تغير المناخ في القطب الشمالي

شهدت الفترة من 1995 إلى 2005 أدفأ عقد في القطب الشمالي منذ القرن السابع عشر على الأقل، حيث تجاوزت درجات الحرارة متوسط ​​الفترة من 1951 إلى 1990 بمقدار درجتين مئويتين (3.6 درجة فهرنهايت) . ^{[ 13 ]} وارتفعت درجة الحرارة في ألاسكا وغرب كندا بمقدار 3 إلى 4 درجات مئوية (5.40 إلى 7.20 درجة فهرنهايت) خلال تلك الفترة. ^{[ 14 ]} وأظهرت أبحاث عام 2013 أن درجات الحرارة في المنطقة لم تكن مرتفعة كما هي عليه الآن منذ 44000 عام على الأقل، وربما منذ 120000 عام. ^{[ 15 ] [ 16 ]} ومنذ عام 2013، كان متوسط ​​درجة حرارة الهواء السطحي السنوي في القطب الشمالي أعلى بمقدار درجة مئوية واحدة على الأقل (1.8 درجة فهرنهايت) من متوسط ​​الفترة من 1981 إلى 2010.      

في عام 2016، شهدت المنطقة ارتفاعًا غير مسبوق في درجات الحرارة خلال شهري يناير وفبراير، حيث قُدِّرت درجة الحرارة في القطب الشمالي بزيادة تتراوح بين 4 و5.8 درجة مئوية (7.2 و10.4 درجة فهرنهايت) مقارنةً بالفترة بين عامي 1981 و2010. ^{[ 17 ]} وفي عام 2020، بلغ متوسط ​​درجة حرارة سطح الأرض 1.9 درجة مئوية (3.4 درجة فهرنهايت) أعلى من المتوسط ​​المسجل للفترة بين عامي 1981 و2010. ^{[ 18 ]} وفي 20 يونيو 2020، سُجِّلت لأول مرة درجة حرارة داخل الدائرة القطبية الشمالية بلغت 38 درجة مئوية، أي أكثر من 100 درجة فهرنهايت. وكان من المتوقع أن تشهد المنطقة مثل هذا الطقس بحلول عام 2100 فقط. وفي مارس وأبريل ومايو، بلغ متوسط ​​درجة الحرارة في القطب الشمالي 10 درجات مئوية (18.0 درجة فهرنهايت) أعلى من المعدل الطبيعي. ^{[ 19 ] [ 20 ]} هذه الموجة الحارة، لولا الاحتباس الحراري الناتج عن النشاط البشري، لما حدثت إلا مرة واحدة كل 80 ألف عام، وفقًا لدراسة نسبية نُشرت في يوليو 2020. وهي أقوى دليل تم التوصل إليه حتى الآن يربط حدثًا مناخيًا بتغير المناخ الناتج عن النشاط البشري. ^{[ 21 ]}        

تضخيم القطب الشمالي

تؤثر ظاهرة التغذية الراجعة بين بياض الثلج والجليد تأثيراً كبيراً على درجات الحرارة الإقليمية. فعلى وجه الخصوص، يؤدي وجود الغطاء الجليدي والجليد البحري إلى جعل القطب الشمالي والقطب الجنوبي أكثر برودة مما كانا عليه لولا وجودهما. ^{[ 22 ]} ونتيجة لذلك، يُعدّ انحسار الجليد البحري في القطب الشمالي مؤخراً أحد العوامل الرئيسية وراء ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي بمعدل أسرع بأربع مرات تقريباً من المتوسط ​​العالمي منذ عام 1979 (وهو العام الذي بدأت فيه القراءات المستمرة للجليد البحري في القطب الشمالي عبر الأقمار الصناعية)، في ظاهرة تُعرف باسم تضخيم القطب الشمالي . ^{[ 23 ]}

تُظهر الدراسات النموذجية أن التضخيم القوي في القطب الشمالي لا يحدث إلا خلال الأشهر التي تشهد فقدانًا كبيرًا للجليد البحري، وأنه يختفي إلى حد كبير عند تثبيت الغطاء الجليدي المُحاكى. ^{[ 24 ]} في المقابل، فإن الاستقرار العالي للغطاء الجليدي في القارة القطبية الجنوبية، حيث يسمح سُمك الغطاء الجليدي في شرق القارة القطبية الجنوبية بارتفاعه قرابة 4  كيلومترات فوق مستوى سطح البحر، يعني أن هذه القارة لم تشهد سوى ارتفاع طفيف جدًا في صافي الاحترار على مدى العقود السبعة الماضية، وتركز معظمه في غرب القارة القطبية الجنوبية. ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} أما فقدان الجليد في القارة القطبية الجنوبية ومساهمته في ارتفاع مستوى سطح البحر ، فيُعزى في الغالب إلى ارتفاع درجة حرارة المحيط الجنوبي ، الذي امتص ما بين 35 و43% من إجمالي الحرارة التي امتصتها جميع المحيطات بين عامي 1970 و2017. ^{[ 28 ]}

