2005—2015年北極東北航道可通航性研究

王相宜 ，周春霞 ，劉帥斌

（1．武漢大學中國南極測繪研究中心，湖北 武漢430079；2．極地測繪科學國家測繪地理信息局重點實驗室，湖北 武漢430079）

2005—2015年北極東北航道可通航性研究

王相宜1，2，周春霞1，2，劉帥斌1，2

（1．武漢大學中國南極測繪研究中心，湖北 武漢430079；2．極地測繪科學國家測繪地理信息局重點實驗室，湖北 武漢430079）

海冰是制約北極航道開通的一個重要因素，隨著北極海冰范圍的明顯縮減，東北航道的開通成為了可能。研究基于海冰密集度和海冰類型數(shù)據(jù)將航海環(huán)境劃分為4個等級，生成北極航道通航環(huán)境圖，并分析2005—2015年北極東北航道途經(jīng)四個海域的通航環(huán)境變化情況。研究發(fā)現(xiàn)，楚科奇海通航時間最長，可從7月初至11月中下旬；東西伯利亞海每年變化趨勢較為一致，拉普捷夫海在近幾年可通航時間略有增加，喀拉海通航情況主要受其東北部海冰影響，這3個海域通航時間約為8～10月初；影響8、9月份東北航道的開通關(guān)鍵在于東西伯利亞海、拉普捷夫海及北地群島這些海域。

北極；東北航道；海冰；通航環(huán)境

由于全球氣候逐漸變暖，北極區(qū)域近地表氣溫普遍升高，自上世紀70年代末開始，北冰洋夏季的海冰覆蓋范圍持續(xù)減小，近30年間，北極海冰發(fā)生大規(guī)模縮減現(xiàn)象[1]。海冰范圍快速減小的原因主要有兩方面：一是氣溫異常，北極氣候變暖與海冰減少相互影響，氣溫升高導致海冰融化變薄，更少的海冰覆蓋增強了海水吸收太陽輻射的效率[2]；二是北極大氣環(huán)流的變化，連續(xù)的氣旋風場作用于海洋表面，加快海冰融化，增大開闊水域面積[3-4]。北極海冰的急劇減少，為北極航道的開通提供了可能。北極航道（如圖1）主要是指途經(jīng)北歐巴倫支海及俄羅斯北部沿岸海域的“東北航道”，連接太平洋和大西洋并經(jīng)過加拿大群島海域到達巴芬灣的“西北航道”?！爸醒牒降馈敝苯哟┻^北極中心，但北極點終年被海冰所覆蓋，是一條理想中的航道。北極航道是連接太平洋和大西洋的方便通道，其不僅為亞、歐與北美之間的海上運輸提供了捷徑，同時，北極航道的開通很可能會改變世界海洋運輸格局，并提升北極地區(qū)的戰(zhàn)略地位[6]。國內(nèi)眾多學者認為北極“東北航道”的開通為我國的航運業(yè)帶來機遇，同時會推動我國航線布局的重心北移[7-9]。

海冰是影響北極通航最重要的因素，實時的海冰監(jiān)測以及冰況預(yù)報對于指導船舶航行有極其重要的意義。目前，美國、加拿大、挪威、瑞典、冰島、芬蘭、德國、俄羅斯、日本、中國等國家設(shè)置了專門的海冰服務(wù)機構(gòu)，其中美國、加拿大、德國等國家提供的海冰數(shù)據(jù)相對全面，同時提供部分免費的海冰產(chǎn)品。除了這些國家設(shè)立的研究機構(gòu)，各國學者在不同的領(lǐng)域?qū)Ρ睒O航道可通航性進行了分析。Howell等研究了1969—2002年34年間的海冰變化，并由此評估西北航道的變化[10]。Burg利用北極地區(qū)的海冰數(shù)據(jù)和地表氣溫數(shù)據(jù)來分析北極航行的安全性，并以白令海峽、楚科奇海和波弗特海為例對船舶可通航情況進行了分析[11]。Nam等和Choi等外國學者提出能夠模擬北極海冰變化的動態(tài)海冰模型，為船舶安全航行作指導[12-13]。我國于1999年7月開始先后派出科研人員乘坐雪龍?zhí)枌Ρ睒O進行了7次科學考察，為我國研究北極航線積累了大量的實測數(shù)據(jù)。我國學者孟上等利用北極海冰運動數(shù)據(jù)和海冰密集度數(shù)據(jù)，對近幾年東北航道上的海冰變化特征以及航道開通情況進行分析[14]。趙津等通過收集整理國內(nèi)外專家對北極海冰的研究成果，分析了北極東北航道途徑關(guān)鍵海域的的特點及其冰情變化趨勢[15-16]。蘇潔等基于2002—2008年的AMSR-E海冰密集度數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析了北極西北航道的無冰天數(shù)和輕冰天數(shù)，以此衡量西北航道的開通程度，并指出西北航道南路比北路容易開通[17]。李振福等一些學者從水文、氣象、航行技術(shù)等方面構(gòu)建了通航環(huán)境評價指標體系，并采用一定的模型和方法對東北航道通航環(huán)境進行評價[18-20]。

