บริเวณที่ล้อมรอบขั้วโลกเหนือ
อาจดูเป็นบริเวณที่มีสภาพแวดล้อมเย็นจัด เวิ้งว้าง ไม่เคยมีสิ่งใดเปลี่ยนแปลง
แต่แท้จริงแล้ว มันคือระบบนิเวศที่ซับซ้อน และสมดุลอย่างประณีต
และที่ตั้งอันสุดขั้วของมัน ทำให้มันอ่อนไหวต่อกระบวนการป้อนกลับ
ที่สามารถขยายความเปลี่ยนแปลง แม้เพียงเล็กน้อยในชั้นบรรยากาศ
ที่จริง นักวิทยาศาสตร์มักจะเปรียบอาร์กติก เป็นเสมือน "นกขมิ้นในเหมืองถ่านหิน"
เมื่อเอ่ยถึงเรื่องการทำนายผลกระทบ ของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ
หนึ่งในผลสะท้อนกลับทางสภาพอากาศ ประเภทหลักก็คือ การสะท้อนรังสี
พื้นผิวสีขาวเฉกเช่นหิมะและน้ำแข็ง
นั้นมีประสิทธิภาพในการสะท้อนพลังงาน แสงอาทิตย์กลับไปยังอวกาศได้เป็นอย่างดี
ส่วนแผ่นดินและผิวน้ำที่มีสีเข้มกว่า ดูดซับแสงอาทิตย์ที่มาตกกระทบได้มากกว่า
เมื่อบริเวณอาร์กติกอุ่นขึ้นแม้เพียงน้อยนิด บางส่วนของน้ำแข็งและหิมะจะละลาย
เผยให้เห็นพื้นดินและมหาสมุทรเบื้องล่าง
ความร้อนที่ถูกดูดซับเพิ่มขึ้นจากพื้นผิวนี้ ก่อให้เกิดการละลายมากขึ้น
และอื่น ๆ อีกมากมาย
แม้ว่าสถานการณ์ปัจจุบันในอาร์กติก จะดำเนินไปในรูปแบบการร้อนขึ้นตามลำดับ
สิ่งตรงข้ามก็อาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน
อุณหภูมิที่ลดลงแม้เพียงเล็กน้อย ก่อให้เกิดการจับตัวเยือกแข็งมากขึ้น
เพิ่มปริมาณของน้ำแข็งและหิมะ ทำให้เกิดการสะท้อนมากยิ่งขึ้น
สิ่งนี้ส่งผลให้แสงอาทิตย์ถูกดูดซับน้อยลง
และนำไปสู่การเกิดวัฏจักรเย็นตัวลง เหมือนในยุคน้ำแข็งครั้งก่อน
น้ำแข็งในทะเล (sea ice) แห่งอาร์กติก ก็มีส่วนในกลไกกระบวนการป้อนกลับ
ด้วยการเป็นฉนวนกันความร้อน
โดยการก่อตัวเป็นแผ่นน้ำแข็งบนผิวมหาสมุทร
น้ำแข็งจะทำหน้าที่เป็นชั้นปกป้อง ระหว่างภูมิอากาศอาร์กติกอันเย็นเยือก
กับผืนน้ำเบื้องล่างที่อุ่นกว่า
แต่เมื่อมันบางลง ปริแยก หรือละลาย ณ จุดใดก็ตามที
ความร้อนจะระบายออกจากมหาสมุทร
ขึ้นไปเพิ่มอุณหภูมิของชั้นบรรยากาศ จึงเป็นเหตุให้น้ำแข็งละลายมากขึ้น
ทั้งสองสิ่งนี้เป็นตัวอย่าง ของวงจรการป้อนกลับเชิงบวก
ไม่ใช่เพราะพวกมันก่อคุณประโยชน์
แต่เพราะการเปลี่ยนแปลงขั้นต้น ถูกเน้นให้เป็นไปในทิศทางเดียวกัน
ในขณะที่วงจรการป้อนกลับเชิงลบ
จะเป็นเมื่อการเปลี่ยนแปลงขั้นต้น ได้นำพาไปสู่ผลกระทบ
ในทิศทางตรงกันข้าม
น้ำแข็งที่ละลายยังก่อให้เกิด ผลย้อนกลับเชิงลบประเภทหนึ่ง
โดยการคายความชื้นไปสู่ชั้นบรรยากาศ
สิ่งนี้ไปเพิ่มปริมาณและความหนาของเมฆ
ที่สามารถลดอุณหภูมิของชั้นบรรยากาศ ด้วยการสกัดกั้นแสงอาทิตย์ให้มากขึ้น
แต่วงจรการป้อนกลับเชิงลบนี้มีอายุไม่นาน
เนื่องจากฤดูร้อนอันแสนสั้นของอาร์กติก
ในช่วงเวลาที่เหลือของปี ยามเมื่อแสงอาทิตย์ขาดแคลน
ความชื้นและเมฆที่ก่อตัวเพิ่มขึ้น
จะทำให้อุณหภูมิพื้นผิวสูงขึ้น ด้วยการกักเก็บความร้อนของโลก
พลิกวงจรการป้อนกลับเชิงบวกไปจนสิ้น เว้นแต่เวลาเพียงไม่กี่เดือน
ขณะที่วงจรการป้อนกลับเชิงลบ ช่วยให้เกิดเสถียรภาพ
โดยการผลักดันระบบเข้าสู่ภาวะสมดุล
วงจรการป้อนกลับเชิงบวก กลับลดเสถียรภาพโดยขยายความเบี่ยงเบน
ผลย้อนกลับเชิงบวกที่เพิ่มขึ้นเมื่อไม่นานนี้
อาจส่งผลกระทบไปไกลกว่าบริเวณอาร์กติก
บนโลกอันอบอ้าวใบนี้
ผลย้อนกลับดังกล่าวทำให้เรามั่นใจว่า ขั้วโลกเหนือร้อนขึ้นเร็วกว่าเส้นศูนย์สูตร
ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ลดลง ระหว่างสองซีกโลก
อาจนำไปสู่กระแสลมกรดที่ช้าลง
และเส้นการหมุนเวียนของบรรยากาศ ในเขตละติจูดกลางลดน้อยลงไป
ที่ซึ่งประชากรโลกอาศัยอยู่เป็นส่วนใหญ่
นักวิทยาศาสตร์หลายคนกังวลว่า ความแปรปรวนของสภาพอากาศ
จะคงอยู่นานขึ้นและทวีความรุนแรงขึ้น
จากความผันผวนของภูมิอากาศระยะสั้น กลายเป็นความหนาวเย็นอย่างต่อเนื่อง
คลื่นความร้อน ความแห้งแล้ง และน้ำท่วม
ดังนั้น ความอ่อนไหวของอาร์กติก จึงไม่ได้เป็นเพียงสัญญาณเตือนภัยขั้นต้น
ของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ ของทุกสิ่งบนดาวดวงนี้
วงจรการป้อนกลับของมันสามารถส่งผล ต่อเราได้ในฉับพลันและโดยตรงกว่ามาก
ดั่งที่นักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศคอยเตือน
ว่า "สิ่งที่เกิดขึ้นในเขตอาร์กติก จะไม่คงอยู่แต่ในเขตอาร์กติกตลอดไป"