地球温暖化の影響
北極海の海氷が年々縮小しているため、ヨーロッパやアメリカ東海岸など大西洋側と、日本や中国など太平洋側とを結ぶ北極海経由の最短航路が開通するのではないかとの観測もある。北アメリカの北岸を周る「北西航路」、シベリアの北岸を周る「北東航路」(北極海航路)は大航海時代以降、多くの探検家や航海者が目指してきたが、一年の大半は氷に覆われ夏でも流氷の融けない過酷な海路であるため多くの犠牲者を出してきた。北東航路は19世紀後半まで、北西航路は20世紀初頭まで通過に成功する者が出ず、またこれらの航路はソ連が原子力砕氷船を運行した北極海航路を除き、商業利用されることはほとんどなかった。
しかし海氷の減少により、夏期でも砕氷船でなければ通れなかったような海域から氷が消え始めている。2007年夏には観測史上はじめて北西航路から消えたことが注目を集めた。これらの航路が通れれば距離や燃料費、所要時間が大幅に圧縮できるうえ、北極海の沿岸や海底にある油田など天然資源開発がしやすくなると期待されているが、すでにロシア・カナダ・アメリカ・デンマーク(グリーンランド)など沿岸諸国の間で通航権や領有権を巡る争いが起こり始めている。
第4次報告書に示された気候モデルの計算結果によると、21世紀末には、循環はほとんど変化しないというものから半分程度に弱まるというものまで幅広くあるが、平均して25%程度弱まるとされている。2021年発表のAR6では全てのシナリオにおいて21世紀中に大西洋南北熱塩循環(AMOC)が弱まる可能性は非常に高いとし、一方で停止する可能性は5割の確信度(medium confidence)で無いとした。深層循環の停止 (en) の項も参照のこと。
また、海底に低温度の淡水が流れ込むことにより、深層循環の停止とそれに伴う世界中の海流の変化が起こり、結果、両極周辺の平均気温が下がり高緯度地方と低緯度地方との温度差が著しくなることで、高緯度地方の積雪につながり氷河の増加に繋がるという仮説もある。深層循環は塩分濃度の沈み込みによるエネルギーの他に、風力と潮汐力により循環は起きていると考えらており、塩分濃度の変化だけで循環が起こっている訳ではない。しかし、塩分濃度も要因であることには変わりなく、氷河等の融解による深層循環の停止の可能性を否定したものではない。ちなみに、映画『デイ・アフター・トゥモロー』は深層循環の停止という仮説をもとに作られた作品である。地球寒冷化の項も参照のこと。