海洋论坛▏北极航道保障体系探讨 - 海底地质测绘设施

那年那人

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一、北极航道介绍

北极航道，通常指四条北冰洋航道：东北航道，西北航道，中央航道，洋桥航道。东北航道（Northeast Passage)即北方海航道(Northern Sea Route，NSR)，是指欧洲经北冰洋到亚洲的航道。东北航道从大西洋沿岸港口出发，经挪威海北上，东进穿越俄罗斯与北冰洋毗邻的海域，最后由白令海峡进入太平洋。西北航道(Northwest Passage，NWP)是美洲经北冰洋到亚洲的航道，即连接东亚和北美东海岸的经过加拿大北极群岛的航道。中央航道(Transpolar Sea Route,TSR)又称穿极航道，是指欧洲或美洲从北冰洋经北极点到亚洲的航道。洋桥航道(Arctic Bridge Route,ABR)指欧洲与美洲之间经北冰洋的航道。

来自郝晓光版冰上及空中丝绸之路图

随着北极气候变暖和北冰洋夏季海冰覆盖面积的不断减少，北极航道的利用已提到北极国家和部分北半球国家的议事日程。自2006年底以来，挪威、俄罗斯、美国、加拿大、芬兰、冰岛、瑞典和丹麦等北极八国陆续推出新的北极政策。在北极国家政策中，俄罗斯、加拿大、挪威甚至芬兰、丹麦和冰岛等国都把航道经济作为促进本国经济发展的一个重要引擎。北极航道是当前我国开发利用北极资源的重要内容。2018年1月26日，《中国的北极政策》白皮书发布，明确参与北极航道开发利用的政策主张，因此，有必要建立北极航道保障体系。

二、欧盟和北极国家的航道保障

2006年起，欧盟出台了一系列文件和评估报告，研究和阐述欧盟对北极事务和北极航道利益的认识。欧盟委员会在《欧盟与北极》通讯中将其在北极航道问题上的目标设定包括探索和改善通航条件，逐步引导北极商业航行，为此，欧盟在航道保障上开展了系统性的工作。北极八国的北极战略和政策的最核心内容有所侧重，但在航运相关技术上，均加大了基础性设施投入，逐步开展航行安全保障监控体系建设。

⒈欧盟的保障

极地通讯、海冰监测是北极航道利用的基础性保障。欧盟北极政策中重点之一就是提升对北极地区的监测能力。地球同步轨道卫星是北极地区海上通讯、航海和冰情观测的重要工具。2014年欧洲伽利略全球导航卫星系统开始运作，覆盖广泛的伽利略系统在海上船只领航、冰山定位、海上搜救等方面的应用，能够起到容纳多方合作和区域整合的作用。欧盟的“全球环境与安全监测计划”（SMES）也将部署新的“哨兵”系列卫星。这些卫星将通过成像雷达技术，全天候提供监视北极海冰范围、常规海冰绘图、监视海上环境等服务。另外，欧盟正在建立一个高分辨率的海底绘图数据平台，这个数据平台既包括欧洲相关海域也包括北极部分海域，预计2020年将完成相关海底地图绘制[1]。这些由海、天、空组成的立体技术信息平台将为北极海上航道安全提供必不可少的保障。

“哨兵3”卫星

⒉北极国家的保障

随着北极航道利用潜力的增加，服务于航道的基础设施建设投入也将有很大的增加。俄罗斯规划了庞大的配套基础设施投入计划并分步付诸实施，而芬兰等北欧国家则计划加强在巴伦支地区的基础配套设施建设，并提供技术服务以迎接航道带来的经济发展机遇。加拿大也计划加强在航道附近地区的基础和配套设施建设。

俄罗斯计划大力建设航行安全保障监控体系、保障型基础设施、以及航海、水文气象、信息服务体系；芬兰则计划更好地利用芬兰的冬季航运经验、北冰洋运输与造船的北极专业技术，服务于北极

航运和海洋经济，并加强北部交通基础设施建设以对接北极东北航道商机；挪威将增强北部的气象服务，确保斯瓦尔巴邻近海域的航海安全，并希望成为北部航运安全、救援服务和泄油反应领域的领导者；瑞典希望推进救援的跨境合作；丹麦则强调航海安全，并在培训、船舶安全、搜救等方面加强区域合作[2]。

三、中国的航道保障

⒈已有基础

中国于1999年实施首次大规模的北极科学考察以来，迄今己完成5次北极科学考察；2004年7月28日在北极斯匹次卑尔根群岛的新奥尔松地区建立了中国北极黄河站，开展了持续的科学观测和考察。

2012年北极考察期间，“雪龙”船成功首航北极航道，完成我国跨越北冰洋的科学考察任务。这些年来，初步建立了中国在北极地区的综合观测体系，开展了物理海洋、海洋化学、海洋生物、地球化学、海洋地质、气象和大气化学等多学科的立体综合观测;获得了一大批珍贵的样品、数据资料等，其中包括北冰洋深海底的沉积物以及大量的冰芯、表层雪样、浮游生物、海水和大气气溶胶和温室气体的样品等；首次在北极点冰面上布放了冰浮标，发射了抛弃式温盐深剖面探测仪；进行了生态学观测，并获得全航程大气物理、大气化学观测的宝贵资料；采集了高空大气探测资源数据及水文综合数据等[3]。

