Влияние изменения климата на открытие морских транспортных путей в морях Северного Ледовитого океана

Василий Леонидович Ерохин

Аннотация: в последние десятилетия изменение климата оказывает существенное влияние на различные виды деятельности. В настоящее время около 80% грузов в мире перевозятся морским транспортом, в том числе во все большей степени по маршрутам в Северном Ледовитом океане, которые ранее были труднодоступны в связи с экстремальными ледовыми и температурными условиями. С развитием арктических транспортных коридоров изучение возможных эффектов климатических изменений для межконтинентальной торговли становится крайне актуальным. В данной статье проводится оценка связи ледовой ситуации и погодных условий с доступностью cеверных морских путей для торговой навигации, а также представляется авторское видение экономической составляющей перевода транспортных потоков с традиционных южных маршрутов в арктические моря.

Влияние изменений климата на транспортную инфраструктуру описано и смоделировано в работах многих исследователей. Большинством из них приводятся различные оценки того, каким образом погодные условия изменяют характер деятельности морских портов по всему миру, а также даются рекомендации по адаптации к таким изменениям.[14] Изменения климата несут в себе как положительные, так и негативные эффекты. Для одних стран условия судоходства могут усложниться из-за дестабилизации климатического режима, изменения уровня моря и учащения возникновения экстремальных погодных явлений, в то время как другие регионы могут получить выгоду за счет облегчения условий коммерческого судоходства. К последним относится Арктика, где глобальное потепление обещает сокращение площади ледового покрова морей Северного Ледовитого океана и расширение навигационного окна по маршрутам Северного морского пути, Северо-Западного прохода и других транспортных коридоров.

Наблюдаемое в последние годы ускорение таяния арктических льдов открывает более короткие пути доставки грузов между крупнейшими мировыми рынками Азии, Европы и Северной Америки, облегчает доступ к минеральным и биологическим ресурсам Арктической зоны и тем самым снижает транспортные и эксплуатационые затраты. С экономической точки зрения, однако, целесообразность развития коммерческой навигации в северных водах неоднозначна. Большинством исследователей экономический эффект оценивается только в связи с прогнозируемым сокращением затрат при выборе арктических морских путей по сравнению с традиционными маршрутами через Панамский и Суэцкий каналы.[2; 23] Несмотря на потенциальные выгоды, рядом экспертов тем не менее справедливо обозначается довольно незначительный по сравнению с южными маршрутами интерес к Арктике [16]. Также высказывается точка зрения, что развитие навигации по северным маршрутам окажет негативное влияние на экологию и социально-культурную сферу северных территорий за счет повышения риска техногенных несчастных случаев и экологических аварий в связи с неразвитостью транспортной инфраструктуры. Вследствие этого, оценку перспектив развития коммерческого судоходства в Арктике следует проводить не только с экономической, но и технической, экологической, социальной и культурной точек зрения.

Технические и природные аспекты судоходства в Арктике

По оценкам Межправительственной группы по изменению климата (Intergovernmental Panel on Climate Change), в течение 1880-2012 гг. среднемировая температура окружающей среды выросла на 0,85°С [3]. В полярных областях, однако, увеличение было намного более ощутимым, особенно в последние десятилетия, что отразилось на резком сокращении площади ледового покрытия, изменениях климата в Арктике и, соответственно, перспективах судоходства.

Очевидно, что основным препятствием для развития коммерческой навигации в северных водах является лед. Для целей судоходства критическими характеристиками являются распространение льда, площадь ледового покрова и его толщина. Как распространение, так и площадь – это географические характеристики. Распространение льда представляет собой территорию, на которой концентрация льда превышает определенный минимум (обычно, 15%), в то время как ледовым покровом называется общая площадь морской поверхности, фактически занятая льдом.[1] Оценки ледовой обстановки на основе территориального подхода также применяются для изучения изменения ледового покрова в течение времени в областях, где тот не является постоянным. Такие наблюдения позволяют оценивать показатели ширины навигационного окна (даты между началом и окончанием навигации) и доступности открытой воды для прохода транспортных судов без ледокольного сопровождения.[20] Толщина льда, в свою очередь, – это расстояние между водной поверхностью и атмосферой, занятое льдом и снегом. Для измерения толщины льда применяются различные способы подводного, электромагнитного, воздушного, спутникового и других наблюдений, однако по сей день картина является неполной.[20] Так, возможность проведения спутниковых наблюдений ограничена периодом с ноября по апрель, что не позволяет получать данные в течение весны и лета, когда они являются наиболее актуальными для судоходства в северных морях.[13]