يُحدث التفاعل بين الجليد والبياض تأثيرًا أقل، ولكنه لا يزال ملحوظًا، على درجات الحرارة العالمية. ويُقدّر أن انحسار الجليد البحري في القطب الشمالي بين عامي 1979 و2011 كان مسؤولًا عن 0.21 واط لكل متر مربع (واط/ ^م² ) من التأثير الإشعاعي ، وهو ما يعادل ربع التأثير الإشعاعي الناتج عن زيادات _ثاني أكسيد الكربون ^{[ 29 ]} خلال الفترة نفسها. وبالمقارنة مع الزيادات التراكمية في التأثير الإشعاعي لغازات الاحتباس الحراري منذ بداية الثورة الصناعية ، فإن هذا يعادل التأثير الإشعاعي المُقدّر لعام 2019 من أكسيد النيتروز (0.21 واط/م² ⁾ ، ونحو نصف التأثير الإشعاعي لعام 2019 من الميثان (0.54 واط/م² ⁾ ، و10% من الزيادة التراكمية لثاني أكسيد الكربون ₍ 2.16 واط/م² ⁾ . ^{[ 30 ]} بين عامي 1992 و2015، تم تعويض هذا التأثير جزئيًا بنمو الغطاء الجليدي البحري حول القارة القطبية الجنوبية ، مما أدى إلى تبريد بنحو 0.06 واط/م² ^لكل عقد. ومع ذلك، بدأ الجليد البحري في القارة القطبية الجنوبية بالتراجع أيضًا بعد ذلك، ويعادل الدور المشترك للتغيرات في الغطاء الجليدي بين عامي 1992 و2018 ما نسبته 10% من إجمالي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة عن الأنشطة البشرية . ^{[ 31 ]}

وُصِفَ القطب الشمالي تاريخيًا بأنه يشهد ارتفاعًا في درجة حرارته أسرع بمرتين من المتوسط ​​العالمي، ^{[ 33 ]} إلا أن هذا التقدير استند إلى بيانات رصد قديمة لم ترصد التسارع الأخير. وبحلول عام 2021، توفرت بيانات كافية تُظهر أن القطب الشمالي قد شهد ارتفاعًا في درجة حرارته أسرع بثلاث مرات من الكرة الأرضية - 3.1 درجة مئوية بين عامي 1971 و2019، مقابل ارتفاع درجة الحرارة العالمية بمقدار درجة مئوية واحدة خلال الفترة نفسها. ^{[ 34 ]} علاوة على ذلك، يُعرّف هذا التقدير القطب الشمالي بأنه كل ما يقع شمال خط العرض 60 شمالًا ، أو ما يُعادل ثلث نصف الكرة الشمالي: ففي الفترة 2021-2022، تبيّن أنه منذ عام 1979، كان ارتفاع درجة الحرارة داخل الدائرة القطبية الشمالية نفسها (شمال خط العرض 66) أسرع بأربع مرات تقريبًا من المتوسط ​​العالمي. ^{[ 35 ] [ 36 ]} داخل الدائرة القطبية الشمالية نفسها، يحدث تضخيم قطبي أكبر في منطقة بحر بارنتس ، مع وجود بؤر ساخنة حول تيار غرب سبيتسبيرجن : حيث تسجل محطات الأرصاد الجوية الواقعة على مساره ارتفاعًا في درجات الحرارة على مدى عقد من الزمن يصل إلى سبعة أضعاف المتوسط ​​العالمي. ^{[ 37 ] [ 38 ]} وقد أثار هذا مخاوف من أن الغطاء الجليدي في بحر بارنتس، على عكس بقية الجليد البحري في القطب الشمالي، قد يختفي بشكل دائم حتى مع ارتفاع درجة حرارة الأرض بمقدار 1.5 درجة مئوية تقريبًا. ^{[ 39 ] [ 40 ]}

لم يكن تسارع تضخيم القطب الشمالي خطيًا: فقد أظهر تحليل أُجري عام 2022 أنه حدث على مرحلتين حادتين، الأولى حوالي عام 1986، والثانية بعد عام 2000. ^{[ 41 ]} يُعزى التسارع الأول إلى زيادة التأثير الإشعاعي البشري المنشأ في المنطقة، والذي يُرجح بدوره ارتباطه بانخفاض تلوث الهباء الجوي الكبريتي في طبقة الستراتوسفير في أوروبا خلال ثمانينيات القرن الماضي لمكافحة الأمطار الحمضية . ونظرًا لأن للهباء الجوي الكبريتي تأثيرًا مُبردًا، فمن المرجح أن يكون غيابه قد رفع درجات حرارة القطب الشمالي بما يصل إلى 0.5 درجة مئوية. ^{[ 42 ] [ 43 ]} أما التسارع الثاني فليس له سبب معروف، ^{[ 34 ]} ولهذا السبب لم يظهر في أي من نماذج المناخ. من المرجح أن يكون هذا مثالاً على التقلبات الطبيعية متعددة العقود، مثل العلاقة المقترحة بين درجات حرارة القطب الشمالي وتذبذب المحيط الأطلسي متعدد العقود (AMO) ^{[ 44 ]} ، وفي هذه الحالة يُتوقع أن ينعكس هذا الاتجاه في المستقبل. مع ذلك، لم تتم محاكاة الزيادة الأولى في تضخيم القطب الشمالي بدقة إلا بواسطة جزء صغير من نماذج CMIP6 الحالية ^{[ 41 ]} . تُظهر الدراسات الحديثة أن القطب الشمالي قد شهد ارتفاعًا في درجة حرارته أسرع بأربع مرات تقريبًا من المتوسط ​​العالمي منذ عام 1979، حيث شهدت مناطق مثل بحر بارنتس معدلات تصل إلى سبعة أضعاف، مما يُبرز الحاجة المُلحة لمعالجة تغير المناخ القطبي ^{[ 45 ] .}

