​Les prévisions à long terme ne sont pas lisibles dans les projections à la fin du siècle produites par les modèles climatiques actuels et les risques associés risquent donc d'être sous-estimés. L'étude de périodes chaudes passées par le réseau Pages (voir ci-dessous) permet d'évaluer les effets d'un réchauffement comparable à celui préconisé par l'accord de Paris, même si elles n'ont pas toutes été causées par une augmentation du CO₂ atmosphérique.

Au cours des 3,5 derniers millions d'années, plusieurs périodes ont été identifiées comme ayant été plus chaudes de 0,5 à 2 °C que l'époque préindustrielle. Elles révèlent toutes des réchauffements plus marqués aux hautes latitudes qu'aux tropiques, comme les simulations actuelles du réchauffement global de 2°C en 2100.

Selon cette étude, un réchauffement limité à 2°C engendrera des déplacements rapides des zones climatiques et des écosystèmes associés vers les pôles ou vers des zones de plus grande altitude. Le réchauffement rapide des pôles provoquera un surplus d'émissions de gaz à effet de serre mais le risque d'un emballement catastrophique du climat semble faible. Cependant, le CO₂ additionnel issu du permafrost et des sols devra être pris en compte.

Un réchauffement de 1,5 à 2°C au-dessus du niveau pré-industriel suffira à causer une fonte substantielle du Groenland et de l'Antarctique à long terme et élever le niveau de la mer de plus de six mètres pendant des milliers d'années. La vitesse de montée du niveau marin pourrait être supérieure à celles de ces dernières décennies.

Les comparaisons entre données du passé et simulations numériques suggèrent que les modèles actuels sous-estiment le réchauffement à long terme et son amplification par les régions polaires.

Cette étude coordonnée par les Universités de Berne (Suisse), de Nouvelle-Galles du Sud (Australie) et de l'Orégon (États-Unis) a mobilisé 59 chercheurs de 17 pays.