圖1 北極航道示意圖[5]Fig.1 Map of the Arctic Passage[5]

本文利用2005—2015年歐盟海洋海冰衛(wèi)星應(yīng)用中心（OSI-SAF）發(fā)布的海冰密集度和海冰類型數(shù)據(jù)，生成北極航道可通航性圖，更細致地研究了11年間北極航道的通航變化情況，并對楚科奇海、東西伯利亞海、拉普捷夫海和喀拉海這四個海域的開通時間及制約因素進行分析。

1 研究區(qū)域和數(shù)據(jù)

本文的主要研究區(qū)域為北極東北航道途經(jīng)的四個關(guān)鍵海域，楚科奇海、東西伯利亞海、拉普捷夫海和喀拉海（圖1），研究時間為2005—2015年每年的6月至11月。所采用的數(shù)據(jù)為OSI-SAF發(fā)布的海冰密集度產(chǎn)品和海冰類型產(chǎn)品，其分辨率為10 km。該產(chǎn)品由散射計ASCAT和輻射計SSMIS生成，使用動態(tài)參考亮溫值的方法減少因海冰融化、雪覆蓋以及風對區(qū)分海冰與水面帶來的影響。目前，利用被動微波數(shù)據(jù)反演海冰密集度常用的算法有 NT（NASA Team）算法[21]、Bootstrap 算法[22]、ASI（ARTIST Sea Ice）算法[23]以及 Bristol算法[24]。OSI-SAF發(fā)布的海冰密集度產(chǎn)品為保留不同算法的優(yōu)點，將Bristol算法與Bootstrap算法基于一定權(quán)重相結(jié)合來有效地計算海冰密集度。

按照海冰的發(fā)展階段，海冰年齡的變化與其厚度變化相對應(yīng)。由于很難獲得公開的每日海冰厚度數(shù)據(jù)，本文利用海冰類型數(shù)據(jù)代替海冰厚度數(shù)據(jù)。OSI-SAF提供的海冰類型產(chǎn)品將海冰分為無冰、一年冰（30 cm～2 m）和多年冰（＞2 m）三類。該產(chǎn)品海冰類型的劃分主要是基于貝葉斯方法，利用一年冰和多年冰在ASCAT數(shù)據(jù)的歸一化后向散射值與SSMIS數(shù)據(jù)19．4 GHz和37 GHz生成的光譜梯度率的差異來區(qū)分海冰類型。

