北冰洋

北冰洋（Arctic Ocean）是世界上面积最小、平均水深最浅且平均温度最低的海洋，位于北极地区、66°34′N（北极圈：Arctic Circle）以北；四周被欧亚大陆和北美大陆环绕，与太平洋、大西洋相连。北冰洋面积1475万平方千米，占世界海洋总面积的4.1%，海水容积1807万立方千米，平均水深1205米、最大水深5527米（位于利特克海沟），海岸线长45390千米。

16~17世纪，欧洲探险者向北航行时，发现北方海域四周全是海冰、冰山，初次发现北冰洋；之后的俄罗斯（俄语：Российская Федерация）探险家沿着西伯利亚海岸航行，成为首批进入北冰洋的欧洲人；1893～1896年，弗里乔夫·南森率领前进号船首次穿越了北冰洋。

北冰洋的英文名称Arctic源于希腊语，意为：正对大熊星座的海洋。1650年，荷兰探险家巴伦支（荷兰名：Willem Barents）首先把它划为独立的海洋，称之为“极北的海洋”或“寒冷的海洋”；1845年，伦敦地理学会正式命名为“Arctic Ocean”，原意为“正对着大熊星座的大洋”或简化为“大熊星座洋”；中国清朝的学者将“Arctic Ocean”译为“北冰洋”，既表明了这片海洋的方位位置，又提示了它典型的被冰雪覆盖的特征；1935年6月27日，前苏联政府将其定名为“Severnyy Ledovityy Okean”，与中文的北冰洋同义。

北冰洋位于北极地区，66°34′N（北极圈）以北，是世界大洋中跨经度最广的大洋。四周被欧亚大陆和北美大陆环绕、近于封闭，通过白令海峡与太平洋（Pacific Ocean）相连，通过挪威海（挪威語：Norskehavet）、格陵兰海（Greenland Sea）、巴芬湾（Baffin Bay）——史密斯海峡（Smith Sound）和加拿大帕里群岛（Parry Islands）间各海峡与大西洋（Atlantic Ocean）相连。

北冰洋位置境域

北冰洋是世界四大洋中面积最小、平均水深最浅的海洋，其北极圈内水域面积加上哈德孙湾（Hudson Bay）以及戴维斯海峡（Davis Strait）、挪威海超出北极圈的部分，总面积1475万平方千米（2023年数据），约占世界海洋总面积的4.1%；平均水深约1225米，最大深度5527米。北冰洋大陆架面积宽广，海岸线长45390千米，海水容积约1807万立方千米。

北冰洋与俄罗斯、挪威、冰岛、丹麦、加拿大和美国6个国家接壤。其中俄罗斯沿北冰洋和北极圈以北地区的海岸线绵延24140千米，从西部的巴伦支海（Barents sea）到俄罗斯与挪威边界，东到白令海和远东的鄂霍次克海，约占北冰洋沿岸海岸线总长度的53%。

北半球劳亚古陆的破裂和解体（距今1~2亿年），以及亚欧板块（Eurasian Plate）和北美板块（North American Plate）的洋底扩张运动逐渐形成北冰洋。北冰洋总体上其演化大致可以分为三个主要阶段：晚侏罗世（late Jurassic）~早白垩世（Early Cretaceous）、晚白垩世（Late Cretaceous）~新生代早期（Early Cenozoic）、新生代（Cenozoic）。

第一阶段，晚侏罗世~早白垩世：加拿大海盆（Canada Basin）地的扩张中心形成、演化与消亡。加拿大海盆的扩张从欧特里夫期持续到阿尔布期和赛诺曼期，成为美亚海盆（Amerasia Basin）的一部分；海盆洋壳形成的主要的扩张阶段持续近50百万年，从140~135百万年至95~80百万年前。第二阶段，拉布拉多——巴芬——马卡罗夫扩张中心的形成与演化。中白垩世之后，北冰洋地区太平洋构造域的影响基本结束，取而代之的是大西洋构造域的作用；在格陵兰西侧形成扩张中心，包括拉布拉多海盆、巴芬盆地和马卡罗夫盆地三个分支。第三阶段，洋中脊的形成和演化，导致欧亚海盆（Eurasian Basin）形成。古新世开始，大西洋沿格陵兰的另一侧，在格陵兰——巴伦支陆缘之间开始扩张，与拉布拉多——巴芬——马卡罗夫系统大致平行；同时北冰洋南森海岭开始形成，两侧为南森海盆（Nansen Basin）和阿蒙森海盆（Amundsen Basin）。

罗蒙诺索夫海岭（Lomonosov Ridge）、南森海岭（Nansen Ridge）和门捷列夫海岭（Mendeleyev Ridge）统称为北冰洋中央隆起，罗蒙诺索夫海岭被认为是56百万年前从巴伦支陆架裂离的大陆条带。晚侏罗世（145百万年前），随着泛大陆的裂解，门捷列夫海岭开始在加拿大陆缘分离，早白垩世（120百万年前）美亚海盆已完全张开，因楚科奇高地与俄罗斯北部大陆边缘碰撞而停止扩张，形成现代的门捷列夫海岭。

