Η Αρκτική Ταλάντωση (AO) είναι ένας μεγάλης κλίμακας τρόπος κλιματικής μεταβλητότητας, ο οποίος αναφέρεται επίσης ως η ετήσια κατάσταση λειτουργίας του βόρειου ημισφαιρίου. Η AO είναι ένα κλιματικό πρότυπο που χαρακτηρίζεται από ανέμους που κυκλοφορούν αριστερόστροφα γύρω από την Αρκτική σε γεωγραφικό πλάτος περίπου 55°Β. Όταν η ΑΟ βρίσκεται σε θετική φάση, ένας δακτύλιος ισχυρών ανέμων που κυκλοφορούν γύρω από τον Βόρειο Πόλο δρα για να περιορίσει τον ψυχρότερο αέρα στις πολικές περιοχές. Αυτή η ζώνη των ανέμων γίνεται πιο αδύναμη και διαστρεβλώνεται περισσότερο στην αρνητική φάση του AO, που επιτρέπει ευκολότερη προς τα νότια διείσδυση ψυχρότερων, αρκτικών αερομαζών και αυξημένη καταιγίδα στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη.

Ο δείκτης ταλάντωσης του Βόρειου Ατλαντικού (NAO) βασίζεται στη διαφορά πίεσης σε επίπεδο επιφανείας θαλάσσης μεταξύ του υποτροπικού (Αζόρες) υψηλού και του υποπολικού χαμηλού. Η θετική φάση του ΝΑΟ αντικατοπτρίζει κάτω από τα φυσιολογικά ύψη και πίεση στα μεγάλα υψόμετρα του Βορείου Ατλαντικού και πάνω από τα φυσιολογικά ύψη και πίεση πάνω από τον Κεντρικό Βόρειο Ατλαντικό, τις Ανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες και τη Δυτική Ευρώπη. Η αρνητική φάση αντικατοπτρίζει ένα αντίθετο πρότυπο ανωμαλιών ύψους και πίεσης σε αυτές τις περιοχές. Και οι δύο φάσεις του ΝΑΟ συνδέονται με μεταβολές της έντασης και της θέσης του ρεύματος των αεριωθούμενων και της τροχιάς των καταιγίδων σε ολόκληρη τη λεκάνη, καθώς και με μεγάλης κλίμακας διαφοροποιήσεις των συνήθων μορφών των περιφερειακών και χερσαίων μεταφορών θερμότητας και υγρασίας, οι οποίες με τη σειρά τους έχουν ως αποτέλεσμα αλλαγές στη θερμοκρασία και στις μορφές βροχοπτώσεων που συχνά εκτείνονται από την ανατολική Βόρεια Αμερική έως τη δυτική και την κεντρική Ευρώπη.

Οι ισχυρές θετικές φάσεις του NAO τείνουν να σχετίζονται με υψηλότερες από τις κανονικές θερμοκρασίες στις ανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες και σε όλη τη βόρεια Ευρώπη και κάτω από τις κανονικές θερμοκρασίες στη Γροιλανδία και πολλές φορές σε όλη τη νότια Ευρώπη και τη Μέση Ανατολή. Συνδέονται επίσης με την υψηλότερη βροχόπτωση πάνω από τη βόρεια Ευρώπη και τη Σκανδιναβία και με τη χαμηλότερη βροχόπτωση πάνω από τη νότια και κεντρική Ευρώπη. Αντίθετα σχήματα ανωμαλιών θερμοκρασίας και καθίζησης παρατηρούνται συνήθως κατά τη διάρκεια ισχυρών αρνητικών φάσεων του ΝΑΟ. Κατά τη διάρκεια ιδιαίτερα παρατεταμένων περιόδων που κυριαρχούνται από μια συγκεκριμένη φάση του ΝΑΟ, τα ανώμαλα μοτίβα ύψους και θερμοκρασίας φαίνονται επίσης συχνά να εκτείνονται καλά στην κεντρική Ρωσία και τη βόρεια-κεντρική Σιβηρία. Το NAO εμφανίζει σημαντική διαχρονική και διαχρονική μεταβλητότητα,