Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modeling navigation, ecologic and economic results of planned voyage of ship on the Northern Sea Route

Pastusiak T.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2022

|

Vol. 16 No. 4

611--623

EN

Over the years, many publications have been published on planning ship’s passage through the NSR and input and output data modeling. Results were not considered in terms of errors of modeled output data. Basic research for the years 2008 - 2020 was carried out in the study on opening and closing dates of ice-free transit corridor on the NSR and probable number of tariff zones where paid assistance of icebreakers would be required. Mathematical relationships of average values and probable errors of navigational, ecological and economic ship voyage performance were developed. For this purpose, partial derivatives of functions were used. The outcomes of the study have shown that changes of total average cost of vessel’s transit voyage depends mostly on number of tariff zones where assistance of icebreakers is required. But navigation with icebreakers assistance ensures smaller standard deviation of total voyage time and thus more precise scheduling of ship's voyage timetable through the NSR. The higher probability of meeting requirements set by decision-maker when planning a long-term voyage of ship, the shorter time window for meeting these requirements. Outside the favorable time window, the navigational, ecological and economic results of voyage deteriorate very quickly.

2

Navigating a vessel without an ice class on the NSR close to the front of Ice-free zone during ice melting period

Pastusiak T.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2020

|

Vol. 14, no. 1

227--233

EN

Arikaynen A.I., Tsubakov K.N. 1987. Alphabet of ice navigation. [in Russian] (Aзбyкa лeдoвoгo плaвaния). Transport, Moscov: 224 Buysse J. 2007. Handling ships in ice, A practical guide to handling 1A and 1AS classed ships. The Nautical Institute, London: 166 House D.J., Lloyd T., Toomey P.R.M., Dickins D. 2010. The ice navigation manual. Witherby Seamanship International Ltd: 409 International Hydrographic Office, 1953. Limits of oceans and seas. Publication S-23: 40 International Hydrographic Office, 2002. Limits of oceans and seas. Publication S-23, Draft 4th Edition, 2002: 235 Jurdziński M. 2000. Planning the navigation in ice [in Polish] (Planowanie nawigacji w lodach). Wyższa Szkoła Morska, Gdynia: 192 NATICE, 2018. MIZ ice concentration maps in ESRI Shape format. U.S. National Ice Center, http://www.natice.noaa.gov/Main_Products.htm. Accessed 19.12.2018 Natural Earth, 2017. Free vector and raster map data at 1:10 m, 1:50 m, and 1:110 m scales, http://www.naturalearth-data.com. Accessed 01.01.2017 Parnell G.Q. 1986. Ice seamanship, Monograph. The Nauitical Institute: 87 Pastusiak T. 2016a. The time window for vessels without ice strengthening on the Northern Sea Route, Annual of Navigation, No. 23: 103-119 Pastusiak T. 2016b. The Northern Sea Route as a shipping lane. Expectations and Reality, ISBN 978-3-319-41832-2, ISBN eBook 978-3-319-41834-6, Springer International Publishing AG, Switzerland: 247 Pastusiak T. 2016c. Principles of Vessel Route Planning in Ice on the Northern Sea Route, TRANSNAV, International Journal of Marine Navigation and safety of sea transportation, Vol. 10 No. 4 - December 2016 Pastusiak T. 2018. Planning independent transit voyages of vessel without ice strengthening through the Northern Sea Route [in Polish] (Planowanie samodzielnych podróży tranzytowych statku bez wzmocnień lodowych przez Północną Drogę Morską). Akademia Morska w Gdyni, Gdynia, ISBN 978-83-7421-286-1: 278 Pastusiak T. 2020. Voyages on the Northern Sea Route, Springer International Publishing, 1st ed. 2020, XXXVIII, Print ISBN 978-3-030-25489-6: 279 Shapaev V.M. 1975. Hydrometeorological conditions and navigation [in Russian] (Гидрометеорологические условя и мореплавание). Moscov, Transport: 248

3

Hydrology of tidal waters at the glacier terminus and their Impact on hydrographical surveys and navigation safety

Pastusiak T.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2020

|

Vol. 14, no. 2

425--431

EN

The data analysed in the paper are related to the hydrology of tidal waters at a tidewater glacier terminus. Set of data was collected in the wide span of time from 2009 till 2015 in the Nordaustlandet and Southwest Spitsbergen near various tidal glaciers terminus. The data are related to tidal phenomenon, calving glacier, drifting ice, hydrology of brackish water from ice of glacial origin and theirs consequences on safety of navigation. Thus, results of analysis of hydrological data may serve for improvement of safety of maritime transport in polar regions on high latitudes in vicinity of tidewater glaciers. The research work was part of the reconnaissance of hydrological and hydrographic conditions for the needs of other studies. Measurements were taken at the Kamavika inlet leading from the Hans Glacier to-wards Hornsund fjord (Southern Svalbard). Based on above data, the causes of disturbances and errors of hydrographic measurements that may occur in area of occurrence of brackish water layer and their influence on errors of digital information displayed in ECDIS systems as well as prediction of ice conditions and safety of watercrafts in vicinity of glacier terminus and on anchorage were described.

