Gli statistici hanno calcolato la probabilità che navi di diverse categorie di navi polari vengano assalite dal ghiaccio lungo la rotta del Mare del Nord. I loro dati aiuteranno a valutare i rischi del traffico marittimo nell'Artico.

I risultati del nuovo studio, pubblicato di recente su Scienza e tecnologia delle regioni fredde rivista, sosterrà una pianificazione del trasporto marittimo più sicura e la prevenzione delle fuoriuscite di petrolio. I risultati andranno anche a beneficio delle autorità che regolano il traffico marittimo fornendo una base per statuti e leggi. Un approccio completo all'informatica aiuta le compagnie di navigazione a pianificare le rotte di trasporto.

Le petroliere più comuni sulla rotta del Mare del Nord

La rotta del Mare del Nord sta attirando più petroliere e navi mercantili che viaggiano dalla Russia e dall'Asia verso l'Europa, e si prevede che il traffico aumenterà lungo il percorso di pari passo con il riscaldamento globale (Figura 1). In inverno, il mare è ghiacciato, rendendolo inaccessibile alle navi di una categoria di navi polari inferiore senza l'assistenza di un rompighiaccio. Le navi possono anche essere assalite dal ghiaccio in primavera e in estate, causando ritardi nei trasporti. Al suo peggio, il ghiaccio può costringere una nave a deviare la sua rotta in modo che si incagli, con conseguenze disastrose.

"Questa è la prima volta che viene eseguita una valutazione completa del rischio di un evento grave utilizzando solo dati aperti, " afferma l'assistente professore di statistica Jarno Vanhatalo, capo del gruppo di statistica ambientale ed ecologica e direttore del Master in Life Science Informatics presso l'Università di Helsinki.

I ricercatori hanno utilizzato dati satellitari sulle condizioni del ghiaccio nelle aree marine artiche e fonti di dati aperte sulla navigazione.

"Uno dei compiti più grandi richiedeva la fusione di set di dati aperti in modo da poter condurre le analisi. Questo compito è stato svolto dall'Università di Aalto. Le analisi statistiche sono state effettuate presso l'Università di Helsinki, utilizzando un modello lineare generalizzato tradizionale, a cui è stato applicato un approccio bayesiano, "Spiega Vanhatalo.

Condizioni del ghiaccio sulle rotte marittime settentrionali

"Se conosciamo le condizioni del ghiaccio prevalenti in un'area specifica, che di solito può essere accertato dalle immagini satellitari, possiamo fare una previsione per, dire, oggi e per ogni punto lungo la rotta del Mare del Nord, " afferma Vanhatalo. La previsione indica la probabilità che una nave di un particolare tipo venga assalita dal ghiaccio in una particolare area (Figura 2).

La categoria della nave polare di una nave ha un impatto cruciale sulla probabilità di assestamento. Le navi di categoria inferiore sono le più a rischio, e molti di loro vengono assaliti dal ghiaccio ogni anno.

I ricercatori hanno anche analizzato l'effetto della concentrazione di ghiaccio sulla probabilità di infestazione. La concentrazione di ghiaccio indica la quota di mare coperta dal ghiaccio. In inverno, la concentrazione di ghiaccio è del 100%, mentre in primavera ed estate varia dallo 0% al 100%, il che significa che l'area marina è un mosaico di banchi di ghiaccio e acque aperte.

La probabilità che una nave venga assalita dal ghiaccio aumenta quanto più lunga è la distanza percorsa in acque ricoperte di ghiaccio e aumenta anche significativamente con concentrazioni di ghiaccio più elevate (Figura 3). Esistono anche notevoli differenze tra navi di diverse categorie di navi polari. Per le migliori navi, cioè., navi di categoria A, la probabilità di assediare su un viaggio di 3, 000 miglia nautiche (NM) in una concentrazione di ghiaccio del 90%-100% è solo 0,04. Di conseguenza, la probabilità per le navi di categoria B è 7,5 volte superiore, o 0,3, considerando che la probabilità per le navi di categoria C è 22,5 volte superiore, o 0.9.

Lo studio appena pubblicato fa parte di un progetto di ricerca internazionale a lungo termine finanziato dalla Lloyd's Register Foundation e volto a migliorare la sicurezza marittima. Lanciato nel 2003, il progetto si concluderà alla fine del 2021. Partecipanti ai progetti CEARCTIC e CEPOLAR, diretto dall'Università Aalto, includere non solo l'Università di Helsinki, ma anche la Norwegian University of Science and Technology (NTNU), la Memorial University of Newfoundland in Canada, e l'Università di tecnologia di Amburgo in Germania.

I ricercatori dell'Università di Helsinki sono stati responsabili della valutazione dell'impatto di una potenziale fuoriuscita di petrolio sull'ambiente artico e sulle comunità biotiche. Le pubblicazioni precedenti si sono concentrate sulle specie di organismi nel Mare di Kara e sugli effetti di una fuoriuscita di petrolio nell'area.

Nonostante il progetto di ricerca stia per concludersi, entro la fine di quest'anno pubblicherà ulteriori analisi statistiche delle incertezze associate alla modellizzazione.

"A causa dei dati di misurazione limitati disponibili dalle aree marine artiche, ci sono grandi incertezze riguardo alla spedizione, organismi viventi e comportamento del petrolio. Un'altra grande incertezza riguarda la stocasticità naturale di condizioni ambientali altamente instabili, " aggiunge Vanhatalo.

Un altro articolo attualmente in corso di scrittura esplora i significati relativi dei fattori che influenzano il rischio complessivo, nonché come dovrebbero essere eseguite le analisi del rischio e come le conclusioni tratte differiscono a seconda di ciò che viene esaminato. L'esame si concentra esclusivamente sul rischio di incidenti delle navi o anche sul rischio che rappresentano per le comunità biotiche marine? I risultati dipendono dal fatto che entrambi vengano esaminati separatamente o contemporaneamente.

Altre pubblicazioni imminenti includono rapporti di sintesi sul progetto nel suo insieme e raccomandazioni basate sulla ricerca condotta.