De bewijzen dat er zich een ingrijpende klimaatverandering voordoet stapelen zich met de jaren op. Sinds het begin van de industrialisatie in de negentiende eeuw is de gemiddelde temperatuur van de atmosfeer/troposfeer gestegen met 0.7ºC. De oorzaken van de stijging zijn onderwerp van vele wetenschappelijke discussies. De ene groep wetenschappers beweert dat de schommelingen in het klimaat deel uitmaken van een natuurlijk proces, waarop de mens slechts een beperkte invloed heeft. Volgens andere wetenschappers is de verandering grotendeels te wijten aan een versterkt broeikaseffect. Het broeikaseffect is het opwarmen van de atmosfeer/troposfeer doordat bepaalde gassen in de lucht - de zogeheten 'broeikasgassen' - warmte vasthouden. De bekendste broeikasgassen zijn kooldioxide (CO2), lachgas (N2O), methaan (CH4), ozon (O3) en chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's). Door onder andere de verbranding van fossiele brandstoffen is de concentratie kooldioxide in de lucht toegenomen. Kooldioxide lijkt verantwoordelijk voor driekwart van het versterkte broeikaseffect. Op het Noordelijk halfrond bevat de atmosfeer nu 365 kooldioxide-moleculen per miljoen luchtdeeltjes. In 1989 waren dat er 353. Toen de metingen in 1957 begonnen lag dat getal nog rond 300.

IJsberen
Terwijl de wetenschappers discussiëren over de vraag of er nu wel of niet een versterkt broeikaseffect optreedt, nemen de inheemse volken van het Noordpoolgebied al de eerste veranderingen in hun leefomgeving waar. Bewoners van westelijk Alaska vertellen dat de afgelopen decennia de winters beduidend minder koud zijn geweest. Er is meer open water en het zeeijs is dunner. De wintervorst treedt later op dan normaal en in de lente valt de dooi vroeger in. Er valt minder sneeuw, en de toendra wordt droger. In het binnenland van centraal Arctisch Siberië en Noord-Amerika is in de afgelopen 30 jaar de luchttemperatuur met 1.5ºC per 10 jaar gestegen. Een aantal gebieden echter heeft juist te maken met een afname in de luchttemperatuur. In het oosten van Noord-Amerika en het gebied van de noordelijke Atlantische Oceaan is in dezelfde periode de gemiddelde temperatuur met 1.5ºC per 10 jaar gedaald.
Wat de inheemse bevolking waarneemt is waarschijnlijk het topje van de ijsberg. Er zijn nog veel onduidelijkheden over de exacte effecten van klimaatverandering op het arctisch ecosysteem, maar een voorzichtige voorspelling hiervan is wel te geven. Door de stijging in luchttemperatuur ontstaan in het zeeijs vaker breukvlakken en zogeheten polynya's, grote oppervlakten van open water of dun ijs. Door afwezigheid van zeeijs kunnen algen van het warmere oppervlaktewater en de hogere lichtintensiteit profiteren. Vispopulaties kunnen groeien door de versnelde vermeerdering van algen. De toename in watertemperatuur heeft ook invloed op de verspreiding en populatiegrootte van vissen die in de Arctische Oceaan voorkomen. Sommige vissoorten zullen zich naar warmere wateren bewegen, terwijl vissen die van kouder water houden verder naar het noorden zwemmen. Vissen vormen voedsel voor hogere organismen zoals de zeehond. Veranderingen in de populatiegrootte van vissoorten en wijzigingen in het type vissoorten dat van het arctische ecosysteem deel uitmaakt zijn dus ook van invloed op de top van de voedselketen. Daarnaast vormt het zeeijs het leefgebied van een groot aantal dieren, zoals de ringelrob en de ijsbeer. Op het zeeijs graaft de ringelrob gaten in de sneeuw. Deze holen zijn rustplaatsen voor volwassen beesten en bieden bescherming aan pasgeboren jongen. Als het ijs opbreekt terwijl de pups nog in het hol liggen, hebben ze weinig kans op overleving. De ijsbeer profiteert in eerste instantie van deze gemakkelijke maaltjes, maar op de lange duur is een afname van de ringelrobpopulatie ook nadelig voor de ijsbeer die erop jaagt. IJsberen hebben bovendien sterk zeeijs nodig om te kunnen jagen. Als het oppervlak en de sterkte van het zeeijs afnemen wordt het voor de ijsbeer moeilijker om een prooi te besluipen en het benodigde voedsel te vangen. Minder voedsel betekent een lagere vetreserve en een lagere overlevingskans in het barre arctische klimaat.

