Statistici hebben berekend hoe groot de kans is dat schepen van verschillende polaire scheepscategorieën langs de Noordelijke Zeeroute in ijs belanden. Hun gegevens zullen helpen bij het beoordelen van de risico's van maritiem verkeer in het noordpoolgebied.

De resultaten van de nieuwe studie, onlangs gepubliceerd in de Koude Regio's Wetenschap en Technologie logboek, zal bijdragen tot een veiligere planning van het zeevervoer en het voorkomen van olielozingen. De resultaten zullen ook ten goede komen aan autoriteiten die het zeeverkeer reguleren door een basis te bieden voor wet- en regelgeving. Een alomvattende benadering van computers helpt rederijen bij het plannen van transportroutes.

Tankers komen vaker voor op de Noordelijke Zeeroute

De noordelijke zeeroute trekt meer tankers en vrachtschepen aan die vanuit Rusland en Azië naar Europa reizen, en het verkeer langs de route zal naar verwachting toenemen samen met de opwarming van de aarde (Figuur 1). In de winter, de zee is bevroren, waardoor het zonder de hulp van een ijsbreker ontoegankelijk is voor schepen van een lagere polaire scheepscategorie. Schepen kunnen in de lente en zomer ook vast komen te zitten in ijs, waardoor transportvertragingen ontstaan. Op zijn slechtst, ijs kan een vaartuig uit zijn koers duwen zodat het aan de grond loopt, met desastreuze gevolgen.

"Dit is de eerste keer dat een uitgebreide risicobeoordeling van een bedreigende gebeurtenis is uitgevoerd met alleen open data, " zegt universitair docent statistiek Jarno Vanhatalo, hoofd van de Environmental and Ecological Statistics-groep en directeur van het masterprogramma in Life Science Informatics aan de Universiteit van Helsinki.

De onderzoekers gebruikten satellietgegevens over ijscondities in Arctische zeegebieden en open databronnen over de scheepvaart.

"Een van de grootste taken vereiste het samenvoegen van open datasets zodat analyses konden worden uitgevoerd. Deze taak werd uitgevoerd door Aalto University. De statistische analyses werden uitgevoerd aan de Universiteit van Helsinki, met behulp van een traditioneel gegeneraliseerd lineair model, waarop een Bayesiaanse benadering werd toegepast, ', legt Vanhatalo uit.

IJscondities op noordelijke zeeroutes

"Als we de ijscondities kennen die in een bepaald gebied heersen, die meestal kan worden vastgesteld op basis van satellietbeelden, kunnen we een voorspelling doen voor, zeggen, vandaag en voor elk punt langs de Noordelijke Zeeroute, ", stelt Vanhatalo. De voorspelling geeft de kans aan dat een schip van een bepaald type in een bepaald gebied in ijs belandt (Figuur 2).

De polaire scheepscategorie van een schip heeft een cruciale invloed op de kans op bestorming. Schepen van een lagere categorie lopen het meeste risico, en velen van hen worden elk jaar belaagd door ijs.

De onderzoekers analyseerden ook het effect van ijsconcentratie op de kans op beleg. IJsconcentratie geeft het aandeel van de zee aan dat bedekt is met ijs. In de winter, ijsconcentratie is 100%, terwijl het in het voorjaar en de zomer varieert van 0% tot 100%, wat betekent dat het zeegebied een mozaïek is van ijsschotsen en open water.

De kans dat een schip vast komt te zitten in ijs neemt toe naarmate de afstand die het aflegt in met ijs bedekte wateren groter wordt en neemt ook aanzienlijk toe bij hogere ijsconcentraties (Figuur 3). Er zijn ook aanzienlijke verschillen tussen schepen van verschillende Polar Ship-categorieën. Voor de beste schepen d.w.z., Categorie A schepen, de kans op een reis van 3, 000 nautische mijlen (NM) in een ijsconcentratie van 90%–100% is slechts 0,04. dienovereenkomstig, de kans voor schepen van categorie B is 7,5 keer groter, of 0,3, overwegende dat de kans voor schepen van categorie C 22,5 keer groter is, of 0,9.

De nieuw gepubliceerde studie maakt deel uit van een internationaal langlopend onderzoeksproject dat wordt gefinancierd door de Lloyd's Register Foundation en gericht is op het verbeteren van de maritieme veiligheid. Gelanceerd in 2003, het project loopt tot eind 2021. Deelnemers aan de projecten CEARCTIC en CEPOLAR, onder leiding van Aalto University, omvatten niet alleen de Universiteit van Helsinki, maar ook de Noorse Universiteit voor Wetenschap en Technologie (NTNU), de Memorial University van Newfoundland in Canada, en de Technische Universiteit van Hamburg in Duitsland.

De onderzoekers van de Universiteit van Helsinki waren verantwoordelijk voor het beoordelen van de impact van een mogelijke olieramp op het Arctische milieu en de biotische gemeenschappen. Eerdere publicaties waren gericht op soorten organismen in de Karazee en de effecten van een olielek in het gebied.

Hoewel het onderzoeksproject ten einde loopt, voor het einde van dit jaar publiceert zij meer statistische analyses van onzekerheden die samenhangen met de modellering.

"Vanwege de beperkte meetgegevens die beschikbaar zijn in de Arctische zeegebieden, er zijn grote onzekerheden over de scheepvaart, levende organismen en het gedrag van olie. Een andere grote onzekerheid heeft betrekking op de natuurlijke stochasticiteit van zeer onstabiele omgevingscondities, ', voegt Vanhatalo toe.

Een ander artikel dat momenteel wordt geschreven, onderzoekt de relatieve significantie van factoren die van invloed zijn op het algehele risico, evenals hoe risicoanalyses moeten worden uitgevoerd en hoe de getrokken conclusies verschillen afhankelijk van wat wordt onderzocht. Richt het onderzoek zich uitsluitend op het ongevalsrisico van schepen of ook op het risico dat zij vormen voor mariene levensgemeenschappen? De resultaten zijn afhankelijk van het feit of beide afzonderlijk of tegelijkertijd worden onderzocht.

Andere aankomende publicaties zijn onder meer samenvattende rapporten over het project als geheel en aanbevelingen op basis van het uitgevoerde onderzoek.