As temperaturas mais elevadas se refletirão com no Ártico, na diminuição de espessura e das áreas das geleiras e da calota polar. Ecossistemas e habitats específicos estarão vulneráveis à invasão de espécies antes barradas pelo frio. Segundo estudos recentes, a calota polar na parte ocidental da Antártida pode entrar num processo irreversível de derretimento neste século, caso as concentrações de CO2 continuem a crescer como o previsto e a temperatura no mar subir 5 graus centígrados. Esse cenário representaria uma elevação de 5 metros no nível dos oceanos.
Ártico
A espessura e a extensão de geleiras e da calota polar serão reduzidas, assim como o gelo marinho e o permafrost (área na qual o solo e o subsolo estão permanentemente congelados). Deverá haver ainda um aumento da erosão nos litorais e da profundidade do derretimento do permafrost. Com isso, ecossistemas naturais serão prejudicados. Os seres mais afetados, tanto no Ártico como na Antártida, serão os pássaros migratórios, os mamíferos e, particularmente predadores situados em posições mais altas na cadeia alimentar. As mudanças climáticas deverão trazer benefícios e malefícios para as comunidades humanas dessas regiões, as formas de vida tradicionais dos indígenas e a infraestrutura local, por exemplo, seriam afetadas de maneira negativa. Já a abertura de rotas de navegação e a queda nos custos de aquecimento representariam vantagens.
Pequenas Ilhas
Em qualquer latitude, as pequenas ilhas deverão ser as porções da terra mais vulneráveis ao aquecimento global. A elevação do nível do mar e o aumento de eventos climáticos extremos, como tempestades e furacões, tenderão a castigar as áreas litorâneas, erodindo praias, branqueando corais e prejudicando fazendas de pescado. Temperaturas mais altas favorecerão invasões de espécies de animais exóticas. A infraestrutura local também poderá ser afetada severamente, com efeitos muito danosos para o turismo. Em geral, com recursos hídricos limitados, essas ilhas correrão o risco de ter uma demanda de água superior à oferta durante períodos mais secos.
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