欧亚海盆磁条带清晰，对海盆构造和演化历史认识争议最小，其扩张可能始于白垩纪和第三纪之交（54百万年前），但研究人员对磁条带进行更详细的研究后认为海盆大致于58百万年开始扩张；欧亚海盆扩张速率的特征沿Gakkel海岭方向基本保持一致，在早始新世一中始新世（约53至44百万年前）海盆打开初始阶段总扩张速率相对较大 ；之后，到渐新世至早中新世，扩张速率急速下降；从20百万年前至2010年，扩张速率略有增加。

美亚海盆的形成有四种学说：第一种认为美亚海盆张开是阿拉斯加转离加拿大北极边缘的结果；第二种观点是阿拉斯加沿加拿大北极边缘剪切导致美亚海盆的扩张；第三种认为美亚海盆洋壳是多个微板块运动的结果；第四种观点认为美亚海盆的洋壳原为太平洋的一部分，后被捕获至北冰洋。加拿大海盆可能是北冰洋最早形成的海盆，可能是从140~135百万年至95~80百万年随新西伯利亚-楚科奇-阿拉斯加微板块旋转裂离加拿大北部陆缘形成。

在北冰洋表层环流中起主要作用的是两支洋流：一支是大西洋洋流的支流——西斯匹次卑尔根洋流（West Spitsbergen Current），另一支洋流为：穿极漂流（Trans-Polar Drift）它们共同控制了北冰洋的海洋水文基本特征；还有一支淡水环流——波弗特环流（Beaufort Gyre）。

北冰洋表层的洋流运动及河流注入形式示意图

大西洋水（Atlantic Water）对于北冰洋的热量平衡起着特殊作用，一部分向北以西斯匹茨卑尔根洋流的形式穿过弗拉姆海峡（Fram Strait）进入北冰洋；另一部分沿挪威沿岸流向东流过巴伦支海进入北冰洋；两支洋流在喀拉海北部相遇混合后以一个狭窄的边界流形式沿北冰洋欧亚海盆边缘逆时针进入北冰洋内部，年平均流速为1~5厘米每秒，在北冰洋内部分布在中层150~1000米的深度。

两支洋流在弗拉姆海峡内温度为5℃左右，斯瓦尔巴群岛（Svalbard Archipelago）附近为2.5~3.0℃，法兰士约瑟夫地群岛北部为2.0~2.5℃，拉普捷夫海西侧陆坡1.5℃，新西伯利亚群岛北部约为1℃，最终沿着罗蒙诺索夫海脊向北输运的大西洋水温度为0.8℃，进入加拿大海盆内的大西洋水核心温度为0.5℃。

穿极漂流经过楚科奇海、北极点（North Pole）后从格陵兰海流出，最后注入大西洋；当穿极漂流从北冰洋向南通过弗拉姆海峡、格陵兰岛东海岸时，向北大西洋输送海冰，其在弗拉姆海峡速度为平均每天10~15千米，海水表面的海冰速度为平均每天4~5千米。

融化的冰雪、河流和雨水在北冰洋聚集形成一个巨大的淡水环流——波弗特环流（Beaufort Gyre），其通过在海洋表面附近储存淡水来保持极地环境的平衡，并缓慢地将这些淡水释放到大西洋中。1990年代~2020年，波弗特环流已积累了8000立方千米的淡水，并在西风控制下以顺时针运动，西风增大了环流的速度和范围；这些淡水还有助于保护北冰洋海冰免于融化，进而有助于调节地球的气候。

波弗特环流不仅是一个淡水环流，还与穿极漂流一起决定北冰洋现代海冰运动的风驱漂流，分别控制美亚海盆和欧亚海盆的陆源碎屑沉积；波弗特环流的强弱变化，导致北冰洋海冰运动轨迹和滞留时间并不严格遵守“冰期~间冰期”循环。

北冰洋表层平均盐度小于3.5%、大洋中心最高盐度3.5%。北冰洋表面温度恒定，接近海水的冰点，由于北冰洋由盐水组成，因此洋面冻结之前温度必须达到-1.8°C；北冰洋海冰形成的浮冰山与来自格陵兰等岛屿的冰川及冰架形成的冰山一起，随海流漂入大西洋或阿拉斯加外海，个别冰山可向南漂移到北纬40°。北冰洋处于相对封闭的状态，其水流系统独特而复杂，温盐条件以及海冰的形成和运动过程是北冰洋环流和水团形成的关键驱动力。

现代北冰洋的显著特点之一是海水的分层结构，主要分为四大水团：极地表层水（PSW，水深0～50m，水温−2～0°C，盐度32～34psu），大西洋水（AW，水深200～1000m，水温≥0°C，盐度34.3～34.8psu），北冰洋中层水（AIW，水温−0.5～0°C，盐度34.6～34.8psu），以及北冰洋深层水（AODW）。其中AODW 分为加拿大海盆深层水（CBDW，水深＞1500m，水温−0.5～−0.3°C，盐度34.95psu）和欧亚海盆深层水（EBDW，水深＞2000m，水温−1.0～−0.6°C，盐度34.94psu）。

北冰洋水团分布

距今1300万年前，北冰洋开始出现大范围海冰，表面的绝大部分终年被海冰覆盖，海冰平均厚3米。北冰洋海冰按其形成方式可分为当年冰和多年冰两类，由于洋流的运动，北冰洋表面的海冰总在不停地漂移、裂解与融化。海冰面积变化季节性规律明显、海冰覆盖面积呈整体减小趋势。

