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冰上絲路安全:北極航道航行風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)估的研究

2024-01-15 09:08范開(kāi)國(guó)王苗姜申藝璇劉婷婷
海洋技術(shù)學(xué)報(bào) 2023年6期
關(guān)鍵詞:雪龍密集度海冰

范開(kāi)國(guó),王苗姜,申藝璇,劉婷婷

(1.32021 部隊(duì),北京 100094;2.國(guó)防科技大學(xué)氣象海洋學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410015;3.常州市新北自然資源和規(guī)劃技術(shù)保障中心,江蘇 常州 213032;4.武漢大學(xué)中國(guó)南極測(cè)繪研究中心,湖北 武漢 430079)

近年來(lái),全球氣溫上升,北極海冰加速融化,海冰范圍屢創(chuàng)新低,使得包括俄羅斯北部的“東北航道”和加拿大沿岸的“西北航道”在內(nèi)的北極航道有望真正地?fù)碛腥骈_(kāi)通的條件。北極航道一旦全面開(kāi)通,必將成為一條新的“海洋交通大動(dòng)脈”,以新的方式連接亞洲、歐洲和北美洲,帶來(lái)不可估量的商業(yè)利益和經(jīng)濟(jì)利益,使得越來(lái)越多的國(guó)家都迫切地想嘗試?yán)帽睒O航道。

由于北極航道處于高緯度,目前只有夏季的幾個(gè)月份才具備通航條件。此外,北冰洋沿岸復(fù)雜的冰情使得極區(qū)船舶航行較困難。根據(jù)北極航運(yùn)評(píng)估報(bào)告的不完全統(tǒng)計(jì),在1995—2004 年,北極海域發(fā)生海上事故共293 起。多發(fā)的海上事故不僅會(huì)對(duì)北極環(huán)境造成破壞,而且伴隨著巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,迫切需要開(kāi)展航道航行風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)估,為極地科考和航道選取提供航行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估信息。

北極航道航行受諸多因素影響,主要包括自然環(huán)境、船舶等級(jí)和航行人員等因素。其中自然環(huán)境因素影響較大,諸如海冰密集度、海冰厚度、溫度、風(fēng)速和能見(jiàn)度等對(duì)航行時(shí)間有要求;航道水深、航道寬度等對(duì)船舶等級(jí)有一定的限制;而船舶航行時(shí)間長(zhǎng)短、破冰能力大小等對(duì)航行安全也有所影響。目前,國(guó)內(nèi)外科學(xué)家對(duì)航道航行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)已做過(guò)許多研究,HOWELL S E L 等[1]分析了加拿大北極群島海冰情況,探究了北極西北航道通航可行性;SAHIN B等[2]采用改進(jìn)的模糊層次分析法(Improved Fuzzy-Analytic Hierarchy Process,IF-AHP)對(duì)北冰洋航行風(fēng)險(xiǎn)因子設(shè)置量化權(quán)重,確定了北極航行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí);王哲等[3]通過(guò)建立風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系對(duì)東北航道主要航段進(jìn)行了定量化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,并與挪威船級(jí)社(Det Norske Veritas and Germanischer Lloyd,DNV GL)劃分的北冰洋風(fēng)險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行對(duì)比,兩者結(jié)果較為吻合;王哲等[4]利用風(fēng)險(xiǎn)分析理論方法建立了東北航道自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,通過(guò)客觀和主觀權(quán)重組合形式分析了6 個(gè)關(guān)鍵海峽的風(fēng)險(xiǎn)度;葛珊珊等[5]利用地理信息系統(tǒng),綜合自然環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)性和脆弱性初步量化了西北航道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系;單雨龍等[6]利用動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)北極東北航道風(fēng)險(xiǎn)度進(jìn)行了評(píng)估與動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè);錢龍霞等[7]利用投影尋蹤方法對(duì)北極航道自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估和區(qū)劃。

