基于“永盛轮”航线冰情分析的北极东北航线通航性研究

海冰冰情是开发、利用北极航道的关键信息,研究利用2006—2015年北极地区逐日海冰密集度数据,根据2013年"永盛轮"首航北极东北航道时所经航线为例,提取了航线冰情要素,包括航线通航窗口、逐日海冰密集度时空分布以及海冰密集度月标准差等,对航线通航条件进行了研究。根据航线冰情要素获得了十年间航线通航窗口的基本情况,十年间航线所经水域的大体通航情况和主要冰障位置,7—10月份航线所经水域海冰密集度的变化动态。通过对航线冰情要素的分析,得出影响航线的两个关键海域,并分析了"永盛轮"航线与关键水域航线通航窗口的变化趋势。     

环北极国家与地区的北极航道通行政策及其发展趋势分析

全球变暖加快了北冰洋融化的速度,从而使得北极航道全面开通的时间将比预期大大提前,北极航道的交通价值也日益凸显。在这种情况下,环北极国家与地区纷纷提出了对北极航道通行的政策和主张。中国虽不是环北极国家,但北极航道能缩短中国国际贸易的海运距离,节约货物海上运输的时间和成本,并降低传统航线的海盗和恐怖主义袭击风险,所以从维护中国在北极航道通行问题上的"潜在利益"的角度出发,中国应该加强对北极航道通行问题的关注。本文首先介绍了北极航道问题的由来,逐一阐述了俄罗斯、加拿大、美国和欧盟在北极航道通行问题上的政策和主张,最后分析了北极航道通行政策的发展趋势。     

北极航道海运货流类型及其规模研究

从北极海运货源角度出发,根据北极贸易、油气开发以及远东-西北欧、远东-北美东部当前海运货量状况,分析得出未来北极航道主要货物类型和规模的最大理论值为：（1）从俄罗斯、北欧北极地区到远东的液化天然气单向贸易流型式,到2030年,为1 000万t;（2）从远东到欧美的集装箱货物双向贸易流型式,北极东北航道、中央航道分担远东到西北欧航线的货运量,北极西北航道分担远东到北美东部的货运量,如果技术上能够低成本保障全季航行,按分担传统运河航线50%计算,到2030年,北极航道集装箱货运规模最大值约为1 743万TEU,是2011年传统运河航线的85%。由此得出结论：近中期东北航道天然气运输占据主要地位,但对北极航道更大运输需求是集装箱运输。此外,本文还比较了北极航道与运河航线的成本。     

北极东北航道通航策略及经济性研究

北极航道是沟通东亚、北美和欧洲的最便捷航道,相对于经苏伊士运河或巴拿马运河的传统商业航线具有缩短航程、节省运输时间、减少油耗和废气排放等优势。通过对东北航道地理环境的分析(特别是冰情的分析),从而确定一条合理的适航航线。在此基础上对通航船舶进行经济性分析,制定最优的通航策略。东北航道的通航将改善中国的对外贸易平衡,对于中欧经贸往来乃至世界经济发展具有重要战略意义。     

我国北极航道开拓的战略选择初探

对于我国,正在发展和形成中的洲际贸易航线——北极航道是当今经济全球化、政治多极化和气候变化大趋势下出现的重大机遇,也是"一带一路"的重要补充,具有较高战略价值。根据北极航道当前发展状况,从开拓北极航道的战略选择角度,针对航运条件、法律和地缘政治等方面对北极东北航道、西北航道和穿极航道三条不同海运路径做了概括性比较,以期为北极航道发展的战略选择做一些前期思考。结果表明:(1)近年来虽然世界贸易和航运业不景气,但北极航运逆势而上,呈现扩大化增长趋势,无强力破冰船引航的商船独立航行时代已初显端倪;(2)三条北极航道处于不同发展阶段:东北航道发展最快,散货船和油气轮方式的资源和过境运输已形成小规模的运营业务;西北航道次之,正在尝试散货船的资源运输;穿极航道过境通行潜力开始受到越来越多关注。三条航道的集装箱过境运输尚处于空白;(3)针对三条北极航道不同发展阶段和趋势,结合战略需求,我国北极航道开拓应采取"用一个、试一个、探一个"的发展思路,即:东北航道做实质性的投入;西北航道做尝试性的投入;穿极航道做探索性的投入。投入重点当为我国有较大需求的中-欧和中-美集装箱船过境运输;(4)科学考察和商业利用是我国北极航道开拓和利用的先导,鉴于北极航道的不同国际法和地缘政治环境,作为"一带一路"北线的实施可采取"对接"和"探索"并行的发展策略。     

