南北极极区水域边界依据2017年1月1日生效的《极地水域营运船舶国际规则》（International Code For Ships Operating in Polar Waters，简称《极地规则》）而定：南极水域边界为南纬60°以南的所有区域，与《南极条约》的适用范围相一致；北极水域边界因北大西洋的暖流发生变化，并非笼统确定为北纬60°以北区域。在白令海峡，为北纬60°以北，这一边界线自东逐渐向南微调，并将整个格陵兰岛纳入其中，随后向东北方向移动，经冰岛以北海域直达俄罗斯北极海岸线。冰岛、挪威以及俄罗斯西北部的科拉半岛因全年无冰而不处于该范围之内（见图）。

北极极区水域范围示意图

船舶在极地水域航行，通航环境恶劣尤其受冰的影响显著，标准海图、通信系统和其他导航设备相对缺乏，加之地域偏远应急救援和清污困难，存在很大的危险和不确定性，对船员、船舶、航线、航行方法的要求以及适用的安全和环保规则等都异于常规水域。

高寒、多暴风雪，一年只分冬、夏两季，有极昼、极夜现象，大部分海面常年冰封，即使大范围海域周围还存在浮冰和冰山，当水面未全部被冰覆盖时，极区经常有雾，这是极地地区的共同特点。在影响极地通航环境的诸多自然因素中，海冰最为突出，且准确的冰情情况获取困难，气象及海况预报亦不如其他洋区准确。

北极海冰具有相当明显的季节变化，又具有相对稳定性。海冰面积最大在2月，最小在8月，而冬季（12月～4月）海冰面积相对稳定。夏季的8月和9月，冰面积月度变化也不大，而在冰融化的春季及初夏（5月～7月）和冰凝结的秋季及初冬（10月～1月），月际差值相应较大。随着全球气温的变暖，在夏季，鄂霍次克海、戴维斯海峡、拉布拉多海、白令海以及白令海峡地区已经基本无冰，船舶可以自由通行。因此，北冰洋的贸易航线主要活动在6月～10月浮冰的消融期。北极航道的选择主要受海冰分布影响，没有确定不变的航道。

南极海冰多为一年生冰，占海冰区分布面积的83%。海冰的季节变化率很大，2月海冰分布面积最小，3月～5月海冰增长很快，5月月面积增加值达到最大，之后放缓，9月海冰面积达到最大，之后减少，12月和来年1月海冰大范围退缩。与北冰洋海冰对比，南极海冰区以外是开阔的南大洋，海冰运动的自由度很大，在区域性风的作用下，海冰边缘带的变化一天就可达几十千米。南极海冰一年一度的生长与消融，为世界各国科学考察船和旅游船进出南极提供了难得的“窗口期”。

另外，极地航行通航的时间段有限且取决于不同抗冰等级的船舶，必要时还需要破冰船助航；极区的海图等图书资料信息远没达到其他海域的覆盖范围和精度；助航设施缺乏，除主要港口有灯塔航标外，航道几乎无浮标、无线电定位系统等助航标志；附近港口保障及救助设施不足或不够先进；极地水域的交通流量与其能够容纳的流量相比很低。

《联合国海洋法公约》《经1978年议定书修正的1973年国际防止船舶造成污染公约》（MARPOL）、《国际海上人命安全公约》（SOLAS）、《海员培训、发证和值班标准国际公约》（STCW）、《南极条约》等构成了船舶在极地航行时需要遵守的主要国际公约。

《联合国海洋法公约》的相关内容界定了各个国家使用极地海洋空间的权利和义务。《SOLAS》公约的相关内容规定了船舶在极地航行的安全要求。《MARPOL》公约在附则Ⅰ、附则Ⅱ以及附则V中则强制性要求船舶在南极区域必须做到零排放，且2011年8月1日以后禁止携带和使用重油。《STCW》公约相关内容则给极地航行船员培训提供指导性的意见和建议。《南极条约》主要为南极的和平利用、科学研究提供了依据。《关于环境保护的南极条约议定书》（签订于1991年，生效于1998年）则首次为保护南极环境提供一部综合性的国际法，同时也为各国制定南极环境保护法律与南极考察管理条例提供了框架。

2010年的《在极地水域内船舶航行指南》虽不具有强制性，但适用范围扩展到了南北极水域。规定了航行安全、导航和救生装备的标准，同时对船员培训、船舶操作程序作出特别规定。特别强调极地船舶不仅能在预定状态下提供充分的安全等级，且在遭遇极寒、冰山等紧急情况下能够保障船体和设备的正常功能。相比之下，2017年1月1日实施的《极地规则》具有强制实施的特点，主要包括了极地航行安全和环境保护两大内容，其中强制性安全措施包含船舶结构、极地水域操作手册、分舱与稳定性、防水和防风雨的完整性、机械装置、消防安全、救生设备、导航安全、通信、航行计划、配员和培训等11项内容。另外，极地航行船舶还需注意航经极地水域国家的国内立法，以及其他国家、组织制定的极地冰区航行规则等。

