近年北极东北和西北航道开通状况分析_李春花
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第
36卷
第
10期海
洋
学
报
Vol.36,
No.102014年
10月ACTA
OCEANOLOGICA
SINICA
October
2014
李春花,
李明,
赵杰臣,
等
.近年北极东北和西北航道开通状况分析[
J]
.海洋学报,
2014,
36(
10):
33—
47,
doi.10.3969/
j.issn.0253
-
4193.2014.10.004
Li
Chunhua,
Li
Min
g,
Zhao
Jiechen,
et
al.Navi
gable
status
anal
ysis
of
Arctic
Northeast
and
Northwest
Passa
ge
in
recent
years[
J]
.Acta
Oceanolo
gica
Sinica(
in
Chinese),
2014,
36(
10):
33—
47,
doi.10.3969/
j.issn.0235
-4193.2014.10.004
近年北极东北和西北航道开通状况分析
李春花
1,
李明
1,
赵杰臣
1,
张林
1,
田忠翔
1
(
1.国家海洋环境预报中心国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室,
北京
100081)
收稿日期:
2014
-03
-06;
修订日期:
2014
-06
-15。
基金项目:
国家自然科学基金项目(
41376188,
41206184);
海洋公益性行业科研专项(
201205007);
极地考察专项(
CHINARE-03-01);
国家海洋局
极地对外合作项目(
IC201211)。
作者简介:
李春花(
1973—),
女,
广东省梅县人,
研究员,
博士,
从事海冰预报研究。
E
-mail:
lch
@nmefc.
gov.cn摘要:
利用微波卫星遥感数据对北极东北航道和西北航道近年来的冰情变化,
以及影响航道开通的
关键区域和每年的开通状况进行了分析和总结,
并对航道未来的可能冰情状况进行了展望,
期望对航
道利用者有所帮助。
东北航道全线开通期主要集中在
8月下旬至
10月上旬,
开通总天数多在
40
~50
d;
西北航道南线开通期主要集中在
8月上中旬至
10月上旬,
开通总天数多在
50
~60d;
西北航道北
线开通时间主要集中在
9月。
东北航道冰情最为复杂的是连接拉普捷夫海和喀拉海的北地群岛区域
海冰,
也是影响航道开通的关键区。
影响西北航道南线开通的关键主要是威廉王岛附近维多利亚海
峡、
威尔士王子岛东侧的皮尔海峡和北侧巴罗海峡区域的海冰状况;
影响北线开通的关键区域是班克
斯岛西北部的麦克卢尔海峡和梅尔维尔子爵海峡;
东北航道可通航性优于西北航道。
虽然气候变化
大背景下北极海冰总量减少,
但由于海冰流动性增强,
局部海冰变化愈发复杂,
海冰分布年际差异较
大,
需要加强北极海冰监测和预报能力,
为未来航道利用提供保障。
关键词:
北极;
海冰;
航道
中图分类号:
P731.15文献标志码:
A文章编号:
0253
-4193(
2014)
10
-0033
-15
1
引言
北极东北航道是经由北冰洋沿俄罗斯北岸连接
太平洋和大西洋的航线,
被认为是连接亚洲、
北欧和
北美的经济航路,
西北航道是经由北冰洋沿北美北岸
通过加拿大北极群岛连接太平洋和大西洋的航线,
被
认为是连接亚洲和北美东部的最短航路(
见图
1)。
过去由于北冰洋冰情严重,
东北航道和西北航道
的利用较为有限,
随着近
30年北极海冰呈现快速减
少的趋势,
尤其是近年来,
东北航道和西北航道出现
了开通的状况,
北极航道愈来愈受到人们的关
注[
1—
4]。
2012年夏季,
中国第
5次北极科考“
雪龙”
船从青岛出发经白令海进入北冰洋穿越东北航道抵达
冰岛,
并从高纬度海域返回,
这是中国船舶首次穿越
东北航道。
2013年夏季,
中国商船首航北极,
中远集
团“
永盛”
轮从江苏太仓出发通过北极东北航道到达
荷兰鹿特丹,
航程
7
931海里,
航行
27d,
比传统的经
马六甲海峡、
苏伊士运河的航线缩短航程
2
800多海
里,
减少航行时间
9d。
据统计,
2011年通过东北航
道的商船有
36艘,
2012年达到
46艘,
而
2013年,
登
记准备通过的商船达
600余艘。
由此可见,
北极航道
未来的利用前景广阔。
但是,
北极航道的海冰状况是北极航道可利用的
关键因素之一,目前对于北极的冰情分析主要基于不同分辨率的卫星遥感资料进行,
不同资料各有其优缺
点,
学者们从不同角度对东北航道和西北航道海冰的
变化进行了分析研究,
尤其对西北航道的冰情研究相
对较多[
5—
10]。
本文主要利用微波卫星遥感数据对北极东北航道和西北航道近年来的冰情变化,
以及影响
航道开通的关键区域和每年的开通状况进行了分析
和总结,
并对航道未来的可能冰情状况进行了展望,
期望对航道利用者有所帮助。
图
1
北极东北航道和西北航道示意图
Fi
g.1
Sketch
ma
p
of
Arctic
Northeast
and
Northwest
Passa
ge
a.东北航道,
b.西北航道南线(
实线)
和北线(
虚线)
a.Northeast
Passa
ge,
b.South
Rout(
solid
line)
and
North
Rout(
dash
line)
of
Northwest
Passa
ge
2
数据与方法
本文使用的主要数据有美国国家冰雪数据中心
(
National
Snow
and
Ice
Data
Center,
NSIDC)
提供的海
冰密集度数据(
htt
p://
nsidc.or
g/
data/
nsidc-0051.
html),
该密集度产品由
Nimbus
-7卫星上的扫描式多
通道微波辐射计(
SMMR)
和美国国防气象卫星(
DM
-
SP)
中的
F8、
F11和
F13携带的多波段微波辐射扫描
仪(
SSM/
I)
和
F17携带的多波段微波辐射扫描仪
(
SSMIS)
提供的亮温数据,
由
NASA
Team
al
gorithm
算法计算生成,
空间分辨率为
25km,
由于该数据时
间连续性较好,
利用该数据分析北极东北航道(
20°E~180°)
和西北航道(
45°
~145°W)
1979—
2012年
7-
10月气候平均海冰密集度分布状况。
此外,
利用德国不莱梅大学提供的更高分辨率的
逐日海冰密集度数据分析
2002—
2013年近
12年夏季
东北航道和西北航道开通状况。
该密集度产品由
AQUA卫星携带的
AMSR
-E微波辐射计、
F
-17卫星携
带的
SSMIS微波辐射计和
GCOM
-W1卫星携带的
AMSR2微波辐射计数据,
由
ARTIST
sea
ice
al
gorithm
(
ASI)
算法分析得到,
空间分辨率为
6.25km[
11]。
3
东北航道和西北航道冰情分析
根据美国冰雪中心数据,
2012年
9月北极平均43海洋学报
36卷