2 北極航道通航性評價方法

水文環(huán)境和助航信息是北極航線通航的主要因素，其中，在水文環(huán)境因素中占有比重最多的是海冰密集度和海冰厚度，分別為0．443 2和0．422 4[25]。海冰密集度是指海域內(nèi)海冰面積占海區(qū)總面積的百分比，在當前的海冰研究中，通常使用“十分法”度量海面上的海冰覆蓋比例，即為冰量。根據(jù)海冰的發(fā)育階段，海冰可分為新冰、初冰、一年冰、隔年冰和多年冰[26]。隨著海冰年齡的發(fā)展，其厚度也隨之增大。因此，海冰的年齡變化反映了冰層的厚度變化。新冰是海冰發(fā)育初期的一個階段，厚度在10 cm以下。初冰可分為灰冰和灰白冰，灰冰厚度在10～15 cm之間，灰白冰厚度為15～30 cm。初冰繼續(xù)生長形成一年冰，厚度在30 cm～2 m間。隔年冰是指海冰經(jīng)過了一個完整的夏季，而多年冰至少經(jīng)歷了兩個夏季，其厚度均在2 m以上。對于不同冰級的船舶，所能作業(yè)海域的海冰密集度與海冰厚度也不相同。因此，按照國內(nèi)普遍使用的準則，對于一般冰級船舶而言，當航道冰量在1/10以下時，船舶航行不會受到影響；冰量在1/10～5/10之間時，船舶不能按照預(yù)定的航向航行；當冰量在5/10～8/10期間時，船舶航行困難；冰量為8/10以上需要破冰船支援。對于新冰和初冰來說，即當海冰厚度在30 cm以下，冰級船舶基本無影響，可以正常航行；對于一年冰，海冰厚度為30 cm～2 m，航行造成影響但可航行；當海冰厚度大于2 m時，船舶無法航行。

通常，僅利用海冰密集度來分析航道冰情變化對通航的影響。但對于海冰密集度較小而海冰厚度較大的區(qū)域，則不能簡單以海冰密集度來劃分是否可通航。海冰密集度和海冰厚度是水文通航環(huán)境的重要因素，同時將這兩者考慮入北極航道可通航性研究是準確可行的。由于不同學者使用的評價體系模型不同，得到的海冰密集度和海冰厚度對通航影響的權(quán)重也有差異，大致都為0．4[25-27]。本文設(shè)定海冰密集度和厚度具有相同的權(quán)重，根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有準則，將北極航道通航環(huán)境劃分為安全通航、一般通航、不安全通航和不可通航4個等級（表1）。由于夏季海冰融化，導致海冰類型數(shù)據(jù)中某些區(qū)域難以區(qū)分一年冰和多年冰，則該區(qū)域僅以海冰密集度數(shù)據(jù)來評估航道通航性。當海冰密集度為0～10%、10%～50%、50%～80%和80%～100%時，其對應(yīng)的通航環(huán)境分別為安全通航、一般通航、不安全通航和不可通航。

表1 海冰密集度與海冰厚度對通航環(huán)境的影響Tab.1 The influence of sea ice concentration and thickness on navigation environment

3 東北航道可通航性分析

3.1 北極航道可通航性圖

2005—2015年每年的6～11月，以一旬為間隔，在每月的10日，20日和30日分別生成一幅基于海冰密集度數(shù)據(jù)和海冰類型數(shù)據(jù)的北極航道可通航性圖。圖2和圖3分別為8月10日和9月10日的北極航道可通航性圖。其中，紅色區(qū)域表示由于海冰密集度或海冰厚度很大造成一般冰級船舶不能通行的區(qū)域，這部分區(qū)域往往是分布在包括北極點在內(nèi)的高緯度地區(qū)。橙色區(qū)域代表出航不安全，盡管可在破冰船的協(xié)助下航行，但不建議在該時間段航行。黃色區(qū)域為一般可通航環(huán)境，在該通航環(huán)境下，船舶航行不會遇到太大困難，但會改變原始預(yù)定的航向。藍色代表安全航行的通航環(huán)境，在無冰或少冰的環(huán)境下，船舶可以自由出行。北極點附近的灰色區(qū)域為無數(shù)據(jù)區(qū)。由圖2和圖3可知，西北航道途經(jīng)的巴芬灣海域在每年的8月10日已經(jīng)可以安全航行。而加拿大北部的北極群島水域，島嶼眾多，是地球上地形最復(fù)雜的區(qū)域之一，即使是在海冰范圍最小的9月，仍有不能安全航行的區(qū)域，因此該水域是影響西北航道開通的重要原因。東北航道途經(jīng)的楚科奇海、巴倫支海和喀拉海靠近新地島的海域，在2005—2015年8月份船舶已經(jīng)可以自由航行，而此時的東西伯利亞海和拉普捷夫海仍存在不安全通航的環(huán)境。由圖2可以發(fā)現(xiàn)，基本上每一年北地群島海域都是影響8月份東北航線開通的主要因素，除此之外，個別年份受到弗蘭格爾島附近海冰的影響難以航行。若不考慮北地群島附近海域的通航情況，拉普捷夫海整個海域在近幾年的通航情況相對于之前的年份有所好轉(zhuǎn)，而東西伯利亞海則沒有這個趨勢。從圖3中可以看出，除了北地群島附近海域，東北航道途徑的海域已基本上在9月份開通。自1979年以來，2007年夏季北極海冰范圍達到歷史首次極低值，但從圖中可以發(fā)現(xiàn)，2007年北地群島周邊海域的通航情況并沒有因其海冰范圍達到最小而相比其相鄰年份有所好轉(zhuǎn)。

