北极东北航道船舶通行现状及航海保障能力分析
丁克茂 刘雷 卫国兵
摘要：本文统计分析了多年来北冰洋气温、海冰变化趋势和2016年北极东北航道船舶通行情况，结合中远海运集团“祥云口”轮航行实践资料，对东北航道沿线航海保障能力进行了深入分析，并提出了我国北极航行航海保障体系建设的建议。
关键词：北极 东北航道 船舶通行 航海保障
0 前言
北极航道是连接大西洋和太平洋间的海上捷径，也是联系亚、欧、北美三大洲的最短航道，同时北极区域岸线曲折、岛屿众多，蕴含着丰富的自然和矿产资源，世界各海洋大国纷纷将目光投向北极。
北极航道可以分为东北航道、西北航道、中央航道。相对而言，东北航道具有更为完善和齐全的通航基础设施，如俄罗斯提供的世界上最大规模的破冰船队、历史悠久的沿途港口，俄罗斯北方海航道（东北航道的一部分）的航运安全管理体系已经较为成熟，提供的航道冰情和地理环境信息相对也更为详尽。按照北极理事会工作报告的定义，东北航道是指西起冰岛，经欧亚大陆北方海沿海，穿过白令海峡，连接东北亚的航线。东北航道俄罗斯沿线航段俄罗斯人称其为“北方海航道”，从普罗维杰尼亚引航点开始至摩尔曼斯克引航点结束，全程约2 936海里。北方海航段由于高寒高纬，冰情也最为复杂，所以东北航道整体全线通航主要取决于北方海航段。同时，受冰情及其年际变化影响，东北航道没有固定的航线和明确的通航起止时间。
1 2016年东北航道气候及航运统计
2016年北极地区气温继续以2倍于全球平均升温幅度的速度上升， 2016年9月，北极平均气温达到自1900年以来的最高值，同时创下多月（1月、2月、10月和11月）气温历史记录。2016年夏末，北极海冰覆盖面积成为继2012年之后的第二低值（自1979年有卫星监测记录以来），与2007年大体相当。9月10日卫星监测北极海冰面积约414万平方公里，多年期海冰面积明显减少。1979年至2017年北冰洋海冰面积日变化曲线如图1-1。
根据俄罗斯北方海航道管理局的数据，2016年航行在俄罗斯北方海航道上的船舶达到297艘，合计1 705航次，如图1-2所示。与2015年相比，北方海航道货物运输量增长35%，达到7 265 700吨。
297艘船舶中有190艘为俄罗斯旗，其余107艘非俄罗斯旗船舶来自世界24个国家，船舶吨位、冰级、船长、吃水等基本情况见图1-4，统计结果显示船舶最大吨位约5万吨，吃水10.8米，为来自中国中远海运集团的“天禧”轮。1 705个航次中，来自亚洲港口36航次，俄罗斯远东港口46航次，均达到历史最高值。因为亚马尔LNG项目的开发建设，萨贝塔港成为2016年东北航道沿线最繁忙的港口。2016年，北方海航道冬季通行494航次，夏季（7月1日-11月31）通行1 211航次，月度航行统计见图1-3。
2 中国商船北极东北航道航行实践
2013年8月27日至9月3日，我国中远集团的“永盛”轮在2名引航员帮助下，由破冰船单独护航成功通过俄罗斯北方海航道，到达新地岛北部，成为中国历史上第一艘穿越东北航道到达欧洲的商船；2015年7月底至9月底，“永盛”轮再航北极，并成功实现双向通行；2016年中远海运集团利用北极东北航道夏季航行窗口期7月底至9月底实施“永盛+”项目，“永盛”、“夏之远6”、“天禧”、“祥和口”、“祥云口”等5艘船舶成功通过北极东北航道，其中除“永盛”轮外其余船舶均为非冰级船舶，“永盛”轮再次实现双向通过。2016年中远海运集团北极东北航道航行情况统计见表2-1。