在北极科考活动中，中国与美国、加拿大、挪威等北极国家开展了广泛的合作研究。来自美国和芬兰等北极国家的科学家参加了中国的历次北极科学考察，同时中国派遣科学家参加了美国和加拿大的多个北极航次，开展北冰洋大气、海冰、物理海洋、生物和化学等专业的合作考察与研究。中国参与了北极太平洋扇区工作组(PAG) 发起的“北冰洋生物学断面观测”计划(DBO) 挪威牵头的“SIOS”集成观测系统建设和“优化北极海冰太阳辐射观测与建模计划”(AMORA) ，拟在冰岛建极光观测台，开展与黄河站地区的对比研究，派遣科学家参加了加拿大的冰川和冻土研究、丹麦的格陵兰冰芯钻探和研究等，这些研究为北极航道保障提供了基本资料[4]。但总体而言，中国与北极各国的北极合作研究还很有限，存在较大的发展空间。

我国正在更新和完善考察站的基础设施，加强在线观测和分析的科学实验室规划与建设。2016年底新的科考破冰船已经开工建设，预计2019年前后投入使用，这艘极地科学考察船的设计吃水排水量13990吨，续航力为20000海里，具有国际领先的破冰能力。新一代极地科考船的科研装备达到国际先进水平，具备海洋和大气综合观测取样能力；能在极地海区季节性地开展海洋地质、海洋重力、磁力和地震的调查作业；拥有海洋生物、生态调查和评估的各种仪器。2016年12月15日，建在北极圈内的中国遥感卫星地面站北极接收站投入试运行。北极站的建立可大大增加我国卫星拍摄数据的下传时效，极大提高我国全球数据的接收获取能力，该站具有全天候、全天时、多种分辨率卫星的接收能力。极地遥感卫星地面站的建立，发展了适应极区环境监测需求的星—空—地遥感监测技术，扩大了观测极地的视野。

中国遥感卫星地面站北极接收站

⒉保障需求

中国在北极冰区观测技术上与欧、美发达国家存在较大差距，应积极参与北极持续观测网(SAON)建设，在数据共享的同时，通过合作提升中国的现场观测水平; 与此同时，芬兰、瑞典、挪威等北欧国家在航运、船舶建造、通信、环保等诸多领域掌握着核心技术，应积极与这些国家开展合作，引进和消化吸收先进技术。

基于北极航道开通预期，中国应加强和提高北极冰区观测技术和航行技术的积累，如冰浮标、冰下机器人、水下滑翔机、水下数据传输、高效供电和耐低温等技术，确保中国在北冰洋的环境观测和预测能力；推进一些针对北极特殊环境的技术研发，如污染物的低温降解技术、冰区油污的清理技术等，为北极航道应用积累可能需要的环保技术; 另外，开展冰区航行所需的如海冰物理特性、破冰能力评估等航行技术研究，为未来冰区商业航行积累技术基础。由于目前东北航道存在强制引航，而随着海冰储量的不断减少，直接穿越北冰洋中心区的穿极航线已可以预期，我们的技术储备应更多地为未来的穿极航线做准备。

应依托中国的北极科学考察和其他共享数据，建立专题数据库。应当建立地理测绘数据库，通过利用各种测绘卫星、测绘保障装备或传感器，获取、提供测绘成果，完成海底地形地势测绘、海底地质及海床测绘、海底大陆架测绘、冰层分布测绘、水下冰况测绘、最终形成北极极地海图测绘，为北极航道通航、北极水下的导航定位以及北极水下的目标锁定跟踪提供参考数据。建立水文气象数据库。以极地气象卫星的数据传送为主要获取信息手段，建立其与本土气象装备监测气象信息的联通，与邻国气象保障信息体系及相关气象数据的交换互补，突出重点建立和维护北极极地气象、水文、天文、潮汐数据库，用于实时气象情况处理分析，为气象预报发布、气象预警以及警报解除提供依据。还可以根据极地历史数据积累对近期海况、冰况、极地环境做出综合预判，为北极行动部署计划提供数据参考。

“雪龙号”开启我国第九次北极科考

参考文献：

[1]杨剑.北极航道:欧盟的政策目标和外交实践[J].太平洋学报,2013,21(3):41-50.

[2]何剑锋,张芳.从北极国家的北极政策剖析北极科技发展趋势[J].极地研究,2012,24(4):408-414.

[3]孙立广.中国的极地科技:现状与发展刍议[J].学术前沿,2017.06:16-23.

[4]黄高明,陈晓琳,赵伊娜.北极水下信息支援保障体系的构建思考[J].海军工程大学学报(综合版),2016,13(4):69-73.

【作者简介】本文作者/张威丁瑞张小静，来自西安测绘总站。第一作者张威，1980年出生，女，河南开封人，工程师，硕士，主要从事海图制图。本文为首届“新时期海洋测绘发展论坛”征文作品，版权归作者所有。

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