Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας θα κάνει αισθητή την παρουσία της τόσο με τις αλλαγές στη μέση στάθμη της θάλασσας, όσο, ίσως και να είναι και πιο σημαντικό, και μέσω των αλλαγών στα ακραία φαινόμενα, που θα δημιουργηθούν. Ακόμα και εάν δεν υπάρξουν αλλαγές στις ακραίες καιρικές συνθήκες (για παράδειγμα, αύξηση στην ένταση των τροπικών κυκλώνων), η άνοδος της στάθμης της θάλασσας θα επιφέρει ακραίες στάθμες της θάλασσας μίας συγκεκριμένης τιμής, η οποία θα υπερβαίνεται πιο συχνά. Η αλλαγή αυτή στη συχνότητα των ακραίων φαινομένων έχει ήδη παρατηρηθεί σε πολλές τοποθεσίες. Η αύξηση της συχνότητας των ακραίων φαινομένων θα εξαρτάται από τις τοπικές συνθήκες, αλλά φαινόμενα που σήμερα συμβαίνουν μία φορά κάθε 100 χρόνια θα συμβαίνουν μία φορά κάθε μερικά χρόνια μέχρι το 2100.
Ακόμα και χωρίς την αύξηση της συχνότητας των ακραίων φαινομένων, εκατομμύρια άνθρωποι θα επηρεαστούν από τα άμεσα αποτελέσματα της ανόδου της στάθμης της θάλασσας τον επόμενο αιώνα. Οι μεγάλες αλλαγές στη στάθμη της θάλασσας κατά τη διάρκεια των τελευταίων εποχών των παγετώνων κάποιες φορές χρησιμοποιούνται για να μειώσουν τη σημασία των σημερινών σχετικά μικρών αλλαγών της στάθμης της θάλασσας, με το σκεπτικό (μάλλον) ότι η ανθρωπότητα προσαρμόστηκε στις αλλαγές αυτές στο παρελθόν, άρα θα μπορούσε να προσαρμοστεί ξανά. Το οφθαλμοφανές σφάλμα στο επιχείρημα αυτό είναι ότι, στο παρελθόν, οι κάτοικοι μιας περιοχής θα έπαιρναν μαζί τους τα απαραίτητα και θα πήγαιναν κάπου αλλού, όταν οι αλλαγές στη στάθμη της θάλασσας θα καθιστούσαν τις τρέχουσες κατοικίες τους ακατοίκητες. Με τις ογκώδεις υποδομές (Λονδίνο, Νέα Υόρκη), που βρίσκονται κοντά στη στάθμη της θάλασσας και τα πολλά εκατομμύρια κατοίκους, που ζουν στις επικίνδυνες περιοχές (π.χ. Μπαγκλαντές και νότιο Βιετνάμ), μία τέτοια λύση δεν μπορεί να εφαρμοστεί.
Οι φυσικές συνέπειες από την άνοδο της στάθμης της θάλασσας μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ως απώλεια γης λόγω πλημμύρας των πεδινών περιοχών και διάβρωσης των παραλιών, εισχώρηση άλατος στον υδροφόρο ορίζοντα και στα επιφανειακά ύδατα, υψηλότεροι υδροφόροι ορίζοντες, και αυξημένες καταστροφές από πλημμύρες και καταιγίδες.
Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας κατά μερικά χιλιοστά ετησίως, ακόμα και εάν δεν απειλεί με θεαματικές πλημμύρες, παραμένει ένα φαινόμενο εξαιρετικά σημαντικό. Η άμεση απώλεια γης των πεδινών παράκτιων περιοχών μπορεί γρήγορα (σε βάθος δεκαετίας ή εκατονταετίας) να επιφέρει ζημιά ή να καταστρέψει παράκτια οικοσυστήματα. Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας πλημμυρίζει υγροτόπους και άλλες πεδινές περιοχές, διαβρώνει τις παραλίες, ενισχύει τις πλημμύρες, και αυξάνει την αλατότητα των ποταμών, των όρμων και του υδροφόρου ορίζοντα. Κάποια από τα φαινόμενα αυτά μπορούν να συνδυαστούν με άλλα φαινόμενα που οφείλονται στις κλιματολογικές αλλαγές.