东北航道开通对于连接我国北方港口和欧洲尤其是北欧港口，经济性极为显著，节省路途达40%以上。初步测算，2016年中远海运集团的6艘次船舶较走传统航线合计共节省航程32 137海里，节省航行时间108天，节约燃油4 077吨。航程和航行时间的节约，不仅可以节省船舶燃料费用、过运河费用、保安费用、人员费用和船舶损耗等各类费用，降低企业经营成本，同时也大大减少了船舶燃油消耗和二氧化碳排放，能够提高能源效率、减少环境污染。
3 北极东北航道沿线航海保障能力考察与分析
尽管北极东北航道航运已初具规模，国内航运企业在通航窗口期基本实现了常态化运营，但是受北极地缘政治、高纬高寒地理气候条件影响，极地航行仍然面临着传统航线所不存在的限制。在航海图书资料、导助航标志、通信及安全信息播发等方面对航海保障工作提出了更高的要求。本文作者根据2016年中远航运“祥云口”轮航行资料，重点对北极东北航道航海保障资源现状开展了考察和分析。“祥云口”轮航迹线如图3-1所示，2016年8月31日自青岛朝连岛外锚地出发，9月13年通过白令海峡进入东北航道，9月21日到达目的港萨贝塔港，9月25日完成卸载任务后继续西行，9月30日经挪威海进入被大西洋，经地中海、苏伊士运河、印度洋马六甲海峡，再次回到青岛港。本航次“祥云口”轮北方海航道航行期间为北极冰况最好的时间，航线取道德朗海峡、桑尼科夫海峡、维利基茨基海峡、新地岛北端（热拉尼亚角），最高纬度北纬77度46分，航线最浅水深14.4米，位于桑尼科夫海峡东侧入口处。
3.1 东北航道海图现势性及精度分析
（1）东北航道航海图书资料较为匮乏、现势性较差。“祥云口”轮航行期间主要使用俄版海图，墨卡托投影，坐标系统为Pulvoko 1942（航海用图等同于WGS-84），深度基准面采用平均海面，比例尺1：100000至1：3 500 000，绝大多数海图数据来源年份较为久远，海域数据来源年份大部分为1941～1989年，陆域数据来源年份为1953～1992年，图3-1中磁差的测量年份为1990～2016年。
（2）部分海图水深非常稀疏，甚至推荐航线附近水深也较为稀疏。“祥云口”轮北方海航道航行期间，利用船载测深仪（FURUNO FE-700）全程比较海图水深。经比较，大部分实测水深比海图水深偏深约0.3～5.0 m，有少量实测水深比海图水深偏浅。其中水深≤20 m比对点180个，大部分实测水深比海图水深偏深0.0至2.4 m，有少量实测水深比海图水深略偏浅，偏浅最大值0.4 m。水深差值偏深最大值为12.9 m，图上水深20 m，實测水深32.9 m，位于德朗海峡处，附近水深变化梯度较大。从比较结果看，海图水深较为准确。
3.2 導助航设备适用性和助航标志配布情况分析
（1）北极东北航道航行期间，美国GPS系统同步观测卫星个数8-10颗，满足北极东北航道船舶航行要求，我国BDS（北斗）系统同步观测卫星个数0-3颗，现阶段尚无法在北极东北航道水域提供相应的导航、定位和通信服务。
（2）本航次，磁罗经定向误差在东西伯利亚海、拉普捷夫海、喀拉海超过10度，巴伦支海误差超过5度，最大误差出现在维利基茨基西口附近，达到近60度，磁罗经在北极东北航道水域完全不可用。电罗经和GPS光纤罗经互差绝大多数小于5度，最大互差为6.3度，可认为电罗经基本满足80N以下水域的指向要求。GPS光纤罗经全程定向精度稳定可靠。
（3）东北航道岸线航标分布数量差别很大。巴伦支海、白海航标数量最大，喀拉海其次，拉普捷夫海、东西伯利亚海和楚科奇海只有少量季节性航标，且航标损毁情况比较严重。东北航道沿线航标多设有雷达反射器、雷达应答器或雾号，有助于船舶导航和航行安全。
3.3 通信和安全信息播发情况分析