圖2 2005—2015年8月10日北極東北航道通航環(huán)境圖Fig.2 The navigation environmental maps of the Arctic Northeast Passage on August 10th,2005—2015

圖3 2005—2015年9月10日北極東北航道通航環(huán)境圖Fig.3 The navigation environmental maps of the Arctic Northeast Passage on September 10th,2005—2015

2012年中國第五次北極科學考察期間，雪龍船首次穿越北極東北航道。7月18日其穿過白令海峽到達楚科奇海，結(jié)合該時間段的北極航道可通航性圖，可知該海域通航環(huán)境為一般通航，這是因為雪龍船到達楚科奇海的時間較早，海冰未能完全融化。之后，雪龍船于7月24日進入東西伯利亞海海域，根據(jù)北極航道可通航性圖，該海域通航環(huán)境不安全，直到27日，雪龍船才艱難地駛出東西伯利亞海。隨后，雪龍船沿著拉普捷夫海、喀拉海、巴倫支海并向南航行至冰島，由可通航性圖2（h）可知這些海域都為安全航行海域，因此雪龍船在這些海域航行的時間較短，每個海域僅用了兩天的時間，相對于東西伯利亞海的航行時間縮短了一半。2013年，中國商船永盛輪順利完成北極東北航道的首航任務(wù)，永盛輪于2013年8月27日到達東北航道起點，僅用了10天時間順利通過東北航道，于9月5日抵達挪威北角附近。從圖2（i）中可以發(fā)現(xiàn)，若永盛輪首航提前至8月10日，那么該商船則會受到弗蘭格爾島和北地群島附近海域的海冰影響，通航環(huán)境不安全，甚至無法航行。2015年永盛輪再次探索北極航道，8月2日駛過白令海峽前往楚科奇海，相對于第一次的時間更提前。由圖2（k）可以知道永盛輪不可能沿著北地群島北部的這條線路西行，因此該商船首次取道拉普捷夫海，穿過維利基茨基海峽（位于北地群島和泰梅爾半島之間），到達喀拉海。

巴倫支海在2005—2015年每年的6月10日—11月30日基本無冰，幾乎不影響船舶航行，因此本文僅對楚科奇海、東西伯利亞海、拉普捷夫海和喀拉海四個海域的通航變化情況進行分析。

3.2 東北航道途經(jīng)海域通航情況分析

本文規(guī)定整個海域的通航情況判定方法如下，按照北極東北航道走向，若安全通航或一般通航的線路貫穿整個海域，則表示該海域可安全通航或一般通航。即在整片海域中，即使存在著大范圍的不可通航情況，如果有按照航線方向可安全通航的一整段線路貫穿于整個海域，那么該海域的航行情況是安全的。反之，若大部分海域已能夠安全航行，只有一段不可通航或不安全通航的情況出現(xiàn)在航線方向，那么規(guī)定該海域為不可通航或不安全通航。統(tǒng)計2005—2015年6～11月四個海域的可通航性情況，可通航性變化折線圖如圖4所示。為能清楚表示各年份通航情況，圖4（b）將不同年份的折線上下平移錯開，圖中相同的通航情況沒有高低值的區(qū)分。