Арктические льды подвижны и вариативны во времени и пространстве. Распространение льда обычно изменяется в пределах 250% в течение года с максимальными значениями в марте и минимальными в сентябре (рис. 1).[22]

Средние минимумы и максимумы распространения льда в Северном Ледовитом океане

Рисунок 1. Средние минимумы и максимумы распространения льда в Северном Ледовитом океане в 1981-2010 гг.[12]

Толщина льда также имеет сезонность в результате термодинамического и динамического утолщения льда в течение зимы и таяния летом.[5] Арктический лед состоит из льда первого года, который тает в течение года и обычно достигает толщины до 2 метров, льда второго года, который сохраняется в течение первого летнего периода после своего формирования, а также многолетнего льда, который не тает в течение как минимум двух сезонов и имеет толщину от 2 до 10 метров. Обычно, более старый лед имеет большую толщину, поскольку он формируется в течение многих периодов зимнего нарастания.[21] Наконец, арктический лед может быть мобильным или стационарным. Первый дрейфует под влиянием поверхностных ветров, течений или сдвигов, в то время как второй неподвижен по отношению к берегу или морскому дну.

Наблюдения показывают существенное изменение ледового покрова в Арктике. В 1979-2016 гг. сентябрьский минимум распространения льда значительно сокращался – на 87,2 км2 или 13,3% каждое десятилетие.[12] Более того, темп сокращения ледового покрова ускорился и достиг минимального показателя распространения льда в 2007 г. и затем вновь в 2012 г. Рекордный минимум в сентябре 2012 г. составил 3,41 млн. км2, или всего лишь 54% среднего минимума в 1981-2010 гг.[9] Кроме непосредственно сокращения распространения льда следует отметить рост доли более тонкого и молодого льда в общей структуре ледового покрова Северного Ледовитого океана (рис. 2).[7]

Распространение льда в центральной части Северного Ледовитого океана

Рисунок 2. Распространение льда в центральной части Северного Ледовитого океана в периоды максимумов в 1990 г. и 2016 г.[21]

Одной из основных причин стремительного сокращения ледового покрова является повышение температуры. Среднегодовая температура в Арктике растет, что влияет на процессы формирования льда, его роста, постоянства и движения в течение года. Запускаются и побочные процессы, которые оказывают на состояние ледового покрова не менее ощутимое и нелинейно растущее влияние. К примеру, таяние льдов увеличивает площадь открытой воды, которая имеет меньший коэффициент отражения солнечных лучей по сравнению со льдом. В результате абсорбция солнечного тепла в зонах открытой воды увеличивается, температура поверхностных вод повышается, что вызывает циклический процесс таяния льда.[15] Такой эффект работает как в сезонной, так и в многолетней перспективах: прогревающиеся поверхностные слои воды откладывают осеннее замерзание, сокращая тем самым период роста льда. В результате, на следующий год слой льда оказывается тоньше, рыхлее и более подвержен раннему расколу.[18]

Однако, несмотря на видимое облегчение ледовой ситуации, происходящее в Арктике, не следует однозначно отождествлять его с улучшением условий для судоходства. Влияющие на лед динамические силы или откалывающиеся от ледников айсберги представляют собой серьезные риски для навигации. Так, в отдельных местах Северного Ледовитого океана динамически деформированный однолетний лед может достигать толщины 5-7 метров [5], что усложняет или полностью блокирует проход судов, особенно в узких проливах. В водах к северу от Гренландии и в акватории Канадского архипелага течения прессуют лед, а толщина ледового покрова достигает здесь наибольших величин в мире [10]. Серьезную опасность представляют и дрейфующие льды. Из-за уменьшения толщины ледового покрова и его площади лед становится более мобильным, скорость дрейфа растет, поведение льда становится более динамичным и менее предсказуемым.[17]

Экономические и социальные перспективы развития коммерческой навигации в Арктике

В силу комплексного характера, непредсказуемости и недостаточной изученности климатических изменений в Арктике, их адекватное транслирование в экономическую, а тем более социальную плоскости крайне затруднительно. Ряд исследований, проведенных в последние годы, показывают экономический потенциал использования морских путей в Северном Ледовитом океане для межконтинентального грузового судоходства за счет сокращения дистанции (на 40%) и экономии топлива (на 3-5%) по сравнению с традиционным путем через Суэцкий канал.[8; 19; 23] Однако, перспективы развития судоходства в Арктике нельзя выражать исключительно расстояниями, временем и топливом, в связи с чем результаты исследований часто оказываются противоположными. Экономический эффект может быть выражен различными способами даже для одного и того же маршрута в свете разнообразия влияющих факторов затрат.

