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  在歐洲歷史上相當長的一個時期,北極地區大部分都是未探明的,那裡的地理情況也都是依據推測。公元前325年,來自馬賽的皮西亞斯曾經記錄過向北前往他所稱的“圖勒”的地方的一次旅行,在那裡太陽每天僅僅落下3個小時,水被一種凍結的物質所取代,“在其中,人既不能行走也不能航行”。他說描述的零散的海冰,可能是現今所知的“極小冰山”或“較小冰山”。他的“圖勒”可能是挪威,也有可能是法羅群島或設德蘭群島。 早期的地圖學家不是很確定是否應該將北極區域畫為陸地(比如約翰內斯·魯伊希的,或傑拉杜斯·麥卡托的)還是水域(比如馬丁·瓦爾德澤米勒的)。歐洲商人熱切的渴望有一條到達“契丹”(即中國)的北方通道,使得地圖在北極區域多畫為水域。到了1723年,製圖家們(比如)將地圖的北面邊緣標為廣闊的海洋。  在這一時期,極少數深入北極圈的探險僅僅發現了幾個小島,比如新地島(11世紀)和斯匹次卑爾根島(1596年)。即使這些島被浮冰所包圍,但他們的北面邊界仍不是很清楚。航海圖製作者通常比那些充滿幻想的地圖學家更保守些,他們傾向於將這個區域留作空白,僅僅勾勒出斷斷續續的已知海岸線。直到1933年,最後一片被探索的北極島嶼——北地群島被納入蘇聯版圖。  缺乏對漂浮冰壘的北面的瞭解使得猜測很多。在英國以及其他一些歐洲國家,有關“開放的極地海洋”的傳說一直流傳。長時間擔任過英國海軍部二祕的在1818至1845年間一直在以搜尋這一海洋。  2006年9月20日,歐洲環境衛星發回的圖片顯示,歐洲北部至北冰洋一帶的永凍冰正在以前所未有的速度鬆動融化。  2012年8月27日,美國國家冰雪資料中心顯示在8月26日的衛星觀測,北冰洋的海冰面積已經縮減至只有410萬平方公里,北冰洋夏季的海冰量已減少超過百分之四十。美國太空總署科學家科米索(Joey Comiso)表示,2012年北極的夏天氣溫未見出現不尋常高溫,北冰洋夏季的溶冰量更令人驚訝。冰雪資料研究中心指出,此現象是長期氣候暖化的強烈訊號,不少科學家均預測2020年至2030年可能會出現夏季北冰洋徹底無冰的情況。

  北冰洋形狀似橢圓形,沿著短軸方向,有一系列長條形的海嶺;主要有三條:  靠亞歐大陸一側的為歐亞海盆,深約4千米,最深處在斯瓦爾巴群島以北(北冰洋最深處);靠北美洲一側為加拿大海盆。很多海底峽谷分割著北冰洋大陸邊緣,最大的斯瓦太亞·安娜峽谷,位於喀拉海北部,長度超過500公里。  北冰洋海底大陸架很廣闊,面積約440萬平方公里,佔北冰洋麵積的1/3,深海區在大洋中所佔的比例很小。在亞歐大陸以北,大陸架從海岸一直延伸約1000公里,最寬處可達1200多公里;在阿拉斯加以北,大陸架比較窄,只有20多公里。

  北冰洋處高緯區,得到的太陽輻射少,加上夏季冰雪融化消耗大量熱量,所以氣溫比地球上其他區域低。冬季極夜期長179天,冷月份(1～3月)平均氣溫約為-40°C,近海區為-30°C,最低溫度為-53°C。夏季極晝期長180天,暖月份(7～8月)平均氣溫在極地附近為0°C,沿岸地區為7°C。  雲霧天多是北冰洋夏季典型的天氣;疾風很少,月平均風速為4.5米/秒。暴風雪容易發生在邊緣地區,尤其在冷暖氣團交匯處。  反氣旋控制著北極上空,冬天在西伯利亞上空發展為強大的反氣旋中心,在西伯利亞和極地反氣旋之間,形成了由西向東延伸的低壓槽,把從大西洋的暖溼空氣帶到北冰洋;同時大西洋暖流的延伸,北極的寒冷氣候有所緩和;所以北半球的冷源不在極地,而在亞洲的維爾霍揚斯克。

