發(fā)布時間：2020-06-28 18:47

【摘要】：北極航道是連接歐亞北美三大經(jīng)濟區(qū)最短的航道,具有重要的商業(yè)價值和戰(zhàn)略意義。我國是重要的海運貿(mào)易國,北極航道的開發(fā)利用將極大的降低運輸成本。黨的十九大報告強調要加快海洋強國建設,將經(jīng)略極地、建設極地強國作為海洋強國建設的核心內(nèi)容之一,并將北極航道定義為“一帶一路”建設的“冰上絲綢之路”。北極航道和其他暖水航道最大的差別就是海冰的存在,因此北極航道海域的冰情變化研究對航道的開通有重要意義。利用1979-2017年美國雪冰中心sea ice index海冰密集度產(chǎn)品和歐空局CryoSat-2海冰厚度產(chǎn)品評估了東北航道和西北航道海域海冰范圍、面積和平均海冰厚度的變化趨勢。在VOS艦船數(shù)據(jù)庫提取的東北航道和西北航道通航路徑的基礎上,借助高分辨率的AMSR-E/2海冰密集度產(chǎn)品,以30%密集度作為通航閾值判斷了航道全線通航初日、終日以及通航時長,并結合SMOS薄冰區(qū)的海冰厚度進一步討論了咽喉航段的融冰細節(jié)特征。量化了北極海冰密集度30%等值線的變化趨勢,為穿極航道開通的可能性提供了依據(jù),探討了氣候環(huán)境因素對北極航道的影響。1979-2017年東北航道和西北航道海域海冰范圍和面積均呈周期性變化,東北航道2005年以后振幅增大,西北航道2007年后振幅增大,1-4月為高值期,7-10月為低值期。海冰范圍和面積均呈減小趨勢,東北航道海域減小速率大于西北航道。東北航道和西北航道海域海冰范圍最小值均出現(xiàn)在2012年,東北航道的次小值為2007年,西北航道為2016年。然而2016年西北航道海域海冰面積小于2012年,這和海冰密集度的持續(xù)降低密切相關。東北航道西部的巴倫支海和挪威海航段幾乎全年可通航,北地群島附近冰情最為復雜,可通航性最差,是影響航道通航的關鍵,近10年來也顯著改善,其中維利基茨基海峽在北地群島附近各海峽中通航性最好。德朗海峽以西的東西伯利亞海域在2000年以前僅個別年份可通航且需靠近大陸航行,2000年以后明顯好轉,可通航海域向高緯延伸。西北航道北路巴芬灣航段通航時間較長,阿蒙森灣以西的航段受冰覆蓋的影響也較小,且可通航海域逐漸向高緯延伸,巴羅海峽到麥克盧爾海峽之間的航段經(jīng)常出現(xiàn)冰障,近些年冰障的位置有西移的趨勢。航道全線開通時間的年際變化較大,不僅和航道相關海域海冰面積的變化有關,而且還受海冰運動模式的影響,例如2007年東北航道海域海冰面積較小,但夏季拉普捷夫海強勁的西北風,促使海冰靠岸運動,造成泰梅爾半島北部海冰擁堵,北地群島附近海峽通航困難。但總體上,東北航道全線開通初日以0.85天/年的速率提前,通航終日以0.73天/年的速率推后。近10年來,東北航道的可通航性明顯增強,通航初日的波動較大,最早在7月底,最晚到8月底開通,而通航終日相對較穩(wěn)定,一般在10月上旬或中旬,如若考慮海冰厚度小于30cm時,航道仍可通航,那么東北航道的通航終日可能延續(xù)到10低或11月初。西北航道南路的可通航性明顯優(yōu)于北路,北路的可通航年份較少,其中以2010-2012年的可通航性最佳,全線開通時間達50多天,通航初日提前的速率遠大于通航終日推后的速率,分別為0.9天/年和0.25天/年。南路在2003、2004和2005年未開通,2014年僅16天可通航,其余年份的可通航天數(shù)少則30-40天,多則60-70天。南路弗瑞赫克拉海峽較早開通,但易反復冰塞,在拉森海峽到毛德皇后灣的航段中,繞過威廉王島,沿詹姆斯羅斯灣-雷伊海峽-辛普森海峽的航線冰情相比維多利亞海峽的冰情更輕,更有利于通航。北極每年海冰面積最小日出現(xiàn)在9月上旬或中旬。最小海冰面積和平均密集度持續(xù)刷新,2016年最小海冰面積雖略大于2012年,但平均海冰密集度卻比2012年小6.8%。1979-2017年夏季密集度30%等值線不斷退縮,以8月和9月退縮速率最快,分別為-12.8km/yr.和-11.9km/yr.,若以此速率退縮,那么將在不足40年的時間里,8月和9月北緯85°以南的海域將可通航,通航路線和穿極航道極為接近。北極海冰面積的變化和海表面溫度異常、海表面風場以及氣壓密切相關。溫度的上升,促進了海冰的融化,并且與氣壓共同影響了風場的變化,海冰在風場的驅動下發(fā)生輻合和輻散運動,海冰的分布對航道的通航有重要影響。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P731.15

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本文編號：2733350