北冰洋东北航道夏季集装箱航运经济性研究

近年来,随着全球变暖的大趋势,夏季北极海冰范围急剧缩小,为北极的国际航运迎来了机遇,夏季航行于俄罗斯东北航道的船只迅速增多。由于东北航道的距离远远小于传统亚欧航线,因此具有较高的航运价值,很多海运国家对此极为关注。本文通过成本分析法,计算亚欧集装箱航线采用东北航道时可节约的航运成本,对东北航道的经济优势作出评估。     

基于航运成本的北极东北航道集装箱运输潜力研究

根据北极东北航道航运环境,对北极航行船舶进行了技术和经济分析,并在分析中欧货物贸易量和集装箱运输量的基础上,对北极东北航道集装箱航运网络的构建进行了研究,设立北极东北航道航运技术和经济分析方案,建立了航运技术经济成本分析模型,并对不同规模船型通过北极东北航道的集装箱运输成本进行了比较分析。在北极航道以卑尔根港为轴幅式枢纽港的集装箱运输成本分析基础上,提出了建设新的欧洲轴幅式枢纽港有利于提高北极航道竞争力的推论。论文的结论表明,在目前北极航道航行环境下,航行时间节约不多,航次成本节约在10%左右,燃油成本节约较大,达35%左右。     

北极海冰消融情景下东北航道通航性能演变分析

全球气候增暖,导致北极海冰消融加速,冰上丝绸之路的开通逐渐提上日程。本文针对2030—2070年俄罗斯8个重要港口通过东北航道到达白令海峡的通航性能,采用6种CMIP5气候模式在2种排放情景下的海冰数据,以及PC6破冰船和普通商船2种船型,分别对最优航线、通航时长、可通航里程以及通航成本4项要素进行研究。主要结论为：① 随着时间变化,各条最优通航线路逐渐集中有序,普通商船的通航能力显著提高,到2070年拥有和PC6近似相等的通航能力;② 俄港口到白令海峡间的运输时长每过10 a下降14 h,其中圣彼得堡港运输时长下降最为显著。到2070年,俄港口与白令海峡的经度差每增加1°,该港口的运输时长下降0.4 h;③ 未来50 a,东北航道可通航里程平均每隔10 a增加166 km,其中圣彼得堡港可通航里程的变化模式和平均变化模式最为相近;④ 从北冰洋港口出发的航线通航成本每10 a下降1万美元,商船在高浓度排放情景下总通航成本的下降幅度最明显。结合海冰变化情况,俄中西部港口具有巨大的资源运输潜力。本文量化并评估了东北航道在未来海冰消融情景下的通航性能演变态势,为东北航道通航以及北极港口贸易情况提供了理论和数据支撑。     

基于动态贝叶斯网络的北极东北航道关键海区通航可行性研究

全球的持续变暖导致极地海冰不断融化,北极航道即将全面开通。针对北极东北航道关键海区通航的不确定性、数据的时序性等问题,提出基于动态贝叶斯网络的北极东北航道关键海区通航可行性评估与预测技术。通过对航道通航关键海区的确定、指标的选取、贝叶斯网络的构建与参数学习、基于证据的推理计算、动态贝叶斯技术的检验等流程,建立了基于动态贝叶斯网络的风险评估与预测模型。结果表明,动态贝叶斯网络技术不仅能够很好地处理动态时序信息,且其在推理过程中结合了历史信息,具备信息的累积能力,降低了误差数据对最终结果的影响度,使结果更接近真实值,且动态贝叶斯网络技术的预测结果在短期内准确性较高,对判断北极东北航道的可通航性具有重要的参考意义。     