北冰洋海冰覆盖范围最大时，冰封北冰洋的绝大部分海域，从白令海一直延伸到格陵兰海附近，只有格陵兰岛东侧、斯瓦尔巴群岛南侧和北欧北岸，由于受大西洋暖流的影响，海水并未冻结；每年9月海冰覆盖范围最小，海冰边缘线仅在加拿大北极群岛与大陆连接。

北冰洋海冰按其形成方式可分为当年冰和多年冰两类：9月北冰洋海冰为多年冰，3~9月期间融化的海冰为当年冰。当年冰主要分布在欧亚、北美大陆北岸各海域，海冰厚度在0~1.8米之间，冬季时高纬海区的海冰厚度2.5米，夏季则大部分消融，有些未融化的当年冰则会转化为多年冰。北冰洋的多年冰主要分布于北冰洋深水区、东西伯利亚海和加拿大北极群岛附近陆架区，总面积约350~490万平方千米，约占海冰最大覆盖范围的28％，其厚度大于季节性形成的海冰，在多年冰覆盖区域厚度3~4米，有些冰脊20米厚。

北冰洋冰盖厚度分布不均匀，整体上表现出北极点中心冰盖较厚、向周缘逐渐减薄特征。在部分区域，如靠近格陵兰岛和加拿大北部的地区，冰盖厚度达到最大，最厚冰盖5米。其中格陵兰冰盖是世界第二大冰盖，若格陵兰冰盖全部融化，将会导致全球海平面上升7.4米。格陵兰冰盖在不断消融，联合国政府间气候变化专门委员会科学家2012年指出，格陵兰冰盖由20世纪90年代每年消失340亿吨，截至2012年已经升至2150亿吨。

格陵兰岛冰盖范围

北冰洋海冰面积变化季节性规律明显，冬季生长、夏季融化。冬季覆盖海洋总面积的73％，约有1000~1100万平方千米，夏季覆盖53％，约有750~800万平方千米；中央北冰洋的海冰已持续存在300万年，属永久性海冰。北冰洋1~3月海冰面积最大，7~9月海冰面积最小，春季为融冰过渡期，秋季为结冰过渡期，夏季海冰面积减小量明显大于冬季海冰面积减小量。

北冰洋海冰覆盖面积呈整体减小趋势，1979~2002年期间，北冰洋每10年海冰覆盖范围减少量为36±5万平方千米；近40年来（2021年数据），北冰洋海冰总量呈逐年减小趋势，且每10年的减少量在3%~4%之间。2012年9月16日，海冰覆盖面积达到有观测以来的历史最低值337万平方千米，次低值是2020年9月15日的374万平方千米。北冰洋海冰厚度的变化总体上和海冰面积呈正相关，在海冰面积逐年减小的同时海冰厚度也在降低，结冰期海冰厚度增加量下降明显，融冰期海冰减小量有轻微增加。

北冰洋海冰覆盖面积趋势图（数据截至2020年8月）数据来自美国冰雪数据中心

北冰洋的海水只占全球的1.0%，但拥有占全球径流量11%的河水输入，每年从欧亚大陆和北美大陆进入北冰洋的入海径流（淡水输入）约为3300立方千米，是北冰洋降水和蒸发之差的两倍以上，是迄今为止（2021年数据）北冰洋最大的淡水来源，大于北极海洋净降水或低盐海水的各种入流，河流总集水面积为2200万平方千米，约为北冰洋面积的1.5倍。

北冰洋水系的河流总体流向都是自南向北注入北冰洋的，注入北冰洋的河流主要包括亚欧大陆的鄂毕河（俄语：Обь，英文：Ob River）、叶尼塞河（俄语：Енисе́й，英文：Yenisei）、勒拿河（俄语：Лена，英文：Lena River）、伯朝拉河（俄语：Печора）和科雷马河（Kolyma River）等，以及北美洲北部加拿大和美国阿拉斯加的许多河流。叶尼塞河、勒拿河、鄂毕河和麦肯齐河四条河流占注入北冰洋河流总流量的68%。

勒拿河位于俄罗斯西伯利亚地区、叶尼塞河流域以东，经纬度范围为：53°N~73°N、105°E~130°E；长度4400千米，流域总面积249万平方千米，其发源于贝加尔湖山脉，向北流向勒拿河三角洲，然后流入北冰洋的拉普捷夫海。勒拿河全年冰冻期较长，河水以冰雪融水补给为主，春夏多洪水，冬季水位最低。勒拿河流域每年有524立方千米的淡水流入北冰洋，占流入北冰洋总水量的15%。

鄂毕河位于俄罗斯西伯利亚西部，发源于阿尔泰山的比亚河和卡通河，在阿尔泰边疆区的比斯克西南汇流形成鄂毕河，注入北冰洋的喀拉海；以发源于中国的额尔齐斯河作为鄂毕河的源头，长5410千米；流域面积300万平方千米；鄂毕河从巴尔瑙尔以南开始，结冰期为每年11月初到次年4月末，而距离河口160千米的萨列哈尔德以下，结冰期为每年10月底到次年6月；河水主要靠春季融雪度为补给，其次为夏季融冰和降雨，春、夏季洪水期提供了全年绝大部分径流量。

