Pour prévoir l’augmentation de la température à la surface de la Terre au cours du XXIe siècle, le GIEC effectue des simulations pour différents scénarii d’émissions, appelés « Representative Concentration Pathways » ou « RCP ». Ces scénarii consistent à décrire des évolutions plausibles de nos émissions dans le futur (arrêt des émissions, émissions négatives, « business as usual » – scénario qui prolonge les tendances actuelles…) et dépendent donc notamment de nos futurs choix politiques et économiques mais aussi de la démographie, de la disponibilité en énergie... Ils se différencient par le forçage radiatif qu’ils impliquent – le scénario RCP8.5 étant par exemple un scénario dans lequel le forçage radiatif en 2100 est de + 8.5 W/m2 par rapport à l'ère pré-industrielle, c'est-à-dire par rapport à 1750. 

Les RCP comprennent un scénario d'atténuation stricte (RCP2.6), deux scénarii intermédiaires (RCP4.5 et RCP6.0) et un scénario avec des émissions de gaz à effet de serre très élevées (RCP8.5). Les scénarii sans efforts supplémentaires pour limiter les émissions (« scénarii de base » ou ‘baselines scenarios’ en anglais) conduisent à des trajectoires comprises entre le RCP6.0 et le RCP8.5. Le RCP2.6 est un scénario qui vise à maintenir le réchauffement climatique probablement en dessous de 2 °C au-dessus des températures préindustrielles.

Quel que soit le scénario d’émission, les modèles prédisent un réchauffement global de la surface de la Terre au cours du XXIe siècle. La figure ci-dessous montre l’amplitude de ce réchauffement pour les différents scénarii RCP jusqu’à 2200. 

Par ailleurs, l’évolution des températures ne sera pas uniforme sur la surface du globe. Les continents vont se réchauffer 1,4 à 1,7 fois plus que les océans d'ici la fin du siècle. Le réchauffement est également plus important aux hautes latitudes, on parle d’ « amplification polaire » (figure 2). Pour le moment, les études montrent que ce phénomène est particulièrement important en Arctique. En moyenne annuelle, les modèles prévoient un réchauffement de cette région (entre 67,5°N et 90°N) entre 2,2 et 2,4 fois plus important que le réchauffement global sur la période 2081-2100.