4

Ice conditions affecting passage of Polish vessels convoy though the NSR in 1956. Long-term ice forecasts and passage strategies

Pastusiak T.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2018

|

Vol. 12, no. 1

101--106

EN

The goal of the study was to examine ice cover conditions that accompanied the passage of convoy of seven Polish vessels from Europe to the Far East in year 1956, which initiated an international commercial shipping transit. Several different sources of information on the state of ice cover in the Arctic were used in this study. Ice conditions (decisive for ability of a merchant vessel or icebreaker to cross the route) during the following navigational seasons in most of the NSR areas showed extremely divergent results - from the most favorable to the most difficult and vice versa. Existing in years 1940-1957 ice cover conditions and shipbuilding technologies did not guarantee a successful transit passage in one navigation season. The Soviet Union used icebreakers that were not able to lead vessels in heavy ice conditions that occurred in 1950s. The NSR Administration used passive strategy ? waiting for improvement of ice conditions - instead of forcing heavy ice. Passive strategy of navigation through the NSR included wintering and continuation of passage next year when ice conditions improved. Annual variability of ice conditions approximated by third degree polynomial line showed trends well. However, the high annual anomalies of ice conditions in relation to trend line did not allow for effective forecasts on particular sections of the NSR in next navigation season.

5

Assessment of safety and economy of navigation in ice on the Northern Sea Route

Pastusiak T.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 6

193--197, CD

EN

This article discusses safety and economic issues of sea transport during transit voyages of a vessel across the North Sea Route (NSR) in the Arctic Ocean. The main obstacles to shipping and threat to vessels are the regions of ice occurrence and, in particular, clusters of ice with high and very high concentration, thickness and hummocking occurring each year in the same places, which are called ice massifs. Speed of vessels has the greatest impact on the economy of transit voyage. The safe speed of vessels, as a means of transport that ensures trouble-free navigation of the vessels depends on ice conditions. Until now, the concept of safe speed has not been precisely defined. Also, the impact of speed of the vessel in certain ice conditions on over-coming the ice and the risk of damage to vessel has not been precisely defined. Issues of direct and potential costs of vessel’s safety, damages and consequences of damages in ice were also not fully considered. The author analyzed the above relation-ships on the example of the first commercial vessel transit voyage through the NSR and obtained generalized results that can be applied to the initial, general and tactical route planning till 10 days - 6 months ahead and transit schedule of a vessel between Europe and the Far East ports via the Northern Sea Route. The presented method should increase safety and economy of sea transportation in areas covered with ice.

PL

W artykule omówiono zagadnienia bezpieczeństwa i ekonomiczne transportu morskiego podczas podróży tranzytowych statku przez Północną Drogę Morską (PDM) na Oceanie Arktycznym. Głównym utrudnieniem dla żeglugi i zagrożeniem dla statków są na niej rejony występowania lodu a w szczególności skupiska lodu o dużej i bardzo dużej zwartości, grubości i zwałowaniu, występujące każdego roku w tych samych miejscach, które są nazywane masywami lodowymi. Największy wpływ na ekonomiczność podróży tranzytowych stanowi prędkość statku. Bezpieczna prędkość statku, jako środka transportu, która zapewni bezawaryjną jego nawigację zależy od warunków lodowych. Do chwili obecnej pojęcie prędkości bezpiecznej nie zostało precyzyjnie określone. Również wpływ prędkości statku w określonych warunkach żeglugi lodowej na utrudnienie żeglugi i zagrożenie uszkodzeniami statku nie zostały precyzyjnie ustalone. Nie były rozpatrywane również kwestie bezpośrednich i potencjalnych kosztów zagrożenia bezpieczeństwa statku w lodach. Autor przeanalizował powyższe zależności na przykładzie przypadku pierwszej komercyjnej podróży tranzytowej statku przez PDM i uzyskał uogólnione wyniki, które mogą być zastosowane do wstępnego, generalnego i taktycznego planowania trasy i harmonogramu podróży tranzytowej statku pomiędzy Europą i portami Dalekiego Wschodu przez Północną Drogę Morską. Przedstawiona metoda powinna zwiększyć bezpieczeństwo i ekonomiczność transportu morskiego w rejonach pokrytych lodem.

6

Evaluation Criteria and Approach to Voyage Planning in Ice. Verification on the Example of German Ship Activity During the Second World War

Pastusiak T.