叶尼塞河位于俄罗斯西西伯利亚平原以东、中西伯利亚高原以西；总长度5539千米，流域面积200多万平方千米；叶尼塞河有大、小叶尼塞河两个源头，小叶尼塞河发源于蒙古北部，大叶尼塞河发源于俄罗斯与蒙古边界的俄罗斯一侧，两条河流汇合于图瓦共和国首府克孜勒，以下河段则称为叶尼塞河；向北注入北冰洋喀拉海的叶尼塞湾。叶尼塞河以冰雪融水补给为主，其次为夏秋降雨。上游湍急，多急流、洪水，周围人口稀少；中下游因地形平坦，冻土广布，多沼泽湿地；因跨越纬度较大，上、下游封冻和解冻期不同，春季常有凌讯。

科雷马河位于俄罗斯西伯利亚东北部，河长2600千米，流域面积644000平方千米，科雷马河自孙达尔——哈亚塔山向北流入北冰洋东西伯利亚海；蕴藏的水能资源为400亿千瓦时；科雷马河平均流量3900立方米每秒，河流每年6月初冰面融化，10月初冻结。

北冰洋属于极地气候（包括苔原气候和冰原气候），年均日照量最小，气候严寒，拥有极昼和极夜现象，具有持续的寒冷和相对较窄的年温度变化范围的特征。北冰洋4月至9月为夏季处于极昼，温度升至0°C以上，旋风频繁、伴有雨雪、多平流雾；冬季10月至次年3月处于极夜，会产生极光，具有频繁的低温反转和稳定的天气条件。

北极极光

北冰洋中北极点的年平均气温为-23°C，在北冰洋极点附近漂流站上测到的最低气温是-59℃，1月份的平均气温介于-20℃至-40℃，最暖月8月的平均气温-8℃。北冰洋按照云量、降水频率分布和温度，其气候区可以分为大西洋区和北极中心区，以及冷季（11月至次年4月）和暖季（6月至9月）。

在北极中心区，降水高频期和多云期在暖季，7月份液态降水占年降水量50%；大西洋区，降水高频期和中、高量降水高频期都在冷季，全年云量比较恒定，各个月份都有液态降水，6月至9月占年降水量80%以上（1999年数据）。

北冰洋高纬度海区主要受极地高压控制，终年严寒、冷空气聚集下沉；北纬 60°N附近的气压相对较低，极地东风在这里辐射上升。总体上北冰洋上气压一般维持在1010hPa左右，北极圈以北海区的气压能较长时间维持在1020hP（2011年数据）。北冰洋洋面盛行极地东风，每年12月到次年3月份，由于地球直射南半球，北极地区寒冷加剧，使得冷空气活动剧烈造成冬季的极地东风最为猛烈。

北冰洋的海雾主要分为平流雾、辐射雾和蒸汽雾三大类。在北冰洋南部的开阔水域或海冰外缘带经常出现平流雾，其特点是持续时间长、浓度大、范围广，对航海和航空影响较大，形成原因是暖湿空气流经冷的洋面或冰面。73°N以北的北冰洋浮冰区生成的海雾大部分是蒸汽雾，在北冰洋浮冰区不稳定大气层结状态下生成，其特点是持续时间短、雾层薄、范围小。北冰洋的辐射雾在较大的浮冰或固定冰盖大气层结状态下辐射冷却形成，其特点是持续时间长、日变化小。

北冰洋地质构造单元包括各个时期地质时期的褶皱带、洋中脊、海岭、海盆、地盾、地块、地台等。罗蒙诺索夫海岭穿过北极点将北冰洋分为欧亚海盆和美亚海盆，南森海岭将欧亚海盆进一步分为阿蒙森海盆和南森海盆，门捷列夫海岭又将美亚海盆进一步细分为加拿大海盆和马卡罗夫海盆；此外还有褶皱带：楚科奇褶皱带、新地岛褶皱带等；地台：巴伦支海地台等；地盾：格陵兰地盾等。

北冰洋地质构造

北冰洋最大的子盆地是加拿大盆地，从波弗特大陆架延伸到门捷列夫海岭，最小的子盆地是南森盆地。北冰洋造山带包括北极克拉通、贝加尔造山带、加里东造山带、海西造山带以及中白垩世造山带。北冰洋张开之前，包括北冰洋在内的北极地区造山带以北极克拉通为主，现代分布于巴伦支海、新地岛、泰梅尔半岛至楚科奇——阿拉斯加——布鲁克斯地块和加拿大北极群岛北部。

贝加尔期造山带形成于新元古代~寒武纪之际，分布于北极克拉通欧洲一侧的南缘；中古生代的加里东造山带呈窄环状，分布于北极克拉通靠北美与格陵兰一侧边缘；二叠纪——三叠纪时期的海西造山带主要分布于新地岛和泰梅尔半岛。

北冰洋地层结构主要分为三个地质时期：中泥盆世（390百万年前）、石炭世（350百万年前）、晚二叠世（270百万年前）；岩石以砂岩、泥岩、碳酸盐岩为主。

中泥盆世古地理环境以隆起剥蚀区为主，沉积区主要是深海相和浅海相沉积，沉积岩岩性以泥岩为主，碳酸盐岩以及变质碎屑岩和碳酸盐岩的岩性组合次之；拉普捷夫海盆地岩性为砂岩、泥岩、碳酸盐岩组成的混积岩，泰梅尔——北地群岛褶皱带部分为碳酸盐岩沉积；东巴伦支海盆地东部、北喀拉海盆地为浅海相碎屑岩沉积；罗蒙诺索夫海岭—带为深海相的泥岩沉积；北楚科奇盆地、南楚科奇——霍普盆地为变质碎屑岩和碳酸盐岩沉积。