أظهرت الدراسات الميدانية في شمال غرب غرينلاند أن زيادة هطول الأمطار الصيفية قد تؤدي إلى تدفقات طينية كبيرة وانهيارات أرضية في المناطق المتجمدة. ففي عامي 2016 و2017، تسببت أمطار غزيرة غير مسبوقة بالقرب من سيورابالوك في عمليات انزلاق أرضي واسعة النطاق أعادت تشكيل المشهد الطبيعي وألحقت أضرارًا بالمواقع الأثرية. وقد تأثر ما يقرب من ربع المشهد الأثري الذي شمله المسح، مما يوفر مؤشرًا على استقرار المنحدرات على المدى الطويل منذ أواخر العصر الهولوسيني، ويسلط الضوء على كيفية تأثير التحولات نحو أنظمة هطول الأمطار التي يهيمن عليها المطر على جيومورفولوجيا القطب الشمالي. ^{[ 46 ]}

من الآثار الملحوظة لتغير المناخ زيادة ملحوظة في عدد البرق في القطب الشمالي، مما يزيد من خطر حرائق الغابات. ^{[ 47 ]} تشير بعض الأبحاث إلى أن ارتفاع درجة الحرارة عالميًا بأكثر من 1.5 درجة مئوية (2.7 درجة فهرنهايت) فوق مستوى ما قبل الثورة الصناعية قد يُغير نوع الهطول في القطب الشمالي من ثلج إلى مطر في فصلي الصيف والخريف. ^{[ 48 ]}  

أفادت دراسة نُشرت في يناير 2025 في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بحدوث "تحول مفاجئ ومتسق ومدفوع بالمناخ" من حالة "الأزرق" (الأكثر شفافية) إلى حالة "البني" (الأقل شفافية) في بحيرات غرينلاند، وذلك بعد موسم شهد درجات حرارة وأمطار قياسية أدت إلى تغيير في حالة هذه البحيرات. ^{[ 84 ]} وقد ذُكر أن هذا التغيير أثر على "العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية للبحيرات"، ووُصفت هذه التغيرات بأنها غير مسبوقة. ^{[ 84 ]}

من المتوقع أن يكون لتغير المناخ تأثير قوي على نباتات القطب الشمالي، وقد بدأنا نلاحظ بعضًا من هذا التأثير بالفعل. ^{[ 85 ]} وتقوم وكالة ناسا والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) برصد الغطاء النباتي في القطب الشمالي باستمرار باستخدام أجهزة الأقمار الصناعية مثل جهاز التصوير الطيفي متوسط ​​الدقة (MODIS) وجهاز قياس الإشعاع عالي الدقة جدًا (AVHRR). ^{[ 86 ]} وتتيح بياناتهما للعلماء حساب ما يُعرف بـ "الاخضرار القطبي" و"الاصفرار القطبي". ^{[ 87 ]} ففي الفترة من عام 1985 إلى عام 2016، لوحظ الاخضرار في 37.3% من جميع المواقع التي تم أخذ عينات منها في التندرا، بينما لوحظ الاصفرار في 4.7% فقط من المواقع - وهي عادةً تلك التي كانت لا تزال تشهد تبريدًا وجفافًا، على عكس بقية المواقع التي شهدت ارتفاعًا في درجات الحرارة وزيادة في الرطوبة. ^{[ 88 ]}

لا يتساوى توسع الغطاء النباتي في القطب الشمالي بين جميع أنواع النباتات. فقد لوحظ اتجاه رئيسي يتمثل في سيطرة الشجيرات على المناطق التي كانت تهيمن عليها الطحالب والأشنات. ويساهم هذا التغير في اعتبار أن منطقة التندرا تشهد حاليًا أسرع تغير بين جميع المناطق الأحيائية الأرضية على كوكب الأرض. ^{[ 89 ] [ 90 ]} ولا يزال التأثير المباشر على الطحالب والأشنات غير واضح نظرًا لقلة الدراسات التي تُجرى على مستوى الأنواع، ولكن من المرجح أن يؤدي تغير المناخ إلى زيادة التقلبات وتواتر الظواهر المناخية المتطرفة. ^{[ 91 ]} وبينما قد تتوسع الشجيرات في نطاقها وكتلتها الحيوية، قد يؤدي الاحترار أيضًا إلى انخفاض في النباتات الوسائدية مثل نبات الكامبيون الطحلبي، ونظرًا لأن هذه النباتات تعمل كأنواع مُيسِّرة عبر المستويات الغذائية وتشغل مواقع بيئية مهمة في بيئات متعددة، فقد يتسبب ذلك في آثار متتالية في هذه النظم البيئية، مما قد يؤثر بشدة على طريقة عملها وبنيتها. ^{[ 92 ]}

يمكن أن يؤثر انتشار هذه الشجيرات بشكل كبير على ديناميكيات بيئية هامة أخرى، مثل تأثير البياض . ^{[ 93 ]} تُغير هذه الشجيرات سطح التندرا الشتوي من ثلج متجانس غير مضطرب إلى سطح مختلط ذي أغصان بارزة تُخلّ بغطاء الثلج. ^{[ 94 ]} يتميز هذا النوع من غطاء الثلج بانخفاض تأثير البياض، بنسبة تصل إلى 55%، مما يُساهم في حلقة تغذية راجعة إيجابية على الاحترار المناخي الإقليمي والعالمي. ^{[ 94 ]} يعني هذا الانخفاض في تأثير البياض امتصاص النباتات لمزيد من الإشعاع، وبالتالي ارتفاع درجات حرارة السطح، مما قد يُخلّ بتبادل الطاقة الحالي بين السطح والغلاف الجوي ويؤثر على الأنظمة الحرارية للتربة الصقيعية. ^{[ 94 ]} كما تتأثر دورة الكربون بهذه التغيرات في الغطاء النباتي، فمع ازدياد غطاء الشجيرات في أجزاء من التندرا، تُصبح هذه الأجزاء أقرب إلى الغابات الشمالية من حيث دورة الكربون. ^{[ 95 ]} يُسرّع هذا من دورة الكربون، إذ تؤدي درجات الحرارة الأكثر دفئًا إلى زيادة ذوبان التربة الصقيعية وإطلاق الكربون، فضلًا عن امتصاص الكربون من قِبَل النباتات التي تشهد نموًا متزايدًا. ^{[ 95 ]} ليس من المؤكد ما إذا كان هذا التوازن سيميل في اتجاهٍ ما، لكن الدراسات وجدت أنه من المرجح أن يؤدي ذلك في نهاية المطاف إلى زيادة _ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ^{[ 95 ]}