楚科奇海位于楚科奇半島與阿拉斯加之間，西鄰弗蘭格爾島，東到波弗特海，南面是白令海峽連接白令海，北連北冰洋。該地區(qū)氣候嚴寒，冬季多暴風雪，且每年的冰情都有較大變化。圖4（a）為楚科奇海可通航性分析圖，可以發(fā)現(xiàn)，楚科奇海相對于其它海域，可通航性持續(xù)時間最長，即使是通航時間最短的年份，其可通航時間仍有兩個月。這是因為受到穿過白令海峽向北流動的太平洋暖流的影響，導致海冰消融，通航時間增加。同時，楚科奇海每年的可通航時間變動較大，2007，2009，2011，2014年和2015年的可通航時間大致為7月初至11月中下旬，并且即使到了11月30日，部分年份仍然可以航行。而2006，2008，2010年和2012年的可通航開始時間最晚，為8月初。其中2008和2012年通航時間截止于10月中旬，相對于其他年份，少了一兩個月的通航時間。一方面這與該海域每年冰情變化較大有關(guān)；另一方面是由于楚科奇半島西北部與弗蘭格爾島間受海冰影響難以航行，而除了該區(qū)域，楚科奇海其它海域早在7月初已基本上無冰。

東西伯利亞海東面與弗蘭格爾島和楚科奇海相鄰，西側(cè)被新西伯利亞群島和拉普捷夫海分隔開來，北接北冰洋，南面為亞洲大陸東北岸。由于該海域大部分位于北緯70°以北，氣候非常嚴寒，相比楚科奇海海域結(jié)冰期更長，因此可以航行的月份減少。與其它3個海域相比，東西伯利亞海的冰情變化較小，在2005—2015年的可通航性變化趨勢較為相似，通航時間約為8月至10月上旬。2012年9月北極海冰范圍達到第二個極小值，從圖3（h）中也可以看出2012年9月10日東北航道通航情況良好，但是圖4（a）、圖4（b）顯示2012年楚科奇海海域與東西伯利亞海域的安全通航時間是最短的，從8月下旬到10月上旬，僅有一個多月的時間。其原因是7月30日至8月20日這段時間，大部分海冰覆蓋在東西伯利亞海域，少部分位于弗蘭格爾島處，阻礙了航行。而拉普捷夫海和喀拉海的海冰已經(jīng)基本完全消融，因此圖4（c）、圖4（d）中2012年的通航時間較長。

圖4 2005—2015年東北航道途徑關(guān)鍵海域可通航性變化圖Fig.4 The changes of navigation environment of four sea areas along the Arctic Northeast Passage from 2005 to 2015.

拉普捷夫海位于北地群島、泰梅爾半島和新西伯利亞群島之間，經(jīng)海峽西連喀拉海，東到東西伯利亞海。該海域由于地理位置影響，氣候嚴峻，每年冰情變化較大。從圖4（c）中看出，2011—2015年安全通航起始時間為7月底，相比2011年之前的年份提前了10～20 d，整體通航時間為8月至10月初，這是唯一一個可通航時間在近幾年明顯增加的海域。2005，2007，2008年和2010年因北地群島與泰梅爾半島東部的海冰難以消融，導致當年的安全通航時間極短，不到一個月，甚至于2007年9月30日北地群島與泰梅爾半島東部的海冰還未能完全融化，就在10月初開始凍結(jié)，到10月10日已經(jīng)完全不能通航。因此該區(qū)域的通航情況主要受到拉普捷夫海西部靠近北地群島處海冰的影響。

喀拉海位于西伯利亞以北，新地島和北地群島之間。西部被新地島隔開，可經(jīng)由喀拉海峽到達巴倫支海，東部連通拉普捷夫海。喀拉海西北部靠近新地島的位置在7月中旬至11月初基本無冰，因此該海域的通航情況主要受其東北部海冰影響。從圖4（d）中可以發(fā)現(xiàn)，2006年該海域航線始終沒有開通，由圖3（b）可以看出，這是因為受到喀拉海東北部接近北地群島處海冰的影響。2005，2008，2013年和2014年同樣受到該處海冰的影響，安全通航時間較短，主要在9月份，其余年份的通航時間為8月初至10月中旬。同時我們可以發(fā)現(xiàn)，2010年和2011年喀拉海的通航情況發(fā)生由安全通航轉(zhuǎn)為不安全通航的現(xiàn)象，其原因是本已通航的航道受來自西北方向的海冰向東南方向漂移的影響，阻礙了航行。