Τα οικοσυστήματα των παράκτιων υγροτόπων, όπως τα αλμυρά έλη και τα έλη μαγκρόβιας είναι ιδιαίτερα τρωτά στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας διότι απέχουν συνήθως μερικά πόδια από την στάθμη της θάλασσα (IPCC, 2007). Οι υγρότοποι παρέχουν κατοικία σε πολλά είδη, διαδραματίζουν ρόλο κλειδί στην παροχή τροφής, παρέχουν οικονομικούς πόρους σε πολλές κοινότητες, παρέχουν ευκαιρίες αναψυχής, και προστατεύουν τις τοπικές περιοχές από πλημμύρες.
Καθώς η θάλασσα ανεβαίνει, τα εξωτερικά σύνορα των υγροτόπων αυτών θα διαβρώνονται και νέοι υγρότοποι θα σχηματίζονται στην ενδοχώρα καθώς οι ξηρές περιοχές θα πλημμυρίζουν με την άνοδο των υδάτων. Ο αριθμός των νέων υγροτόπων, ωστόσο, θα είναι πολύ μικρότερος από την έκταση των υγροτόπων που χάθηκαν –ιδίως στις αναπτυγμένες περιοχές που προστατεύονται από προστατευτικούς τοίχους εκβολής, αναχώματα και άλλες κατασκευές που εμποδίζουν την δημιουργία νέων υγροτόπων. Το IPCC προτείνει ότι μέχρι το 2080, η άνοδος της στάθμης της θάλασσας θα μπορούσε να μετατρέψει το 33% των παγκόσμιων παράκτιων υγροτόπων σε ανοικτή θάλασσα (IPCC, 2007). Οι υγρότοποι που δημιουργούνται από τις παλίρροιες βρίσκονται συνήθως μεταξύ της στάθμης της θάλασσας και της πλημμυρίδας κατά τον μηνιαίο σεληνιακό κύκλο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα περιοχές με μικρή παλιρροιακή έκταση να είναι οι πλέον τρωτές. Εκτός από την πλημμύρα, η μακροχρόνια άνοδος της στάθμης της θάλασσας μπορεί να δημιουργήσει διάβρωση και μείωση της ακτογραμμής δημιουργώντας έλλειμμα στον προϋπολογισμό των ιζημάτων. Η παράκτια διάβρωση προκαλείται από διάφορους παράγοντες οι οποίοι γενικά εμπίπτουν σε 2 κατηγορίες. Κατά πρώτον, η άμμος συχνά μετακινείται κατά μήκος της ακτής προκαλώντας σε κάποια σημεία διάβρωση και σε άλλα αύξηση της άμμου. Κατά δεύτερον, η άνοδος της στάθμης της θάλασσας προκαλεί διάβρωση, εικονικά, σε όλες τις ακτές. Με την χρήση ενός μοντέλου που χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Δανό μηχανικό Per Bruun, οι γεωλόγοι που μελετούν τις ακτές υπολόγισαν ότι μία άνοδος της τάξεως του 1 μέτρου στην στάθμη της θάλασσας θα προκαλέσει διάβρωση στις παραλίες βάθους 50 έως 100 μέτρων από την New England έως το Maryland, 200 μέτρων κατά μήκος της Καρολίνας, 100 – 1000 μέτρων κατά μήκος της ακτής της Φλόριντας και 200 – 400 μέτρα κατά μήκος της ακτής της Καλιφόρνιας. Οι υπολογισμοί αυτοί συνάδουν σε γενικές γραμμές με τον ρυθμό της διάβρωσης. (http://www.cmar.csiro.au/sealevel).
Το αποτέλεσμα της ανόδου της μέσης στάθμης της θάλασσας θα γίνει περισσότερο αισθητό σε περίπτωση ακραίων συνθηκών καταιγίδας όταν οι ισχυροί άνεμοι και η πτώση της πίεσης θα επιφέρουν προσωρινή και τοπική άνοδο της στάθμης της θάλασσας γνωστής ως κύμα καταιγίδας. Τα κύματα καταιγίδας που δημιουργούνται σε μεγαλύτερη μέση στάθμη της θάλασσας θα προκαλέσουν κύματα που θα πλημμυρίσουν και θα πλήξουν την ενδοχώρα αυξάνοντας τις πλημμύρες, την διάβρωση και τις μεταγενέστερες επιπτώσεις επί των υποδομών και των φυσικών οικοσυστημάτων. Στους τροπικούς, τα κύματα καταιγίδας προκαλούνται από τροπικούς κυκλώνες ενώ σε οποιοδήποτε άλλο μέρος το βασικό αίτιο των κυμάτων καταιγίδας είναι οι καταιγίδες του μέσου γεωγραφικού πλάτους και τα συσχετιζόμενα με αυτές ψυχρά μέτωπα.
Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας αυξάνει επίσης την τρωτότητα των παράκτιων περιοχών στις πλημμύρες κατά την διάρκεια καταιγίδων για πολλούς λόγους. Πρώτον, ένα δεδομένο κύμα καταιγίδας από τυφώνα ή northeaster δημιουργείται στην κορυφή μίας υψηλότερης βάσης υδάτων. Λαμβάνοντας υπόψη μόνο αυτό το αποτέλεσμα, υπολογίζεται ότι η υφιστάμενη ανάπτυξη στην παράκτια ζώνη των ΗΠΑ θα έχει αύξηση 36-58% σε ετήσιες ζημιές για άνοδο 30 εκατοστών της στάθμης της θάλασσας, και αύξηση 102-200% για άνοδο 1 μέτρου. Η διάβρωση της ακτής αυξάνει επίσης την τρωτότητα στις καταιγίδες, αφαιρώντας τις παραλίες και τους αμμόλοφους που θα προστάτευαν τις παράκτιες περιουσίες από τα κύματα καταιγίδας (FEMA 2000). Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας αυξάνει επίσης τις παράκτιες πλημμύρες που προκαλούνται από τις βροχοθύελλες, διότι οι περιοχές με χαμηλό υψόμετρο αποστραγγίζονται πιο αργά καθώς αυξάνει η στάθμη της θάλασσας.
Άλλες συνέπειες των κλιματολογικών αλλαγών μπορούν να ενισχύσουν ή να ελαττώσουν τις παράκτιες πλημμύρες. Η πλημμύρες από τις βροχοθύελλες ενδέχεται να επιδεινωθούν εάν οι υψηλές θερμοκρασίες επιφέρουν αύξηση των βροχοπτώσεων κατά την διάρκεια βίαιων καταιγίδων. Η αύξηση της έντασης των τροπικών καταιγίδων θα μπορούσε να αυξήσει τις καταστροφές από τις πλημμύρες και τους ανέμους.
Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας αυξάνει την αλατότητα τόσο των επιφανειακών υδάτων όσο και των υπογείων υδάτων μέσω της εισχώρησης αλμυρού νερού. Εάν η άνοδος της στάθμης της θάλασσας σπρώχνει το αλμυρό νερό προς τα επάνω τότε η πρόσληψη των υφιστάμενων υδάτων ενδέχεται να τραβήξει αλμυρό νερό κατά την περίοδο της ξηρασίας. Η αλατότητα που αυξάνει στις εκβολές των ποταμών μπορεί να κάνει κακό στα υδρόβια φυτά και ζώα τα οποία έχουν δυσανεξία στην υψηλή αλατότητα. Οι ρηχοί παράκτιοι υδροφόροι ορίζοντες κινδυνεύουν επίσης (IPCC, 2007). Καθώς το νερό που ανεβαίνει πλημμυρίζει πεδινές εκτάσεις της παράκτιας περιοχής, τμήματα του υδροφόρου ορίζοντα θα γίνουν αλμυρά.
Όλες οι προαναφερθείσες επιπτώσεις της ανόδου της στάθμης της θάλασσας μπορούν να προκαλέσουν απώλεια ανθρωπίνων ζωών λόγω της αύξησης της έντασης των κυμάτων καταιγίδας, κοινωνικοοικονομικές ζημιές στις παράκτιες κοινωνίες καθώς και επιπτώσεις στις εθνικές οικονομίες, περιβαλλοντικά προβλήματα όπως απώλεια υγροτόπων, αμμόλοφων και των συσχετιζόμενων βιοτόπων καθώς και ζημιά στην πολιτιστική κληρονομιά λόγω πλημμύρας των χώρων αυτών (http://epa.gov/climatechange/effects/coastal/index.html).