极地航行船员特别是船长须有一定的冰区航行经验，掌握在不同浮冰状况下的航行方法。主要是能根据本船的抗冰等级、浮冰密集程度来选择航线、控制航速，操纵船舶确保其在极区航行时的安全。《极地水域内船舶航行指南》要求船舶在冰区航行时配备冰区驾驶员，冰区驾驶员应具有能表明其合格地完成冰区航行的培训课程的书面证明。国际海事组织（IMO）还制定了示范培训计划，协助相关机构开发满足《STCW》公约要求的冰区航行课程。芬兰、俄罗斯、挪威、阿根廷等国已开发了相关课程。另外，一些国家制定的规则或指南中也对冰区航行船员提出了具体要求，如加拿大国内法规《北极航运防止污染管理条例》（ASPPR）的第26章，则对冰区航行人员的资历和配备要求进行了详细的规定。《俄罗斯领海冰覆盖区航行指南》要求通过俄罗斯领海冰覆盖水域的船舶的工作人员须经特殊培训，取得该国主管机关颁发的培训合格证书，才可航行于该海域。

国际船级社协会（IACS）对极地航行船舶组织给出了相应的统一要求，即《极地船级要求》（Unified Requirements; UR），于2006年正式发布。各船级社陆续将国际船级社协会颁布的《极地船级要求》纳入其入级规范中。中国船级社（CCS）在其《钢质海船入级规范》（2009版）第8篇第13章中，首次编入极地航行船舶的补充规定，并适用于2008年3月1日及以后建造的、拟在有大量浮冰的极地水域航行的钢质船舶，但不适用于破冰船。

为了有效预防和降低船舶在极地水域航行的风险，《极地规则》要求在南北极指定水域内航行的船舶应申请《极地船舶证书》。该证书将船舶分为A、B、C三类并标识相应冰级：A类至少能在中等当年冰（也可能包括陈冰）的极地水域航行，满足极地级规范PC1～5冰级标准；B类能在当年薄冰（也可能包括陈冰）的极地水域航行，满足极地级规范PC6～7冰级标准；C类能在开敞水域或者冰况没有A、B两类严重的水域中航行，可以无冰级，也可以有冰级。该规则指出，考虑到极地水域中可能存在的危险和所需要的操作条件，签发极地船舶证书前需要进行相关评估。评估将包括操作限制和应对事故的计划或者程序、额外的安全设备等。通过极地水域的船舶须携带《极地水域操作手册》，手册上提供船主、经营人员、船长和船员的船舶操作能力及限制等相关信息，以帮助其及时进行安全操作相关决策。

极地航线包括北极航线和南极航线。北极航线是指穿过北冰洋，连接大西洋和太平洋的海上航线，包括穿过加拿大北极群岛的西北航道、穿越欧亚大陆的北冰洋近海的东北航道以及穿越北极点的中央航道。南极航线主要用于科学考察和旅游，无商业专用航线。

北极航道与传统运河航道对比示意图

利用北极航道，中国沿海港口到北美东岸的航程，比通过巴拿马运河传统航线缩短2000～3500海里；上海以北的港口，到达欧洲的西部，北海、波罗的海等港口的航程，比传统航线航程缩短22%～55%。

东北航道。又称北方航道。在国际上没有公认的起点和终点，一般是指从北欧出发，向东穿过北冰洋巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海和楚科奇海，直到东北亚的海运通道。该航道大部分航段位于俄罗斯北部的北冰洋离岸海域，主要经过11条海峡。国际社会通常认为北方海航道属于东北航道。1997年夏，芬兰油轮（UIKKU）首次通过北极东北航道抵达亚洲。2009年夏，德国布鲁格航运公司“友爱”号和“远见”号两艘货船从韩国出发，在无破冰船护航情况下成功通过东北航线，最后抵达荷兰鹿特丹港，这次贯穿东北航道的航行，在北极航运史上具有重大历史意义，宣告一条新的商业航线诞生。2013年8月，中远航运“永盛”轮成功完成中国商船首次穿越北极东北航道。2015年8月至10月，“永盛”轮成功往返北极东北航道，顺利完成“再航北极、双向通行”的重任。

西北航道。东起戴维斯海峡和巴芬湾，向西穿过加拿大北极群岛水域，到达美国阿拉斯加北面波弗特海，连接大西洋和太平洋的一条航道。加拿大北部地区岛屿众多，导致西北航道有多条线路可以选择，不过在航线东部一般会通过拉布拉多海、戴维斯海峡和巴芬湾，在航线西部会通过白令海、白令海峡、楚科奇海和波弗特海等。西北航道作业季节短，主要在7月下旬至10月中旬，并根据不同的路线和年份而有所不同。2008年夏，货船（Calnilia Desgagnes）从加拿大东部蒙特利尔出发通过西北航道，成功完成了该航道的第一次商业航行。