分析圖4可發(fā)現(xiàn)，東北航道途徑的四個海域從6月份起，由不可通航變?yōu)榭赏ê竭@個過程是緩慢的，約為1～2個月的時間。而10月份海冰開始凍結(jié)，僅不到1個月的時間則不能通航?？傮w來說，東北航道途徑的四個海域全線通航時間在8～10月初。其中，楚科奇海因受太平洋暖流影響通航持續(xù)時間最長，拉普捷夫海和喀拉海某些年份在北地群島附近的海冰冰況較為嚴重，因此通航時間很短暫，主要在9月份。

4 結(jié)論

海冰冰況對于北極航線的開通以及海上安全航行的影響極為重要，其中，最為重要的是海冰密集度和海冰厚度。利用OSI-SAF發(fā)布的海冰密集度數(shù)據(jù)和海冰類型數(shù)據(jù)生成北極航道可通航性圖，研究2005—2015年的北極夏季航道通航情況。研究表明，東北航道途經(jīng)的楚科奇海、巴倫支海及喀拉?？拷碌貚u的海域，在北極夏季基本無冰，可安全航行。影響8、9月份東北航道開通的關(guān)鍵在于北地群島附近海域，偶爾會受到弗蘭格爾島附近海冰的影響。楚科奇海每年通航時間最長，從7月初至11月中下旬，但受到冰情變動和弗蘭格爾島處海冰影響，通航時間縮短一到兩個月。東西伯利亞海每年通航情況變化趨勢相似，約為8月～10月上旬。拉普捷夫海可通航時間在近幾年明顯增加，約為8月～10月初?？Ｍê角闆r主要受其東北部海冰影響，個別年份僅在9月可通航，其它通航時間在8月初至10月中旬。東北航道的海冰年際變化較大，對于未來可通航時間的預(yù)測，需要我們結(jié)合水文、氣象和海洋等多種數(shù)據(jù)，為冰區(qū)船舶航行提供實時有效的信息。

[1]張璐，張占海，李群，等．近 30 年北極海冰異常變化趨勢[J]．極地研究，2009，21（4）：344-352．

[2]CHAPMAN W L，WALSH J E．Recent variations of sea ice and air temperature in high latitudes[J]．Bulletin of the American Meteorological Society，1993，74：33-47．

[3]POWER S B，MYSAK L A．On the interannual variability of arctic sea-level pressure and sea ice[J]．Atmosphere-ocean，1992，30（4）：551-577．

[4]VICTORIA C S，LAWRENCE A M，JACQUES D．Linking arctic sea-ice and atmospheric circulation anomalies on interannual and decadal timescales[J]．Atmosphere-Ocean，1997，35（3）：333-366．

[5]天津海事測繪中心，北極航海地圖集[M]．北京：交通運輸部北海航海保障中心，2015．

[6]BLUNDEN M．Geopolitics and the northern sea route[J]．International Affairs，2012，88（1）：115-129．

[7]王宇強，壽建敏．北極“東北航道”通航對中國航運業(yè)的影響[J]．中國商貿(mào)，2012（29）：180-182．

[8]王丹，李振福，張燕．北極航道開通對我國航運業(yè)發(fā)展的影響[J]．中國航海，2014，37（1）：141-145．

[9]李靖宇，詹龍龍，馬平．中國開發(fā)海上東北航道的戰(zhàn)略推進構(gòu)想[J]．東北財經(jīng)大學學報，2014（2）：43-51．

[10]HOWELL S E L，YACKEL J J．A vessel transit assessment of sea ice variability in the western arctic，1969，2002：implications for ship navigation[J]．Canadian Journal of Remote Sensing，2004，30（2）：206-215．

[11]BURG L．Arctic offshore workability：development and innovative imaging of a probabilistic climatology regarding Arctic sea ice and air temperatures[J]．Civil Engineering&Geosciences，2007．

[12]NAM J H，PARK I，LEE H J，et al．Simulation of optimal arctic routes using a numerical sea ice model based on an ice-coupled ocean circulation method[J]．International Journal of Naval Architecture&Ocean Engineering，2013，5（2）：210-226．