石炭世隆起剥蚀区面积较泥盆纪减少了三分之一，沉积区以海相沉积为主，浅海区、冲积区面积有所增加，岩性以砂岩、泥岩、碳酸盐岩组成的岩性组合为主，泥岩和碳酸盐岩次之；泰梅尔——北地群岛褶皱带、拉普捷夫海盆地为砂岩、泥岩、碳酸盐岩混积的浅海相；巴伦支海地台为浅海相含煤岩系沉积、东巴伦支海盆地为浅海相碳酸盐岩台地；北楚科奇盆地、南楚科奇——霍普盆地为砂岩、泥岩、碳酸盐岩混积的浅海相。

晚二叠世隆起剥蚀区面积达到最大，浅海区面积较早二叠世减少了一半，浅海区主要分布于劳亚大陆北缘，沉积岩岩性以砂岩、泥岩为主，碳酸盐岩、烁岩、砂岩、泥岩、蒸发岩、碳酸盐岩组合次之；拉普捷夫海盆地以砂泥岩沉积为主；北喀拉海盆地以砾岩、砂岩、泥岩组合为主的冲积相；格陵兰板块以隆起剥蚀区为主，仅板块边缘盆地发育沉积地层；罗蒙诺索夫海岭为浅海相的砂岩、泥岩；北楚科奇盆地、斯沃德鲁普盆地南部边缘、东格陵兰盆地以砾岩、砂岩、泥岩为主。

北冰洋洋面的绝大部分终年被海冰覆盖，其岛屿众多、总面积约为380万平方千米，均属大陆岛、多分布在大陆架上，其海岸线蜿蜒曲折、类型众多，有陡峭的岩岸、峡湾型海岸、磨蚀海岸、低平海岸、三角洲及潟湖型海岸等各种类型。北冰洋海底地貌突出特点是大陆架非常宽广，另一特点是起伏不平，一系列海岭、海盆、海槽和海沟交错分布。

北冰洋海底地貌

北冰洋略呈椭圆形，洋底地形复杂且特殊，沿短轴方向相间排列着三条近乎平行的海岭：南森海岭、罗蒙诺索夫海岭和门捷列夫海岭。

南森海岭以挪威北极探险家、海洋学家和政治活动家弗里乔夫·南森命名，位于罗蒙诺索夫海岭的一侧，它起自勒拿河口，到格陵兰岛北侧，与穿过冰岛而来的北大西洋海岭连接，长约2000千米，宽约200千米；南森海岭上有许多裂岩，有平行于轴向延伸的磁异常条带还有垂直于轴向的横向断裂带，是全球洋中脊体系的组成部分。

门捷列夫海岭从亚洲一侧的弗兰格尔岛（Wrangel Island）起，延伸到格陵兰岛一侧的埃尔斯米尔岛附近，长约1500千米，相对高度比罗蒙诺索夫海岭小，坡度平缓。

罗蒙诺言索夫海岭，高峻而陡峭，它从新西伯利亚群岛（New Siberian Islands）穿过北极点附近一直延伸到格陵兰岛北岸，全长1800千米，高出深海平原2500米以上，宽60~200千米，高出洋底3000米，岭脊距海面约1000米。

北冰洋主要划分为四个海盆，罗蒙诺索夫海岭穿过北极点，将北冰洋分为欧亚海盆和美亚海盆，南森海岭将欧亚海盆进一步分为阿蒙森海盆和南森海盆，门捷列夫海岭又将美亚海盆进一步细分为加拿大海盆和马卡罗夫海盆。环北冰洋地区盆地主要以被动陆缘为主，其次为前陆与克拉通盆地，被动陆缘盆地主要有：伏令盆地、东格陵兰盆地、东巴伦支海台地、楚科齐盆地及西巴伦支陆架，前陆盆地以阿拉斯加北坡盆地、斯维尔德鲁普盆地为代表，克拉通盆地主要有东巴伦支海盆地、西格陵兰盆地及亚马尔盆地。

阿蒙森海盆形状狭长，是北冰洋的主要海盆之一，也是世界上纬度最高的海盆，北极点就位于阿蒙森海盆与罗蒙诺索夫海脊的交界处；海盆上方对应的海面是常年冰封的海面，人类最北的居住点巴厄诺冰雪帐篷考察站（BarneoIceCamp），就建在阿蒙森海盆上方的冰面上。

加拿大海盆从波弗特大陆架延伸到门捷列夫海岭，盆底从东向西倾斜；长约1500千米，宽1100千米是北冰洋面积最大的海盆，大部分海域水深为3000~3500米，最深为3879米，海盆底部大部分为平坦的加拿大深海平原，因沉积物覆盖，没有明显扩张脊的地貌。

马卡罗夫海盆，是以日俄战争中曾任俄国太平洋舰队司令的海军中将斯捷潘·奥西波维·马卡洛夫（俄语：Степа́н О́сипович Мака́ров）的姓氏命名的。

北冰洋的利特克海沟（Litek Trench），位于斯匹次卑尔根群岛以北，最大深度5449米；弗拉马海沟（Frama Trench），位于利特克海沟的东北，最大深度5335米。

圣安娜海槽（St. Anna Trough）位于北冰洋喀拉海北部新地群岛以北，长550千米，宽150~200千米，深度600米，是北冰洋内水动力最活跃的区域之一。

