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在9月的第一個星期，北極海冰面積急劇下降，超過了該期間任何一年的下降速度，並將2020年的海冰最小值拉到42年連續觀測以來的第二低值（僅高於2012年），而根據美國國家冰雪數據中心的數據，截至9月16日，北極海冰的下降速度有所放緩，但海冰範圍仍然維持在一個極其低的範圍。
2020年9月15日，北極海冰面積為374萬平方公裡，已經遠低於2007年，2016年和2019年，僅僅是比2012年創紀錄的低範圍略高，在2012年之前，每年9月北極海冰接近最小面積時範圍都在400萬平方公裡以上，2012年是首次跌到400萬平方公裡以下，而2020年是史上第二次。
根據觀測數據，在2020年8月31日至9月5日期間，北極海冰面積每天平均減少79800平方公裡，這是海冰記錄中史上連續六天的損失率最高的年份。在此期間，冰川退縮是沿著巴倫支海北部、卡拉海和拉普捷夫海的冰面。在斯堪地那維亞半島和俄羅斯北部，存在一個非常廣闊的無海冰區，冰緣位於北緯85度附近，這也是衛星數據記錄中該位置最北的冰緣。
9月1日和9月15日範圍對比，可見海冰劇烈退縮
為什麼北極海冰融化得如此厲害？從美國海洋大氣管理局（NOAA）的分析數據上看，在北冰洋內，出現了「黑色海水」——偏暖程度極其嚴重的海水，尤其是俄羅斯沿岸，很多地方海水溫度比常年平均水平偏高超過5度！
之所以如此，和最近北極圈內特殊的大氣環流形勢有關——根據美國國家冰雪數據中心的評估，9月前兩周的大氣環流特徵是西伯利亞東部地區總體高壓、北極地區大西洋一側低壓，這種高低壓模式驅使歐亞大陸上的暖風向北推進到北冰洋，最終拉動北冰洋很多地方溫度偏高，比如西伯利亞中北部的泰米爾半島附近的空氣溫度比1981年至2010年的平均溫度高出6攝氏度，這導致了俄羅斯沿岸的海冰崩潰。
政治地理學家米婭·本內特（Mia Bennett）領導的國際組織最近發表的一篇論文，討論了隨著海冰撤退繼續在歐亞一側開闢一條非常寬闊的航道，跨極航運路線即將出現的潛在影響。該路線將越過北極，以避開廣闊的俄羅斯專屬經濟區（EEZ）——這種新興的跨極航行路線反映了北極環境的根本變化。美國國家大氣研究中心的研究人員蘿拉·蘭德魯姆（Laura Landrum）和馬裡卡·荷蘭（Marika Holland）最近發表的另一篇論文發現，北極確實進入了「新北極」狀態。這種新氣候的特徵是溫度升高，水位增加，海冰減少，雨水和雪的減少。在北極，這種過去被認為是異常的天氣莫泰正在成為常態，2020年夏季顯然是這種「新北極」氣候的代表。而從短期內看，北極海冰的持續偏少，也將對今年年末到明年年初的冬季天氣造成更加顯著的影響。