Algunas simulaciones de alta resolución indican la probabilidad de que en algunas zonas aumente la intensidad máxima del viento de los ciclones tropicales entre un 5 y un 10 por ciento y que se incremente la cantidad de precipitación entre un 20 y un 30 por ciento, pero ninguno de los estudios sugiere que cambie la localización de los ciclones tropicales. Existen pocas pruebas coherentes basadas en simulaciones que muestren cambios en la frecuencia de los ciclones tropicales.

El sistema climático incluye muchos procesos que interactúan de forma compleja y no lineal, y que pueden originar niveles críticos en el sistema climático (y por consiguiente cambios repentinos). Dichos niveles se podrían exceder si el sistema se viese suficientemente desestabilizado. Estos cambios repentinos y no lineales incluyen unos grandes aumentos de origen climático en los gases de efecto invernadero en los ecosistemas terrestres, el colapso de la circulación termohalina (THC; véase la Figura 4–2), y la desintegración de las capas de hielo de Groenlandia y el Artártico. Algunos de estos cambios tienen una escasa probabilidad de ocurrencia durante el siglo XXI; sin embargo, el forzamiento debido a los gases de efecto invernadero durante el siglo XXI podría poner en marcha cambios que produzcan dichas transiciones en siglos siguientes (véase la Pregunta 5). Algunos de estos cambios (como el de la THC) podrían ser irreversibles durante siglos o milenios. Existe una gran incertidumbre sobre los mecanismos implicados y sobre la probabilidad o escalas temporales de estos cambios; sin embargo, existen pruebas extraídas de testigos de hielo en los polos de que los regímenes atmosféricos pueden alterarse dentro de unos pocos años y de que cambios hemisféricos a gran escala han ocurrido dentro de sólo unos decenios ocasionando graves daños al sistema biofísico.

Parece muy improbable la aparición de grandes y rápidos cambios en el CH₄ atmosférico proveniente de las reducciones en el sumidero químico atmosférico o de la liberación de fuentes sepultadas de CH₄. El rápido aumento del tiempo de vida del CH₄ debido a grandes emisiones de contaminantes troposféricos no se prevé dentro de la gama de los escenarios del IEEE. Las fuentes de CH₄ sepultadas en los depósitos de hidratos sólidos debajo del permafrost y de los sedimentos oceánicos son enormes, mil veces más grandes que la cantidad actual en la atmósfera. Si dichos hidratos se descompusieran debido al calentamiento, se pudiera producir una respuesta climática en la que se emitiera grandes cantidades de CH₄; sin embargo, la mayor parte del CH₄ gaseoso liberado desde la forma sólida la descomponen las bacterias en los sedimentos y en la columna de agua, limitando de esta manera la cantidad emitida a la atmósfera, a menos que se trate de unas emisiones explosivas y efervescentes. Esta respuesta no se ha cuantificado, pero el registro del CH₄ atmosférico durante los pasados 50.000 años no revela ninguna emisión rápida y enorme de CH₄.