Sandsynlighed for, at skibe af forskellige polarskibskategorier bliver besat af is i arktiske farvande

Statistikere har beregnet sandsynligheden for, at skibe fra forskellige polarskibskategorier bliver besat af is langs den nordlige sørute. Deres data vil hjælpe med at vurdere risiciene ved søtrafik i Arktis.

Resultaterne af den nye undersøgelse, udgivet for nylig i Kolde regioner videnskab og teknologi tidsskrift, vil støtte mere sikker søtransportplanlægning og forebyggelse af olieudslip. Resultaterne vil også gavne myndigheder, der regulerer søtrafikken ved at danne grundlag for vedtægter og lovgivning. En omfattende tilgang til databehandling hjælper rederier med at planlægge transportruter.

Tankskibe mere almindelige på den nordlige sørute

Den nordlige sørute tiltrækker flere tank- og fragtskibe, der rejser fra Rusland og Asien til Europa, og trafikken forventes at stige langs ruten i takt med global opvarmning (figur 1). Om vinteren, havet er frosset til, gør det utilgængeligt for skibe af en lavere polarskibskategori uden assistance fra en isbryder. Skibe kan også blive besat af is om foråret og sommeren, fører til transportforsinkelser. Når det er værst, is kan tvinge et fartøj ud af sin kurs, så det støder på grund, med katastrofale følger.

"Dette er første gang, der blev udført en omfattende risikovurdering af en begivenhedsbegivenhed kun ved hjælp af åbne data, " siger adjunkt i statistik Jarno Vanhatalo, leder af gruppen Miljø- og Økologisk Statistik og direktør for kandidatuddannelsen i biovidenskabelig informatik ved Helsinki Universitet.

Forskerne brugte satellitdata om isforhold i arktiske havområder samt åbne datakilder om skibsfart.

"En af de største opgaver krævede fusion af åbne datasæt, så analyser kunne udføres. Denne opgave blev udført af Aalto University. De statistiske analyser blev udført på University of Helsinki, ved hjælp af en traditionel generaliseret lineær model, hvortil der blev anvendt en bayesiansk tilgang, " forklarer Vanhatalo.

Isforhold på nordlige maritime ruter

"Hvis vi kender de isforhold, der hersker i et specifikt område, som normalt kan konstateres ud fra satellitbilleder, vi kan forudsige, sige, i dag og for hvert punkt langs den nordlige sørute, "fastslår Vanhatalo. Forudsigelsen angiver sandsynligheden for, at et skib af en bestemt type bliver besat af is i et bestemt område (figur 2).

Polarskibets kategori af et skib har en afgørende indvirkning på sandsynligheden for besætning. Skibe i en lavere kategori er mest udsatte, og mange af dem bliver besat af is hvert år.

Forskerne analyserede også effekten af ​​iskoncentration på sandsynligheden for besætning. Iskoncentration angiver andelen af ​​havet dækket af is. Om vinteren, iskoncentration er 100%, der henviser til, at det i foråret og sommeren varierer fra 0% til 100%, hvilket betyder, at havområdet er en mosaik af isflager og åbent vand.

Sandsynligheden for, at et skib bliver besat af is, øges, jo længere afstand det rejser i isdækkede farvande og øges også betydeligt med højere iskoncentrationer (Figur 3). Der er også betydelige forskelle mellem skibe af forskellige polarskibskategorier. For de bedste fartøjer, dvs. Kategori A skibe, sandsynligheden for at begive sig ud på en rejse på 3, 000 sømil (NM) i 90% –100% iskoncentration er kun 0,04. Tilsvarende sandsynligheden for kategori B -skibe er 7,5 gange højere, eller 0,3, der henviser til, at sandsynligheden for kategori C-skibe er 22,5 gange højere, eller 0,9.

Den nyudgivne undersøgelse er en del af et internationalt langsigtet forskningsprojekt finansieret af Lloyd's Register Foundation og har til formål at forbedre maritim sikkerhed. Lanceret i 2003, projektet afsluttes i slutningen af ​​2021. Deltagere i CEARCTIC- og CEPOLAR -projekterne, ledet af Aalto University, omfatter ikke kun Helsinki Universitet, men også Norges Tekniske Universitet (NTNU), Memorial University of Newfoundland i Canada, og Hamburg University of Technology i Tyskland.

Helsinkis universiteters forskere har været ansvarlige for at vurdere virkningen af ​​et potentielt olieudslip på det arktiske miljø og biotiske samfund. Tidligere publikationer har fokuseret på arter af organismer i Karahavet og virkningerne af et olieudslip i området.

Selvom forskningsprojektet er ved at være ved at være slut, inden udgangen af ​​dette år vil det offentliggøre flere statistiske analyser af usikkerheder forbundet med modelleringen.

"På grund af de begrænsede måledata, der er tilgængelige fra arktiske havområder, der er stor usikkerhed omkring forsendelse, levende organismer og oliens adfærd. En anden stor usikkerhed relaterer sig til den naturlige stokasticitet af meget ustabile miljøforhold, "Tilføjer Vanhatalo.

En anden artikel, der i øjeblikket skrives, undersøger den relative betydning af faktorer, der påvirker den samlede risiko, samt hvordan risikoanalyser skal udføres, og hvordan de konklusioner, der drages, adskiller sig afhængigt af, hvad der undersøges. Fokuserer undersøgelsen udelukkende på fartøjers ulykkesrisiko eller også på den risiko, de udgør for marine biotiske samfund? Resultaterne afhænger af, om begge undersøges hver for sig eller på samme tid.

Andre kommende publikationer omfatter opsummerende rapporter om projektet som helhed og anbefalinger baseret på den udførte forskning.