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不同温升情景下北极航道通航性研究获新进展

时间:  2022-10-30 20:15  点击:  
      北极是气候变化的敏感区,近几十年增温幅度为全球平均的2−4倍。在全球变暖背景下,北极海冰快速萎缩,北极航道的通航能力显著提升。北极航道作为连接大西洋和太平洋的海上捷径,具有重要的商贸价值,国际社会对北极航道未来通航状况极为关注。前期的研究较少考虑全球相关的温升目标,未能根据全球温升阈值对北极航道海冰条件与通航性进行评估。

      中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室的研究团队,基于IPCC第六次评估报告关于全球温升阈值的最新估计,结合第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)多模式集合平均结果,利用极地运行限制风险评估系统(POLARIS),对全球2 ℃和3 ℃温升情景下北极航道的海冰条件与不同类型船舶的通航状况进行了全面评估。

      研究结果显示:在未来全球持续变暖下,北极多年海冰显著减少,全球温升3 ℃时多年海冰完全退化为1-2年海冰;与北美区域相比,靠近欧洲的海冰更为年轻。全球温升2 ℃时,东北航道与西北航道沿线(除帕里水道)海冰密集度低于20 %;3 ℃时则大部分海域低至5 %(图1)。然而,通航的海冰厚度条件相对较差,受此影响,全球温升2 ℃时,东北航道仍需关注沿线海峡(如桑尼科夫海峡和德米拉普捷夫海峡)的冰情;而即使温升达到3 ℃,西北航线加拿大北极群岛内部冰情依旧不容乐观(图1)。总体上,随气温上升,北极航道沿线海冰(特别是近岸海冰)持续萎缩,北极航道的通航潜力显著提升。普通商船的最佳通航窗口为9月,而PC6级船舶(中等破冰能力)的最佳窗口为10-11月(图2)。全球温升2 ℃时,普通商船9月前后在东北航道的通航潜力较大,3 ℃时有望在西北航线实现通航;PC6级船舶在10-12月可通过北极80 %以上区域(2 ℃),这一时间窗口在3 ℃时拓展至来年2月。该研究可为未来北极航运规划提供参考。

      该研究成果近日以 Projected changes in sea ice and the navigability of the Arctic Passages under global warming of 2 and 3 为题发表于Anthropocene。中国科学院西北生态环境资源研究院副研究员陈金雷为论文第一作者,康世昌研究员为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目(42276261)、中国科学院国际合作项目(131B62KYSB20180003)、中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDY-SSW-DQC021)等共同资助。

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图1 全球温升2 ℃和3 ℃下8-10月北极海冰密集度(SIC)和海冰厚度(SIC)分布

 
图2 全球温升2 ℃和3 ℃下普通商船(OW)与PC6级航船在北极的通航范围

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