지난 수십 년 동안 북극에서 얼음 덮개의 범위와 두께의 감소 추세가 발견되었습니다. 이 과정의 역학에 대한 본질과 근본적인 이유에 대한 수많은 반대 의견이 있지만, 한 가지 확실한 일이 있습니다.
이 현상의 가장 분명하게 혜택을받을 산업 중 하나는 북극의 가벼운 얼음 상태가 이전에 접근 할 수 없었던 대륙 사이의 운송 경로를 개설 할 수 있기 때문에 해운 산업입니다. 이는 주로 소위 북부해도 (NSR)와 관련이 있으며, 이는 수에즈 운하를 통한 기존의 경로에 비해 북유럽과 북동부의 여행을 40-70% 줄일 가능성이 있습니다.
.그러나 북극의 얼음 상태가 수십 년 전만큼 심각하지 않더라도, 해빙 (특히 겨울에)을 만나지 않고 북극해를 가로 질러 갈 수는 없으며, 대부분의 미래 기후 모델에 따르면, 이것은 미래의 미래에도 남아있을 것입니다. 배송 측면에서, 이것은 북극의 지름길을 상업용 배송에 활용하려면 빙상 선박과 쇄빙선 또는 쇄빙선에 의해 호출 된 빙하기 선박이 계속 필요하다는 것을 의미합니다.
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얼음에 대한 선박의 저항은 선박의 운송 시간과 연료 소비를 정확하게 추정하는 데 필요한 주요 입력 중 하나입니다. 북극 단축키 사용을위한 경제적 정당화는 주로 연료 및/또는 시간 절약을 기반으로한다는 점을 고려할 때, 선박의 얼음 저항에 대한 정확한 추정의 중요성은 분명해집니다.
얼음에서 선박의 저항을 계산하기위한 주요 매개 변수는 얼음 조건으로, 얼음 덮개를 설명하는 여러 매개 변수로 정의됩니다. 얼음 덮개는 빙상으로 구성되어 있으며, 개방형 물로 둘러싸인 얼음 조각으로 구성되며, 크기는 미터에서 몇 킬로미터까지 다양합니다. 이 얼음 빙수는 소위 정보가없는 또는 수평 얼음 부품으로 구성되며, 이는 상당히 균일 한 두께의 열적으로 자란 얼음의 영역이며 바람과 파도의 기계적 강제로 인해 변형되지 않았습니다.
.평평한 얼음 외에도 빙원에는 종종 기계적 강제로 인해 원래의 빙상이 부러진 변형 된 얼음 영역이 포함되어 있으며 다른 변형 된 얼음 특징이 형성되었습니다. 이것들 중 가장 주목할만한 것은 소위 빙하기로, 얼음으로 덮인 물을 통과하는 선박들에게 중요한 장애물을 나타냅니다. 따라서 해빙 덮개의 특성은 매우 복잡하고 역동적이므로 단순화는 종종 엔지니어링 연구에 사용됩니다.
이러한 단순화 모델 중 하나는 소위 동등한 얼음 두께로, 영역의 모든 얼음 특징을 단일 값으로 평균화하는 데 사용되는 개념이며, 이는 선박의 저항 추정에 사용할 수 있습니다. 동등한 얼음 두께를 계산하려면 몇 가지 얼음 매개 변수가 필요합니다. 첫째,이 지역에서 얼음 덮인 물의 백분율 측면에서 얼음 농도; 그런 다음, 주변 수준의 얼음의 두께; 마지막으로, 변형 된 얼음 특징, 주로 융기 부분에 대한 정보는 융기 크기와 간격의 형태입니다. 얼음 농도 및 수준의 얼음 두께는 얼음 차트에서 소위 계란 코드 형태로 쉽게 구할 수 있습니다.