  在北冰洋沿岸有許多的港口及港灣。

  美國的阿拉斯加鄰近北冰洋,主要港口有巴羅()及普拉德霍灣()。

  在加拿大船隻會停靠在曼尼託巴的丘吉爾市 (曼尼託巴)(丘吉爾港, ),努納福特的努納福特(),西北地區的圖克託亞圖克()或因紐維克 ()。

  格陵蘭的主要港口是努克(努克港,)。

  挪威本土中的港口有希爾克內斯()及瓦爾德 ()。在弗拉姆海峽對面的斯瓦巴群島也有朗伊爾城()。

  俄羅斯在北冰洋的不同海域中也有許多的港口:

  北冰洋的瀕危物種有海象及鯨,此地方的生態系很脆弱,變化很慢,因此要從破壞中復原也很緩慢。獅鬃水母在北冰洋水的數量很多,條紋錦䲁是錦䲁科中唯一生存在海中的物種。  北冰洋除了浮游植物以外,其他的植物很少。浮游植物是海洋中重要的一部分,在北冰洋的數量相當多,也提供了河流及太平洋和大西洋上洋流中的養份。在夏天時,白天會持續約半年,因此浮游植物可以長期進行光合作用,可以快速的繁殖,不過在冬天也會有半年沒有陽光,因此浮游植物很難獲取到足夠的陽光。

  礦藏、天然氣、魚及夏季航道也會出現在北極海。美國、俄國、加拿大、丹麥、挪威均在北極海的不少部分聲稱擁有領土,各國屢就北極控制權發生爭議。但沒有國家可證明其大陸架伸延到北極,國際法規定北極不屬於任何國家。  2007年8月2日俄羅斯北冰洋勘探小組週四乘小型潛艇,將裝有俄羅斯國旗的容器,放到北冰洋底宣示主權。  2007年8月11日加拿大宣稱將會在北極興建兩座軍事設施,以宣示加國在北極的主權。次日,丹麥派遣一支由科學家組成的探險隊前往北極冰層,展開歷時1個月的考察任務,以尋找有關丹麥擁有北極地區主權的證據。

  北冰洋的冰正在漸漸減少,多年來在北極上空的臭氧層也有季節性的破洞。北冰洋冰的減少會使地球的反照率下降,可能在全球暖化上有正回授的效應。研究發現北冰洋在2040年時會完全沒有浮冰,是人類歷史中頭一次出現這樣的情形。  北冰洋溫度的提高會造成大量的融冰水進入北冰洋,也許會破壞全球的溫鹽環流,可能會造成全球氣候的嚴重影響。  若北冰洋浮冰減少及海平面上升到一定程度,在水域上的氣旋(例如2012北極大氣旋)效應會變大,海水也可能會破壞河岸上的植物(例如馬更些河的三角洲),風暴潮也會更強烈。  其他的環境議題和北冰洋的放射性汙染有關,例如俄羅斯卡拉海的放射性廢料及冷戰時在新地島的核試驗等。此外,2012年夏天時殼牌石油計劃在楚科奇海和博福特探戡原油,環境組織為了保護附近居民及野生動物,以及北冰洋的溢油事件提出訴訟。
北冰洋(英語:Arctic Ocean)又稱北極海(Arctic Sea)、北大洋或北極洋,位於北極圈內,大致以北極點為中心。北冰洋是世界五大洋中最小最淺的。面積1405.6萬平方公里,約佔世界大洋麵積的3.6%。平均深度1200-1300米,為世界大洋平均深度的三分之一。最深處為南森海盆,深度為5450米。