Annual of Navigation

|

2018

|

No. 25

5--26

EN

Vessels designed for navigation in ice can perform voyage with the assistance of icebreaker in the navigation season in case an ice cover area is less than 20%. Whereas the same vessels could carry out successfully completed voyage through the NSR with intensive icebreaker help at the ice-covered area lower than 42%. Navigation of the same vessel at ice covered area above 80% is possible with intensive icebreaker help, but it threatens to damage the hull, rudder or propeller. Excessive generalization of data analyzed may cause to wrong, even opposite conclusions. Using only basic statistical information in the form of average values and standard deviation may be not sufficient for the purpose of vessel’s voyage planning in areas covered with ice. Much more opportunities for the assessment of navigation in ice covered regions provides cumulative distribution, which should be related to the time and geographical space distribution. It allows to determine the duration of time window for given area covered with ice in a particular region and predetermined probability of its occurrence. It is thus possible to plan approximate date of departure and duration of voyage for assumed safety criteria. Also, it is possible to plan a number of consecutive voyages in a navigation season. Mathematical approach to voyage planning in ice based on a cumulative distribution is presented in the paper. It allows creation of an advisory computer application to support decision-making by the commander of a vessel. It will reduce the human factor in data processing and reduce possibility of making a mistake. By this way, can be enhanced the safety of maritime transport. Novell approach is verified on the example of historical data about the German Navy ship activity during the Second World War.

PL

W 1940 Roku na Północnej Drodze Morskiej (PDM) panowały ekstremalnie lekkie warunki lodowe w stosunku do kilku lat wcześniejszych i późniejszych. Najniższa powierzchnia pokrywy lodowej w regionach PDM w latach 1940-1945 występowała średnio w pierwszej dekadzie września. Statki przeznaczone do żeglugi w lodach mogą realizować podróże ze wsparciem lodołamaczy w sezonie nawigacyjnym w przypadku, gdy powierzchnia pokrycia poszczególnych mórz lodem jest mniejsza niż 20%. Nawigacja tego samego statku w rejonach PDM pokrytych lodem powyżej 80% jest możliwa przy intensywnej pomocy lodołamacza, ale grozi uszkodzeniem kadłuba, steru lub śruby napędowej. Do błędnych a nawet przeciwnych wniosków może prowadzić nadmierne uogólnienie analizowanych danych. Wykorzystanie jedynie podstawowych informacji statystycznych w postaci wartości średnich i odchyleń standardowych może być niewystarczające do celów planowania podróży statku na akwenach pokrytych lodem. Znacznie więcej możliwości dla oceny warunków żeglugi w regionach pokrytych lodem zapewnia rozkład skumulowany, który powinien być związany z rozkładem czasowym i rozkładem geograficznym. Rozkład skumulowany pozwala określić czas trwania okienka czasowego występowania określonych warunków żeglugi lodowej statków dla określonej powierzchni pokrycia danego regionu lodem i założonego prawdopodobieństwa o wystąpienia takich warunków. W ten sposób można zaplanować przybliżoną datę początku podróży i czas trwania podróży dla przyjętych kryteriów bezpieczeństwa. Możliwe jest również zaplanowanie szeregu kolejnych podróży w jednym sezonie nawigacyjnym. Przedstawione matematyczne podejście do planowania podróży w lodzie oparte na rozkładzie skumulowanym pozwala na stworzenie doradczej aplikacji komputerowej wspierającej proces decyzyjny osoby dowodzącej statkiem. Zmniejszy to udział czynnika ludzkiego w przetwarzaniu danych i ograniczy możliwość popełnienia błędu. W ten sposób będzie można zwiększyć bezpieczeństwo transportu morskiego.

7

Principles of vessel route planning in Ice on the Northern Sea Route

Pastusiak T.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2016

|

Vol. 10, no. 4

587--592

EN

A complex of ice cover characteristics and the season of the year were considered in relation to vessel route planning in ice-covered areas on the NSR. The criteria for navigation in ice - both year-round and seasonal were analyzed. The analysis of the experts knowledge, dissipated in the literature, allowed to identify some rules of route planning in ice-covered areas. The most important processes from the navigation point of view are the development and disintegration of ice, the formation and disintegration of fast ice and behavior of the ice massifs and polynyas. The optimal route is selected on basis of available analysis and forecast maps of ice conditions and ice class, draught and seaworthiness of the vessel. The boundary of the ice indicates areas accessible to vessels without ice class. Areas with a concentration of ice from 0 to 6/10 are used for navigation of vessels of different ice classes. Areas of concentration of ice from 7/10 up are eligible for navigation for icebreakers and vessels with a high ice class with the assistance of icebreakers. These rules were collected in the decision tree. Following such developed decision-making model the master of the vessel may take decision independently by accepting grading criteria of priorities resulting from his knowledge, experience and the circumstances of navigation. Formalized form of decision making model reduces risk of the "human factor" in the decision and thereby help improve the safety of maritime transport.

8

Functionality of Sea Ice Data Sources on the NSR

Pastusiak T.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2016

|

Vol. 10, no. 3

441--450

EN

The functionality of available official sources of sea ice data for the Northern Sea Route to date is low. In recent years a large number of new publicly available sources have appeared. Their functionality for purposes of route planning has yet to be evaluated. This study presents results of qualitative and expert analyses of various sources. It is proposed to use new indicators to enable comparison of functionality of data sources. New sources provide the technical progress that is instrumental in reducing the amount of effort and influence of the human factor in the decision-making system. The study also presents solutions to the problem of limited bandwidth available at high latitudes with Iridium satellite system. Presented solutions can be used on any vessel by any company or navigator to implement or design the decision support system related to route planning in ice in accordance with the requirements of the ISM Code and concept of e-Navigation.