上述多項(xiàng)研究基于不同方法建立了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系,但較少通過(guò)實(shí)際可靠數(shù)據(jù)對(duì)建立的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行準(zhǔn)確性驗(yàn)證。為了定量化評(píng)估北極可通航航道的航行風(fēng)險(xiǎn)度,本文主要利用高精度海冰密集度遙感觀測(cè)結(jié)果,綜合風(fēng)速、溫度、能見(jiàn)度與水深等數(shù)據(jù)信息,利用權(quán)重和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分法建立了無(wú)破冰能力船只在北極航道航行的自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系,計(jì)算得到日平均北極航道航行自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)度信息,并通過(guò)“雪龍”號(hào)科考船在西北航道航行信息驗(yàn)證評(píng)估得到了航道航行風(fēng)險(xiǎn)度信息的準(zhǔn)確性。從而為未來(lái)極地科考或航道選取提供航行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估信息支撐,對(duì)順利推進(jìn)“冰上絲綢之路”建設(shè)具有重要的意義。

1 評(píng)估數(shù)據(jù)分析

1.1 海冰密集度數(shù)據(jù)

海冰密集度是指示海冰變化的重要參數(shù),是大氣和海洋環(huán)流機(jī)制的輸入?yún)?shù)。近幾十年來(lái),海冰密集度遙感衛(wèi)星反演方法逐漸成熟。根據(jù)LIU T 等[8]和KERN S 等[9]研究結(jié)果的散點(diǎn)圖得知,大多數(shù)海冰密集度算法在高海冰密集度區(qū)域表現(xiàn)更好,但在低海冰密集度區(qū)域(海冰密集度低于50%)的精度差異很大。此外,由于Bootstrap、NASA Team(NT)和NASA Team2(NT2) 等海冰密集度算法主要利用被動(dòng)微波數(shù)據(jù)中的亮溫信息求解海冰密集度,忽略了海冰和海水的空間關(guān)系,導(dǎo)致在低海冰密集度區(qū)域會(huì)存在相應(yīng)的低估或高估[10]。

LIU T 等[11]在考慮海冰海水的亮溫信息和空間信息后,將TV 正則化引入到非負(fù)約束最小二乘模型中,提出了針對(duì)低海冰密集度區(qū)域的非負(fù)約束最小二乘聯(lián)合總變分(Joint Total Variation with Nonnegative Constrained Least Square,NCLS-TV) 海冰密集度估算方法。NCLS-TV 方法可以較準(zhǔn)確地估算一年冰和多年冰的密集度,且相較于基于北極輻射與湍流相互作用的海冰密集度估算法(ARTIST(Arctic Radiation and Turbulence Interaction Study)Sea Ice,ASI)、NT2 和全約束最小二乘法(The Fully Constrained Least Squares,F(xiàn)CLS) 等成熟算法在低海冰密集度區(qū)域具有較低的均方根誤差。

基于NCLS-TV 海冰密集度估算方法,本文利用高性能微波掃描輻射計(jì)(The Advanced Microwave Scanning Radiometer 2,AMSR 2) 被動(dòng)微波遙感數(shù)據(jù),獲取了2017 年的海冰密集度(一年冰密集度和多年冰密集度),其空間分辨率為12.5 km,時(shí)間分辨率為日。圖1 為2017 年7 月、8 月、9 月、10月第一天的海冰密集度分布圖。圖1 中圖例所示灰色部分代表陸地,黑色部分代表開(kāi)闊水域(靠近北極點(diǎn)附近黑色部分為影像空洞),而海冰密集度(0%~100%)從深藍(lán)色到白色按色階梯度分布。

圖1 北極海冰密集度結(jié)果示意圖

1.2 溫度、風(fēng)速和能見(jiàn)度數(shù)據(jù)

