vignette|494x494px|Carte de l'Arctique avec le cercle polaire arctique (ligne bleu) et l'isotherme à du mois de juillet en 2002 (ligne rouge)CIA World Factbook. Le climat de l'Arctique se caractérise par des hivers longs et froids et des étés courts et frais. Le climat de l'Arctique est très variable, mais toutes les régions subissent des rayonnements solaires extrêmes en été et en hiver. Certaines parties de l'Arctique sont couvertes de glace (glace de mer, glacier ou neige) tout au long de l'année, et presque toutes les parties de l'Arctique connaissent de longues périodes avec une forme ou une autre de glace à la surface.
L'Arctique est constitué d'un océan largement entouré de terres. Le climat d'une grande partie de l'Arctique est donc modéré par l'eau de l'océan, dont la température ne peut jamais être inférieure à -2 °C. En hiver, cette eau relativement chaude, même si elle est recouverte par la banquise arctique, empêche le pôle Nord d'être l'endroit le plus froid de l'hémisphère Nord et explique en partie pourquoi l'Antarctique est beaucoup plus froid que l'Arctique.
Vue d'ensemble de l'Arctique
vignette|289x289px|Les nations qui composent la région arctique De façon générale, l'Arctique est la région entourant le pôle Nord de la Terre, à l’intérieur et aux abords du cercle polaire arctiqueLe petit Larousse : Grand Format, Paris, Larousse, juillet 2005, , , .. Ce n'est cependant pas une des régions du monde telles qu'elles sont retenues par l'ONUCamille Escudé-Joffres, « Les régions de l’Arctique entre États et sociétés », sur geoconfluences.ens-lyon.fr, décembre 2021 (consulté le 18 mars 2024). Selon Camille Escudé-Joffres, « [à] première vue (...) les régions arctiques s’appréhendent bien davantage en termes de diversité que d’unité : diversité politique, sociale, économique, culturelle, géographique, climatique ».
Il existe plusieurs définitions de la région arctique, p. 1. La limite généralement admise est donnée par le cercle arctique (latitude 66° 34′ N), où, lors des solstices, il fait jour ou nuit pendant vingt-quatre heures,. Selon cette définition, l'Arctique représente une surface d'environ . D'autres définitions s'appuient sur des données climatiques et environnementales, comme la courbe isotherme des au mois de juillet, une limite, variable dans le temps, qui marque approximativement la limite au-delà de laquelle les arbres ne poussent plus. Politiquement et socialement, la région arctique inclut les territoires nordiques des huit États arctiques, dont la Laponie et l'Inuit Nunangat qui sont en grande partie situés au nord du cercle arctique, bien qu'en sciences naturelles cette partie soit considérée comme subarctique.
Histoire de l'observation du climat arctique
En raison de l’absence de grands centres de population dans l’Arctique, les observations météorologiques et climatiques de la région ont tendance à être très espacées et de courte durée par rapport aux latitudes moyennes et aux tropiques. Bien que les Vikings aient exploré certaines parties de l’Arctique il y a plus d’un millénaire et qu’un petit nombre de personnes vivent le long de la côte arctique depuis bien plus longtemps, les connaissances scientifiques sur la région ont mis du temps à se développer ; les grandes îles de Severnaya Zemlya, juste au nord de la péninsule de Taymyr sur le continent russe, n'ont été découvertes qu'en 1913 et cartographiées avant le début des années 1930.
Première exploration européenne Une grande partie de l'exploration historique de l'Arctique a été motivée par la recherche des passages du Nord-Ouest et du Nord-Est. Les expéditions des siècles ont été menées en grande partie par des commerçants à la recherche de ces passages entre l'Atlantique et le Pacifique. Ces incursions dans l'Arctique ne se sont pas éloignées des côtes nord-américaines et eurasiennes, et n'ont pas réussi à trouver une route navigable par l'un ou l'autre des passages.
Les expéditions nationales et commerciales ont continué à approfondir les cartes de l'Arctique tout au long du , mais ont largement négligé les autres observations scientifiques. Les expéditions menées entre les années 1760 et le milieu du se sont également perdues en tentant de naviguer vers le nord, car beaucoup pensaient à l'époque que l'océan entourant le pôle Nord était une mer libre de glace. Ces premières explorations ont permis de se faire une idée de l'état de la glace de mer dans l'Arctique et, parfois, d'obtenir d'autres informations sur le climat.
Au début du , certaines expéditions se sont efforcées de recueillir des observations météorologiques, océanographiques et géomagnétiques plus détaillées, mais elles sont restées très rares. À partir des années 1850, les observations météorologiques régulières se généralisent dans de nombreux pays et la marine britannique met en place un système d'observation détaillé. Les expéditions de la seconde moitié du commencent ainsi à dresser un tableau du climat arctique.
Premiers efforts d'observation européens vignette|230x230px|Une photographie de la première station de l'API sur le site de la mer de Kara en hiver Le premier effort majeur des Européens pour étudier la météorologie de l'Arctique a été la première Année polaire internationale (API), de 1882 à 1883. Onze pays ont apporté leur soutien à l'établissement de douze stations d'observation autour de l'Arctique. Les observations n'étaient pas aussi étendues ou durables qu'il l'aurait fallu pour décrire le climat en détail, mais elles ont fourni le premier aperçu cohérent des conditions météorologiques de l'Arctique.
