科研進(jìn)展
不同溫升情景下北極航道通航性研究獲新進(jìn)展
北極是氣候變化的敏感區，近幾十年增溫幅度為全球平均的2-4倍。在全球變暖背景下，北極海冰快速萎縮，北極航道的通航能力顯著(zhù)提升。北極航道作為連接大西洋和太平洋的海上捷徑，具有重要的商貿價(jià)值，國際社會(huì )對北極航道未來(lái)通航狀況極為關(guān)注。前期的研究較少考慮全球相關(guān)的溫升目標，未能根據全球溫升閾值對北極航道海冰條件與通航性進(jìn)行評估。
中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“西北研究院”）冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室研究團隊基于IPCC第六次評估報告關(guān)于全球溫升閾值的最新估計，結合第六次國際耦合模式比較計劃（CMIP6）多模式集合平均結果，利用極地運行限制風(fēng)險評估系統（POLARIS），對全球2 ℃和3 ℃溫升情景下北極航道的海冰條件與不同類(lèi)型船舶的通航狀況進(jìn)行了全面評估。
研究結果顯示：在未來(lái)全球持續變暖下，北極多年海冰顯著(zhù)減少，全球溫升3 ℃時(shí)多年海冰完全退化為1-2年海冰；與北美區域相比，靠近歐洲的海冰更為年輕。全球溫升2 ℃時(shí)，東北航道與西北航道沿線(xiàn)（除帕里水道）海冰密集度低于20 %；3 ℃時(shí)則大部分海域低至5 %（圖1）。然而，通航的海冰厚度條件相對較差，受此影響，全球溫升2 ℃時(shí)，東北航道仍需關(guān)注沿線(xiàn)海峽（如桑尼科夫海峽和德米拉普捷夫海峽）的冰情；而即使溫升達到3 ℃，西北航線(xiàn)加拿大北極群島內部冰情依舊不容樂(lè )觀(guān)（圖1）?？傮w上，隨氣溫上升，北極航道沿線(xiàn)海冰（特別是近岸海冰）持續萎縮，北極航道的通航潛力顯著(zhù)提升。普通商船的最佳通航窗口為9月，而PC6級船舶（中等破冰能力）的最佳窗口為10-11月（圖2）。全球溫升2 ℃時(shí)，普通商船9月前后在東北航道的通航潛力較大，3 ℃時(shí)有望在西北航線(xiàn)實(shí)現通航；PC6級船舶在10-12月可通過(guò)北極80 %以上區域（2 ℃），這一時(shí)間窗口在3 ℃時(shí)拓展至來(lái)年2月。該研究可為未來(lái)北極航運規劃提供參考。
該研究成果近日以 Projected changes in sea ice and the navigability of the Arctic Passages under global warming of 2 ℃ and 3 ℃ 為題發(fā)表于Anthropocene。西北研究院副研究員陳金雷為論文第一作者，康世昌研究員為論文通訊作者。該研究獲國家自然科學(xué)基金項目（42276261）、中國科學(xué)院國際合作項目（131B62KYSB20180003）、中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項目（QYZDY-SSW-DQC021）等共同資助。
圖1 全球溫升2 ℃和3 ℃下8-10月北極海冰密集度（SIC）和海冰厚度（SIC）分布
圖2 全球溫升2 ℃和3 ℃下普通商船（OW）與PC6級航船在北極的通航范圍