溫度、風(fēng)速和含水量數(shù)據(jù)來(lái)自歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)全球再分析數(shù)據(jù)產(chǎn)品ERA5 數(shù)據(jù)集[12]。ERA5 數(shù)據(jù)集提供了逐小時(shí)估計(jì)的大量大氣、海洋和陸地表面參數(shù),其主要包括不同海拔的風(fēng)速、溫度、空氣密度、云底高度、地表太陽(yáng)輻射度、反射率、蒸發(fā)量和含水量等。ERA5 數(shù)據(jù)集每天更新,延遲時(shí)間約為5 天,數(shù)據(jù)時(shí)間分辨率為每小時(shí),空間分辨率為0.25°。本文使用了1 000 hPa的含水量數(shù)據(jù)、2 m 氣溫和10 m 風(fēng)速數(shù)據(jù),其中將含水量數(shù)據(jù)反演獲得能見(jiàn)度數(shù)據(jù),用于航行風(fēng)險(xiǎn)度的評(píng)估。溫度,風(fēng)速和含水量數(shù)據(jù)取每天0 時(shí)、6時(shí)、12 時(shí)、18 時(shí)的數(shù)據(jù)再平均。由于這些數(shù)據(jù)與海冰密集度數(shù)據(jù)的投影不一致,空間分辨率也不一致,都需要重投影至北極極方位立體投影并重采樣至12.5 km,多源數(shù)據(jù)的空間覆蓋范圍也裁剪至與海冰密集度數(shù)據(jù)保持一致。

1.3 水深數(shù)據(jù)

水深數(shù)據(jù)采用美國(guó)地球物理中心發(fā)布的ETOPO1 陸地地形和海洋水深數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)由不同的全球和區(qū)域數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集生成的[13]。ETOPO1 包括ETOPO1(Ice)和ETOPO1(Bedrock)兩種類型,分別表示南極和格陵蘭冰蓋的頂部高程與冰蓋的底部高程,兩者的空間分辨率均為1’。

1.4 航跡數(shù)據(jù)

通過(guò)在北極海冰網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)上篩選,本文選擇了中國(guó)第8 次北極科學(xué)考察“雪龍”號(hào)船航跡作為驗(yàn)證數(shù)據(jù),也是距離現(xiàn)在最近的一次中國(guó)北冰洋考察在西北航道的通航。此次北極科考于2017 年7月20 日從上海出發(fā),經(jīng)白令海峽和楚科奇海,首次選取穿越北極中央航道,過(guò)北歐海域,繞格陵蘭島經(jīng)戴維斯海峽進(jìn)入巴芬灣;隨后在巴芬灣首次嘗試穿越西北航道,歷時(shí)8 天經(jīng)過(guò)冰情復(fù)雜的帕里水道東部、穿過(guò)皮爾海峽、富蘭克林海峽、維多利亞海峽、毛德皇后灣和阿蒙森灣,于9 月6 日安全離開(kāi)西北航道,進(jìn)入波弗特海;最后在2017 年10 月10 日返回上海,歷時(shí)83 天。本文使用時(shí)間分辨率為5 min 和10 min 的“雪龍”號(hào)科考船軌跡數(shù)據(jù),時(shí)間覆蓋為2017 年7 月6 日下午13 :00 至2017 年10 月9 日下午14 :00(UTC)。

2 航行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.1 評(píng)估方法

基于NCLS-TV 算法反演的海冰密集度數(shù)據(jù),結(jié)合溫度、風(fēng)速、能見(jiàn)度與水深數(shù)據(jù)信息,首先按照專家打分的權(quán)重歸一化確定這5 種數(shù)據(jù)權(quán)重大小,分別為0.35、0.2、0.1、0.23 和0.12[3]??梢钥闯?,海冰對(duì)風(fēng)險(xiǎn)度的影響最大,溫度和能見(jiàn)度次之,風(fēng)速和水深影響最小。隨后,進(jìn)一步對(duì)5 種數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分[6],建立航道航行風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)判定(表1)。最后,在5 種數(shù)據(jù)大小一致,分辨率一致,權(quán)重確定和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分的前提下,根據(jù)權(quán)重計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格像素的風(fēng)險(xiǎn)度值,最終得到北極航道日均航行風(fēng)險(xiǎn)度信息。

表1 5 種類型數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

2.2 評(píng)估結(jié)果分析

2.2.1 全北極的航行風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)估結(jié)果及分析

基于評(píng)估方法計(jì)算得到2017 年日平均北極航道航行風(fēng)險(xiǎn)度,其中2017 年7 月、8 月、9 月和10月,每月5 日、15 日和25 日的航道航行風(fēng)險(xiǎn)度如圖2所示,每日的地圖均采用北極極方位立體投影。