北冰洋海底地貌突出特点是大陆架非常宽广，北冰洋大陆架中的亚欧大陆北部大陆架较宽，多数在400-500千米，最宽处近1700千米（水深50-150米），阿拉斯加以北大陆架较窄，仅20-30千米。这些大陆架大部分原为陆地的一部分，于第四纪冰期后下沉为浅海。

北冰洋地处高寒地带，植物种类较少，主要包括浮冰上的小型植物、表层水中的微藻类、浅海区的巨藻和海草等。北冰洋中部生存着春夏季能够进行光合作用的冰藻和浮游植物，大型海藻丛中隐藏的多种多样的端足目小甲壳类生物，它们和翼足目软体动物支撑起了整个北冰洋生态系统。

北冰洋的海洋鱼类大约为250种，其中具有经济价值或潜在商业价值的海洋鱼类有鳕科鱼类、鲱科鱼类、鲽科鱼类、鲑鱼类、鲇科鱼类和香鱼。鳕科鱼类己成为北冰洋北极海域重要的鱼类，具有极高的商业价值；香鱼是北冰洋北极海域重要的饵料鱼类；鲑鱼是北冰洋北极海域最具经济价值和营养价值的鱼类。主要经济物种有：大西洋鳕鱼、格陵兰大比目鱼、圆吻突吻鳕等，但均未有长期大规模的捕捞作业。北冰洋北极海域的磷虾和其他浮游生物特别丰富，使得北冰洋里有种类繁多的鲸鱼，如弓头鲸（北极露脊鲸）、灰鲸、白鲸和一角鲸，后两种鲸鱼是北冰洋所特有的鲸鱼种类。

北极熊

北冰洋形成的海冰生物群落、冰缘水华维持了数量庞大的迁徙鸟类和哺乳动物；海冰为北极熊、海豹、海象、北极鳕以及众多鸟类提供栖息和繁殖场所，同时也是驯鹿和麝牛的重要迁徙途径。北冰洋哺乳动物包括：海象、环纹海豹、髯海豹、环斑海豹、斑海豹、竖琴海豹、冠海豹、 北极露脊鲸、白鲸、独角鲸和北极熊等，而北冰洋中的海象和鲸鱼濒临灭绝。其中，北极熊是北极的象征、北冰洋特有动物，共20个亚种群；北极熊为食肉动物，主食分布广泛的环海豹，有至少70%的北极熊饮食要依靠海冰上生长的藻类；春季（3、4月）为北极熊的交配期、冬季（12月至次年1月）进行繁殖，且一般为双胞胎。

北冰洋生物多样性示意图

北冰洋常见原生生物类群有：变形虫超群、后鞭毛超群、陷摄虫超群、不等鞭毛类、SAR超群、泛植物超群等。北冰洋中心海域的囊泡虫、不等鞭毛类、根足虫等组成原生生物群落，其结构和多样性随季节改变。夏季，杆状藻属（Bacillaria）、直链藻属（Melosira）等较活跃，而异养型、混合营养型类群主要以孢囊等休眠形式存在；秋季，海水中既存在独特类群，如鞭毛藻、纤毛虫等，又存在各栖息地共有类群，如甲藻；冬季，变形虫（拉丁学名：Proteus）超群中的混合营养类群是北极点附近海水原生生物群落的主要组分。

北冰洋是一个近乎圆形的盆地，按自然地理特征划分，斯匹次卑尔根群岛（Spitsbergen archipelago）以南为北欧海域，斯匹次卑尔根群岛和阿拉斯加（Alaska）、加拿大北极群岛（Canadian Arctic archipelago）之间为北极海域；按水深以及成因划分，分为边缘海域和中央海域；以深度1500米的罗蒙诺索夫海岭为界，北冰洋深水区位于大西洋一侧的称为欧亚海盆、太平洋一侧称为加拿大海盆。

北冰洋包括8个附属海——格陵兰海、挪威海、巴伦支海、喀拉海（Kara Sea）、拉普捷夫海（Laptev Sea）、东西伯利亚海（East Siberia Sea）、楚科奇海（Chukchi Sea）和波弗特海（Beaufort Sea）。

北冰洋还包括格陵兰岛（格陵兰语：Kalaallit Nunaat）、斯瓦尔巴群岛（Svalbard Archipelago）、北极群岛（Arctic Archipelago）、新地岛（ Novaya Zemlya）、北地群岛（severnaya zemlya）、新西伯利亚群岛（ New Siberian Islands）及法兰士约瑟夫地群岛（Franz Josef Land Islands）等众多岛屿。还有两个大型海湾——巴芬湾和哈德孙湾，以及白令海峡（Bering Strait）、弗拉姆海峡和加拿大北极群岛中的若干海峡。

格陵兰岛位于加拿大东北方向，北冰洋和大西洋之间，全岛面积约216万平方千米，是世界第一大岛。格陵兰岛大部分地区覆盖着雪和冰川，其名称来源于一个名叫埃里克·瑟瓦尔德森（Erik Thorvaldsson）的冰岛杀人犯，他被流放到这座岛上，并称它为“格陵兰岛”（字面意为：绿色土地）。格陵兰岛近四分之一的人口居住在首府努克，格陵兰岛88%的人口是因纽特人或丹麦人以及因纽特人的混血儿，剩下的12%是以丹麦人为主的欧洲血统。1721年，格陵兰岛开始成为丹麦的殖民地；1953年，格陵兰成为丹麦的一部分；2009年6月21日，格陵兰岛正式自治。