9

Accuracy of Sea Ice Data from Remote Sensing Methods, its Impact on Safe Speed Determination and Planning of Voyage in Ice-Covered Areas

Pastusiak T.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2016

|

Vol. 10, no. 2

229--248

EN

The data related to ice floe concentration and ice thickness were analysed. Sources of data have been verified by visual observation and by comparison in between information from different remote sensing sources. The results of this work exceeded initial expectations. The discrepancies of the information provided by various data sources result from the error of the measurement method, which can be as high as 15% of the concentration of ice floes. It should also be borne in mind that the more generalized information about the state of the ice cover, the lower probability of detection of ice floe patches of a high concentration and spatial extent. Each vessel that is planning voyage in ice should take into consideration inaccurate estimation of concentration and thickness of ice floes received by means of satellite remote sensing methods. The method of determining permissible speed of various ice class vessel in ice on basis of safe speed graph for the icebreaker was developed. A well-defined equation approximates relationship between speed of the icebreaker and the vessels of specified ice classes. Average distance of 24.1 Nm from sea ice extent line was related to all analysed lines representing 30-40% ice floe concentration (IUP product excluded) and 30.6 Nm for analysed lines representing 70-81-91% ice floe concentration. The maximal average distance of the furthest analysed line (IUP product excluded) was equal 37.2 Nm. The average standard deviation of that results was equal 8.3 Nm only. Average distances of analysed lines from sea ice extent line to maximal ice data values were found as follow: 8.4 Nm (23%) for NSIDC-CCAR ice age, 12.3 Nm (33%) for minimal distance of 30-40% ice concentration, 15.4 Nm (41%) for OSISAF ice type “ambiguous” zone from Open Water side, 25 Nm (67%) for minimal distance of 70-81-91% ice concentration, 26.6 Nm (72%) for OSISAF ice type “ambiguous” zone from 1st year ice age side, 35.9 Nm (97%) for maximal distance of 30-40% ice concentration and 36.3 Nm (98%) for maximal distance of 70-81-91% ice concentration data. In the parentheses placed relative distances from first ice data including IUP 40% concentration isolines. Sea ice extent of most of available data sources delineated the edge of “area to be avoided” for vessels of ice class lower than L1. Estimated average speed of L3 ice class vessel was from 3.3 knots till 5.2 knots at average speed 5.0 knots. For L1 ice class vessel estimated average speed was from 6.5 knots till 12.1 knots at average speed 9.7 knots. Relative standard deviation of averaged speed for both ice class vessels was equal 18%. The highest relative deviations were found up to 50% below the average speed value. The highest relative deviations upward were equal 22%. Above speeds for L3 and L1 ice class vessels corresponded well with average technical speed of “Norilsk SA-15” ULA class vessel equal 12,6 knots. The results of the work were not intended to be used for decision making on spot - “on-scene” - during direct guiding vessel in ice. They should be useful for initial voyage planning to allow decision-makers to identify the best freely available data sources for considered voyage and vessel of defined ice class; to understand advantages and limitations of available in the internet data sources; to estimate vessel’s maximal safe speed in encountered ice conditions, to estimate spatial distribution and correlations in between various levels of sea ice concentration and thickness. All above data allow estimate voyage time that is, in addition to fuel consumption, basic criterion of maritime transport economics.

10

Zmiany temperatury wody powierzchniowej na morzach Arktyki Rosyjskiej i ich konsekwencje dla żeglugi na Północnej Drodze Morskiej (1979-2016)

Styszyńska A., Pastusiak T.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2016

|

Nr 26

165--177

PL

Praca omawia zmiany średniej miesięcznej temperatury wody powierzchniowej na morzach Arktyki Rosyjskiej w latach 1979-2016. Stwierdzono, że w badanym okresie następował powolny wzrost temperatury wody. Jednakże tylko na Morzu Barentsa był on istotny statystycznie we wszystkich miesiącach roku, a w SW części Morza Karskiego oraz w zachodniej części Morza Czukockiego w okresie od czerwca do grudnia. W analizowanym 38.leciu największy wzrost temperatury wody powierzchniowej miał miejsce na Morzu Wschodniosyberyjskim (+0,57°C/10 lat w sierpniu i +0,44°C/10 lat we wrześniu) oraz w SW części Morza Karskiego w lipcu (+0,53°C/10 lat). W dalszym ciągu na wszystkich morzach, poza Morzem Barentsa, do czerwca włącznie temperatura wody ma wartości niższe od temperatury jej zamarzania przy swoistym dla danego morza zasoleniu. Najpóźniej temperaturę zamarzania osiągają wody Morza Barentsa gdzie w ostatniej dekadzie (2006-2015) na podejściu do północnego wejścia na PDM rzadko kiedy temperatura wody spadała poniżej temperatury zamarzania oraz wody Morza Czukockiego (w grudniu). Oznacza to, że statki pokonujące PDM w listopadzie będą miały szansę przepłynąć ją po „czystej” wodzie lub w cienkich, młodych lodach, które dla współczesnych statków nie stanowią większego zagrożenia.

