世界地理北极航道

课程序号： 0941

《世界地理》

题目:全球气候变暖下的北极航道

班级: 地理111班

姓名:林霞霞

学号: 11640107

授课教师:陈雄

提交时间:2014年6月11日

成绩:

全球气候变暖下的北极航道

摘要：北极的资源和北冰洋的航道历来被世界关注。近三十年来随着全球气候变暖，北极海冰逐渐消融，使得北极海上夏季通航成为可能，北极航道分为东北航道和西北航道，本文回顾了近十年来北极航道的开拓历史，并从地理条件探讨全球气候变暖下北极航道的开发前景和可能路线。

关键词:气候变暖；北极航道；东北航道；西北航道

1前言

北极通常指北极圈（66°33’N）以北的广大地区，包括极区北冰洋、边缘陆地及岛屿、北极苔原带和泰加林带，总面积约为2100万平方千米，约占地球总面积的1/25。北极一直是人类科学考察的重要基地，但其最令人关注的是世界五大洋之一的北冰洋。

图1-1 北极

2004年，综合大洋钻探IODP302航次在北冰洋的深海钻探发现：五千万年前的北冰洋曾是个亚热带淡水湖泊，沉积物具有优越的生油条件。据美国地质调查局2009年5月公布的调查结果显示：北极地区拥有的原油储量约有800亿桶，这要占到全球未开采石油的13%，足够供给接下来几十年世界市场的需要，如图1-2所示，2011年北极已探明的就占全世界的3.6%；天然气则更多，占全球未开采天然气的30%之多。煤炭储量高达1万亿吨，占全球储量的25%，而且这些煤炭都是世界上少有的、具有低硫等特性的高品质煤[1]。

图1-2 各地区探明石油储量及其占世界比例（含北极，2011）

北极地区已探明的油气储量主要分布在俄罗斯西西伯利亚盆地、季曼-伯朝拉盆地和美国阿拉斯加北部斜坡盆地（以楚科奇海美国部分大陆架的油气资源潜力最大[2]）。

北极有着丰富的资源，而且北冰洋拥有联系亚、欧、北美三洲的最短的弧形航线。18世纪以来，人类一直在构想北极航线。北极航线，是指穿过北冰洋，连接大西洋和太平洋的海上航线[3]。

但北冰洋洋面的2/3全年被冰层所覆盖，冰层厚度多早2-4m左右，中央为永久性海冰。北冰洋的水温常在0℃以下，当海水向南流入大西洋时，冰山也会随之流动，给航运造成威胁，因此北极的航行一直处于探索阶段。

2006年9月20日，欧洲环境卫星发回的图片显示，欧洲北部至北冰洋一带的永冻冰正在加速松动融化。这意味着北冰洋海域的冰川不断融化，北极航道的开发成为可能，大规模的能源开发即将到来。

2 气候变暖与北极海冰变化

观测表明，近30年来，全球增暖现象在北极地区尤为明显。在过去100年间（1906-2005年）地球表面温度提高了0.74℃，而北极地区升高幅度则是其他地区的两倍。据《北极气候影响评估》的估算，北极地区的变暖速度是世界其他地区的两倍，未来100年，北冰洋的气温将上升4至7℃。自90年代开始，由于北冰洋的海冰对全球气候变暖十分敏感，从而常发生陡然减少的现象[4]。

国内外对北冰洋海冰变化的研究不少，彭公炳等根据前苏联的定点和船舶的海冰观测资料，分析北极部分主要海区1845-1979 年海冰的年际变化情况，发现各季海冰的年际变化基本趋势一致：20世纪50年代中期至60年代初，北极海冰分布面积有所减小；其后几年，海冰面积略微扩大，至1967年，面积达该时期的最大值。如图2-1所示，自20世纪80年代后期开始，北半球海冰面积减少，至90年代中期，海冰面积仅约1160万平方千米，而且海冰的周期变化不明显。进入21世纪以来，海冰持续缩减的趋势并没有缓解，反而屡创新低，尤其是更易受环境变化的夏季北极海冰，缩减速率从过去的平均每年减少0.3%上升到1.1%[5]，2007年9月海冰面积为425万平方千米，一年间减少了8%。2012年8月27日，美国国家冰雪数据中心显示在8月26日的卫星观测，北冰洋的海冰面积已经缩减至只有410万平方千米，而在9月16日仅341万平方千米，达到数十年最低值。虽然2013年8月美国宇航局拍摄的卫星图片显示，北冰洋冰层面