مع ذلك، أظهرت الغابات الشمالية، وخاصةً تلك الموجودة في أمريكا الشمالية، استجابةً مختلفةً للاحترار. فقد ازداد اخضرار العديد من هذه الغابات، لكن هذا الاتجاه لم يكن بنفس قوة اخضرار التندرا في القطب الشمالي، والتي تميزت في الغالب بتوسع الشجيرات وزيادة نموها. ^{[ 96 ]} في أمريكا الشمالية، شهدت بعض الغابات الشمالية تحولًا إلى اللون البني خلال فترة الدراسة. وقد يكون الجفاف، وزيادة نشاط حرائق الغابات، وسلوك الحيوانات، والتلوث الصناعي، وعدد من العوامل الأخرى قد ساهمت في هذا التحول. ^{[ 87 ]}

يؤثر الاحترار في القطب الشمالي سلبًا على بيئة البحث عن الطعام والتكاثر لدى الثدييات القطبية الأصلية، مثل الثعالب القطبية ورنة القطب الشمالي . ^{[ 97 ]} في يوليو/تموز 2019، عُثر على 200 من رنة سفالبارد نافقة جوعًا، على ما يبدو بسبب قلة هطول الأمطار المرتبطة بتغير المناخ. ^{[ 98 ]} لم تكن هذه سوى حلقة واحدة في سلسلة التراجع طويل الأمد لهذا النوع. ^{[ 1 ] :} تشير أبحاث هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ⁽²³²⁷⁾ إلى أن انكماش الجليد البحري في القطب الشمالي سيؤدي في نهاية المطاف إلى انقراض الدببة القطبية من ألاسكا ، ولكنه سيبقي على بعض موائلها في أرخبيل القطب الشمالي الكندي ومناطق قبالة الساحل الشمالي لغرينلاند. ^{[ 99 ] [ 100 ]}

مع تحول المناخ القطبي تدريجيًا من مناخ القطب الشمالي النقي إلى مناخ شبه قطبي ، انتشرت الحيوانات المتكيفة مع هذه الظروف شمالًا. ^{[ 1 ] : 2325} على سبيل المثال، استوطنت القنادس بنشاط المناطق القطبية، وعندما بنت السدود ، أغرقت مناطق كانت مغطاة بالتربة الصقيعية، مما ساهم في ذوبانها وانبعاث غاز الميثان منها. ^{[ 8 ]} يمكن لهذه الأنواع المستوطنة أن تحل محل الأنواع المحلية تمامًا، وقد تتزاوج أيضًا مع أقاربها في الجنوب، كما هو الحال مع هجين الدب الرمادي والدب القطبي . عادةً ما يؤدي هذا إلى تقليل التنوع الجيني للجنس . قد تنتشر الأمراض المعدية ، مثل داء البروسيلات أو فيروس داء الكلب الفقمي ، إلى مجموعات كانت معزولة سابقًا بسبب البرد، أو، في حالة الثدييات البحرية ، بسبب الجليد البحري. ^{[ 101 ]}

أدى انحسار الجليد البحري إلى زيادة كمية ضوء الشمس الواصلة إلى العوالق النباتية ، ورفع الإنتاج الأولي البحري السنوي في القطب الشمالي بأكثر من 30% بين عامي 1998 و2020. ^{[ 1 ] : 2327} ونتيجة لذلك، أصبح المحيط المتجمد الشمالي مُستودعًا أقوى للكربون خلال هذه الفترة؛ ^{[ 102 ]} ومع ذلك، فإنه لا يزال يُمثل ما بين 5% و14% فقط من إجمالي مُستودعات الكربون في المحيطات، على الرغم من أنه من المتوقع أن يلعب دورًا أكبر في المستقبل. ^{[ 103 ]} وبحلول عام 2100، من المتوقع عمومًا أن تزداد الكتلة الحيوية للعوالق النباتية في المحيط المتجمد الشمالي بنحو 20% مقارنةً بعام 2000 في ظل سيناريو الانبعاثات المنخفضة، وبنسبة تتراوح بين 30 و40% في ظل سيناريو الانبعاثات المرتفعة. ^{[ 1 ] : 2329}

بفضل ارتفاع درجة حرارة المياه، تمكن سمك القد الأطلسي من التوغل أعمق في القطب الشمالي، بينما فقد سمك القد القطبي والثدييات البحرية المحلية موائلها. ^{[ 1 ] : 2327} ويبدو أن العديد من أنواع مجدافيات الأرجل آخذة في التناقص، وهو ما يُرجح أن يُقلل أيضًا من أعداد الأسماك التي تفترسها، مثل سمك بولوك أو سمك موسى ذي الأسنان السهمية . ^{[ 1 ] : 2327} ويؤثر هذا أيضًا على الطيور الشاطئية في القطب الشمالي . فعلى سبيل المثال، نفق حوالي 9000 طائر من طيور البفن وغيرها من الطيور الشاطئية في ألاسكا جوعًا في عام 2016، بسبب هجرة أعداد كبيرة من الأسماك شمالًا. ^{[ 104 ]} وفي حين يبدو أن الطيور الشاطئية تُعشش بنجاح أكبر نتيجة للاحترار الملحوظ، ^{[ 105 ]} إلا أن هذه الفائدة قد تُقابل بتفاوت كبير في التزامن بين دورات حياة الطيور الشاطئية ودورات حياة الأنواع الأخرى. ^{[ 106 ]} تتأثر الثدييات البحرية، مثل الفقمات الحلقية وفظ البحر، سلبًا أيضًا بالاحترار. ^{[ 107 ] [ 97 ] [ 108 ]}

