基于冰情分析的北极东北航道通航条件研究

摘要

北极地区由于长年有浮冰覆盖，又极其寒冷，环境恶劣，致使一直无法正常通航。近年来，随着北极地区受全球环境变化影响，冰层逐渐融化，这从客观方面为商船通往北极海域提供了可能。从东北亚到达欧洲的航线中，北极东北航道相比苏伊士运河航线有着众多优势，不仅可以在航程上缩短30％，而且可以摆脱索马里海盗和印度洋海盗的威胁。海冰是影响北极东北航道通航与否的关键因素，随着北极东北航道的进一步开通，经由东北航道的商业活动也越来越频繁，加强对北极东北航道的冰情进行分析，不仅可以提升船舶航行的安全性，还可以将航运利益最大化。
　　本文利用德国不莱梅大学2006-2015十年间的海冰密集度产品，以“永盛”轮首航北极东北航道时所经航线为例，提取了北极东北航道的冰情要素，包括:航线通航窗口、逐日海冰密集度时空分布以及海冰密集度月标准差等。根据航线冰情要素分别得出了:十年间航线通航窗口的基本情况;十年间航线所经水域的大体通航情况和主要冰障位置;7-10月份航线所经水域海冰密集度的变化动态。通过对航线冰情要素的分析，得出影响北极东北航道的两个关键海域，包括:自东西伯利亚海中部沿航线向西，至新西伯利亚群岛东部海域（定义为A航段）;自拉普捷夫海中部(120° E)沿航线向西，经过维利基茨基海峡，至谢尔盖·基洛夫群岛水域（定义为B航段）。两个关键水域中，对“永盛”轮航线的通航与否起决定性作用的为B航段。本文对“永盛”轮航线以及两个关键水域的航线通航窗口的变化趋势进行了分析，结果表明:“永盛”轮航线的实际通航期和B航段的实际通航期呈上升趋势，并且均通过了90％的显著性检验，说明实际通航期的上升趋势比较明显。
　　通过对“永盛”航线冰情要素的分析，发现该分析结果可以较好的反应出北极东北航道的实际通航情况，具有可行性。为北极东北航道通航条件研究提供了新的思路与方法。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景和研究意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 研究现状

1．2．1 国内外研究现状

1．2．2 现有研究存在的问题

1．3 论文研究内容及章节安排

1．3．1 论文研究内容

1．3．2 论文章节安排

第2章 理论基础

2．1 海冰遥感原理

2．1．1 可见光和近红外波段的海冰遥感

2．1．2 远红外波段的海冰遥感

2．1．3 微波波段的海冰遥感

2．2 海冰密集度的算法

2．2．1 NASA Team算法

2．2．2 AMSR Bootstrap算法

2．2．3 ARTIST Sea Ice算法

2．2．4 算法比较

第3章 航线冰情要素提取

3．1 研究区域和研究数据

3．1．1 研究区域

3．1．2 研究数据

3．2 航线通航窗口

3．2．1 航线通航窗口的定义

3．2．2 航线通航窗口提取技术路线

3．2．3 去除流冰和冰间湖的影响

3．2．4 航线通航窗口提取结果

3．3 逐日海冰密集度时空分布

3．3．1 逐日海冰密集度时空分布介绍

3．3．2 逐日海冰密集度时空分布提取技术路线

3．3．3 逐日海冰密集度时空分布提取结果

3．4 海冰密集度月标准差

3．4．1 海冰密集度月标准差介绍

3．4．2 海冰密集度月标准差计算技术路线

3．4．3 海冰密集度月标准差计算结果

第4章 东北航道通航条件

4．1 东北航道关键水域

4．1．1 关键水域的定义

4．1．2 关键水域的确定

4．1．3 关键水域通航条件

4．2 东北航道通航趋势分析

4．2．2 Mann-Kendall检验

4．2．3 东北航道通航趋势分析

4．3 东北航道通航评价

第5章 结论和展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢

作者简介