积和2012年8月相比，扩大了238万平方千米，增幅达到60%，但不可否认的是，1991年夏季的1400万平方公里，北冰洋的海冰呈现减少趋势。

图2-1 1870-2000北极海冰冬、夏季和年平均分布范围逐年变化

3 全球变暖下北极航道的开拓

随着北冰洋洋面的解冻，一条新的海上运输路线随之形成。北冰洋航线是苏联欧洲部分和远东地区联系的捷径，从摩尔曼斯克到符拉迪沃斯托克（海参崴）之间的航距为10400km，比绕道苏伊士运河近13700km，比绕道好望角的航线缩短20000km。据预测，通过北方海上航线运输货物比通过苏伊士运河要110天运输时间，每艘船平均可节省大约800吨燃料。人类对北极的探索从18世纪一直持续到现在，但对北极航道的探索在20世纪才有大的进展。

3.1北极航道开发历史

1998年，欧洲委员会资助北极示范和探索航行项目（ARCDEV）由两艘破冰船护航，同时有70多名科学家随船，从摩尔曼斯克港运输天然气到鹿特丹,

科学家对北极海冰进行分析研究，认为俄罗斯的石油和天然气能够通过北极航线向西欧运输[6]。2002年挪威、英国、俄罗斯等七国为了研究北极航线上冰情信息等成立了北极研究管理者论坛（AREOP），该论坛还对北极航线上得交通法规、船员培训等进行了研究。

2008年一艘名为“The MV calnilia Desgagnes”的货船成为第一艘成功通过北极西北航道的商业船舶，该货船从加拿大东部蒙特利尔出发，沿着西北航道抵达努奴瓦特西部的库格鲁克图克粤港和塔拉约克等地村落整个航程历时3周。2010年9月，挪威楚迪船运公司使用一艘抗冰货轮装载41000吨铁矿石，从挪威的Kirkenes出发，沿着北极东北航道穿越白令海峡，将铁矿石运抵中国青岛港，这无论是对中国还是对东北航道都开启了具有历史意义的首航。这次航向历时26天与传统的经苏伊士河的亚欧航线相比缩短了8天，由于时间、航程、燃油的大幅度减少，仅这单次航运就节省了大约18万美元[7]。

北极航道分为东北航道（North Sea Route）和西北航道。

3.2 东北航道的开发

东北航道西起摩尔曼斯克经北冰洋南部的巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、

东西伯利亚海、楚科奇海东至太平洋白令海到符拉迪沃斯托克全长约5620海里，东北航道比西北航道具有更高更可靠的商业价值。

东北航道通航早在20世纪中期以后东北航道的一部分就已经成为俄罗斯物质和能源输入和输出的一条主要的供给线。通航的基础与西北航道比更为完善和齐全，沿线有条件优越、历史悠久的海港，冰清、地形环境也较之更适合航行，未来进行全面通航、全年通航的时间也要比西北航道要早。

东北航道跨5个海域，如图3-1所示，自西向东依次是巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海和楚科奇海。这些海域气候条件非常恶劣，冬季常伴随持续不断的暴风雪，夏季则是连绵的雾天，能见度低。在6月中旬至9月中旬期间，气温上升最快，海冰逐渐融化，是一年中通航的最佳时间段。

图3-1 东北航道

巴伦支海面积大约393.7万平方公里，平均水深229米，最大水深600米。该地区受到西南部暖流的影响，因此成为北冰洋海域中温度最高的地区，冬季海域内部分结冰但冰层比较薄且密度不大，西南部终年不结冰，全年均可通航，历史上巴伦支是俄罗斯石油外运的主经之地。9月是巴伦支海海冰消融且区域气候比较稳定是最有利于航行的月份。10月份较浅的水域开始结冰，包括斯瓦尔巴群岛南部海岸、法兰士约瑟夫地群岛的东南海岸、新地岛海岸的附近水域以及伯朝拉海湾相继进入结冰期。到12月份75°N北部的大部分海域被冻结。

喀拉海位于俄罗斯西伯利亚以北和新地岛、法兰士约瑟夫地群岛、北地群岛之间。西通巴伦支海，东连拉普捷夫海。喀拉海面积约142.5万平方公里，海上分布上千个岛屿，岛屿总面积约7000平方英里，平均水深90米，最大深度640米，15%的海域超过200米深，40%的海域不足50米深。喀拉海是极地海洋性气候与巴伦支海之间的过渡海域，从西南往东北气候急剧变化，西南地区0℃以上天气的天数是东北部的两倍，风暴也比东北部多。喀拉海的洋流受到鄂毕河和叶尼塞河的强烈影响。喀拉海整年冰雪覆盖，从每年8月初到10月底或者11