تُعدّ التربة الصقيعية عنصرًا هامًا في الأنظمة الهيدرولوجية والنظم البيئية في منطقة القطب الشمالي. ^{[ 110 ]} في نصف الكرة الشمالي، تبلغ مساحة نطاق التربة الصقيعية الأرضية حوالي 18 مليون كيلومتر مربع ^. [ ^{111 ] ضمن} هذه المنطقة، يُقدّر إجمالي مخزون الكربون العضوي في التربة بـ 1460-1600 بيتاغرام (حيث البيتاغرام الواحد يساوي مليار طن)، وهو ما يُمثّل ضعف كمية الكربون الموجودة حاليًا في الغلاف الجوي. ^{[ 112 ] [ 113 ]}

في عام 2023، حصل مركز وودويل لأبحاث المناخ على منحة وزمالة بقيمة 5 ملايين دولار من Google.org ، الذراع الخيرية لشركة جوجل، لتطوير مورد مفتوح الوصول يستخدم بيانات الأقمار الصناعية والذكاء الاصطناعي لتتبع ذوبان التربة الصقيعية في القطب الشمالي في الوقت الفعلي تقريبًا. ^{[ 114 ]}

إجمالاً، من المتوقع أن تكون الانبعاثات التراكمية لغازات الاحتباس الحراري الناتجة عن ذوبان التربة الصقيعية أقل من الانبعاثات البشرية المنشأ التراكمية، إلا أنها ستظل كبيرة على المستوى العالمي، حيث يقارنها بعض الخبراء بالانبعاثات الناجمة عن إزالة الغابات . ^{[ 115 ]} ويُقدّر التقرير التقييمي السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ أن ثاني أكسيد الكربون والميثان المنبعثين من التربة الصقيعية قد يصلان إلى ما يعادل 14-175 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون لكل  درجة مئوية واحدة (1.8  درجة فهرنهايت) من الاحترار. ^{[ 122 ] : 1237} وللمقارنة، بحلول عام 2019، بلغت الانبعاثات البشرية المنشأ السنوية لثاني أكسيد الكربون وحده حوالي 40  مليار طن. ^{[ 122 ] : 1237} وخلصت مراجعة رئيسية نُشرت عام 2022 إلى أنه في حال تحقق هدف منع ارتفاع درجة الحرارة بمقدار  درجتين مئويتين (3.6  درجة فهرنهايت)، فإن متوسط ​​الانبعاثات السنوية من التربة الصقيعية طوال القرن الحادي والعشرين سيعادل الانبعاثات السنوية لروسيا عام 2019. في ظل سيناريو RCP4.5، وهو سيناريو يُعتبر قريبًا من المسار الحالي حيث يبقى الاحترار أقل بقليل من 3  درجات مئوية (5.4  درجة فهرنهايت)، ستكون انبعاثات التربة الصقيعية السنوية مماثلة لانبعاثات عام 2019 في أوروبا الغربية أو الولايات المتحدة، بينما في ظل سيناريو الاحترار العالمي المرتفع وأسوأ استجابة ارتدادية للتربة الصقيعية، ستقترب من انبعاثات عام 2019 في الصين. ^{[ 115 ]}

قلّما حاولت الدراسات وصف التأثير مباشرةً من حيث الاحترار. فقد قدّرت دراسة نُشرت عام 2018 أنه إذا اقتصر الاحترار العالمي على درجتين مئويتين  (3.6  درجة فهرنهايت)، فإن ذوبان التربة الصقيعية التدريجي سيضيف حوالي 0.09  درجة مئوية (0.16  درجة فهرنهايت) إلى درجات الحرارة العالمية بحلول عام 2100، ^{[ 124 ]} بينما خلصت مراجعة نُشرت عام 2022 إلى أن كل  درجة مئوية واحدة (1.8  درجة فهرنهايت) من الاحترار العالمي ستؤدي إلى 0.04  درجة مئوية (0.072  درجة فهرنهايت) و0.11  درجة مئوية (0.20  درجة فهرنهايت) نتيجة الذوبان المفاجئ بحلول عامي 2100 و2300 على التوالي. وعند بلوغ الاحترار العالمي حوالي 4  درجات مئوية (7.2  درجة فهرنهايت)، قد يحدث انهيار مفاجئ (خلال حوالي 50 عامًا) وواسع النطاق لمناطق التربة الصقيعية، مما ينتج عنه احترار إضافي يتراوح بين 0.2 و0.4  درجة مئوية (0.36 و0.72  درجة فهرنهايت). ^{[ 117 ] [ 125 ]}

