南极海域船舶排放高分辨率图谱揭示政策关键热点与后疫情反弹特征

推荐：为解决南极海域船舶排放缺乏精细化监管的问题，研究人员整合AIS（Automatic Identification System）数据与动力模型，首次绘制2019-2022年南纬60°以南海域CO2排放热点图谱。结果显示冰breaker（43.9%）、客船（28.7%）和渔船（16.3%）为主要排放源，南极半岛（60%）和罗斯海（10%）为关键生态敏感区。该研究为IMO Polar Code修订和南极条约体系（ATS）协同治理提供数据支撑，助力实现SDG 13/14目标。

　　

南极作为地球上最后的净土，其脆弱的生态系统正面临日益增长的船舶活动威胁。尽管南极旅游碳排放已被广泛研究，但科学考察、渔业等活动的排放特征长期缺乏精准量化。更关键的是，现有统计方法依赖国际南极旅游组织协会（IAATO）的宏观数据，无法实现排放热点的空间定位，难以支撑针对性政策制定。

中国海洋卫星数据中心的研究团队通过整合五颗卫星获取的高分辨率AIS轨迹数据（2019-2022年）与船舶动力参数，首次构建了南纬50°以南海域的船舶碳排放清单。研究发现：南纬60°以南海域累计排放63万吨CO₂，其中冰breaker（43.9%）、客船（28.7%）和渔船（16.3%）构成三大主力排放源。空间上，南极半岛（占60%）和罗斯海（占10%）这两个生物多样性关键区成为排放热点。疫情导致2020-2021年旅游排放骤降98%，但渔业活动保持稳定，凸显不同行业的抗风险差异。美国、俄罗斯、挪威和中国四国贡献了48%的排放量，反映极地活动的地缘格局。该成果发表于《Journal of Environmental Management》，为南极航运治理提供了首个高分辨率排放基准。

研究采用三大关键技术：1）卫星AIS数据清洗与轨迹标准化处理（采样间隔30分钟）；2）基于支持向量回归（SVR）的船舶主机功率（MEP）估算模型（R²达0.94）；3）极地修正的负载因子算法（冰breaker速度指数n=1.52）。验证显示，"雪龙"号实测与模型计算的燃油消耗误差<9%，日均预测平均绝对误差（MAPE）为12.57%。

【结果分析】
3.1 时间特征：排放呈现显著季节性，客船在1-2月达峰值，2022年12月创纪录（疫情后反弹）。冰breaker在夏季科考季（11-3月）持续活跃，渔船排放则不受季节影响。

3.2 国家对比：美国凭借客船和破冰船（如麦克默多站补给）居首（16.4%），俄罗斯专注科考（10.6%），挪威以渔业见长（10.6%），中国则兼顾科考（雪龙系列）与磷虾捕捞（10.2%）。

3.3 空间分布：德雷克海峡和南极半岛西岸形成"双热点"，罗斯海保护区（RSrMPA）内渔船排放占该区域15%，主要分布在特别研究区（SRZ）。

【结论启示】
研究首次量化了南极航运的碳足迹与环境压力：1）每艘南极游轮游客人均排放15吨CO₂，是普通邮轮的3倍；2）黑碳在冰面的沉降加速南极半岛消融；3）船舶噪声干扰鲸类通讯（200Hz-25kHz频段）。建议通过三方面改进：将碳强度指标（CII）纳入《极地规则》，在IAATO自愿减排基础上设定强制性目标；依托南极条约协商会议（ATCM）建立国家排放配额机制；运用AIS实时监控热点海域。该研究不仅填补了极地排放核算方法学空白，更通过将科学数据转化为政策语言，为平衡南极科研、旅游与生态保护提供了量化依据。