圖2 2017 年7—10 月北極航道航行風(fēng)險(xiǎn)度圖。

由圖2 可以看出,選取的12 張風(fēng)險(xiǎn)度圖在靠近北極中心區(qū)域和加拿大北極群島北部的區(qū)域顏色較深,其風(fēng)險(xiǎn)度值基本在2 左右,說(shuō)明該區(qū)域航行風(fēng)險(xiǎn)度較大。在遠(yuǎn)離北極中心的各緯度上,風(fēng)險(xiǎn)度圖顏色由深變淺,風(fēng)險(xiǎn)度值由大變小,并隨著經(jīng)度的不同在不同地方風(fēng)險(xiǎn)度差異較大。在遠(yuǎn)離北極的地方,海冰覆蓋微乎其微,風(fēng)險(xiǎn)度可能受水深、溫度、風(fēng)速及其他因素影響。從時(shí)間序列看,風(fēng)險(xiǎn)度圖從7 月開(kāi)始橙色逐漸變淺,在8 月15 日、25 日和9 月的5 日、15 日最低,隨后橙色又逐漸變深,在10 月橙色深度最大,說(shuō)明風(fēng)險(xiǎn)度變化與海冰冰情的時(shí)序變化趨勢(shì)較一致,在一年中的8 月底和9月初航行風(fēng)險(xiǎn)值總體較小,在7 月和10 月航行風(fēng)險(xiǎn)值較大。

2.2.2 西北航道的航行風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)估結(jié)果及分析

考慮到海冰密集度數(shù)據(jù)的空間分辨率、路線水深及其他路線研究進(jìn)展等,本文主要對(duì)西北航道北線和西北航道南線(圖3)航道內(nèi)海冰冰情和航行風(fēng)險(xiǎn)度進(jìn)行了詳細(xì)分析。

對(duì)西北航道北線而言,其巴羅海峽東部和蘭開(kāi)斯特海峽在2017 年7 月5 日的航行風(fēng)險(xiǎn)度在1.3 左右,而海冰密集度為0,說(shuō)明該區(qū)域航行風(fēng)險(xiǎn)小,但當(dāng)天西北航道北線的其他海峽(麥克盧爾海峽,梅爾維爾子爵海峽和巴羅海峽西部)風(fēng)險(xiǎn)度值約為1.6~2,風(fēng)險(xiǎn)度較高,海冰密集度也達(dá)到了0.7,因此,西北航道北線無(wú)法開(kāi)通。7 月25 日,麥克盧爾海峽入口靠近班克斯島的區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)度開(kāi)始出現(xiàn)小于1.5 的區(qū)域,西北航道內(nèi)航行風(fēng)險(xiǎn)度開(kāi)始降低。直至8 月15 日,除了帕里水道中間區(qū)域(梅爾維爾子爵海峽東部和巴羅海峽西部區(qū)域) 風(fēng)險(xiǎn)度大于1.5 外,北線其余航段風(fēng)險(xiǎn)值都較小,這部分高風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域可能是由伊麗莎白女王群島海域的海冰流入所導(dǎo)致。9 月15 日,整個(gè)西北航道北線風(fēng)險(xiǎn)度都小于1.5,說(shuō)明該日西北航道北線可通航,但需要注意海島陸地邊緣的殘留冰。從9 月下旬開(kāi)始,航道風(fēng)險(xiǎn)度值又開(kāi)始上升,其從西北航道北線中間段和西端先增加,到10 月15 日,除了蘭開(kāi)斯特海峽外,其余航段風(fēng)險(xiǎn)度都較高。10 月25 日,整個(gè)西北航道北線風(fēng)險(xiǎn)度最大,不能通航。