（1）2007年国际海事组织在北冰洋增加了5个NAV/METAREA区域，北极东北航道水域 XX、XXI区协调国为俄罗斯，沿岸具备MF/HF SSB、DSC等地面通讯设施，以及INMARSAT卫星通信和信息服务机构。东北航道航行过程中，“祥云口”轮通过INMARSAT-C接收来自俄罗斯南北极研究中心的EGC信息，通过518kHz NAVTEX接收来自季克西（Q，518KHz，300NM）海岸电台发布的海洋气象、海冰信息。海岸电台服务时间和内容与航海图书资料刊载信息存在一定差异。INMARSAT-C自75N左右出现信号失锁现象，518kHz NAVTEX作用距离受限。另外根据“祥云口”轮与国内天津、上海、广州HF SSB语音和DSC报文测试，表明通过高频与国内海岸电台通信在北极地区可靠程度较低，不能够作为可靠的通信手段。
（2）铱星通信系统作为一种非GMDSS通信设备在装个航行过程中信号稳定，尽管通话质量时有不佳，但其不受地球纬度限制，是北极东北航道航行必备的通信手段。
3.4北极东北航道气象导航服务情况
（1）东北航道冰情信息主要来源于海上观测站、破冰船和水面飞行器，“祥云口”轮本航次的海上气象信息除来源于沿岸国海上安全信息外，中远海运集团自日本气象新闻公司（WNI）、国家海洋环境预报中心购买或定制了气象导航服务。WNI公司气象信息主要包括风、浪、气压、海雾等信息，每天更新两次；国家海洋环境预报中心负责提供冰情信息和海洋气象信息，每天更新一期，其冰情来源于AMSR-2遥感卫星和MODIS可见光观测卫星，AMSR-2遥感卫星分辨率为12.5km×12.5km，MODIS可见光分辨率为250m×250m。
（2）实际比对发现，日本WNI公司和中国国家海洋环境预报中心提供的海洋气象预报、海冰冰情信息等可信度较高。其中，海冰信息为大尺度信息，只提供了海冰边界或浮冰的大体位置。航行过程中未收到浮冰漂移速度、方向以及海冰消融、生成速度等冰情预报信息。现阶段，沿岸国引航、破冰船助航是安全通过北极东北航道关键水域的最有效方式。
4 结论和建议
北极东北航道是连接欧、亚大陆的海上黄金走廊，伴随气候持续变暖，夏季通航期已初步具备了规模化、常态化运营的条件。我国航运、海事航保组织参与北极东北航道的开发，有利于实现海上丝绸之路向北极冰雪丝绸之路延伸，是“海洋强国”、“一带一路”等国家战略的具体举措。受地缘政治、气候地理条件限制，东北航道航海图书资料、导助航标志、通信及安全信息播发等航海保障资源尚不健全。
作为海洋大国，我国应及早规划、构建北极航线的航海保障体系，为中国商船提供及时准确可靠的安全保障。我国应加强与俄罗斯等北极沿岸国沟通合作，签订北极航海保障协议，实现航海保障数据的交换和共享。海事航保组织应协调整合国内资源，结合中国商船北极东北航道航行需要，建立北极航行航海保障服务体系，开展航行指南、极地海图、海洋水文、气象、海冰信息预报、船舶与人员导助航、通信协调等服务。建立北极安全信息服务协调机制，使海岸电台具备北极航线安全信息服务能力，拓宽气象、冰情、航警信息获取渠道，为北极航线船舶提供当地冰情、气象等信息，尤其是航线的精细化安全信息服务，进一步保障北极通行船舶的航行安全。
参考文献：
[1] 交通运输部北海航海保障中心.北极东北航道航海保障考察报告[M].2017，03.
[2] 中远航运股份有限公司.“永盛”轮北极东北航道双向通行西行航次航次总结[M].2015，10.
[3] 中远航运股份有限公司.“祥云口”北极西行航次航线航行计划、风险评估及应急预案[M].2016，05.
[4] Northern Sea Route Administration. RULES of navigation on the water area of the Northern Sea Route[M]. 2013，01，17.
