寒冷偏远的北冰洋及其周围的边缘海域以低纬度区前所未见的速度经历了气候变化。空气、陆地和海洋温度的变暖和季节性北极海冰覆盖面积的大幅下降都是北极气候变化的特征。尽管这些变化发生在相对偏远的地区，但越来越多的证据表明，北极海冰的融化与北半球日益不稳定的天气模式有关。
随着海冰的减少，开阔水域面积增加，使海洋失去更多的热量到大气层。从海洋到大气损失的热量降低了大气压力，从而为风暴提供更多能量，并通过蒸发增加其云量。
从大西洋向北流动的水为北冰洋和周围大陆架海提供了主要的热源。虽然大西洋海水（北冰洋的特定水团）携带的热量足以在不到五年的时间内融化所有漂浮的北极海冰，但目前在北冰洋中部的大部分地区，有一层更轻、更淡的海水将其与海面隔离开来。
然而，这种模式似乎正在发生变化。在斯瓦尔巴群岛以北，大西洋海水的热量已经混合到表层，从而导致越来越多的表层热量向大气流失。最近的研究表明，这种变化可以提高向东的海冰损失率。
大西洋与大气进行热交换的关键北极地区是巴伦支海，那里的海冰每年秋天形成，并在春末/夏季融化。在海的北部，海面温度由寒到暖的南北变化标志着极地锋的存在，极地锋将寒冷的北极水与温暖的大西洋水分开，而两个水团会面的位置和温差反映了巴伦支海水流的变化。
在最近的研究中，科研人员观察了卫星测量的海冰和海面温度，以确定1985~2016年底之间海洋和海冰的演变状况。研究发现，在2005年之前，海冰每年冬天都延伸到极地锋的南部，但自2005年以来，情况就不同了。与此同时，极地锋的海面温差也有所增加，南部气温的增加速度比北部增加得更快。显然，从2005年开始，巴伦支海变得太热了，以至于海冰到极地锋南部海边都无法存在。那么问题是，为什么巴伦支海变暖了？
巴伦支海开放海域水温和盐度的长期海洋测量结果显示，流入的大西洋水在过去30年中有所升温，2005年左右似乎出现了小幅的持续上升，这可能是由于北大西洋来源的上游变化。暖海水进入巴伦支海的影响是带来了一个较温暖的大气层，这反过来使温暖的表层水隔离开来，使大西洋水的热量进一步渗透到北部，防止冬季海冰的形成和进入到极地锋以南的地区（即已形成的北部海冰向南漂流）。
