客人的一篇文章,纳撒尼尔博士米利亚博士后研究助理在气象部门雷丁大学。
自从东印度公司在公海航行在大英帝国的日子,国际商人寻求世界港口之间的最具成本效益的途径。
对许多人来说,大西洋和太平洋之间的最短路线将通过北极,海冰提供了一种强大的威慑所有但最坚强的船只。
然而,尽管等早期探险家曾只是一个梦想罗尔德·阿蒙森,北极航运路线可能很快成为现实。海冰覆盖的下降意味着现在严重的商业trans-Arctic航运的猜测。
在我们的新研究中,最近发表在《地球物理研究快报我们考虑是否在21日这将是可能的圣世纪。
当前的运输模式
当葡萄牙探险家瓦斯科·达·伽马从葡萄牙成功航行到印度15世纪后期,他建立了一个欧洲和东亚之间的航线,将使用国际交易商数百年来。
然后,在1869年开放苏伊士运河航运公司提供了一个捷径。新路线,通过红海和地中海,使得船只避免漫长而危险的旅程通过在非洲南端好望角。
世界上大部分的集装箱航运今天仍然使用这条路。但通过北极会缩短40%左右——可能进一步减少旅行时间和节省燃料。
这就是为什么主要航运国家如中国、日本、新加坡和韩国寻求-并获得- - - - - -观察员的身份到北极理事会2013年5月,尽管他们在北极圈的缺乏。
来自船舶跟踪系统显示的数据大量船舶已经使用北极。数据显示,交通主要集中在两个主要路线:首先,北海航线(NSR)——通过挪威和巴伦支海和俄罗斯北部沿岸——主要是欧洲和亚洲之间的旅程。第二,通过西北航道(NWP)加拿大群岛,从美国东海岸亚洲不需要巴拿马运河。
我们通过北极航线分析,根据观察到的冰条件,揭示了NSR和数值天气预报最近才变得可用。
你可以看到下面的图。主要的地图显示了路线,假设已经足够自由的海冰船舶导航在夏天在2007和2014之间。路线的颜色表明哪一年他们开放。
插图展示了主要的北极运输路线,包括NSR和数值天气预报以及经过北极的航线(TSR),这是最短的路线直穿过北冰洋。
假设的开放水域船舶航行路线通过9月海冰厚度领域近年来八的PIOMAS再分析。北极航线才绘制凌日是可能的。四个特殊点是突出显示,包括:1)M 'Clure海峡-最短的北美northern-NWP路线;2)阿蒙森海湾——southern-NWP时间越长;3)桑尼科夫海峡,4)Vilkitsky海峡。路线的颜色表明哪一年可用的导航。插图展示了主要的北极交通选项。
这里值得强调自然的变化在这些线路的可用性有着至关重要的作用。例如,2007年纪录低点夏季海冰范围的卫星记录(后来打到2012年),但NSR仍然关闭在那个夏天,被冰封锁俄罗斯海岸之间的桥梁,主要的冰袋。
未来北极航线
做出的预测北极航线如何打开在未来,从过去的20年里我们使用观测数据调整现有的气候模型模拟。
然后,我们开发出一种计算机算法,找到最快的路线在基于未来北极冰条件模拟的模型。
算法发现线路两种类型的船:“极地类6 (PC6)”船只,可以浏览到1.2 m的海冰,和“开放水(噢)”船只,基本上需要条件完全免费的冰。算法考虑慢船的速度通过厚冰和回报最快的路线,而不一定是最短的。
通过使用多个模型运行的集合,我们的方法考虑了海冰条件的自然起伏,以及长期下降的趋势。
我们“航行”两种类型的船通过预测海冰每年21三个时期圣世纪早期(2015 - 29),中期(2045 - 59)和后期(2075 - 2089),以及温室气体排放在本世纪的不同场景。
你可以看到我们的结果在下面的图中,低(”RCP2.6”)、高(“RCP8.5”)排放场景和三个时期。这些显示路线在9月的平均可用性——当海冰最小的程度。粉色的行显示路线,只有PC6船只可以导航,和蓝线显示噢船只的航线。
预计9月北极航线变化加强船舶冰(粉红色)和标准容器(蓝色)。左为低排放场景地图显示结果(RCP2.6)和右高排放场景地图显示的结果(RCP8.5)。上中下游地图显示结果的早期(2015 - 29),中期(2045 - 59)和后期(2075 - 2089)21世纪,分别。
预测近期(2015 - 29)在低或高排放暗示噢船只可以让整个北极旅行大约每三年一次。这主要是边缘的北极使用NSR和数值天气预报。相比之下,冰强度PC6船可以航行在北极的TSR绝大多数的年。
旅途时间,这将看到噢,PC6船只从鹿特丹到横滨的航程约20天,18天,分别。相当于旅行通过苏伊士运河至少需要30天——不包括延误和额外的时间需要在运河,可以相当大。
纽约之间的运输路线和横滨使用数值天气预报,旅途时间将会减少到21天,25天左右通过巴拿马运河。
到本世纪中叶,我们的算法显示有一个戏剧性的变化的前景噢。北极航线可用性的频率基本上双打都排放场景,甚至TSR是经常打开——表明中央北极海冰偶尔完全消失——拯救另一个1 - 2天时间。
PC6船只,他们能够利用TSR在几乎所有年9月期间,旅途时间降至17天左右欧洲对美国航运和大约20天。
到本世纪末,排放情景的影响变得更加突出。在世界高排放,例如,没有明显的冰离开在北冰洋上的9月,因此每年噢船只可以使用临时避难所。用低排放的情况下,雪路线是普通但慢,依赖于数值天气预报和NSR而不是临时避难所。
除了夏天路线变得越来越普通,可访问性全年预计将增加,运输季节增加从几世纪初夏季的大部分本世纪末。
他们会使用吗?
这项研究的结果表明,北极航线将提供一个可行的替代传统的运河航线——欧洲船只可能比北美船只节省更多的时间。
如果人类温室气体排放没有限制,全球航运实际可以使用北极航线没有冰强度的船只,并利用大量的距离拯救他们负担得起。
如果排放的减少巴黎协定,那么北极航运潜力仍将增加,但更有可能仍然是一个利基市场运输货物从北极。
然而,值得注意的是,尽管海冰最大的物质危险trans-Arctic航运、还有其他经济和政治因素影响路线是否成为商业上可行。
最后,我们的研究结果也显示,北极海冰仍将出现在冬天对于大多数21圣世纪,这意味着北极航线将打开和关闭每年在不同的时间和不同的时期。这增强了需要进一步研究的领域的季节性北极气候预测,这是一个新项目的主题我们目前的任务。
客人的这篇文章是基于以下期刊论文:米利亚,N et al。(2016) 21世纪海冰减少和trans-Arctic航线,《地球物理研究快报,gl069315 doi: 10.1002/2016