На Северном полюсе, в отличие от Южного, находится не континент, а Северный Ледовитый океан, покрытый слоем льда, толщина которого в среднем составляет около двух метров. В ноябре 2004 г. появилась объемная публикация результатов международного исследовательского проекта, в котором участвовало более 300 ученых, посвященного воздействию изменений климата на арктические регионы (Arctic Climate Impact Assessment).

Один из важнейших выводов этого исследования заключается в том, что уже сейчас наблюдается ощутимое сокращение площади арктических льдов, объяснить которое можно только воздействием антропогенных факторов, а не естественными процессами. Этот вывод основывается, во–первых, на спутниковых измерениях площади льдов, а во–вторых, на сопоставлении наблюдений, ведущихся с кораблей и прибрежных станций. Эти наблюдения начались в 1900 г. и охватывают около 77% всей поверхности Арктики. Эти данные показывают, что площадь ледяного покрова в летние месяцы за минувшие 30 лет сократилась на 20%; временные ряды спутниковых измерений с 1978 по 2008 гг. зарегистрировали наименьшую за всю историю наблюдений площадь арктических льдов в сентябре 2007 г. (4,7 млн км²). Несмотря на свою неполноту, долгосрочные данные дают основание полагать, что нынешнее сокращение площади ледяного покрова в масштабах XX в. является уникальным событием. К 2007 г. летняя площадь арктических льдов сократилась в два раза по сравнению с 1960–ми годами.

Сокращается и толщина ледяного покрова. В 2008 г. были опубликованы результаты исследований, показавших, что с 2001 по 2007 гг. толщина арктических льдов уменьшилась наполовину.

Новые модельные расчеты по Северному Ледовитому океану, выполненные при более высоком пространственном разрешении с использованием данных метеорологических наблюдений, подтверждают эти опасения. Расчетное сокращение площади льда за последние десятилетия хорошо согласуется с приведенными выше данными спутниковых наблюдений. В то же время, по результатам моделирования, толщина ледяного покрова в модели должна убывать значительно быстрее: с 1997 по 2003 г. объем арктических льдов мог сократиться на треть. Старые модельные сценарии предсказывали, что к концу XXI в. Северный Ледовитый океан на лето должен будет полностью освобождаться ото льда. Однако результаты новейших исследований заставляют думать, что это может произойти уже в первой половине нынешнего века.

Сокращение площади арктических льдов повлечет за собой целый ряд последствий. С физической точки зрения, замена белой ледяной поверхности, отражающей большое количество солнечного света, на темную воду приведет к резкому изменению энергетического баланса в полярном регионе, ускорит дальнейшее потепление и, предположительно, сильно скажется на атмосферной и океанической циркуляции. Жизненный цикл многих животных зависит от ледяного покрова на море: в частности, это касается белых медведей, моржей, некоторых видов тюленей и морских птиц. Их популяции сократятся, а возможно, им будет угрожать и полное исчезновение.

Под угрозой окажется также тысячелетняя охотничья культура эскимосов. На международном симпозиуме по проблемам региональных последствий изменения климата, прошедшем в 2004 г. в Пекине, представители эскимосов Аляски убедительно рассказали об уже происходящих изменениях; так, в последние годы немало эскимосских охотников погибло, провалившись под истончавший лед во время перемещения по традиционным передававшимся из поколения в поколение охотничьим маршрутам. Из–за отступления льдов арктические побережья лишатся защиты от эрозии, производимой волнами при шторме. Эта причина уже привела к вынужденному перемещению целого американского поселка Шишмарев; за ним, вероятно, последуют и другие поселения. Впрочем, некоторые усматривают в этих переменах новые шансы для экономического развития. Так, отступление льдов должно сделать Северный Ледовитый океан пригодным для судоходства.