EN

The paper discusses changes of the mean monthly sea surface temperature on the Russian Arctic seas in the years 1979-2016. It was found that during the period under investigation there was a slow increase in water temperature. However, only in the Barents Sea it was statistically significant in all months of the year, and in the SW part of the Kara and western Chukchi seas from June to December. In the analyzed 38 years the highest rise in surface water temperature was recorded in the East Siberian Sea (+0.57°C/decade in August and +0.44°C/decade in September) and in the SW Kara Sea in July (+0.53°C/decade). Still on all these seas, except for the Barents Sea, until June inclusive, the water temperature was lower than its freezing temperature for a particular salinity specific for the sea. At the latest, freezing temperatures reached the waters of the Barents Sea, where in the last decade (2006-2015) at the approach to the north entrance of the Northern Sea Route (NSR) rarely water temperature has fallen below the freezing point. At the same time, the Chukchi Sea waters reached freezing temperatures in December. This means that vessels sailing through the NSR in November will have the chance to pass it through "ice free" water or in thin, young ice, which for modern ships is not a major threat.

11

Zmiany czasu trwania żeglugi w warunkach „bezlodowych” na Północnej Drodze Morskiej w latach 2008-2016

Pastusiak T.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2016

|

Nr 26

157--164

PL

Celem pracy było określenie trendu zmian liczby dni, w których żegluga na PDM jest możliwa w warunkach „bezlodowych”. Trend redukcji powierzchni zlodzonej w latach 1978-2016 był prawie dwukrotnie większy w sezonie letnim (wrzesień) niż w sezonie zimowym (marzec). W latach 2008-2016 na wszystkich morzach PDM występowały dodatnie trendy zmian liczby dni „bezlodowych”. Najszybciej zwiększała się liczba dni bezlodowych na Morzu Karskim, najwolniej na Morzu Czukockim. Liczba dni „bezlodowych” na poszczególnych morzach przyrastała szybciej w ostatnim okresie w latach 2008-2016 niż w latach 1979-2008. Po zachodniej stronie PDM (morza Karskie i Łaptiewów) średnie zmiany roczne w latach 2008-2016 były o około 3 razy większe od wartości z okresu wcześniejszego 1979-2008. Po wschodniej stronie PDM (morza Czukockie i Wschodniosyberyjskie) zmiany te były tylko około 2 razy większe. Jeśli procesy te będą trwały nadal to Północna Droga Morska, z potencjalnie ważnego szlaku transportowego stanie się jednym z ważnych, najprawdopodobniej sezonowych, szlaków transportu morskiego.

EN

The purpose of the study was to determine the trend of the number of days in which navigation on the NSR is possible under ‘ice-free’ conditions. Trend of ice extent area reduction in years 19782016 was almost two times higher in summer (September) than in winter (March). In years 20082016 on all the NSR seas existed positive trends in number of ‘ice-free’ days. The fastest increase in number of ‘ice-free’ days was in the Kara Sea, the slowest on the Chukchi Sea. Number of ‘ice-free’ days on particular seas been growing faster in recent years in the period 2008-2016 than in the period 1979-2008. On the west side of the NSR (the Kara Sea and the Laptev Sea) the average annual changes in the years 2008 to 2016 were about 3 times higher than those of the previous period 1979-2008. On the eastern side of the NSR (the Chukchi Sea and East Siberian Sea), these changes were about 2 times higher only. If these processes will have continued, the Northern Sea Route from potentially important transport route will become important, however most probably seasonal shipping lane.

12

Wpływ warunków hydrometeorologicznych na parametry eksploatacyjne statków typu PANAMAX

Pastusiak T.

Prace Wydziału Nawigacyjnego Akademii Morskiej w Gdyni

|

2016

|

Z. 31

138--150

PL

W artykule omówiono wpływ warunków hydrometeorologicznych na parametry eksploatacyjne statków typu PANAMAX. Opracowano diagram i wzory matematyczne, umożliwiające cyfryzację procesu obliczeniowego. Przeanalizowano wpływ warunków lodowych na prędkość i dobowe zużycie paliwa statku o stalowym kadłubie bez wzmocnień lodowych klasy lodowej L4. Ustalono związki pomiędzy koncentracją lodu, grubością lodu, prędkością statku i dobowym zużyciem paliwa. Przedstawiona cyfryzacja procesu obliczeniowego powinna zmniejszyć pracochłonność oraz wpływ czynnika ludzkiego na wyniki planowania podróży statku.

EN

The influence of hydro-meteorological conditions on operational parameters of PANAMAX type vessels was described in the work. Diagram linking such parameters and mathematical formulas that allow digitization of computational process were elaborated. The influence of ice conditions on speed and daily fuel consumption of the steel hull vessel without ice-strengthening of ice class L4 was studied. The digitization process should reduce computational workload and influence of human factor on results of vessel voyage planning process.