摘要：本文统计分析了多年来北冰洋气温、海冰变化趋势和2016年北极东北航道船舶通行情况，结合中远海运集团“祥云口”轮航行实践资料，对东北航道沿线航海保障能力进行了深入分析，并提出了我国北极航行航海保障体系建设的建议。
关键词：北极 东北航道 船舶通行 航海保障
0 前言
北极航道是连接大西洋和太平洋间的海上捷径，也是联系亚、欧、北美三大洲的最短航道，同时北极区域岸线曲折、岛屿众多，蕴含着丰富的自然和矿产资源，世界各海洋大国纷纷将目光投向北极。
北极航道可以分为东北航道、西北航道、中央航道。相对而言，东北航道具有更为完善和齐全的通航基础设施，如俄罗斯提供的世界上最大规模的破冰船队、历史悠久的沿途港口，俄罗斯北方海航道（东北航道的一部分）的航运安全管理体系已经较为成熟，提供的航道冰情和地理环境信息相对也更为详尽。按照北极理事会工作报告的定义，东北航道是指西起冰岛，经欧亚大陆北方海沿海，穿过白令海峡，连接东北亚的航线。东北航道俄罗斯沿线航段俄罗斯人称其为“北方海航道”，从普罗维杰尼亚引航点开始至摩尔曼斯克引航点结束，全程约2 936海里。北方海航段由于高寒高纬，冰情也最为复杂，所以东北航道整体全线通航主要取决于北方海航段。同时，受冰情及其年际变化影响，东北航道没有固定的航线和明确的通航起止时间。
1 2016年东北航道气候及航运统计
2016年北极地区气温继续以2倍于全球平均升温幅度的速度上升， 2016年9月，北极平均气温达到自1900年以来的最高值，同时创下多月（1月、2月、10月和11月）气温历史记录。2016年夏末，北极海冰覆盖面积成为继2012年之后的第二低值（自1979年有卫星监测记录以来），与2007年大体相当。9月10日卫星监测北极海冰面积约414万平方公里，多年期海冰面积明显减少。1979年至2017年北冰洋海冰面积日变化曲线如图1-1。
根据俄罗斯北方海航道管理局的数据，2016年航行在俄罗斯北方海航道上的船舶达到297艘，合计1 705航次，如图1-2所示。与2015年相比，北方海航道货物运输量增长35%，达到7 265 700吨。
297艘船舶中有190艘为俄罗斯旗，其余107艘非俄罗斯旗船舶来自世界24个国家，船舶吨位、冰级、船长、吃水等基本情况见图1-4，统计结果显示船舶最大吨位约5万吨，吃水10.8米，为来自中国中远海运集团的“天禧”轮。1 705个航次中，来自亚洲港口36航次，俄罗斯远东港口46航次，均达到历史最高值。因为亚马尔LNG项目的开发建设，萨贝塔港成为2016年东北航道沿线最繁忙的港口。2016年，北方海航道冬季通行494航次，夏季（7月1日-11月31）通行1 211航次，月度航行统计见图1-3。
2 中国商船北极东北航道航行实践
2013年8月27日至9月3日，我国中远集团的“永盛”轮在2名引航员帮助下，由破冰船单独护航成功通过俄罗斯北方海航道，到达新地岛北部，成为中国历史上第一艘穿越东北航道到达欧洲的商船；2015年7月底至9月底，“永盛”轮再航北极，并成功实现双向通行；2016年中远海运集团利用北极东北航道夏季航行窗口期7月底至9月底实施“永盛+”项目，“永盛”、“夏之远6”、“天禧”、“祥和口”、“祥云口”等5艘船舶成功通过北极东北航道，其中除“永盛”轮外其余船舶均为非冰级船舶，“永盛”轮再次实现双向通过。2016年中远海运集团北极东北航道航行情况统计见表2-1。
东北航道开通对于连接我国北方港口和欧洲尤其是北欧港口，经济性极为显著，节省路途达40%以上。初步测算，2016年中远海运集团的6艘次船舶较走传统航线合计共节省航程32 137海里，节省航行时间108天，节约燃油4 077吨。航程和航行时间的节约，不仅可以节省船舶燃料费用、过运河费用、保安费用、人员费用和船舶损耗等各类费用，降低企业经营成本，同时也大大减少了船舶燃油消耗和二氧化碳排放，能够提高能源效率、减少环境污染。