تمتص رواسب الكربون الأسود (الناتجة عن احتراق زيت الوقود الثقيل في سفن الشحن القطبية) الإشعاع الشمسي في الغلاف الجوي، مما يقلل بشكل كبير من البياض عند ترسبها على الثلج والجليد، وبالتالي يُسرّع من ذوبان الثلج والجليد البحري. ^{[ 127 ]} وقد حددت دراسة أجريت عام 2013 أن حرق الغاز في مواقع استخراج النفط يُساهم بأكثر من 40% من الكربون الأسود المترسب في القطب الشمالي. ^{[ 128 ] [ 129 ]} ونسبت أبحاث عام 2019 غالبية (56%) الكربون الأسود السطحي في القطب الشمالي إلى الانبعاثات الروسية، تليها الانبعاثات الأوروبية، مع كون آسيا مصدرًا رئيسيًا أيضًا. ^{[ 130 ] [ 127 ]} وفي عام 2015، أشارت الأبحاث إلى أن خفض انبعاثات الكربون الأسود وغازات الدفيئة قصيرة الأجل بنحو 60% بحلول عام 2050 قد يُساهم في تبريد القطب الشمالي بما يصل إلى 0.2  درجة مئوية. ^{[ 131 ]} ومع ذلك، تشير دراسة أجريت عام 2019 إلى أن "انبعاثات الكربون الأسود ستستمر في الارتفاع بسبب زيادة أنشطة الشحن"، وتحديداً سفن الصيد. ^{[ 132 ]}

ازداد عدد حرائق الغابات في الدائرة القطبية الشمالية. في عام 2020، سجلت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن حرائق الغابات في القطب الشمالي رقماً قياسياً جديداً، حيث بلغت ذروتها عند 244 ميغا طن من ثاني أكسيد الكربون المنبعث. _[ 133 ^{] ويعود ذلك}  إلى احتراق الأراضي الخثية، وهي تربة غنية بالكربون تنشأ من تراكم النباتات المشبعة بالمياه، والتي توجد في الغالب عند خطوط العرض القطبية الشمالية. ^{[ 133 ]} وتزداد احتمالية احتراق هذه الأراضي الخثية مع ارتفاع درجات الحرارة، إلا أن احتراقها وانبعاث _ثاني أكسيد الكربون منها يزيد من احتمالية احتراقها في حلقة تغذية راجعة إيجابية. ^{[ 133 ]} كما أن الدخان الناتج عن حرائق الغابات، والذي يُعرف باسم " الكربون البني "، يزيد من الاحترار في القطب الشمالي، حيث يبلغ تأثيره في الاحترار حوالي 30% من تأثير الكربون الأسود. ومع ازدياد حرائق الغابات بالتزامن مع الاحترار، تتشكل حلقة تغذية راجعة إيجابية . ^{[ 134 ]}

وقد زادت الأدلة المتزايدة على أن الاحتباس الحراري يؤدي إلى تقلص الجليد القطبي من إلحاح مطالبات العديد من الدول بالسيادة على القطب الشمالي على أمل إنشاء طرق لتطوير الموارد وممرات ملاحية جديدة ، بالإضافة إلى حماية الحقوق السيادية. ^{[ 181 ]}

مع تناقص الغطاء الجليدي البحري عامًا بعد عام، تتخذ دول القطب الشمالي (روسيا، كندا، فنلندا، أيسلندا، النرويج، السويد، الولايات المتحدة، والدنمارك التي تمثل غرينلاند) خطوات على الساحة الجيوسياسية لضمان الوصول إلى ممرات ملاحية جديدة محتملة ، واحتياطيات النفط والغاز، مما يؤدي إلى تداخل المطالبات في جميع أنحاء المنطقة. ^{[ 182 ]}

يشهد مجال ترسيم الحدود البحرية بين الدول نشاطاً متزايداً، حيث يمكن أن تؤدي المطالبات المتداخلة بالمياه الداخلية والمياه الإقليمية ، ولا سيما المناطق الاقتصادية الخالصة ، إلى نشوب خلافات بين الدول. وتفصل بين الحدود البحرية الرسمية حالياً منطقة مثلثة من المياه الدولية غير المتنازع عليها، والتي تُعدّ محور النزاعات الدولية. ^{[ 182 ]}

يمكن الحصول على هذه الأراضي غير المطالب بها عن طريق تقديم مطالبة إلى اتفاقية الأمم المتحدة لقانون البحار ، ويمكن أن تستند هذه المطالبات إلى أدلة جيولوجية تثبت أن الجروف القارية تمتد إلى ما وراء حدودها البحرية الحالية وإلى المياه الدولية. ^{[ 182 ]}

لا تزال بعض المطالبات المتداخلة معلقةً أمام الهيئات الدولية، مثل الجزء الكبير الذي يضم القطب الشمالي والذي تطالب به كل من الدنمارك وروسيا، بالإضافة إلى أجزاء أخرى تتنازع عليها كندا. ^{[ 182 ]} مثال آخر هو الممر الشمالي الغربي ، المعترف به عالميًا كمياه دولية، ولكنه يقع تقنيًا ضمن المياه الكندية. ^{[ 182 ]} وقد دفع هذا كندا إلى الرغبة في الحد من عدد السفن التي يمكنها المرور لأسباب بيئية، لكن الولايات المتحدة تعترض على امتلاكها الصلاحية للقيام بذلك، وتؤيد مرور السفن بلا حدود. ^{[ 182 ]}

يُعدّ الممر البحري العابر للقطب الشمالي ممرًا ملاحيًا قطبيًا مستقبليًا يمتد من المحيط الأطلسي إلى المحيط الهادئ مرورًا بوسط المحيط المتجمد الشمالي. ويُطلق عليه أحيانًا اسم الممر العابر للقطب الشمالي. وعلى عكس الممر الشمالي الشرقي (بما في ذلك ممر بحر الشمال ) والممر الشمالي الغربي ، فإنه يتجنب إلى حد كبير المياه الإقليمية للدول القطبية الشمالية ويقع في أعالي البحار الدولية. ^{[ 183 ]}