西北航道南線受海冰運(yùn)動(dòng)影響較小,冰情較北線簡(jiǎn)單,其風(fēng)險(xiǎn)度變化也與時(shí)間變化相關(guān)。南線的阿蒙森灣、多芬聯(lián)合海峽和科瑞內(nèi)西灣海冰融化較快,在7 月5 日,阿蒙森灣的風(fēng)險(xiǎn)度已經(jīng)大約在1~3。7 月25 日,多芬聯(lián)合海峽和科瑞內(nèi)西灣部分區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)度低于1.5,同日靠近加拿大陸地的毛德皇后灣區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)度也較低。8 月5 日,維多利亞海峽東部和富蘭克林海峽西部海域海冰融化,風(fēng)險(xiǎn)度開(kāi)始小于1.5,同時(shí)皮爾海峽也存在低風(fēng)險(xiǎn)度區(qū)域。8 月15 日,整個(gè)西北航道南線風(fēng)險(xiǎn)度較小,南線開(kāi)通。直至10 月5 日,維多利亞海峽,富蘭克林海峽和皮爾海峽風(fēng)險(xiǎn)度值開(kāi)始上升。10 月底,整個(gè)西北航道南線只有毛德皇后灣和多芬聯(lián)合海峽部分區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)度較低,因此南線開(kāi)始不可通航。

3 航跡數(shù)據(jù)驗(yàn)證

為驗(yàn)證日平均航道航行風(fēng)險(xiǎn)度的準(zhǔn)確性,本文通過(guò)研究中國(guó)第8 次北極科學(xué)考察“雪龍”號(hào)船航跡是否在低風(fēng)險(xiǎn)度區(qū)域來(lái)進(jìn)行定性驗(yàn)證。“雪龍”號(hào)科考船在7 月底穿過(guò)白令海峽并到達(dá)楚科奇海,在8 月首次通過(guò)北極中央航道,經(jīng)北歐海,抵達(dá)巴芬灣。然后,開(kāi)始穿越西北航道,歷時(shí)8 天完全通過(guò)西北航道南線。本文選取了9 月1 日至6 日的“雪龍”號(hào)科考船穿越西北航道的航跡數(shù)據(jù),其主要從巴芬灣開(kāi)始,依次經(jīng)過(guò)蘭開(kāi)斯特海峽、巴羅海峽、皮爾海峽、富蘭克林海峽、維多利亞海峽、毛德皇后灣、德阿瑟海峽、科瑞內(nèi)西灣、多芬聯(lián)合海峽和阿蒙森灣,并到達(dá)波弗特海,即西北航道的南線。具體各時(shí)間段航跡與航行風(fēng)險(xiǎn)度如圖4 所示。

圖4 北極西北航道“雪龍”號(hào)科考船航跡與對(duì)應(yīng)的日平均航行風(fēng)險(xiǎn)度對(duì)比圖

由圖4 可見(jiàn),“雪龍”號(hào)科考船9 月1 日至9月6 日在西北航道航跡為圖4(a)中的藍(lán)色線段,圖4(a)對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)度圖時(shí)間為9 月5 日。圖4(a)、圖4(b)、圖4(c)、圖4(d)、圖4(e)、圖4(f)分別為9 月1 日至9 月6 日的航跡和對(duì)應(yīng)日期的風(fēng)險(xiǎn)度圖。9 月1 日“雪龍”號(hào)位于巴芬灣的西部,靠近巴芬島,其風(fēng)險(xiǎn)度值較小,為1.0~1.3。9 月2 日“雪龍”號(hào)向西進(jìn)入蘭開(kāi)斯特海峽,開(kāi)始穿越西北航道,經(jīng)蘭開(kāi)斯特海峽,到達(dá)巴羅海峽的薩默塞特島北部,其風(fēng)險(xiǎn)度基本為1。9 月3 日“雪龍”號(hào)沿著皮爾海峽進(jìn)入西北航道南線。根據(jù)9 月3—6 日的西北航道風(fēng)險(xiǎn)度圖顯示,在北線麥克盧爾海峽和梅爾維爾子爵海峽均存在風(fēng)險(xiǎn)度值為1.5~2 的區(qū)域,而西北航道南線各海域的平均風(fēng)險(xiǎn)度在1.0~1.5,低于同期北線的風(fēng)險(xiǎn)度,由此可知,西北航道南線的航行風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。因此,“雪龍”號(hào)選擇西北航道南線而不是北線這一事實(shí)與本文依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)度得到的航行風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果相對(duì)應(yīng),說(shuō)明風(fēng)險(xiǎn)度具有一定的準(zhǔn)確性。9 月3 日“雪龍”號(hào)經(jīng)過(guò)皮爾海峽和富蘭克林海峽,其風(fēng)險(xiǎn)度平均值為1 左右。9月4 日“雪龍”號(hào)繼續(xù)穿過(guò)維多利亞海峽和毛德皇后灣,其航行風(fēng)險(xiǎn)度約為1.0~1.5。9 月5 日“雪龍”號(hào)經(jīng)過(guò)德阿瑟海峽、科瑞內(nèi)西灣和多芬聯(lián)合海峽,到達(dá)阿蒙森灣,在這些區(qū)域中,除科瑞內(nèi)西灣航行風(fēng)險(xiǎn)度在1.0~1.7 外,其余航段風(fēng)險(xiǎn)度均較小。9 月6 日“雪龍”號(hào)經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)度為1 的阿蒙森灣,駛?cè)氩ǜヌ睾?,成功離開(kāi)西北航道。