3 北极东北航道沿线航海保障能力考察与分析
尽管北极东北航道航运已初具规模，国内航运企业在通航窗口期基本实现了常态化运营，但是受北极地缘政治、高纬高寒地理气候条件影响，极地航行仍然面临着传统航线所不存在的限制。在航海图书资料、导助航标志、通信及安全信息播发等方面对航海保障工作提出了更高的要求。本文作者根据2016年中远航运“祥云口”轮航行资料，重点对北极东北航道航海保障资源现状开展了考察和分析。“祥云口”轮航迹线如图3-1所示，2016年8月31日自青岛朝连岛外锚地出发，9月13年通过白令海峡进入东北航道，9月21日到达目的港萨贝塔港，9月25日完成卸载任务后继续西行，9月30日经挪威海进入被大西洋，经地中海、苏伊士运河、印度洋马六甲海峡，再次回到青岛港。本航次“祥云口”轮北方海航道航行期间为北极冰况最好的时间，航线取道德朗海峡、桑尼科夫海峡、维利基茨基海峡、新地岛北端（热拉尼亚角），最高纬度北纬77度46分，航线最浅水深14.4米，位于桑尼科夫海峡东侧入口处。
3.1 东北航道海图现势性及精度分析
（1）东北航道航海图书资料较为匮乏、现势性较差。“祥云口”轮航行期间主要使用俄版海图，墨卡托投影，坐标系统为Pulvoko 1942（航海用图等同于WGS-84），深度基准面采用平均海面，比例尺1：100000至1：3 500 000，绝大多数海图数据来源年份较为久远，海域数据来源年份大部分为1941～1989年，陆域数据来源年份为1953～1992年，图3-1中磁差的测量年份为1990～2016年。
（2）部分海图水深非常稀疏，甚至推荐航线附近水深也较为稀疏。“祥云口”轮北方海航道航行期间，利用船载测深仪（FURUNO FE-700）全程比较海图水深。经比较，大部分实测水深比海图水深偏深约0.3～5.0 m，有少量实测水深比海图水深偏浅。其中水深≤20 m比对点180个，大部分实测水深比海图水深偏深0.0至2.4 m，有少量实测水深比海图水深略偏浅，偏浅最大值0.4 m。水深差值偏深最大值为12.9 m，图上水深20 m，實测水深32.9 m，位于德朗海峡处，附近水深变化梯度较大。从比较结果看，海图水深较为准确。
3.2 導助航设备适用性和助航标志配布情况分析
（1）北极东北航道航行期间，美国GPS系统同步观测卫星个数8-10颗，满足北极东北航道船舶航行要求，我国BDS（北斗）系统同步观测卫星个数0-3颗，现阶段尚无法在北极东北航道水域提供相应的导航、定位和通信服务。
（2）本航次，磁罗经定向误差在东西伯利亚海、拉普捷夫海、喀拉海超过10度，巴伦支海误差超过5度，最大误差出现在维利基茨基西口附近，达到近60度，磁罗经在北极东北航道水域完全不可用。电罗经和GPS光纤罗经互差绝大多数小于5度，最大互差为6.3度，可认为电罗经基本满足80N以下水域的指向要求。GPS光纤罗经全程定向精度稳定可靠。
（3）东北航道岸线航标分布数量差别很大。巴伦支海、白海航标数量最大，喀拉海其次，拉普捷夫海、东西伯利亚海和楚科奇海只有少量季节性航标，且航标损毁情况比较严重。东北航道沿线航标多设有雷达反射器、雷达应答器或雾号，有助于船舶导航和航行安全。
3.3 通信和安全信息播发情况分析