北极航道相关海域科学考察研究进展

我国从1999年开始已实施了四次北极科学考察,对白令海、楚科奇海、波弗特海、加拿大海盆和马卡若夫海盆进行了广泛的考察。全球变化导致的北冰洋夏季海冰覆盖面积不断减少,导致冰期以来北极东北航道和西北航道的首次同时开通。北极航道集中在陆架海域,不仅是海冰变化最为显著的海域,同时也是陆地－北冰洋相互作用最为显著的区域,对北冰洋区域气候、生态系统和生物多样性、以及经济和当地土著居民生活等具有重大影响。本文对北极航道关键海域近年来国际相关科学考察进行了总结,对科学考察背后的各国北极策略进行分析,并从科学需求的角度对我国在今后北极科学考察中针对北极航道相关海域应开展的科学考察与研究提出了相关建议。     

白令海峡治理的合作机制研究

近年来随着北极冰盖的融化,北极通航已成为可能,而白令海峡作为北极航道重要的出口/入口,其战略地位也将逐步显现并被各国关注。在讨论白令海峡的治理与合作时,首先要明确白令海峡是用于国际航行的海峡,而作为海峡沿岸国的美国和俄罗斯对于白令海峡的管控与合作将成为影响未来北极航行的重要因素。为同时保障海峡沿岸国与使用国的利益,可借鉴马六甲海峡的治理经验,在现有治理机制的基础上进一步深化海峡沿岸国与海峡使用国的合作机制。中国作为海峡使用国也有必要积极参与白令海峡的合作治理。     

太平洋入流及其与北冰洋异常变化的联系

太平洋水通过白令海峡进入北冰洋 ,对北冰洋的海冰、水团和环流产生重要影响。在过去的十几年中 ,北冰洋的海冰和海洋系统发生了前所未有的异常变化 ;与此同时 ,白令海峡太平洋入流水的流量和性质发生了改变 ,太平洋水在北冰洋中的运移路径和影响范围也有所不同 ,这些变化之间的关系有待于进一步的研究。本文综述了有关的研究进展 ,探讨了北冰洋异常变化与太平洋入流变化之间的可能联系。     

极区海洋锚碇观测系统的设计和布放

中国第2次北极科学考察(2003年7月-9月)期间,在白令海峡和北冰洋楚科奇海布放了一套潜标和两套明标,在该次考察结束前成功回收了潜标和1套明标,获得了最长为45天的连续观测资料。通过介绍这次布放过程,对极区锚碇系统的相关技术问题进行了讨论,包括观测站位和层次的选择,锚碇系统的设计、布放步骤等,为有海冰存在的低温海域布放锚碇系统提供参考。     

北冰洋西部表层沉积物重矿物特征

对中国首次(1999年)和第二次(2003年)北极科学考察在楚科奇海及邻近的北冰洋深水区采取的47站表层沉积物进行了碎屑重矿物鉴定分析。结果表明北冰洋西部表层沉积物中重矿物以抗风化能力较弱的绿帘石、紫苏辉石和普通角闪石为优势矿物,钛铁矿、石榴子石、磷灰石和赤铁矿为特征矿物。矿物组合分区表明研究区物质来源和水动力变化较为复杂:白令海峡以南沉积物中重矿物含量高,水动力强;白令海峡以北的洋流变化与所经区域沉积物重矿物种类和含量变化相一致,即楚科奇海中部沉积物富集紫苏辉石、钛铁矿和石榴子石,物质来源可能与楚科奇山原相关,而在阿拉斯加沿岸沉积物中富集绿帘石和紫苏辉石,与阿拉斯加沿岸流携带物质相关;楚科奇海北部深水区碎屑矿物沉积速率低且矿物多有蚀变。