月初适于航行。最适宜的时间可以提前到7月末，借助破冰船6月份亦可航行。最艰难的航行海域是靠近诺登舍尔德群岛附近，大量冰块堆积在海域内，形成冰障堵塞航道，而往往终年不化。而内陆地侧航道因为鄂毕河和叶尼塞河的注入冰块被推倒喀拉海的北部和东部，在盛行南风时，南风与两条河的河水形成合力，将冰块越推越远，直至北方。若盛行北风时，冰块则往南聚集，形成对航行的不利条件[8]。

拉普捷夫海东连东西伯利亚海，西起海峡通喀拉海，总面积约61.6万平方公里。平均水深达578米，但一半以上的海床深度不足50米。海域内北深南浅，且海域75%的面积位于大陆架上，深度10~40米之间。通常在8.9月海域大部分

无冰，船只甚至可以自由航行，但在西北部常收到流水的影响：9月下旬至10月上旬海域开始结冰，到11月整个海域完全冰冻。其中维利基茨基海峡东部入口处和新西伯利亚群岛附近的水域是该海域病情最恶劣的区域。

东西伯利亚海东连楚科奇海，西通拉普捷夫海。深度钱，平均水深只45米，北浅南深。东西伯利亚海面积约151.5万平方公里，几乎全部位于大陆架上，是地球上相对最平坦的海域。受到亚洲和北冰洋两个反气旋的影响以及能引起季风变化的阿留申低压的影响，该海域气候波动较大。东南方移动来的低气压导致寒冬缩短，冰盖融化较早。新西伯利亚岛屿到科雷马河之间隶属于东西伯利亚海的西半部分，该海域夏季基本无冰，东半部分则大部分一直被浮冰覆盖。每年的5月到10月为海冰的消融期。全年有1/4的时间有雾，绝大多发生在夏季。

楚科奇海位于亚洲大陆东北部楚科奇半岛和北美大陆西北部阿拉斯加之间。波弗特海的东边，弗兰格尔岛的西面，经白令海峡与太平洋相通。面积约为59.7万平方公里。平均水深88米，但也有一般以上的面积的水深浅于50米。该海域气候严寒，冬季暴风雪较多，海面结冰长达7个多月，夏季则多雾，一般每年的7月份到10月的时间可以通航。每年的冰情变化较大，穿过白令海峡向北流动的太平洋暖流决定了海冰的消融。8月下旬到9月上旬，海域基本上无冰，9月中旬以后，冰群迅速向南漂流；到了10月中旬整个海域基本上被冰封。历史上的大部分年份里，楚科奇海是东北海航道中较难航行的航段之一[9]。

表3-2 东北航道的主要海域

3.3 西北航道的开发

西北航道是由一系列海峡组成，东起戴维斯海峡和巴芬岛，向西穿过加拿大北极群岛水域，到达美国阿拉斯加北面至波弗特海，连接大西洋和太平洋的一条航道，全长1450km，主要海峡水深305米，一年中有9个月海面被巨大的冰层所覆盖，其中有一半水道全年被冰阻塞。人类一直在坚持对西北航道的探索：15世纪以来，探险家开始在北美大陆的北端寻找一条连接东西方世界的海上捷径，最终挪威探险家阿蒙森于1906年历时3年多首次完成在西北航道的全部航程；1944年加拿大探险家拉森驾驶船舶在一个季节内完成航程；1969年8月24日，15.1万吨重的“曼哈顿”号从美国宾夕法尼亚州的切斯特港起航，9月2日抵达巴芬岛，在西北航道中航行1000余公里，并于同年的9月14日抵达阿拉斯加州的巴罗角，同年11月12日回到纽约。“曼哈顿”号证明西北航线确实有商业通航的可行性。西北航道可供开发的路线共有7条，如图3-3所示。

图3-3 西北航道7条路线示意图

路线1：波弗特海→麦克卢尔海峡→梅尔维尔子爵海峡→巴罗海峡→兰开斯特海峡

这条路线通过班克斯岛北部的麦克卢尔海峡到达波弗特海。其中，兰开斯特海峡、巴罗海霞、梅尔维尔子爵海峡与麦克卢尔海峡等4个称为帕里海峡。

路线2：波弗特海→阿蒙森湾→威尔士王子海峡→威尔威尔子爵海峡→巴罗海峡→兰开斯特海峡

路线3：波弗特海→阿蒙森湾→多芬联合海湾→科瑞内西湾→德阿瑟海峡→毛徳皇后湾→维多利亚海峡→拉森海峡→富兰克林海峡→皮尔海峡→巴罗海峡→兰卡斯特海峡

这条路线有四分之一和路线1、2相同。不同的是，路线3在加拿大大陆沿岸北部向南航行，然后沿海岸北行与路线1重叠。

路线4：波弗特海→阿蒙森湾→多芬联合海峡→科瑞内西湾→德阿瑟海峡→毛徳皇后湾→辛普森海峡→拉斯穆森湾→雷海峡→圣洛克湾→詹姆斯罗斯海峡→皮尔海峡→巴罗海峡→兰开斯特海峡