13

Wpływ globalnego ocieplenia na procesy żeglugi w rejonach arktycznych

Pastusiak T.

Prace Wydziału Nawigacyjnego Akademii Morskiej w Gdyni

|

2016

|

Z. 31

130--137

PL

Ocieplenie klimatu i redukcja powierzchni lodów w Arktyce zachęca do wykorzystania na Północnej Drodze Morskiej pomiędzy Europą i portami Dalekiego Wschodu statków o niskich klasach lodowych albo bez wzmocnień lodowych. Statki bez wzmocnień lodowych cechują się relatywnie niskimi kosztami ich budowy i są normalnie użytkowane w transporcie morskim w rejonach zawsze wolnych od lodu. Wykorzystanie ich na PDM może zwiększyć ich możliwości i rentowność w obecnych trudnych warunkach rynku transportu morskiego. Autor pracy zauważa w rozbieżnych informacjach i regulacjach prawnych, obowiązujących na PDM, szansę na zwiększenie wykorzystania potencjału technicznego, organizacyjnego i ludzkiego. Przekłada się to na możliwość zwiększenia rentowności polskich przedsiębiorstw transportowych i handlowych. Jednocześnie występują w zaistniałej sytuacji szczególnie sprzyjające warunki dla wzrostu zatrudnienia Polaków na statkach i na lądzie w Polsce. Powinno to przekładać się na zmniejszenie bezrobocia.

EN

Global warming and reduction of ice surface in the Arctic encourage to use vessels with low ice classes or without ice-strengthened hulls. Ships without ice-strengthened hulls are of relatively low cost of their construction, and are normally used in maritime transport in the regions always ice-free. Use them for the Northern Sea Route (NSR) can increase their utilization and profitability in current difficult market condition of maritime transport. The author notes that divergent information and regulations in force on the NSR make chance to increase the use of technical, organizational and human resources. This raises possibility to increase profitability of Polish transport and trade companies. At the same time there are particularly favorable conditions for employment growth of Polish people on board vessels and ashore in Poland. This should be reflected in decrease of unemployment.

14

Nautical electronic maps of S-411 standard and their suitability in navigation for assessment of ice cover condition of the Arctic Ocean

Pastusiak T.

Polish Cartographical Review

|

2016

|

Vol. 48, No. 1

17--28

EN

The research on the ice cover of waterways, rivers, lakes, seas and oceans by satellite remote sensing methods began at the end of the twentieth century. There was a lot of data sources in diverse file formats. It has not yet carried out a comparative assessment of their usefulness. A synthetic indicator of the quality of data sources binding maps resolution, file publication, time delay and the functionality for the user was developed in the research process. It reflects well a usefulness of maps and allows to compare them. Qualitative differences of map content have relatively little impact on the overall assessment of the data sources. Resolution of map is generally acceptable. Actuality has the greatest impact on the map content quality for the current vessel’s voyage planning in ice. The highest quality of all studied sources have the regional maps in GIF format issued by the NWS / NOAA, general maps of the Arctic Ocean in NetCDF format issued by the OSI SAF and the general maps of the Arctic Ocean in GRIB-2 format issued by the NCEP / NOAA. Among them are maps containing information on the quality of presented parameter. The leader among the map containing all three of the basic characteristics of ice cover (ice concentration, ice thickness and ice floe size) are vector maps in GML format. They are the new standard of electronic vector maps for the navigation of ships in ice. Publishing of ice cover maps in the standard electronic map format S-411 for navigation of vessels in ice adopted by the International Hydrographic Organization is advisable in case is planned to launch commercial navigation on the lagoons, rivers and canals. The wide availability of and exchange of information on the state of ice cover on rivers, lakes, estuaries and bays, which are used exclusively for water sports, ice sports and ice fishing is possible using handheld mobile phones, smartphones and tablets.

15

Consistency of data presented on modern maps of ice cover in the Arctic

Pastusiak T.

Polish Cartographical Review

|

2016

|

Vol. 48, No. 2

55--66

EN

Information about the condition of ice cover on surface of the water, which are the content of map, are important for carrying out safe navigation and efficient economic activity in the polar regions. Methods of mapping can be fully automated on the basis of developed through years of experience algorithms or additionally supported by experienced professionals. The content of some of those now commonly encountered maps is compiled on the basis of mixed methods. In this work geographic positions of ice maps content are analyzed taking into consideration their usefulness for planning ship’s voyage in ice. The results of this work allow using the contents of studied maps for determining the ship’s route in ice and voyage planning of the ship in ice according to her hull strengthening. The ice maps often have boundary lines for different values of reference. The maximum width of the strips of each boundary line within the Marginal Ice Zone is 100 km. The mean square error of position of the analyzed maps is +/- 2.0 km. Average locations of boundaries are consistent except for GRIB type maps of the OSI SAF and NIS, which seem to indicate much lower value of ice floe concentration. The NIC MIZ maps and S-411 standard maps are consistent for the 13% and 81% concentration. The 40% limits on MASIE maps and 46% limits of concentration on S-411 standard maps are also consistent. The course of ice edge issued by the NIS for the GMDSS METAREA, 19 region visualizes well the boundaries of the area where the ship might encounter any form of ice. Information of the GMDSS METAREA 20 region issued by the AARI represents the average of the limits 1 to 46% of all sources of information, and on average the 13% limit of ice concentration. The one-year old ice limit with thickness of 0.10 to 0.30 meters on the AARI map is consistent with course and average location of boundaries of 81% ice concentration on the NIC MIZ map and S-411 standard map. The multi-year old ice limit of thickness from 0.30 to 2.00 meters on the AARI map is coincident with the 79% limit of concentration displayed on the NIS map.