格陵兰岛的首府努克

斯瓦尔巴群岛位于挪威本土西北部，在挪威语中意为“寒冷海岸”，经纬度：74°~81°N、10°~35°E，由斯匹次卑尔根岛、东北地岛、埃季岛、巴伦支岛等组成，总面积约6.2万平方千米。斯瓦尔巴群岛上覆盖着世界第三大的冰帽（次于南极洲和格陵兰岛），冬季、夏季各有100多天的极夜与极昼，群岛上冰封雪飘、植被荒芜，没有适宜耕种的土地。斯瓦尔巴群岛大部分地层属于前寒武纪和全新世，地层褶皱和断层使群岛地形多山，最高点海拔为1712米，沿岸多峡湾。

斯瓦尔巴群岛末日种子库

1611年，荷、英的捕鲸船曾来此捕鲸，其后法国、丹麦、挪威、俄国的捕鲸船亦相继来到，狂捕滥杀使这里的鲸鱼几乎灭绝。斯瓦尔巴群岛储藏着丰富的煤、磷灰石、铁、石油和天然气等，在1800年捕鲸业衰退后，这里主要从事煤矿开采，俄罗斯和挪威在这里采煤及输出。1920年，英国、美国、丹麦、挪威及日本等18个国家在巴黎签订了《斯瓦尔巴条约》，中国北洋政府于1925年在条约上签字；条约规定所有缔约国的公民，都和挪威人一样，可以自由进入该群岛，在这里居住、旅游、打猎、经商、开展科学考察。

新地岛地处俄罗斯北部的北极地区，介于喀拉海和巴伦支海之间，面积8.26万平方千米，气候寒冷，终年积雪。1954年，新地岛核试验场开始建设，次年，苏联生产制造的第一枚核鱼雷在新地岛成功发射爆炸；1961年10月30日，苏联5000万吨TNT当量的超级氢弹——“沙皇炸弹”在新地岛成功爆炸，导致亚欧大陆向南推移9毫米；整个冷战期间，新地岛核试验场上共进行了130多次核试验，是重要的核试验场、美苏核竞赛的主战场之一。

格陵兰海位于格陵兰岛以东，南部以扬马延岛（Jan Mayan）和格陵兰岛70.75°N海岸之间的连线为分界线与冰岛海（Iceland Sea）相连，北部通过弗拉姆海峡与北冰洋相通，东部紧靠挪威海。格陵兰海区淡水收支对全球大洋环流的稳定性有重要影响，其淡水主要部分来自北冰洋的海冰输出，以及陆地冰川融化引起的径流输入。

巴伦支海的名称取自荷兰航海探险家威廉·巴伦支（荷兰语：Willem Barents）的名字，是北冰洋最大的边缘海，面积约为140万平方千米，大致等于北冰洋其它6个边缘海面积总合，平均水深229米，最大水深600米；其南界为欧洲西北岸（自东向西依次为俄罗斯、科拉半岛、芬兰、斯堪的纳维亚半岛），北界为法兰士·约瑟夫群岛和斯匹茨卑尔根群岛一线，东至新地岛，西至熊岛。巴伦支海94%的面积位于大陆架之上，大陆架宽1300多米，面积127万平方千米；巴伦支海南部是北冰洋中唯一终年不冻的海域，全年均可通航，俄罗斯在北冰洋上唯一终年不冻的港口——摩尔曼斯克也位于此海域。

北冰洋海域分布

拉普捷夫海，面积约67万平方千米，近70%陆架水深小于20米，平均深度578m，最大深度3385米。海域西侧为泰梅尔半岛（Taymyr Peninsula）和北地群岛、与喀拉海相邻，东侧与东西伯利亚海相连，北边界从北极角（Arctic Cape）延伸到经纬坐标点：139°E，79°N。相比其它边缘海，拉普捷夫海冬季冰间湖的频繁生成与闭合，使海域的海冰总面积大小不断发生变化，海域北缘附近存在狭长的开阔水区域，称为环北极冰间水道（Circumpolar flaw leads）；夏季期间，每天有大量海冰由拉普捷夫海直接进入北冰洋中心区。

东西伯利亚海位于70°~80°N，140°~180°E之间，西侧与拉普捷夫海相连，东面与楚科奇海相望，北部是北冰洋深海平原，南部与俄罗斯西伯利亚大陆相接。迪吉尔卡河、科雷马河、亚纳河和勒拿河四条陆地径流注入东西伯利亚海，但主要是因迪吉尔卡河和科雷马河两条河流，四条河流对该海域的海冰融化具有决定性作用。东西伯利亚海每年的11月初到次年的4月底，为海冰全面覆盖时期；6月下旬开始海冰融化，9月中旬左右达到海冰覆盖面积最小值，出现无冰海域的时间一般在7月底或8月初。

波弗特海位于北极区域，其北部为北极中央海域，南靠阿拉斯加，东边为北极群岛，西邻楚科奇海，具体范围为65°~80°N，120°~160°Ｗ。该海域气候严寒，海面以多年冰为主，夏季海冰的覆盖范围和厚度变化明显，沿岸会出现狭窄的无冰海面；冬季海冰覆盖范围变化不明显、海冰厚度变化明显，除靠近阿拉斯加附近，波弗特海其他部分均有海冰覆盖。