（1）2007年国际海事组织在北冰洋增加了5个NAV/METAREA区域，北极东北航道水域 XX、XXI区协调国为俄罗斯，沿岸具备MF/HF SSB、DSC等地面通讯设施，以及INMARSAT卫星通信和信息服务机构。东北航道航行过程中，“祥云口”轮通过INMARSAT-C接收来自俄罗斯南北极研究中心的EGC信息，通过518kHz NAVTEX接收来自季克西（Q，518KHz，300NM）海岸电台发布的海洋气象、海冰信息。海岸电台服务时间和内容与航海图书资料刊载信息存在一定差异。INMARSAT-C自75N左右出现信号失锁现象，518kHz NAVTEX作用距离受限。另外根据“祥云口”轮与国内天津、上海、广州HF SSB语音和DSC报文测试，表明通过高频与国内海岸电台通信在北极地区可靠程度较低，不能够作为可靠的通信手段。
（2）铱星通信系统作为一种非GMDSS通信设备在装个航行过程中信号稳定，尽管通话质量时有不佳，但其不受地球纬度限制，是北极东北航道航行必备的通信手段。
3.4北极东北航道气象导航服务情况
（1）东北航道冰情信息主要来源于海上观测站、破冰船和水面飞行器，“祥云口”轮本航次的海上气象信息除来源于沿岸国海上安全信息外，中远海运集团自日本气象新闻公司（WNI）、国家海洋环境预报中心购买或定制了气象导航服务。WNI公司气象信息主要包括风、浪、气压、海雾等信息，每天更新两次；国家海洋环境预报中心负责提供冰情信息和海洋气象信息，每天更新一期，其冰情来源于AMSR-2遥感卫星和MODIS可见光观测卫星，AMSR-2遥感卫星分辨率为12.5km×12.5km，MODIS可见光分辨率为250m×250m。
（2）实际比对发现，日本WNI公司和中国国家海洋环境预报中心提供的海洋气象预报、海冰冰情信息等可信度较高。其中，海冰信息为大尺度信息，只提供了海冰边界或浮冰的大体位置。航行过程中未收到浮冰漂移速度、方向以及海冰消融、生成速度等冰情预报信息。现阶段，沿岸国引航、破冰船助航是安全通过北极东北航道关键水域的最有效方式。
4 结论和建议
北极东北航道是连接欧、亚大陆的海上黄金走廊，伴随气候持续变暖，夏季通航期已初步具备了规模化、常态化运营的条件。我国航运、海事航保组织参与北极东北航道的开发，有利于实现海上丝绸之路向北极冰雪丝绸之路延伸，是“海洋强国”、“一带一路”等国家战略的具体举措。受地缘政治、气候地理条件限制，东北航道航海图书资料、导助航标志、通信及安全信息播发等航海保障资源尚不健全。
作为海洋大国，我国应及早规划、构建北极航线的航海保障体系，为中国商船提供及时准确可靠的安全保障。我国应加强与俄罗斯等北极沿岸国沟通合作，签订北极航海保障协议，实现航海保障数据的交换和共享。海事航保组织应协调整合国内资源，结合中国商船北极东北航道航行需要，建立北极航行航海保障服务体系，开展航行指南、极地海图、海洋水文、气象、海冰信息预报、船舶与人员导助航、通信协调等服务。建立北极安全信息服务协调机制，使海岸电台具备北极航线安全信息服务能力，拓宽气象、冰情、航警信息获取渠道，为北极航线船舶提供当地冰情、气象等信息，尤其是航线的精细化安全信息服务，进一步保障北极通行船舶的航行安全。
参考文献：
[1] 交通运输部北海航海保障中心.北极东北航道航海保障考察报告[M].2017，03.
[2] 中远航运股份有限公司.“永盛”轮北极东北航道双向通行西行航次航次总结[M].2015，10.
[3] 中远航运股份有限公司.“祥云口”北极西行航次航线航行计划、风险评估及应急预案[M].2016，05.
[4] Northern Sea Route Administration. RULES of navigation on the water area of the Northern Sea Route[M]. 2013，01，17.
