Les statisticiens ont calculé la probabilité que des navires de différentes catégories de navires polaires soient pris dans les glaces le long de la route maritime du Nord. Leurs données permettront d'évaluer les risques du trafic maritime dans l'Arctique.

Les résultats de la nouvelle étude, publié récemment dans le Sciences et technologies des régions froides journal, soutiendra une planification plus sûre du transport maritime et la prévention des marées noires. Les résultats bénéficieront également aux autorités qui réglementent le trafic maritime en fournissant une base pour les statuts et la législation. Une approche globale de l'informatique aide les compagnies maritimes à planifier les itinéraires de transport.

Les pétroliers plus fréquents sur la route maritime du Nord

La route maritime du Nord attire de plus en plus de pétroliers et de cargos voyageant de Russie et d'Asie vers l'Europe, et le trafic devrait augmenter le long de la route en tandem avec le réchauffement climatique (Figure 1). En hiver, la mer est gelée, le rendant inaccessible aux navires d'une catégorie de navire polaire inférieure sans l'aide d'un brise-glace. Les navires peuvent également être envahis par les glaces au printemps et en été, entraînant des retards de transport. Au pire, la glace peut forcer un navire à s'écarter de sa route de sorte qu'il s'échoue, avec des conséquences désastreuses.

"C'est la première fois qu'une évaluation complète des risques d'un événement perturbateur a été réalisée en utilisant uniquement des données ouvertes, " déclare le professeur adjoint de statistique Jarno Vanhatalo, chef du groupe Statistiques environnementales et écologiques et directeur du programme de maîtrise en informatique des sciences de la vie à l'Université d'Helsinki.

Les chercheurs ont utilisé des données satellitaires sur l'état des glaces dans les zones marines de l'Arctique ainsi que des sources de données ouvertes sur la navigation.

"L'une des tâches les plus importantes nécessitait la fusion d'ensembles de données ouverts afin que les analyses puissent être menées. Cette tâche a été réalisée par l'Université Aalto. Les analyses statistiques ont été effectuées à l'Université d'Helsinki, en utilisant un modèle linéaire généralisé traditionnel, auquel une approche bayésienne a été appliquée, " explique Vanhatalo.

Conditions de glace sur les routes maritimes du Nord

« Si nous connaissons les conditions de glace qui prévalent dans une zone précise, qui peut généralement être déterminé à partir d'images satellites, nous pouvons faire une prédiction pour, dire, aujourd'hui et pour chaque point de la route maritime du Nord, " déclare Vanhatalo. La prédiction indique la probabilité qu'un navire d'un type particulier soit pris dans les glaces dans une zone particulière (Figure 2).

La catégorie de navire polaire d'un navire a un impact crucial sur la probabilité d'être assailli. Les navires d'une catégorie inférieure sont les plus exposés, et beaucoup d'entre eux deviennent assaillis par la glace chaque année.

Les chercheurs ont également analysé l'effet de la concentration de glace sur la probabilité d'attaque. La concentration de glace indique la part de la mer recouverte de glace. En hiver, la concentration de glace est de 100 %, alors qu'au printemps et en été il varie de 0 % à 100 %, ce qui signifie que la zone marine est une mosaïque de banquise et d'eau libre.

La probabilité qu'un navire soit pris dans les glaces augmente plus la distance qu'il parcourt dans les eaux couvertes de glace et augmente également de manière significative avec des concentrations de glace plus élevées (figure 3). Il existe également des différences considérables entre les navires de différentes catégories de navires polaires. Pour les meilleurs navires, c'est à dire., Navires de catégorie A, la probabilité d'assister à un voyage de 3, 000 milles marins (NM) dans une concentration de glace de 90 à 100 % n'est que de 0,04. En conséquence, la probabilité pour les navires de catégorie B est 7,5 fois plus élevée, ou 0,3, alors que la probabilité pour les navires de catégorie C est 22,5 fois plus élevée, ou 0,9.

L'étude récemment publiée fait partie d'un projet de recherche international à long terme financé par la Lloyd's Register Foundation et visant à améliorer la sécurité maritime. Lancé en 2003, le projet s'achèvera fin 2021. Les participants aux projets CEARCTIC et CEPOLAR, dirigé par l'Université Aalto, inclure non seulement l'Université d'Helsinki, mais aussi l'Université norvégienne des sciences et technologies (NTNU), l'Université Memorial de Terre-Neuve au Canada, et l'Université de technologie de Hambourg en Allemagne.

Les chercheurs de l'Université d'Helsinki ont été chargés d'évaluer l'impact d'un éventuel déversement de pétrole sur l'environnement arctique et les communautés biotiques. Les publications précédentes se sont concentrées sur les espèces d'organismes de la mer de Kara et les effets d'un déversement de pétrole dans la région.

Bien que le projet de recherche touche à sa fin, avant la fin de cette année, il publiera davantage d'analyses statistiques des incertitudes associées à la modélisation.

« En raison des données de mesure limitées disponibles dans les zones marines de l'Arctique, il existe de grandes incertitudes concernant l'expédition, les organismes vivants et le comportement du pétrole. Une autre incertitude majeure concerne la stochasticité naturelle des conditions environnementales très instables, " ajoute Vanhatalo.

Un autre article en cours de rédaction explore les significations relatives des facteurs affectant le risque global ainsi que la manière dont les analyses de risque doivent être effectuées et comment les conclusions tirées diffèrent selon ce qui est examiné. L'examen porte-t-il uniquement sur le risque d'accident des navires ou également sur le risque qu'ils représentent pour les communautés biotiques marines ? Les résultats varient selon que les deux sont examinés séparément ou en même temps.

D'autres publications à venir comprennent des rapports de synthèse sur le projet dans son ensemble et des recommandations basées sur les recherches menées.