[13]CHOI M，CHUNG H，YAMAGUEHI H，et al．Arctic sea route path planning based on an uncertain ice prediction model[J]．Cold Regions Science&Technology，2015，109（109）：61-69．

[14]孟上，李明，田忠翔，等．北極東北航道海冰變化特征分析研究[J]．海洋預(yù)報，2013，30（2）：8-13．

[15]趙津．北極東北航道沿途冰況信息應(yīng)用研究[D]．大連：大連海事大學，2012．

[16]趙津，楊敏．北極東北航道沿途關(guān)鍵海區(qū)及冰情變化研究[J]．中國海事，2013（7）：53-54．

[17]蘇潔，徐棟，趙進平，等．北極加速變暖條件下西北航道的海冰分布變化特征[J]．極地研究，2010，22（2）：104-124．

[18]李振福，任艷陽，馬書孟，等．北極航線通航環(huán)境的盲數(shù)模型評估[J]．集美大學學報:自然科學版，2013，18（3）：185-191．

[19]閆力．北極航道通航環(huán)境研究[D]．大連：大連海事大學，2011．

[20]丁欽．基于云模型的北極東北航道通航環(huán)境評價研究[D]．大連：大連海事大學，2014．

[21]CARALIERI D J，GLOERSEN P，CAMPBELL W J．Determination of sea ice parameters with the NIMBUS 7 SMMR[J]．Journal of Geophysical Research Atmospheres，1984，89（D4）：5355-5369．

[22]COMISO J C．Characteristics of arctic winter sea ice from satellite multispectral microwave observations[J]．Journal of Geophysical Research Oceans，1986，91（C1）：975-994．

[23]SPREEN G，KALESCHKE L，HEYGSTER G．Sea ice remote sensing using AMSR-E 89-GHz channels[J]．Journal of Geophysical Research Atmospheres，2008，113：447-453．

[24]SMITH D M，BARRETT E C.Satellite mapping and monitoring of sea ice[M].Defense Res Agency，RSU，Univ Bristol，U.K.，1994.

[25]李振福，閆力，尚姝，等.北極航線通航環(huán)境分析[J].港口經(jīng)濟，2013（2）：77-80.

[26]秦大河.英漢冰凍圈科學詞匯[M].北京：氣象出版社，2012.

[27]閆力.北極航道通航環(huán)境研究[D].大連：大連海事大學，2011.

Study on Navigation Environment of Arctic Northeast Passage from 2005 to 2015

Wang Xiangyi1，2，Zhou Chunxia1，2，Liu Shuaibin1，2
（1.Chinese Antarctic Center of Surveying and Mapping,Wuhan University,Wuhan 430079,China;2.Key Laboratory of Polar Surveying and Mapping,National Administration of Surveying,Mapping and Geoinformation,Wuhan 430079,China）

Sea ice is one of the main factors that restricts the opening of the Arctic Passage.The rapid shrinking of the Arctic Sea ice makes it possible for the opening of the Northeast Passage.Based on the concentration and type of sea ice,this paper divided the navigation environment into four levels,made the navigation environmental maps of the Arctic Route,and analyzed the changes of navigation environment of four sea areas along the Arctic Northeast Passage from 2005 to 2015.The results show that the Chukchi Sea has the longest navigable period compared with other seas,which lasts from the beginning of July to the mid-to-late November.The annual trends of the East Siberian Sea are similar,while the navigable period extends slightly in Laptev Sea in recent years and navigation conditions of the Kara Sea are mainly affected by the sea ice located in its northeast.The navigable period of these three seas is from August to the beginning of October.The condition of East Siberian Sea,Laptev Sea and Severnaya Zemlya determines the opening time of the Northeast Passage in August and September.

the Arctic； northeast passage； sea ice； navigation environment

（責任編輯 姜紅貴）

U612

A

1005-0523（2017）06-0072-10

2017－05－27

國家海洋局極地專項項目（CHINARE2017-02-05）；國家自然科學基金資助項目（41376187）

王相宜（1993—），女，碩士研究生，研究方向為極地海冰遙感。

周春霞（1977—），女，教授，博士生導師，研究方向為雷達干涉測量，極地環(huán)境遙感。