北极地区海冰的覆盖面积逐渐减少,为远东到西北欧的船舶航行开辟了一条捷径,北极地区航行的船舶日趋增多。与此同时,船舶废气聚集及对该区域生态环境的影响已经引起了全球的广泛关注。因此,开展北极地区航行船舶的废气排放清单研究是一项具有重要意义的紧迫工作。本文基于船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）的数据,结合“自下而上”动力法的原则,建立了针对北极船舶航行特点的废气排放计算模型和分析方法,为制定针对性的废气排放控制和减少提供有益的参考。在收集分析北极地区浮冰的厚度、密集度及它们随时间的变化特征的基础上,探明船舶可航水域、时间窗口;进一步分析北极冰区航行船舶的受力情况,重点考虑碎冰阻力与冰厚度、密集度、船宽、船速等参数的关系,建立了一种实用的船舶主机功率估算模型;根据AIS数据库中提取的船速和时间,对船舶航行状态进行识别,基于能量转换原理和功率估算模型,结合排放因子、负荷因子、燃油修正因子等参数,针对不同航行状态,进一步细化单船废气排放动态计算模型,并应用于区域性船舶废气排放的计算。在区域性船舶废气排放计算模型的基础上,形成区域性船舶排放清单。研究结果显示,现有北极船舶废气排放量中,CO₂最多,约占总排放量的70%,NOx和SOx次之,分别占13%和12%;从各类废气的排放分担率来看,集装箱船的排放分担率最大,这也与该船型是目前海上运输的主流船型有一定关系。分析北极地区船舶废气排放的时空分布特征,发现船舶废气排放的时间分布和冰情、船舶功能有密切关系;从废气的空间分布来看,北极东北航道内的废气排放主要聚集在楚科奇海、喀拉海靠近俄罗斯大陆沿岸的水域和喀拉海峡水域的上空;西北航道内的废气排放则主要聚集在楚科奇海靠近加拿大大陆沿岸的水域、巴罗海峡、兰开斯特海峡以及巴芬湾部分水域的上空。