계란 코드는 얼음 농도, 수준의 얼음 두께 및 빙원 크기에 대한 정보로 구성되어 있으며,이 지역의 3 가지 우세한 얼음 유형에 대한 빙하기 (SOD)로 분류됩니다. 각 SOD는 레벨 아이스 두께 범위와 관련이 있습니다 (예 :SOD 중간 1 학년 얼음은 70 ~ 120cm 사이의 수준의 얼음 두께 범위를 갖습니다. 여기서는 동등한 얼음 두께를 계산하기 위해 계란 코드에서 제공되는 데이터가 불충분하다는 것이 분명해집니다. 변형 된 얼음 특징, 즉 얼음 가공에 대한 정보가 부족하기 때문에
.물론, 융기 매개 변수는 때때로 얼음 차트에서 달걀 코드의 보충제로 제공되지만, 이는 일반적으로 북극의 영역의 경우에는 그렇지 않습니다. 이는 이러한 영역의 얼음 차트가 생성되는 원격 감지 기술 (주로 위성 이미지)을 사용하여 변형 된 얼음 특징을 쉽게 감지 할 수 없기 때문입니다. 이 경우, 장기 관찰을 기반으로 개발 된 특정 지역 및 계절에 대한 과거 데이터베이스 중 하나에서 탈깅 매개 변수를 얻을 수 있습니다.
콜드 지역 과학 기술 에 출판 된 우리 논문에서 , 우리는 탈지 매개 변수의 이용 불가능 문제를 해결하고, 히스토리 데이터베이스에서 얻은 매개 변수의 적용 가능성을 테스트하며, 융기 매개 변수를 사용할 수 없거나 신뢰할 수없는 경우 동등한 얼음 두께를 추정하기위한 새로운 방법을 개발합니다. 우리는 얼음 초안의 잠수함 장착 소나 측정을 사용하여 북극해의 여러 경로를 따라 발생하는 실제 얼음의 양을 추정합니다. 경로를 따라 경로를 따르는 실제 얼음의 양을 과거 데이터베이스의 융기 매개 변수로 보충 된 ICE 차트의 데이터를 기반으로 예측 된 것과 비교하면,이 방법은 평균적으로 약 29%의 실제 얼음 양을 과소 평가한다고 결론지었습니다.
.따라서이 문제를 해결하기 위해, 우리는 소위 동등한 대량 얼음 두께 범위 (EVITRS)와 변형 된 얼음 (레벨 아이스)과 변형 된 얼음 (리지스)을 모두 설명하는 WMO 계란 코드 분류에서 수준의 얼음 두께를 대체 할 것을 제안하는 새로운 방법을 개발합니다. Evitrs는 잠수함 측정 얼음 초안 프로파일의 분석에 기초하여 WMO 분류로부터 각각의 SOD에 대해 확립되고, 영역의 총 얼음 양을 주변 수준의 얼음의 두께와 상관 시켜서 확립된다. 이를 통해 입력으로서의 융기 매개 변수를 필요로하지 않고 계란 코드에서 사용 가능한 정보만을 기반으로 한 얼음 및 구성 요소의 총 양을보다 정확하게 추정 할 수 있습니다.
.제안 된 EVITR 기반 방법은 예측 된 총 얼음의 평균 오차를 29%에서 2%로 줄임으로써 히스토리 데이터베이스에서 융기 매개 변수를 얻는 방법과 비교하여 개선을 보여줍니다. 그러나, 획득 된 결과는 수많은 동적 매개 변수에 의존하는 매우 확률 론적 프로세스이기 때문에, 획득 된 결과를주의해서 사용해야한다.
.따라서, 확립 된 EVITRS는 그들이 구축 된 데이터가 수집 된 지역과 계절에만 사용될 수 있지만, 개발 된 방법론은 모든 얼음 초안 측정에 적용될 수 있으며, 세계의 빙상으로 덮인 바다에 적용 가능한 EVITRS를 확립 할 수있다.
.이러한 결과는 최근에 Ridging 매개 변수가없는 WMO 계란 코드를 기반으로 동등한 대량 얼음 두께를 추정하는 방법이라는 제목의 기사에 설명되어 있으며, 최근 저널 Cold Reales Science and Technology에 발표되었습니다. 이 작업은 노르웨이 과학 기술 대학의 Aleksandar-Saša Milaković, Peter Schütz 및 Hamburg Technology의 Sören Ehlers에 의해 수행되었습니다.
