De uitstoot van koolstof draagt bij aan klimaatverandering, die ernstige gevolgen kan hebben voor mens en milieu. Volgens het U.S. Environmental Protection Agency maakt koolstofemissies, in de vorm van koolstofdioxide, meer dan 80 procent uit van de broeikasgassen die in de Verenigde Staten worden uitgestoten. Bij de verbranding van fossiele brandstoffen komen kooldioxide en andere broeikasgassen vrij. Deze koolstofemissies verhogen de wereldwijde temperaturen door zonne-energie in de atmosfeer op te sluiten. Dit verandert de watervoorziening en weerspatronen, verandert het groeiseizoen voor voedselgewassen en bedreigt kustgemeenschappen met stijgende zeespiegels.
Krimpende watervoorziening
Kooldioxide blijft 50 tot 200 jaar in de atmosfeer aanwezig, dus de emissies die nu vrijkomen, zullen het klimaat in de toekomst blijven opwarmen. De EPA voorspelt dat door klimaatverandering de vraag naar water zal toenemen terwijl het aanbod van water krimpt. Water is niet alleen essentieel voor de menselijke gezondheid, maar ook voor productieprocessen en de productie van energie en voedsel. Verwacht wordt dat klimaatverandering in sommige gebieden meer regen zal veroorzaken, waardoor het sediment en de verontreinigende stoffen die in de drinkwatervoorziening terechtkomen toenemen. Door de stijgende zeespiegel zal zout water in sommige zoetwatersystemen infiltreren, waardoor de behoefte aan ontzilting en drinkwaterbehandeling toeneemt.
Toenemende incidenten van zwaar weer
De opwarming van de aarde kan volgens NASA leiden tot meer bosbranden, droogtes en tropische stormen. Catastrofale weersomstandigheden veroorzaakten in 2012 $ 1 miljard schade in de Verenigde Staten. Stormen zoals de orkaan Sandy uit 2012 en de tyfoon Haiyan uit 2013 komen steeds vaker voor, en de verwoesting die ze veroorzaken kost lokale gemeenschappen jaren om te herstellen, vaak met de hulp van internationale steun. De vernietiging van infrastructuur veroorzaakt verschillende gezondheidsproblemen, waaronder ziekten die worden overgedragen wanneer water- en rioleringssystemen niet goed werken. De stormen zelf en de schade aan de infrastructuur die ze veroorzaken, leiden vaak tot een enorm verlies aan mensenlevens.
Veranderingen in de voedselvoorziening
Veranderend weer beïnvloedt de landbouwindustrie en de menselijke voedselvoorziening. Koolstofemissies dragen bij aan stijgende temperaturen en afnemende neerslag, waardoor de groeiomstandigheden voor voedselgewassen in veel gebieden veranderen. Volgens het Amerikaanse Global Change Research Program veroorzaken koolstofemissies opwarming in het centrale deel van Californië Vallei die naar verwachting de opbrengsten van tomaten, tarwe, rijst, maïs en zonnebloemen hierin aanzienlijk zal verminderen regio. Grote veranderingen in de gewasopbrengst zullen de voedselprijzen over de hele wereld doen stijgen. Bovendien dwingt de klimaatverandering, die wordt beïnvloed door koolstofemissies, dieren, waarvan er veel worden gejaagd als voedsel, om naar grotere hoogten of noordelijke habitats te migreren naarmate het klimaat warmer wordt.
Geografische veranderingen
Er is maar een kleine verandering in temperatuur nodig om enorme milieueffecten te hebben; temperaturen aan het einde van de laatste ijstijd waren slechts 2,5 tot 5 graden Celsius koeler dan de temperaturen van vandaag (5 tot 9 graden Fahrenheit), maar delen van de Verenigde Staten waren bedekt met duizenden voet ijs, volgens Nasa. Het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering schatte dat de CO2-uitstoot wereldwijd zal leiden tot temperaturen stijgen met ongeveer 1,5 graden Celsius (2,5 graden Fahrenheit) in de komende 100 jaar. Deze kleine verandering kan dramatische gevolgen hebben voor kusten, vooral die dichtbevolkt door mensen, waar de stijgende zeespiegel gebouwen en wegen overstroomt en het scheepvaartverkeer beïnvloedt. Volgens de EPA is de zeespiegel aan het midden van de Atlantische Oceaan en de Golfkust in slechts 50 jaar met meer dan 20 centimeter gestegen, na bijna 2000 jaar zonder waarneembare verandering.