北冰洋范围内的人类居住在其岛屿上，划分为俄罗斯楚科奇自治区、丹麦格陵兰、挪威斯瓦尔巴群岛、冰岛等行政区。由于环境恶劣，人口很少，根据2006年数据，楚科奇自治区50000人、格陵兰56898人、斯瓦尔巴群岛1721人、冰岛307672人。其中，格陵兰岛多为因特纽人，约50000人，他们终年都在冰雪覆盖的苔原上生活，在海里捕捉海豹、海象、鲸鱼，在陆地上猎捕驯鹿、鸟类；在河、湖里捕捉鲑鱼、鳟鱼等，以原始的方式与大自然共生。

美国的北冰洋水域预计可产出270亿桶原油和132万亿立方英尺天然气，2015年7月22日，美国联邦政府最终批准英荷壳牌石油公司在美国北冰洋海域的油气勘探计划，获得在美国阿拉斯加州西北的楚科奇海勘探油气资源的两个钻探许可证。但是在投入了超过25亿美元资金奋力争取在美国北极水域开采石油权之后，荷兰皇家壳牌公司、康菲石油公司等多个能源公司，由于遭遇全球石油价格暴跌、开采成本巨大，于2016年5月1日放弃在该地区的采油权利。

2017年，中国国家发改委和国家海洋局联合发布《“一带一路”建设海上合作设想》，积极推动共建经北冰洋连接欧洲的蓝色经济通道，将北冰洋纳入经济发展规划。

联合国粮农组织（FAO）将北冰洋划分为北极18渔区，北冰洋的渔业资源基本处于未开发状态，仅在1967年至1970年和2007年至2011年进行了渔业捕捞活动，并在1968年达到最大捕捞量7300吨。

2015年，俄军伊万诺沃和普斯科夫兵团空降部队与集安条约成员国快速反应部队，共同在北冰洋浮冰上举行了首次联合大规模登陆，以提高俄罗斯对北极地区发生危机的反应能力、对北极的影响力，展示俄罗斯对北极地区的控制能力，威慑其他国家。

2021年3月，执行“白熊-2021”北极考察任务的俄罗斯海军三艘核动力潜艇在北冰洋同时完成破冰出水任务，引起全球军界和国际战略界的关注；同时期，由北美防空司令部指挥、美国与加拿大军方参加的“银汞飞镖”联合防空演习在北极举行。俄、美两国在冰冷的北冰洋进行激烈博弈。同年6月，俄罗斯海军特种核潜艇别尔哥罗德号在北冰洋的边缘海域白海进行首次试航，于北冰洋执行战略巡逻任务，可进行海底勘探、侦察等特种任务，几乎颠覆了传统攻击核潜艇的使用方式，被北约称为“末日潜艇”。

现代意义的北冰洋科学考察始于20世纪70年代，早期考察多以浮冰上的科学考察站为载体，系统的北冰洋科学调查始于20世纪90年代，新型调查设备和手段的使用使科研人员可以主动选择研究目标和对象。1993年，美国海军和地方科研人员首次利用核潜艇Pargo号进行北冰洋科学考察，对北冰洋部分地区海底地形、地球物理异常、温度、盐度、 冰筏底部特征等完成测量。系统的北冰洋科考主要包括：海冰科学探索项目、北极洋中脊考察航次、 南森海岭热液硫化物考察、IODP302-L极钻探航次等。

2001年7月31日至10月2日，北极洋中脊考察航次（Arctic Mid—Ocean Ridge Expedition，AMORE 2001），此次考察对南森海岭7°W至85°E进行了详细的多波束地形测量和地质采样，在洋中脊 15°E至60°E的区域开展地震、磁 力等详细地球物理调查，并在阿蒙森海盆沿经 线 72°E完成垂直于南森海岭的地震断面调查。

2013年5月，一支由俄罗斯科研人员组成的探险团队在北冰洋一座岛屿上发现一头雌性猛犸象尸体，这是全球第一次发现雌性猛犸象尸体，这头猛犸象年龄大约为60岁左右，死亡时间大约为1万年至1.5万年前，特别是它体内的血液以液态形式保留了下来。

1999年7月1日，中国首次北极科学考察历时71天，获得了一大批珍贵的样品、数据资料等，其中包括北冰洋3000米深海底的沉积物和3100米高空大气探测资源数据及样品；最大水深3950米的水文综合数据；5.19米长的沉积物岩芯以及大量的冰芯、表层雪样、浮游生物、海水样品等。

2012年7月2日，中国第五次北极科学考察开展，在北冰洋大西洋扇区开展综合调查。这次科学考察将作业区拓展到北冰洋大西洋扇区的挪威海和格陵兰海，共完成2个断面16个站位的多学科综合科考任务，首次在水文大气、地质地球物理、海洋大气化学、海洋生物生态等多个学科领域获得大量关键数据和重要样品，开创了中国船舶从高纬度穿越北冰洋航行的先河，在我国极地科考史上具有里程碑意义。此次科学考察，是中国首次完成穿越北冰洋航程，开辟了中国到欧洲的海上新航线。

2017年7月20日，中国第八次北极科学考察开展，考察队乘雪龙号科考船考察历时83天，10月10日返回上海，总航程逾2万海里。此次考察取得首次开展环北冰洋考察；首次穿越北极中央航道，并在北冰洋公海区开展科学调查等重要成果。