Несмотря на то, что ряд исследований экономической целесообразности использования морских транспортных путей в Арктике были проведены в течение последнего десятилетия с применением широкого спектра доступных методов наблюдений и накопленной базы данных, им, тем не менее, свойственны ограничения.[4; 6] Во-первых, большинство исследований в качестве факторов рентабельности северных морских перевозок берут во внимание только расстояние и стоимость топлива. В реальности же потребление топлива может не являться основным компонентом стоимости перевозки. На издержки также влияют такие переменные прямого действия, как операционные затраты и необходимость пользования ледовым сопровождением, а также косвенные факторы – стоимость разработки новых типов судов для навигации в условиях Арктики, ледовое усиление существующих транспортных средств и многие другие.

Нельзя игнорировать и различного рода неопределенности, связанные с арктическим регионом. Такого рода неопределенности могут быть вызваны как описанными выше климатическими и погодными факторами, так и рядом других – конъюнктура мировых рынков природных ресурсов, добываемых в Арктике (нефть, сжиженный природный газ, металлы), национальное и международное регулирование экономической деятельности и коммерческой навигации в северных широтах странами-членами Арктического Совета и сотрудничающими государствами, социально-экономические аспекты развития циркумполярных территорий и сохранения традиционного образа жизни и культуры коренных народов Севера. Прогнозирование условий судоходства в Арктике затрудняется недолгой историей регулярных наблюдений ледовой обстановки, температуры, климата и других характеристик, технической сложностью проведения постоянного мониторинга в связи с особенностями функционирования техники в северных широтах, недостаточным уровнем развития инфраструктуры обеспечения наблюдений, а также нехваткой опыта коммерческой навигации в изменчивых условиях морей Северного Ледовитого океана. Все вышесказанное обуславливает повышенные риски для судоходства в Арктике как с точки зрения механических повреждений судов и экологических аварий, так и с точки зрения невозможности четкого соблюдения графиков поставок и конкурентоспособности северных путей по сравнению с уже развитыми и широко используемыми традиционными южными маршрутами.

Среди основных факторов, снижающих привлекательность морских путей в Северном Ледовитом океане для развития грузовой навигации, необходимо выделить следующие.

Во-первых, это четко выраженная сезонность. Как было сказано выше, навигационное окно обычно составляет около 4-5 месяцев между июлем/августом и ноябрем. Высокая неопределенность ледовых условий вкупе с затрудненным доступом к транспортным маршрутам (степень которого еще и динамично варьируется) обуславливают повышенную стоимость страхования.

Во-вторых, транспортные издержки на Севере, как правило, увеличиваются на стоимость ледокольного сопровождения грузовых судов. Поддержка ледоколов в отдельных районах, в частности, в восточной части Северного морского пути, может потребоваться даже в период летней навигации. В определенных условиях возможно использование транспортных судов ледового класса, но это также означает значительные издержки на проведение ледового усиления конструкции.

В-третьих, северные маршруты характеризуются более высокими операционными издержками в виду неразвитой транспортной, портовой, логистической и других видов инфраструктуры или ее полного отсутствия.

В-четвертых, очевидное преимущество маршрутов Северного Ледовитого океана по сравнению с южными путями в плане дистанции практически нивелируется низкой скоростью их прохождения, даже летом в зонах открытой воды. В октябре 2018 г. это было продемонстрировано тестовым проходом контейнеровоза компании «Maersk» по Северному морскому пути, который смог выиграть только несколько дней по сравнению со средней продолжительностью маршрута через Суэцкий канал.

В-пятых, несмотря на технические достижения и опыт последних десятилетий, арктические воды продолжают оставаться экстремальными для навигации районами, работа в которых требует специальных навыков. Необходимо обучение специалистов, способных работать в условиях Севера и знающих особенности навигации в Арктике.