En 1884, l'épave du Briya, un navire abandonné trois ans plus tôt au large de la côte arctique orientale de la Russie, a été retrouvée sur la côte du Groenland. Fridtjof Nansen se rend alors compte que la banquise se déplace du côté sibérien de l'Arctique vers le côté atlantique. Il décida d'utiliser ce mouvement en congelant un navire spécialement conçu, le Fram, dans la banquise et en le laissant traverser l'océan. Des observations météorologiques ont été recueillies à bord du navire pendant sa traversée, de à . Cette expédition a également permis d'obtenir des informations précieuses sur la circulation de la surface de glace de l'océan Arctique.
Au début des années 1930, les premières études météorologiques significatives ont été menées à l'intérieur de l'inlandsis du Groenland. Elles ont permis de connaître le climat le plus extrême de l'Arctique et de suggérer pour la première fois que l'inlandsis repose sur une dépression du socle rocheux (dont on sait aujourd'hui qu'elle est causée par le poids de la glace elle-même).
Cinquante ans après la première API, de 1932 à 1933, une deuxième API a été organisée. Celle-ci était plus importante que la première, avec 94 stations météorologiques, mais la Seconde Guerre mondiale a retardé ou empêché la publication d'une grande partie des données recueillies pendant cette période. Un autre moment important dans l'observation de l'Arctique avant la Seconde Guerre mondiale s'est produit en 1937, lorsque l'URSS a établi la première des 30 stations dérivantes du pôle Nord. Cette station, comme les suivantes, a été installée sur une épaisse banquise de mer et a dérivé pendant près d'un an, son équipage observant l'atmosphère et l'océan tout au long du trajet.
Observations durant la guerre froide vignette|243x243px|Un site de la Ligne DEW à Point Lay, Alaska Après la Seconde Guerre mondiale, l'Arctique, situé entre l'URSS et l'Amérique du Nord, est devenu une ligne de front de la guerre froide, ce qui a involontairement permis de mieux comprendre son climat. Entre 1947 et 1957, les gouvernements des États-Unis et du Canada ont établi une chaîne de stations le long de la côte arctique, connue sous le nom Ligne DEW (DEWLINE), afin de prévenir d'une attaque nucléaire soviétique. Nombre de ces stations ont également recueilli des données météorologiques.
L'Union soviétique s'est également intéressée à l'Arctique et y a établi une présence significative en poursuivant les stations dérivantes North-Pole. Ce programme a fonctionné sans interruption, avec 30 stations dans l'Arctique de 1950 à 1991. Ces stations ont recueilli des données qui sont encore précieuses aujourd'hui pour comprendre le climat du bassin arctique. gauche|vignette|290x290px|Emplacement des installations de recherche dans l'Arctique au milieu des années 1970 et le tracé des stations dérivantes entre 1958 et 1975. Un autre avantage de la guerre froide a été l'acquisition d'observations provenant des excursions militaires américaines et soviétiques dans l'Arctique. En 1958, un sous-marin nucléaire américain, le , a été le premier navire à atteindre le pôle Nord. Dans les décennies qui ont suivi, les sous-marins ont régulièrement navigué sous la banquise arctique, recueillant au passage des observations sonar sur l'épaisseur et l'étendue de la glace. Ces données sont devenues disponibles après la guerre froide et ont fourni des preuves de l'amincissement de la banquise arctique. La marine soviétique a également mené des opérations dans l'Arctique. Le brise-glace nucléaire a notamment atteint le pôle Nord en 1977, première fois qu'un navire de surface a atteint le pôle.
Les expéditions scientifiques dans l'Arctique se sont également multipliées au cours des décennies de la guerre froide, bénéficiant parfois, sur le plan logistique ou financier, de l'intérêt des militaires. En 1966, la première carotte de glace profonde du Groenland a été prélevée à Camp Century, donnant un aperçu du climat de la dernière période glaciaire. Ces données ont été complétées au début des années 1990 lorsque deux carottes plus profondes ont été prélevées près du centre de l'inlandsis groenlandais. Depuis 1979, le Programme de Bouées de l'Océan Arctique (qui deviendra le en 1991) recueille des données météorologiques et des données sur la dérive des glaces dans l'océan Arctique à l'aide d'un réseau de 20 à 30 bouées.
L'ère des satellites La fin de l'Union soviétique en 1991 a entraîné une diminution spectaculaire des observations régulières de l'Arctique. Le gouvernement russe a mis fin au système de stations dérivantes au pôle Nord et a fermé de nombreuses stations de surface dans l'Arctique russe. De même, les gouvernements des États-Unis et du Canada ont réduit les dépenses consacrées à l'observation de l'Arctique en raison de la diminution de la nécessité perçue du réseau de la Ligne DEW. Par conséquent, la collection la plus complète d'observations de surface dans l'Arctique porte sur la période 1960-1990.
La vaste gamme d'instruments de télédétection par satellite aujourd'hui en orbite a permis de remplacer certaines des observations perdues après la guerre froide et de fournir une couverture qui aurait été impossible sans eux. Les observations régulières de l'Arctique par satellite ont commencé au début des années 1970 et se sont développées et améliorées depuis. L'un des résultats de ces observations est un enregistrement complet de l' dans l'Arctique depuis 1979. La diminution de l'étendue observée dans cet enregistrement (NASA, 21 Fevrier 2011, sur la Wayback Machine, NSIDC), et son lien possible avec le réchauffement climatique anthropique, a contribué à accroître l'intérêt pour l'Arctique au cours des dernières années. Les instruments satellitaires actuels fournissent des images de routine non seulement des nuages, de la neige et de la glace de mer dans l'Arctique, mais aussi d'autres variables, peut-être moins attendues, comme les températures de surface et atmosphériques, la teneur en humidité de l'atmosphère, les vents et la concentration d'ozone.