "constrained extrapolation" approach generalizes earlier global semiempirical models and may therefore lead to a better understanding of the discrepancies with process-based projections.

Exposure to high and low ambient temperatures increases the risk of neonatal mortality, but the contribution of climate change to temperature-related neonatal deaths is unknown. We use Demographic and Health Survey (DHS) data (n = 40,073) from 29 low- and middle-income countries to estimate the temperature-related burden of neonatal deaths between 2001 and 2019 that is attributable to climate change. We find that across all countries, 4.3% of neonatal deaths were associated with non-optimal temperatures. Climate change was responsible for 32% (range: 19-79%) of heat-related neonatal deaths, while reducing the respective cold-related burden by 30% (range: 10-63%). Climate change has impacted temperature-related neonatal deaths in all study countries, with most pronounced climate-induced losses from increased heat and gains from decreased cold observed in countries in sub-Saharan Africa. Future increases in global mean temperatures are expected to exacerbate the heat-related burden, which calls for ambitious mitigation and adaptation measures to safeguard the health of newborns.