В свете существующих климатических, технических, инфраструктурных и экономических ограничений, большинством экспертов развитие коммерческой навигации в морях Северного Ледовитого океана видится за счет танкеров малого и среднего размера, а не контейнеровозов.[11; 24; 25] Обзор данных по грузопотоку в Арктике подтверждает, что его основу составляют наливные и навальные грузы.[11]

Заключение

В данной статье рассмотрены основные эффекты изменения климата на доступность транспортных путей в Северном Ледовитом океане для развития коммерческой навигации и превращения Арктики в транспортную альтернативу южным маршрутам при осуществлении трансконтинентальных грузовых перевозок. Для такого превращения необходимо преодолеть множество объективных препятствий и неопределенностей, включая физические и климатические ограничения, неочевидный экономический эффект, серьезную нехватку или полное отсутствие в отдельных частях Арктики релевантной транспортной, портовой и логистической инфраструктуры, малоизученные эффекты развития коммерческой навигации в северных широтах на экологию, биоразнообразие, образ жизни коренных народов Севера и в целом устойчивость развития циркумполярных территорий.

Экономические интересы многих государств в Арктике в настоящее время стремительно растут, отодвигая на второй план вопросы экологии и социального развития территорий. Открытие морей Северного Ледовитого океана для навигации и эффективная адаптация экономических субъектов к климатическим изменениям, происходящим в регионе, могут создать условия для превращения арктических морских коридоров в полноценные транспортные артерии, соединяющие рынки Азии, Европы и Северной Америки. Дальнейшие исследования в данной сфере должны быть посвящены уточнению необходимых затрат и потенциальных выгод использования морей Северного Ледовитого океана для трансконтинентальных грузовых перевозок с учетом прогнозируемых климатических изменений и возможных негативных социально-экономических и экологических последствий резкого усиления навигационной активности.

Список использованной литературы:

  1. Cavalieri, D.J., & Parkinson, P. (2012). Arctic Sea Ice Variability and Trends, 1979-2010. The Cryosphere, 6(4), 881-889.
  2. Cheng, C.-F., & Lee, A.-H. (2011). The Influences of Relationship Marketing Strategy and Transaction Cost on Customer Satisfaction, Perceived Risk, and Customer Loyalty. African Journal of Business Management, 13(5), 5199-5209.
  3. Intergovernmental Panel on Climate Change. (2013). Summary for Policymakers. In T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, & J. Boschung (Eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press.
  4. Kitagawa, H. (2008). Arctic Routing: Challenges and Opportunities. WMU Journal of Maritime Affairs, 7, 485-503.
  5. Landy, J., Babb, D., Ehn, J., Theriault, N., & Barber, D.G. (2016). Sea Ice Thickness in the Eastern Canadian Arctic: Hudson Bay Complex & Baffin Bay. Remote Sensing of Environment, 200, 281-294.
  6. Lasserre, F. (2014). Case Studies of Shipping along Arctic Routes. Analysis and Profitability Perspectives for the Container Sector. Transportation Research Part A. Policy and Practice, 66, 144-161.
  7. Lindsay, R., & Schweiger, A. (2015). Arctic Sea Ice Thickness Loss Determined Using Subsurface, Aircraft, and Satellite Observations. The Cryosphere, 9(1), 269-283.
  8. Liu, M., & Kronbak, J. (2010). The Potential Economic Viability of Using the Northern Sea Route (NSR) as an Alternative Route between Asia and Europe. Journal of Transport Geography, 18, 434-444.
  9. Liu, Q., Babanin, A.V., Zieger, S., Young, I.R., & Guan, C. (2016). Wind and Wave Climate in the Arctic Ocean as Observed by Altimeters. Journal of Climate, 29(22), 7957-7975.
  10. Melling, H. (2002). Sea Ice of the Northern Canadian Arctic Archipelago. Journal of Geophysical Research, 107(C11), 3181.
  11. Meng, Q., Zhang, Y., & Xu, M. (2016). Viability of Transarctic Shipping Routes: A Literature Review from the Navigational and Commercial Perspectives. Maritime Policy & Management, 44(1), 1-26.
  12. National Snow and Ice Data Center. (2016). Arctic Sea Ice News and Analysis. Retieved from https://nsidc.org/arcticseaicenews/2016/10/.
  13. Ng, A.K.Y., Andrews, J., Babb, D., Lin, Y., & Becker, A. (2018). Implications of Climate Change for Shipping: Opening the Arctic Seas. WIREs Climate Change. doi: 10.1002/wcc.507.
  14. Ng, A.K.Y., Becker, A., Cahoon, S., Chen, S.L., Earl, P., & Yang, Z. (2016). Climate Change and Adaptation Planning for Ports. Abingdon: Routledge.
  15. Parkinson, C.L. (2014). Spatially Mapped Reductions in the Length of the Arctic Sea Ice Season. Geophysical Research Letters, 41(12), 4316-4322.
  16. Pierre, C., & Olivier, F. (2015). Relevance of the Northern Sea Route (NSR) for Bulk Shipping. Transportation Research, 78, 337-346.
  17. Rampal, P., Weiss, J., & Marsan, D. (2009). Positive Trend in the Mean Speed and Deformation Rate of Arctic Sea Ice. Journal of Geophysical Research, 114, C05013.
  18. Serreze, M.C., & Barry, R.G. (2011). Processes and Impacts of Arctic Amplification: A Research Synthesis. Global and Planetary Change, 77(1), 85-96.
  19. Schoyen, H., & Brathen, S. (2011). The Northern Sea Route versus the Suez Canal: Cases from Bulk Shipping. Journal of Transport Geography, 19, 977-983.
  20. Stroeve, J., & Notz, D. (2015). Insights on Past and Future Sea-Ice Evolution from Combining Observations and Models. Global and Planetary Change, 135, 119-132.
  21. Tschudi, M.A., Stroeve, J.C., & SJ (2016). Relating the Age of Arctic Sea Ice to Its Thickness, as Measured during NASA’s ICESat and IceBridge Campaigns. Remote Sensing, 8(6), 457.
  22. Vaughan, D.G., Comiso, J.C., Allison, I., Carrasco, J., Kaser, G., Kwok, R., … Zhang, T. (2013). Observations: Cryosphere. In T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, & S.K. Allen (Eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press.
  23. Xu, H., Yin, Z., Jia, D., Jin, F., & Ouyang, H. (2011). The Potential Seasonal Alternative of Asia-Europe Container Service via Northern Sea Route under the Arctic Sea Ice Retreat. Maritime Policy & Management, 38(5), 541-560.
  24. Zhang, Y., Meng, Q., & Zhang, L. (2016). Is the Northern Sea Route Attractive to Shipping Companies? Some Insights from Recent Ship Traffic data. Marine Policy, 73, 53-60.
  25. Zhao, H., Hu, H., & Lin, Y. (2016). Study on China-EU Container Shipping Network in the Context of Northern Sea Route. Journal of Transport Geography, 53, 50-60.

УДК 551.583.02, 338

В. Л. Ерохин – кандидат экономических наук, доцент, Центр исследования России и Украины, Институт экономики и менеджмента, Харбинский инженерный университет, Харбин, КНР

V. Erokhin – candidate of economic sciences, associate professor, Center for Russian and Ukrainian Studies, School of Economics and Management, Harbin Engineering University, Harbin, P.R. China

E-mail: basilic@list.ru

Effects of Climate Change on the Opening of Maritime Transport Routes in the Arctic Ocean

Annotation: In recent decades, climate change has been presenting an essential impact for various kinds of activities. Currently, about 80% of globally traded cargo is carried by maritime transport, including increasingly in the Arctic Ocean, which has not been easily accessible previously due to the extreme ice and temperature conditions. Amid the development of maritime transport corridors in the Arctic, the study of possible effects of climate change for intercontinental trade gains the relevance. This paper assesses the relationship between the ice situation and climate conditions and the accessibility of the northern routes for commercial navigation. The author also presents his vision of the economic feasibility of diverting transport flows from conventional southern shipping routes to the Arctic Ocean.

При цитировании статьи в других источниках просим использовать следующий формат: Ерохин В. Л. Влияние изменения климата на открытие морских транспортных путей в морях Северного Ледовитого океана // Маркетинг и логистика. – 2018. – №5 (19). — с. 32-45.

Полная версия журнала в pdf-формате по ссылке «Маркетинг и логистика».