WANG C 等[14]使用1979—2019 年加拿大冰圖(Canadian Ice Service Digital Archive,CISDA) 數(shù)據(jù),根據(jù)POLARIS 方法確定的不同類型的海冰風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算其通航風(fēng)險(xiǎn)RIO。RIO 值為負(fù)表示船舶在此類區(qū)域航行的風(fēng)險(xiǎn)狀況(運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)升高或運(yùn)行需特殊考慮),而RIO 值為正表示可接受的狀況(正常運(yùn)行)。本文將WANG C 等[14]的結(jié)果與“雪龍”號(hào)科考船的航跡進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果如圖5 所示。

圖5 北極西北航道“雪龍”號(hào)科考船航跡與WANG C 等[14]的航行風(fēng)險(xiǎn)度對(duì)比圖

結(jié)合圖4 和圖5,“雪龍”號(hào)科考船為了保證航行安全,均行駛在風(fēng)險(xiǎn)度最低的海峽。但是兩種風(fēng)險(xiǎn)度圖的獲取存在本質(zhì)的不同:本研究使用了海冰密集度、水深、溫度和能見(jiàn)度數(shù)據(jù)綜合計(jì)算出航行的風(fēng)險(xiǎn)度;WANG C 等[14]僅使用了加拿大冰圖數(shù)據(jù),利用不同類型海冰風(fēng)險(xiǎn)POLARIS 指數(shù)估算海冰通航風(fēng)險(xiǎn),此外他們也考慮了船舶的破冰能力。

4 結(jié) 論

本文利用基于NCLS-TV 方法反演的海冰密集度結(jié)果,綜合風(fēng)速、溫度、能見(jiàn)度與水深等數(shù)據(jù)信息,利用權(quán)重和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分法建立了北極航道航行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系,并計(jì)算得到日平均北極航道航行風(fēng)險(xiǎn)度信息。通過(guò)與中國(guó)第8 次北極科學(xué)考察“雪龍”號(hào)船航跡對(duì)比分析可知,“雪龍”號(hào)科考船基本在風(fēng)險(xiǎn)度較低的區(qū)域航行,加之“雪龍”號(hào)科考船避開(kāi)西北航道北線而走南線也間接說(shuō)明本文的日平均北極航道航行風(fēng)險(xiǎn)度信息具有較高的可信度。利用日平均北極航道航行風(fēng)險(xiǎn)度信息,可為極地科考或航道選取提供準(zhǔn)確的航行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估信息,對(duì)順利推進(jìn)“冰上絲綢之路”建設(shè)具有重要意義。

由于本文采用的海冰密集度、水深等相關(guān)數(shù)據(jù)的來(lái)源不同,數(shù)據(jù)之間有較大的差異性。此外,航道航行風(fēng)險(xiǎn)度除受上述5 個(gè)主要因素影響外,還受到海冰厚度、航道管制、船舶航行時(shí)間、船舶破冰能力、船員素質(zhì)等因素影響。在未來(lái)的工作中,將考慮更多的數(shù)據(jù)因素,系統(tǒng)化地評(píng)估北極航道航行風(fēng)險(xiǎn)度,更好地保障極地科考與船舶通行。

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