Rendierkalveren
Er zijn door klimaatverandering ook grote veranderingen boven land te voorspellen. De permafrost, de permanent bevroren grond, zal ten dele ontdooien. Sommige gebieden worden droger door verdamping van vocht uit de bodem. Andere gebieden krijgen te kampen met een hogere neerslag, waardoor de grond juist vochtiger wordt. De vochtigheidsgraad, temperatuur en samenstelling van de grond bepalen welke planten en bomen er kunnen leven. Door klimaatverandering kunnen veranderingen optreden in de verscheidenheid aan plantensoorten die van een biotoop deel uitmaken. Dit heeft directe invloed op de dieren die van deze planten leven. Rendierkalveren hebben bijvoorbeeld in de eerste maanden van hun leven voedselrijke grassen en wilgen nodig om snel te kunnen groeien. Als deze grassen en wilgen de competitie met dwergberken (een moeilijk verteerbare soort) verliezen, verdwijnt hierdoor het benodigde voedsel voor de kalven. Een bijkomend probleem zijn plaaginsecten. In een warme winter overleven de eitjes van deze beestjes, waar ze bij een koude winter zouden sterven. De insecten tasten planten aan waardoor planten hun bladeren verliezen. Een andere theorie voorspelt juist dat het aantal insecten afneemt doordat bij een minder koude winter parasieten op insecten langer in leven blijven en de insectenpopulatie negatief beïnvloeden.

Arctische volken
Klimaatverandering heeft eveneens gevolgen voor arctische volken. Door het afsmelten van gletsjers en zeeijs stijgt de zeespiegel. Veel dorpjes van de arctische bevolking, van oudsher vissers en jagers, liggen aan de kust. Door hun ligging worden deze dorpen door zeespiegelstijging bedreigd. De huidige bewoners zijn minder flexibel dan hun trekkende voorouders, nu ze in vaste dorpen leven en minder mobiel zijn met hun 'moderne' uitrusting. Het instabielere zeeijs maakt het moeilijker en gevaarlijker om te jagen op zeehonden. Eeuwenoude tradities kunnen zo nog verder vervagen. Het arctisch gebied zal als gevolg van de grotere stukken open water beter bereikbaar zijn voor de scheepvaart, en voor ontginning, olie- en gaswinning. Als de vispopulaties groeien zal dit de visserij winstgevender maken en ook aquacultuur heeft meer mogelijkheden in warmer water. Daarentegen hebben toxische algen en visziektes meer kans de kop op te steken. Rendierkuddes, een belangrijke voedsel- en inkomstenbron voor volken in Eurazië en Scandinavië, kunnen door de verandering in voedselaanbod in de problemen komen.

Wereldklimaat
Uit klimaatmodellen valt af te leiden dat effecten van klimaatverandering in het arctisch gebied twee tot driemaal groter zullen zijn dan in andere delen van de wereld. De effecten zullen eerst waarneembaar zijn in de poolgebieden en kunnen als indicator optreden voor wat er in andere gebieden kan gebeuren. Daarnaast kunnen veranderingen in arctische systemen wereldwijde effecten tot gevolg hebben. Door een veranderd weerkaatsingsvermogen van het arctisch gebied (licht weerkaatst beter op sneeuw dan op land) is een verdere stijging in luchttemperatuur te voorspellen. De oceaancirculatie, die vanuit de poolgebieden wordt gestuwd, kan ingrijpend veranderen en hierdoor het klimaat beïnvloeden. Daarnaast kan de toendra als bron van methaan fungeren. Als meer permafrost smelt kunnen meer bacteriën in de toendragrond methaan produceren. Een hogere uitstoot van methaan heeft een verdere versterking van het broeikaseffect tot gevolg. Al deze processen kunnen dus wereldwijde klimaatverandering stimuleren.

Zie ook:
http://www.vrom.nl/milieu/broeikaseffect
http://www.wnf.nl/
http://www.milieudefensie.nl