أبدت الحكومات والقطاع الخاص اهتمامًا متزايدًا بالقطب الشمالي. ^{[ 184 ]} وتُفتح ممرات ملاحية جديدة رئيسية: فقد شهد الطريق البحري الشمالي 34 عبورًا في عام 2011، بينما شهد الممر الشمالي الغربي 22 عبورًا، وهو رقم قياسي تاريخي. ^{[ 185 ]} وقد تستفيد شركات الشحن من تقصير مسافة هذه الطرق الشمالية. وسيزداد الوصول إلى الموارد الطبيعية، بما في ذلك المعادن الثمينة والنفط والغاز البحري. ^{[ 186 ]} وسيكون العثور على هذه الموارد والسيطرة عليها أمرًا صعبًا مع حركة الجليد المستمرة. ^{[ 186 ]} وقد يزداد النشاط السياحي أيضًا، حيث سيؤدي انخفاض الجليد البحري إلى تحسين السلامة وسهولة الوصول إلى القطب الشمالي. ^{[ 186 ]}

من المرجح أن يؤدي ذوبان القمم الجليدية في القطب الشمالي إلى زيادة حركة الملاحة التجارية في طريق بحر الشمال، وبالتالي تعزيز جدواه التجارية. فعلى سبيل المثال، تتوقع إحدى الدراسات حدوث "تحولات ملحوظة في التدفقات التجارية بين آسيا وأوروبا، وتحويل جزء من التجارة داخل أوروبا، وكثافة حركة الشحن في القطب الشمالي، وانخفاض كبير في حركة الملاحة عبر قناة السويس. كما تشير التحولات المتوقعة في التجارة إلى ضغط كبير على النظام البيئي القطبي المهدد أصلاً." ^{[ 187 ]}

مع تسارع وتيرة تغير المناخ، يتزايد تأثيره المباشر على المجتمعات في جميع أنحاء العالم. وينطبق هذا بشكل خاص على سكان القطب الشمالي، حيث ترتفع درجات الحرارة بوتيرة أسرع من غيرها من المناطق في العالم، وحيث تتعرض أنماط الحياة التقليدية، المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالبيئة القطبية الطبيعية، لخطر الاضطراب البيئي الناجم عن هذه التغيرات. ^{[ 186 ]}

يُشكّل ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي والتغيرات البيئية المصاحبة له تحدياتٍ للمجتمعات المحلية، مثل مجتمع الإنويت . فالصيد، الذي يُعدّ وسيلةً رئيسيةً للبقاء على قيد الحياة لبعض المجتمعات الصغيرة، سيتأثر بارتفاع درجات الحرارة. ^{[ 210 ]} وسيؤدي انحسار الجليد البحري إلى انخفاض أعداد بعض الأنواع أو حتى انقراضها. ^{[ 186 ]} وتعتمد مجتمعات الإنويت اعتمادًا كبيرًا على صيد الفقمة، الذي يعتمد بدوره على مسطحات الجليد البحري حيث تُصطاد الفقمة. ^{[ 211 ]}

ستؤدي التغيرات غير المتوقعة في حالة الأنهار والثلوج إلى تغيير قطعان الحيوانات، بما في ذلك الرنة، لأنماط هجرتها ومناطق ولادتها وتوافر العلف . ^{[ 186 ]} في السنوات الجيدة، تعتمد بعض المجتمعات بشكل كامل على الصيد التجاري لأنواع معينة من الحيوانات. ^{[ 210 ]} يتذبذب صيد الحيوانات المختلفة سنويًا، ومع ارتفاع درجات الحرارة، من المرجح أن يستمر هذا التذبذب، مما يخلق مشاكل لصيادي الإنويت، حيث أن عدم القدرة على التنبؤ واضطراب الدورات البيئية يزيدان من تعقيد الحياة في هذه المجتمعات، التي تواجه بالفعل مشاكل كبيرة، مثل كون مجتمعات الإنويت من أفقر المجتمعات وأكثرها بطالة في أمريكا الشمالية. ^{[ 211 ]}

شهدت وسائل النقل الأخرى في القطب الشمالي آثارًا سلبية جراء الاحتباس الحراري الحالي، حيث تعطلت بعض طرق النقل وخطوط الأنابيب البرية بسبب ذوبان الجليد. ^{[ 186 ]} وتعتمد العديد من المجتمعات القطبية على الطرق المتجمدة لنقل الإمدادات والتنقل بين المناطق. ^{[ 186 ]} ويُشكل تغير المشهد الطبيعي وعدم القدرة على التنبؤ بالطقس تحديات جديدة في القطب الشمالي. ^{[ 212 ]} وقد وثّق الباحثون المسارات التاريخية والحالية التي أنشأها الإنويت في أطلس مسارات بان إنويت ، ووجدوا أن التغير في تكوين الجليد البحري وتفككه قد أدى إلى تغييرات في مسارات الطرق التي أنشأها الإنويت. ^{[ 213 ]}

تُجري الدول الواقعة ضمن المنطقة القطبية الشمالية، وهي كندا والدنمارك (غرينلاند) وفنلندا وأيسلندا والنرويج وروسيا والسويد والولايات المتحدة ( ألاسكا ) ، أبحاثًا مستقلة من خلال منظمات وهيئات متنوعة ، عامة وخاصة، مثل معهد أبحاث القطب الشمالي والقطب الجنوبي الروسي . كما تُجري دول مجاورة لا تملك مطالبات في القطب الشمالي أبحاثًا مماثلة، مثل الإدارة الصينية للقطب الشمالي والقطب الجنوبي . وتصدر الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي الأمريكية تقريرًا سنويًا عن حالة القطب الشمالي، يتضمن معلومات مُحكّمة حول أحدث الملاحظات المتعلقة بالظروف البيئية في القطب الشمالي مقارنةً بالسجلات التاريخية. ^{[ 214 ] [ 215 ]} وقد ازدادت أهمية الأبحاث التعاونية الدولية بين الدول.