16

Osiadanie i uszkodzenia wraków przy Ryfie Mew wskutek oddziaływania pokrywy lodu

Pastusiak T.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2016

|

nr 4

202--210

PL

Zależność szybkości destrukcji wraków od średniej maksymalnej grubości lodu w sezonach zimowych. Znaczenie utylitarne wyników badań w zakresie bezpieczeństwa transportu wodnego, żeglugi i rekreacji wodnej oraz w zakresie konstruowania i utrzymania lekkich konstrukcji wodnych.

EN

Relationship between destruction of wrecks and the normal distribution of the average maximum thickness of ice in winter seasons. Utilitarian significance of the research results in the field of water transport safety, navigation and water recreation as well as for the construction and maintenance of lightweight constructions sited in water.

17

The time window for vessels without ice strengthening on the Northern Sea Route

Pastusiak T.

Annual of Navigation

|

2016

|

No. 23

103--120

EN

The work discusses possibility to make transit voyages of vessels without ice strengthening on the Northern Sea Route (NSR). Exist many uncertainties for it. They are related to hydrometeorological conditions, mostly to ice cover on the Russian Arctic. Ice conditions are under dynamic changes in time and space. Is hard to precisely predict ice conditions now, in the time range of one month and so on. Statistical historical data of daily changes same like yearly changes show a considerable scatter of the data. The author analyzed number of ice-free days of particular seas of the NSR in the latest eight years. The results of this work may be used for estimation of time frame (time window) for transport of cargo on the NSR by means of vessels without ice strengthening. The statistical presentation of ice-free days data was used in the work to develop decision supporting method related to planning vessel voyage including ice-free time frame on particular seas of the Northern Sea Route.

PL

W artykule omówiono możliwości tranzytu statków bez wzmocnień lodowych kadłuba północną drogą morską (PDM). Najwięcej niepewności dotyczy warunków hydrometeorologicznych, głównie pokrywy lodowej w rosyjskiej części Arktyki, która podlega dynamicznym zmianom w czasie i przestrzeni. Trudno przewidzieć bieżące warunki lodowe, w przedziale jednego miesiąca, tym bardziej zaś z dużym wyprzedzeniem. Statystyczne dane historyczne dziennych zmian oraz zmian rocznych wykazują znaczny rozrzut wartości. Autor przeanalizował liczbę dni bezlodowych na poszczególnych morzach PDM w ostatnich ośmiu latach — od 2008 do 2015 roku. Wyniki te mogą być wykorzystane do szacowania przedziału czasu (okna czasowego) dla przewozu ładunków północną drogą morską statkami bez wzmocnień lodowych kadłuba. Statystyczne zależności dni wolnych od lodu zostały wykorzystane do opracowania metody wspierającej decyzje związane z planowaniem podróży statku z uwzględnieniem okna czasowego żeglugi bezlodowej na poszczególnych morzach PDM.

18

Navigation infrastructure of the Northern Sea Route

Pastusiak T.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2015

|

nr 44 (116)

74--82

EN

The reduction of sea ice area in the Arctic has increased the availability of the Russian Arctic seas for navigation by vessels of relatively low ice class. The signing of the Act on the Northern Sea Route (NSR) by the President of the Russian Federation has created the possibility for ships from countries other than Russia to use the NSR. However, the NSR is very poorly recognized in terms of navigation by countries other than Russia. The author of the paper analyzed the NSR navigation infrastructure components in terms of the reliability of the information provided by the main producers of nautical publications for initial voyage planning. For the purpose of this analysis an indicator of the quality of the navigation infrastructure was developed. The value of this indicator, obtained on the basis of the above analysis, is low. Navigators that collect information during the initial stage of voyage planning may be misled if they use nautical publications originating from only one global producer of charts and publications. If the navigators act in accordance with good seamanship and familiarize themselves with information from two or three global producers of nautical publications, they may be disoriented due to the receipt of divergent information. It seems that before the voyage begins and preferably before planning a trip, the master or owner of the vessel intending to carry out a voyage by the NSR should first use the most current local knowledge in the possession of the Northern Sea Route Administration. This is also where information can be found as to where to obtain the most current and reliable information for initial voyage planning.