路线4只对路线3做了一处调整，调整部分是由詹姆斯罗斯海峡、圣洛克海峡、雷海峡、拉斯穆森湾和辛普森海峡5个水域组成的，航道是从威廉王岛的东边穿过，不是西边。这条路线是路线3中的维多利亚海峡进入封冻期时，为避免厚重的冰层对航海的严重干扰而选择的备用航道。但是，路线中的辛普森海峡只有6.4米深，不适合吃水深的船只通行，因此，这条路线的商用价值很小。

路线5：波弗特海→阿蒙森湾→多芬联合海峡→科瑞内西海峡→德阿瑟海峡

→毛德皇后海峡→维多利亚海峡→拉森海峡→富兰克林海峡→拜洛特海峡→利金特王子湾→巴罗海峡→兰卡斯特海峡

这条路线和路线3基本一致。不同的是，路线5是从萨默塞特岛的东边利金特王子湾穿过，而不是西边。在萨摩赛特岛的南端，向西航行的船只必需通过短小的拜洛特海峡，沿路线3到达富兰克林海峡。

路线6：波弗特海→阿蒙森湾→多芬联合海峡→科瑞内海峡→德阿瑟海峡→毛徳皇后湾→詹姆斯罗斯海峡→拜洛特海峡→利金特王子湾→巴罗海峡→兰开斯特海峡

沿路线4经辛普森海峡、拉斯姆森海峡、雷海峡、圣洛克湾和詹姆斯罗斯海峡海峡后，采用穿过拜洛特海峡的方案，沿利金特王子湾向北航行，经过巴罗海峡抵达兰开斯特海峡。

路线7：波弗特海→阿蒙森湾→多芬联合海峡→科瑞内海峡→德阿瑟海峡→毛徳皇后湾→辛普森海峡→拉斯穆森湾→雷海峡→圣洛克湾→詹姆斯罗斯海峡→拜洛特海峡→布希亚湾→弗瑞赫克拉海峡→福克斯湾→福克斯海峡→哈得逊海峡

这条路线是改变了走线路4经兰开斯特海峡到达拜洛特海峡方案，而是沿巴芬岛的南部和西侧航行，穿过弗瑞赫克拉海峡而到达拜洛特海峡。这部分水域东边的部分由哈得逊海峡、福克斯海峡、福克斯湾、弗瑞赫克拉海峡和布希亚湾组成。但来自布希亚湾的冰层厚度大，弗瑞赫克拉海峡极窄。除了加拿大等少数零星国家的船只能通过外，其他国家基本不适宜。

4 结论

虽然北极航道的开发有巨大的商业潜力，但远洋承运不可操之过急，西北航道即使在夏季还是会遇到漂浮在海面的冰块和冰山，北极冰盖不断从西面经过麦克卢尔海峡向西北航道输送坚硬的冰块；海面浮冰以每日16km的速度移动，对航行造成威胁，而冬季西北航道的封冻更是寸步难行。朔风和冰冷的海流将浮冰结成锋利的冰脊，可以深入水下45米，宽达几千米，从大西洋进入西北航道的商船要穿过5万多座高90米重达上千万吨的冰山，一旦发生撞击将威胁船只安全；还有来自海湾的暖流和北冰洋冰水相遇产生浓雾使得航行困难；再者航道上还有不少未探明的暗礁、沙洲、浅滩，天气也相当恶劣，常常浓雾蔓延，每年有4个月的冬季黑昼，因此北极西北航道的开通必须建立在一系列的安全航海基础措施上。

参考文献

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[3]史春林.北冰洋航线开通对中国经济发展的作用及中国利用对策[J].经济问题探

索.2010,08:32-35.

[4]张侠.聚焦北极航道之一北极航道改写海运格局[J].中国海事.2010,11:12-14.

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[6]NESTE OY.Final public report of the ARCDEV project.1999.

[7]冬华.北极东北航道有望成为下一个“掘金线”[J].中国远洋航务.2011(6):16-17.

[8]管清蕾,郭培清.俯瞰北方航道（上）[J].海洋世界.2008(10):62-65.

[9]李志军,张占海,等.中国第二次北极科考航线海冰密度嫉妒和厚度[J].2005(4):291-298.