過去数十年間、北極の氷の範囲と厚さが減少する傾向が注目されてきました。このプロセスの仕組みの性質と根底にある理由については、多くの反対意見がありますが、1 つ確かなことは、それが起こっているということです.
この現象から最も明らかに恩恵を受ける業界の 1 つは海運業界です。北極の氷の状態が軽くなることで、以前はアクセスできなかった大陸間の輸送ルートが開かれるからです。これは主にいわゆる北極海航路 (NSR) に関係しており、スエズ運河や喜望峰周辺の従来の航路と比較して、北欧と北東アジア間の航路を 40 ～ 70% 短縮できる可能性があります。
しかし、北極の氷の状態が数十年前ほど厳しくないとしても、(特に冬に) 海氷に遭遇することなく北極海を横断することは依然として不可能であり、将来の気候モデルのほとんどによると、 、これは予見可能な将来のケースであり続けるでしょう。海運に関して言えば、これは、北極の近道を商業輸送に利用する場合、氷に対応した船 (独立した砕氷船と砕氷船、または砕氷船に護衛された耐氷船) が引き続き必要であることを意味します。
氷上での船の抵抗は、船の通過時間と燃料消費量を正確に推定するために必要な重要な入力の 1 つです。北極近道を使用する経済的正当性は、主に燃料および/または時間の節約に基づいていることを考慮すると、船の耐氷性を正確に推定することの重要性は、この文脈で明らかになります。
氷の中での船舶の抵抗を計算するための重要なパラメータは、氷の状態です。これは、氷の被覆を表すいくつかのパラメータによって定義されます。流氷は、開放水域に囲まれた連続した氷片で、サイズは数メートルから数キロメートルまでさまざまです。これらの流氷は、熱によって成長したかなり均一な厚さの氷の領域であり、風や波の機械的な力によって変形していない、いわゆる未変形または水平な氷の部分で構成されています。
平らな氷に加えて、浮氷には、元の氷床が機械的な力によって壊れ、さまざまな変形した氷の特徴が形成された、変形した氷の領域が含まれることがよくあります。これらの中で最も注目すべきは、氷で覆われた海域を通過する船舶にとって重大な障害となる、いわゆる氷の尾根です。したがって、海氷被覆の性質は非常に複雑で動的であるため、その単純化は工学研究でよく使用されます。
これらの単純化モデルの 1 つは、いわゆる等価氷厚です。これは、エリア内のすべての氷の特徴を単一の値に平均化するために使用される概念であり、船舶の抵抗推定に使用できます。同等の氷の厚さを計算するには、いくつかの氷のパラメーターが必要です。まず、地域内の氷で覆われた水の割合で表した氷の濃度。次に、周囲レベルの氷の厚さ。最後に、尾根のサイズと間隔の形で、変形した氷の特徴、主に尾根に関する情報。氷の濃度とレベルの氷の厚さは、氷の状態を分類するための世界気象機関 (WMO) の標準である、いわゆるエッグ コードの形式で、氷のチャートから容易に入手できます。
卵コードは、氷期または氷の発達段階 (SOD) によって分類された、地域内の 3 つの主要な氷の種類の氷の濃度、レベルの氷の厚さ、および浮氷のサイズに関する情報で構成されています。各 SOD はレベルの氷の厚さの範囲に関連付けられています。 SOD ミディアム 1 年目の氷は、70 ～ 120 cm のレベルの氷の厚さの範囲を持っています。ここで、変形した氷の特徴、つまり氷の尾根に関する情報が不足しているため、等価氷厚の計算には卵コードから入手できるデータが不十分であることが明らかになります。
確かに、隆起パラメータは氷海図の卵コードの補足として利用できる場合がありますが、リモートセンシング技術 (主に衛星画像) を使用して変形した氷の特徴を簡単に検出できないため、これは通常、北極の地域には当てはまりません。これに基づいて、これらの地域の氷の図が作成されます。この場合、隆起パラメータは、長期的な観測に基づいて開発された、特定の地域と季節の履歴データベースの 1 つから取得できます。
Cold Regions Science and Technology に掲載された論文で 、隆起パラメータが利用できない問題に対処し、過去のデータベースから得られたパラメータの適用可能性をテストし、隆起パラメータが利用できないか信頼できない場合の同等の氷の厚さを推定するための新しい方法を開発します。潜水艦に搭載された氷のドラフトのソナー測定を使用して、北極海を横断する複数のルートで遭遇する実際の氷の量を推定します。ルートに沿った氷の実際の量を、過去のデータベースからの隆起パラメータで補足された氷のチャートのデータに基づいて予測されたものと比較すると、この方法は実際の氷の量を平均で約 29% 過小評価していると結論付けています。
したがって、この問題に対処するために、WMO卵コード分類からのレベルの氷の厚さの範囲を、変形していない氷(レベルの氷)と変形した氷（尾根）。 EVITR は、海底で測定された氷のドラフト プロファイルの分析に基づいて、地域内の氷の総量を周囲レベルの氷の厚さと相関させることによって、WMO 分類から SOD ごとに確立されます。これにより、うね状パラメータを入力として必要とせず、卵コードから得られる情報のみに基づいて、氷とその構成要素の総量をより正確に推定できます。
提案された EVITR ベースの方法は、予測される氷の総量の平均誤差を 29% から 2% に減らすことによって、履歴データベースから隆起パラメーターを取得する方法と比較して改善を示しています。ただし、リジングは多数の動的パラメーターに依存する非常に確率的なプロセスであるため、得られた結果は注意して使用する必要があります。
したがって、確立されたEVITRは、それらが構築されたデータが収集された地域と季節にのみ使用できますが、開発された方法論は氷のドラフト測定の任意のセットに適用でき、適用可能なEVITRは氷に覆われた海に確立できます
これらの調査結果は、「寒地科学と技術」ジャーナルに最近掲載された、WMO 卵コードに基づく同等体積の氷の厚さの推定方法というタイトルの記事で説明されています。この研究は、ノルウェー科学技術大学の Aleksandar-Saša Milaković、 Peter Schütz、および Henry Piehl と、 ハンブルク工科大学の Sören Ehlers によって実施されました。
