航程缩短40%？畅通北极航道面临哪些气象挑战？

你印象中北极是什么样的？茫茫冰盖、不时出没的北极熊？还是极地科考破冰船？

近年来，北极海域的通航成为人们热议的焦点。

北极航道又被称作“冰上丝绸之路”，往返于欧亚的船只若从这儿取道可较传统航线缩短40%。但是，要畅通这条新的“黄金水道”并非一件易事，尤其还需要面对各种气象风险。

中国货船“天健”轮经北极东北航道驶出北冰洋水域，在挪威海上遇见极光。

北极航道：新“黄金水道”

北极航道分为东北航道和西北航道两段。所谓的“东北”和“西北”是以大西洋为坐标原点。由巴伦支海出发，经过欧亚大陆北方，穿过白令海峡到达太平洋的是东北航道。由戴维斯海峡出发，经过加拿大北极群岛和美国阿拉斯加北方，穿过白令海峡到达太平洋的是西北航道。

风云三号卫星微波成像仪制作的北极海冰及北极航道示意图

人类对北极航道的探索有悠久的历史。东北航道早在1878年就开通了；西北航道稍晚，开通于1905年。

根据国际航运界测算，船舶由北纬30度以上太平洋东西两岸的任何一个港口出发前往欧洲，穿越北极航道都要比穿越苏伊士运河或巴拿马运河要缩短超过40％的航程。另一方面，北极地区拥有丰富的自然资源，如石油、天然气等能源，金、银等贵金属，渔业资源以及森林资源，这意味北极航道未来极有可能成为一条新的“黄金水道”。

2013年8月，中远集团的“永盛”轮成为我国首艘成功穿越北极东北航道抵达欧洲的商船。

2015年中远集团“永盛”轮“再航北极、双向通行”。

在我国，90%的外贸货物运输量都要依赖海运。目前，中国的远洋航线虽然不少，但是通往欧洲的航线有限，且面临着各种成本、安全等问题。

数据显示，一旦北极东北航道正式开通，我国沿海诸港到北美东岸的航程，比巴拿马运河传统航线缩短2000海里到3500海里；上海以北港口到欧洲西部、北海、波罗的海等港口，将比传统航线航程短25%到55%，每年可节省533亿到1274亿美元的国际贸易海运成本。

在2018年央视记者行走“一带一路”的线路中，有一路记者走的是北极东北航道，全程18520公里，比传统航线节约航程12天。

气候变暖与发展契机

随着北极地区气侯变暖和北极浮冰逐渐减少，北冰洋通道的战略意义日益凸显。中国科学院大气物理研究所研究员、中国科学探险协会名誉主席高登义表示，一旦该地区连接大西洋和太平洋的东北航道和西北航道实现商业通航，将大大缩短欧亚之间的航程，且可避开索马里和印度洋等海域的海盗威胁。

在全球变暖的大背景下，北极地区气温升高幅度约为全球平均升温幅度的两倍，海冰正加速融化，客观上，有利于北极航道的畅通。

卫星监测显示，随着全球变暖，海洋浮冰密度大为降低。2007年，因海冰融化，北极东北、西北航道首次同时开通，这是有人类观测记录以来的首次。2012年北极海冰覆盖范围创下历史新低。因此，北极航道的发展，正面临一个多数国家都不容错过的“机遇期”。

北极海冰覆盖范围变化情况，蓝色线表示2020年，虚线表示历史极值的2012年，黑色线表示历史平均，浅色阴影区表示海冰覆盖范围的十分位变化范围，图片来自美国冰雪数据中心。

2012年9月北极海冰覆盖范围创历史新低，紫色勾画区域为历史平均覆盖面积。

不过，尽管在全球变暖背景下，发展北极航道的外部条件愈发成熟，但航路上的气象灾害仍是“拦路虎”。低温、海雾、海冰等仍是威胁航运安全的主要因素。

根据2009年北极海运评估报告所述，1995年至2004年间，北极海域发生的海难事故高达293起，其中相当大比例源于海冰、极地恶劣天气所造成的船只搁浅或机械故障。而更为重要的挑战是，北极地区气象监测能力的不足，及数据的匮乏。

畅行北极航道仍需“借东风”

据有着多次极地考察经历的中国气象科学研究院研究员陆龙骅介绍，海冰是影响航行安全的首要因素。其中新冰和初期冰对航行影响较小，而陈冰更为坚固，对航行影响也更大。

当海冰覆盖比例小于1/10时，航行基本不受影响；海冰覆盖比例为1/10至5/10时，船舶就不能在预定航道航行；海冰覆盖比例为5/10至8/10时，航行困难；海冰覆盖比例大于9/10时，则需要破冰船协助航行。“需要破冰时，破冰船开足马力，靠动力和自身重量将冰层挤出一条缝，沿着这条缝逐步前进。”陆龙骅介绍。

中国货船“天健”轮航行在北极东北航道的东西伯利亚海上。

综合考虑海冰厚度和海冰密集程度等因素，每年10月底到次年6月，除巴伦支海外，东北航道基本被海冰覆盖，船舶无法正常航行；7月底，除东西伯利亚海北部和喀拉海东部海冰密集度较大以外，其他海域可以自由通航；9月海冰面积缩至最小，船舶可以安全通航。

“虽然北极有变暖的趋势，但是与传统船舶航道海域温度相比，北极区域气温仍较低。”陆龙骅表示，尤其是在冬季，北极圈内所有地方平均气温都处在0℃以下，东西伯利亚海平均气温低至-32℃。

2020年7月，在江苏连云港港，“天恩”轮在吊装出口的风电设备。该轮经北极航道驶往欧洲，总航程约11000海里，航行时间约26天，比常规欧洲航线节省大约12天。

低温不仅会使海面结冰，而且会影响船舶主机的正常运行。再者，低温使得海浪飞沫、雾、冻雨、降雪等迅速形成积冰附着在船上，对船舶的浮性和稳性都会造成严重危害，甚至导致船舶倾覆、淹没。

虽然夏季海冰融化有利于船舶通航，但夏季平流雾范围较广、持续时间久，会给航行带来风险。特别是在东西伯利亚海和楚科奇海的开放海域，夏季一个月的雾日为15天至20天。整体来看，俄罗斯北部沿岸年平均雾日为80多天，个别海域能够超过100天，北地群岛附近每年的雾日为150多天。

“雪龙”号在北冰洋海雾中航行。

除了海雾，影响北极航行能见度的还有风吹雪等。由于北极地区常年有积雪覆盖，风吹雪现象也比较常见。在喀拉海西部、法兰士约瑟夫地群岛附近及新地岛周围的洋面，冬季大风出现频率非常高，每月大风日可达10天至14天。尤其在新地岛周围洋面，受地形影响会产生类似“布拉风”的强风，风力常达8级，有时可达11级至12级。

可见，要想畅行“北极航道”，仍要攻克北极航道气象灾害监测预报服务的难题，进一步研究相关机理。

此外，我们还需思考北极通航带给自然环境的深刻改变，在开发与保护间找到“平衡点”，同时，不错过发展机遇。这一切，需要我们进行更深入的研究，为建设海洋强国贡献更多智慧。 （本文引自：中国气象报社）