中央航道。又称北极点航道。从白令海峡出发，不走俄罗斯或北美沿岸，直接穿过北冰洋中心区域到达格陵兰海或挪威海。由于北冰洋中心区域为多年累积的海冰所覆盖，海冰最为密集和厚实，这条航道是最后开通和被商业利用的。当前，北极点航道主要应用在科考和旅游上。

南极航线。主要是科学考察和观光旅游，一般无商业专用航线。2016年11月3日，中远航运“永盛”轮满载巴西费拉兹南极科学考察站建设物资启程前往南极乔治王岛，此为首次由商船承运科学考察站建设物资。

在极地航行，全球导航定位系统（GPS）可以满足实时定位需求。随着纬度的升高，磁罗经由于极区磁力线密集、磁差较大并多发磁暴，不能满足导航要求；电罗经也有较大偏差，在北纬70°以上，实测最大误差约11°，实际航行中可采用GPS航迹修正。在冰区航行，船舶迫不得已频繁变向变速，多数情况下一般计程仪无法正常使用。风流压差的测定困难，无法准确地进行航迹推算。结冰可能使岸形的雷达回波发生变化、水上标志被迫撤销，无线电波传播和大气折射异常，因此陆标定位、无线电助航仪器定位以及天文定位都将遇到困难。天文定位的表册如《天体高度方位表》未列出极地水域数据，不能利用查表法求船位。与岸基或他船联系，可采用A4海区中高频组合电台（NBDP），有时还可采用中继船进行转接。当纬度高于75°，除铱星电话外，其余卫星通信设备不能接受同步卫星信号。

冰对所有船舶都是障碍，即使是破冰船。船舶在极地航行时，需根据极地水文气象条件尤其是冰情资料，提前制定周密的航行计划，尽可能避开密集冰及冰山区，并在实际航行过程中根据获取的最新资料，适时更新航线，避免出现冰困给船舶造成危害。

接近浮冰征兆包括：水天线附近出现冰光；浮冰边缘有浓雾带；发现零星碎冰；远离陆地但周围波浪突然减弱，或突然出现海象、海豹和鸟类；表层水温下降几乎不能判断是否接近浮冰区。接近冰山征兆包括：远离陆地，海面有清风，但海浪突然消失；发现冰片或碎冰，表明上风方向可能有冰山；听到冰山崩解或冰块破裂坠海所发出的巨响；水温、气温下降，听到本船汽笛的回声等现象说明附近可能有冰山。

用雷达可在5～6海里时探测到小冰山，有时能测到冰山漂流的方向、速度；小块浮冰易被海浪回波掩盖，平坦光滑的冰山雷达有时不易发现；冰山约有7/8的冰体在水下，须从其下风方向数海里外绕航；遭遇恶劣天气，发现有浮冰集结时，迅速从下风远离。

尽量避免进入冰区航行，不得已时，应做好充分的准备，如适当增加吃水和尾倾，以提高稳性和增加破冰能力并保护舵叶与螺旋桨；派出瞭望人员，夜间打开探照灯；备好防寒和堵漏器材，关闭水密门，收起计程仪；视冰情减至适当速度航行。选择冰量少、冰质弱的水域或冰缝中航行。进入时从下风方向，冰块凹陷处，慢速，首柱正对冰区边缘，直角进入。进入后适当加速，维持首向和控制船舶运动。最好顺冰而行，而非逆其运动方向。注意即使缓慢也要让船舶保持移动，船速过快也会导致冰损。倒车前确保正舵，避免在移动大冰块区域抛锚。

极地航行促进了北冰洋地区航运及自然资源的开发利用，以及南极地区科学考察和观光旅游的深入发展，但同时也给极地环境带来一定的破坏和影响。由于北冰洋地区具有丰富的可开发资源和重要的战略地位，因此北极航行备受关注。北极航道使欧洲、北美和东北亚之间的海上距离大大缩短，其全面开通将改变世界贸易格局，形成以俄罗斯、北美、西欧、东亚为主体的环北冰洋经济圈，对全球战略中心转移、国际航运和能源资源格局产生重大影响。北极航线使中国北方沿海诸港到欧洲西部及美国东北部沿岸港口的航程大幅缩短，远洋运输成本包括保险费用大幅降低，同时还可以改善中国同欧洲、北美的贸易条件，对中国能源资源贸易格局也产生积极影响。从极地安全航行和环境保护的角度看，极地航行催生了国际和相关国家有关极地的法律法规颁布及其修改完善。对造船业发展、相关从业人员培训、相应通航保障设施建设及环境保护措施也提出了新的要求和挑战。