• تم تلخيص تغير المناخ في القطب الشمالي من قبل الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) في سلسلة تقارير التقييم وتقييم تأثير المناخ في القطب الشمالي .
• أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) القمر الصناعي CryoSat-2 في 8 أبريل 2010. وهو يوفر بيانات الأقمار الصناعية حول معدلات تغير الغطاء الجليدي في القطب الشمالي. ^{[ 216 ]}
• البرنامج الدولي للعوامات القطبية : يقوم بنشر وصيانة عوامات توفر بيانات فورية عن الموقع والضغط ودرجة الحرارة وسرعة الجليد المُستنتجة
• المركز الدولي لأبحاث القطب الشمالي : المشاركون الرئيسيون هم الولايات المتحدة واليابان .
• اللجنة الدولية لعلوم القطب الشمالي : منظمة غير حكومية ذات عضوية متنوعة، تضم 23 دولة من 3 قارات.
• كان "دور منطقة القطب الشمالي"، بالتزامن مع السنة القطبية الدولية ، محور المؤتمر الدولي الثاني لأبحاث التغير العالمي، الذي عقد في نينشامن ، السويد ، في أكتوبر 2007. ^{[ 217 ]}
• SEARCH ( دراسة التغير البيئي في القطب الشمالي ): إطار بحثي تم الترويج له في الأصل من قبل العديد من الوكالات الأمريكية؛ والامتداد الدولي هو ISAC (الدراسة الدولية للتغير في القطب الشمالي ^{[ 218 ]} ).

أُعدّ تقرير برنامج الرصد والتقييم في القطب الشمالي لعام 2021 (AMAP) من قِبل فريق دولي يضم أكثر من 60 خبيرًا وعالمًا وحاملًا للمعرفة من المجتمعات المحلية في القطب الشمالي، وذلك خلال الفترة من 2019 إلى 2021. ^{[ 219 ] : vii} وهو تقرير متابعة لتقييم عام 2017 بعنوان "الثلج والماء والجليد والتربة الصقيعية في القطب الشمالي" (SWIPA). ^{[ 219 ] : vii} وقد أكد التقرير الفني للفريق العامل الأول التابع للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) في تقرير التقييم السادس لعام 2021 أن "الاحترار المرصود والمتوقع" كان "الأقوى في القطب الشمالي". ^{[ 220 ]}بحسب مقال نُشر في مجلة Nature بتاريخ 11 أغسطس/آب 2022 ، وردت تقارير عديدة تفيد بأن القطب الشمالي يشهد ارتفاعًا في درجة حرارته بمعدل يتراوح بين ضعفين إلى ثلاثة أضعاف المتوسط ​​العالمي منذ عام 1979، إلا أن مؤلفي المقال حذروا من أن التقرير الأخير الذي أشار إلى "ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي بمقدار أربعة أضعاف" قد يكون "حدثًا مستبعدًا للغاية". ^{[ 4 ]} ووفقًا لمقال نُشر في يوليو/تموز 2022 في مجلة Geophysical Research Letters ، فقد "بلغ متوسط ​​مؤشر تضخيم القطب الشمالي السنوي (AA) قيمًا تتجاوز أربعة" في الفترة من عام 2002 تقريبًا وحتى عام 2022. ^{[ 221 ] : 1 [ 222 ]}

أصدرت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي الأمريكية (NOAA) تقريرها السنوي السادس عشر عن حالة القطب الشمالي في 14 ديسمبر/كانون الأول 2021، والذي تناول "المكونات الفيزيائية والبيئية والبشرية المترابطة" في منطقة القطب الشمالي. ^{[ 223 ] [ 48 ]} وذكر التقرير أن الأشهر الاثني عشر بين أكتوبر/تشرين الأول 2020 وسبتمبر/أيلول 2021 كانت "سابع أدفأ فترة مناخية في القطب الشمالي منذ بدء تسجيل البيانات عام 1900". ^{[ 223 ]} وأشار تقرير عام 2017 إلى أن ذوبان الجليد في القطب الشمالي، الذي يشهد ارتفاعًا في درجات الحرارة، كان غير مسبوق خلال الـ 1500 عام الماضية. ^{[ 214 ] [ 215 ]} وتُحدّث تقارير حالة القطب الشمالي الصادرة عن الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي، والتي بدأت في عام 2006، بعض سجلات تقارير تقييم تأثير المناخ في القطب الشمالي (ACIA) الأصلية لعامي 2004 و2005، الصادرة عن المجلس الحكومي الدولي للقطب الشمالي واللجنة الدولية للعلوم في القطب الشمالي، وهي منظمة غير حكومية . ^{[ 224 ]}

ذكر تقريرٌ صادرٌ عن برنامج الأمم المتحدة للبيئة عام 2022 بعنوان "الانتشار كالنار في الهشيم: التهديد المتزايد لحرائق الغابات غير العادية" أن الدخان الناتج عن حرائق الغابات حول العالم يُشكّل حلقة تغذية راجعة إيجابية تُساهم في ذوبان الجليد في القطب الشمالي. ^{[ 225 ] [ 134 ]} وارتبطت موجة الحرّ الشديدة التي ضربت سيبيريا عام 2020 بحرائق واسعة النطاق في الدائرة القطبية الشمالية. [ 225 ^{] : 36 وأشار مُعدّو} التقرير إلى أن هذه الموجة الحارة الشديدة كانت الأولى التي تُثبت أنه كان من "المستحيل تقريبًا" حدوثها لولا الانبعاثات البشرية المنشأ وتغير المناخ. ^{[ 226 ] [ 225 ] : 36}