19

Zmiany temperatury powietrza na morzach Arktyki Rosyjskiej i ich konsekwencje dla żeglugi na północnej drodze morskiej

Pastusiak T., Styszyńska A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2015

|

Nr 25

227--238

PL

Praca omawia zmiany średniej miesięcznej temperatury powietrza na morzach Arktyki Rosyjskiej w latach 1988-2013. Wartości średnie wieloletnie z tego okresu porównano z danymi podawanymi w locjach rosyjskich dla okresu 1936-1987. Stwierdzono, że w badanym okresie na wszystkich badanych stacjach doszło do wzrostu temperatury powietrza. Największy wzrost miał miejsce w sezonie chłodnym (o 1,5-2 deg). W sezonie ciepłym wzrosty były znacznie mniejsze i na ogół nie przekraczały 1 deg. Tylko na 3 stacjach doszło do wydłużenia okresu występowania dodatnich średnich miesięcznych wartości temperatury powietrza (Kanin Nos – w maju, O. Biełyj – w czerwcu, O. Wrangla – we wrześniu). Choć na wszystkich stacjach nastąpił wzrost wartości średnich, to daleko nie wszystkie te zmiany są istotne statystycznie. W latach 1988-2013, w pełni sezonu ciepłego, w lipcu i sierpniu, temperatura powietrza nie stanowi żadnego utrudnienia dla żeglugi na Północnej Drodze Morskiej. Występująca okresowo, w czerwcu i wrześniu, niska lub nawet bardzo niska temperatura powietrza stanowić może tylko pewne utrudnienie dla żeglugi na PDM, związane przede wszystkim z prowadzeniem na statku lub w porcie prac na wolnym powietrzu oraz z występowaniem zjawisk pochodnych – oblodzeniem statku, ograniczoną widzialnością i utrzymywaniem się (w czerwcu) lub tworzeniem się już (we wrześniu) nowej pokrywy lodowej.

EN

The paper discusses changes of the mean monthly air temperature on the Russian Arctic seas in the years 1988-2013. The mean long-term values for the period compared with the data contained in the Russian Sailing Directions for the period 1936-1987. There was an increase in air temperature on all studied stations in the analyzed period. The largest increase occurred in a cold season (1.5-2 degrees Celsius). Increases of temperature in the warm season were much smaller than in cold period and were generally not exceed 1 degree Celsius. Only at 3 stations the lengthening of the period of average monthly positive air temperature (Kanin Nos Peninsula – in May, Island Belyy – in June, Wrangel Island – in September) was observed. An increase of average values has been observed at all stations, but not all these changes were statistically significant. In the years 1988-2013, while fully warm season – in July and August – air temperature does not pose any difficulties for the navigation on the Northern Sea Route. Occurring periodically – in June and September – a low or even very low air temperature may only cause some difficulties for navigation on the Northern Sea Route. This is primarily related to navigation of the vessel at sea or in port during outdoor work. It is also associated with the occurrence of related phenomena – limited visibility, icing the vessel and the persistence of old (in June) or the formation of already new (in September) ice cover.

20

Wypadki morskie w rejonach polarnych. Przyczyny i skutki

Pastusiak T.

Prace Wydziału Nawigacyjnego Akademii Morskiej w Gdyni

|

2015

|

Z. 30

50--58

PL

Poprawa warunków lodowych na Północnej Drodze Morskiej (PDM) po roku 2008 spowodowała wzrost aktywności żeglugowej w tym akwenie. Do żeglugi dopuszczone są nie tylko statki posiadające klasy polarne, ale również statki z klasami lodowymi i bez wzmocnień lodowych. Statki z klasą polarną stanowią mniej niż połowę wszystkich pozwoleń wydanych przez Administrację PDM. Jednocześnie daje się zauważyć naruszenia przepisów żeglugowych na PDM, mogące prowadzić do wzrostu wypadków morskich. W artykule przeanalizowano szczegółowo wypadki morskie w rejonach polarnych w latach od 2004 do 2011 zarejestrowane na stronach internetowych. Określono dokładnie grupy ryzyka dotyczące zjawisk albo zdarzeń biorących udział w łańcuchu przyczynowo-skutkowym. Podjęcie działań prewencyjnych w tych grupach przez głównych zainteresowanych efektami ekonomicznymi w odniesieniu do wybranej grupy ryzyka powinno skutkować zmniejszeniem liczby wypadków, a tym samym poprawą bezpieczeństwa transportu morskiego w rejonach polarnych.

EN

Improvement of sea ice conditions on the Northern Sea Route (NSR) after 2008 caused an increase in shipping activity in the region. Allowed for navigation not only polar class vessels, but also vessels with ice classes or vessels without any ice-strengthened construction. Polar class vessels represent less than half of all licenses issued by the NSR Administration. Same time it can be observed infringement of shipping rules on the NSR which may lead to an increase in maritime accidents. The study analyzes in detail maritime accidents in the polar regions during the period from 2004 to 2011, registered on the websites. Precisely defined risk groups for the phenomena or events involved in the chain of cause - effect. Adoption of preventive measures in these groups by the major interested parties, due to economic effects, in relation to the chosen risk groups should result in fewer accidents. It is thus possible improve the safety of maritime transport in the polar regions.