Overvågning af vandmængde og -kvalitet med henblik på tilpasning til klimaændringer

Nøglelæring

Om regionen

Klimatrusler

Klimaændringerne har alvorlige konsekvenser for Sortehavet og forårsager kysterosion og oversvømmelser på grund af stigende vandstand og temperaturer i havene. Disse ændringer forstyrrer de marine økosystemer, ændrer arternes udbredelse og tæthed og fører samtidig til forsuring af havene og iltmangel. Højere temperaturer letter yderligere spredningen af invasive arter, skader hjemmehørende økosystemer og reducerer CO2-absorptionen. Desuden har ekstreme vejrforhold såsom de kraftige storme i Tyrkiet i august 2021 i alvorlig grad skadet kystøkosystemer og -infrastruktur.  De katastrofale oversvømmelser på grund af en række alvorlige tordenvejr kostede 97 liv og forårsagede omfattende ødelæggelser, herunder sammenbrud af bygninger og broer.

Klimaforandringerne og deres direkte og indirekte konsekvenser er her. Vi er nødt til at omstrukturere vores måde at tænke på, og hvordan vi håndterer virkningerne af klimaændringerne, hvilket kræver en tværfaglig regional tilgang. Vi skal overbevise folk om, at den nuværende praksis ikke er bæredygtig.

Nicolaos Theodossiou, koordinator for ARSINOE CS6

En deltagelsesbaseret tilgang til international tilpasning til klimaændringer

Regionale foranstaltninger til tilpasning til klimaændringer

Bulgarien – naturreservat

I Bulgarien fokuserer ARSINOE-projektet på Ropotamoreservatet, et strengt beskyttet økosystem med begrænset menneskelig adgang. For at vurdere vandløbsoplandet gennemførte holdet ubemandede luftfartøjsbaserede undersøgelser og geospatiale analyser ved hjælp af nationale og internationale datasæt. De omfattede klimafremskrivninger for RCP4.5 og RCP8.5, hvilket betyder moderate og højeste emissionsscenarier. På grundlag af disse resultater identificerede holdet potentielle sensorplaceringer inden for reserven. I mellemtiden iværksatte en udvalgt innovator et særskilt overvågningsprogram uden for reserven langs Ropotamo-floden, hvor der blev gennemført realtidsovervågning af vandkvaliteten på tre centrale steder:

• Et referencested i overkursen,
• et sted, der støder op til bebyggelsen, før reservatet for at måle den menneskelige indvirkning på området
• Et lavere vandløb i nærheden af flodmundingen for at vurdere flodens selvrensende kapacitet, inden den når Sortehavet.

I midten af september 2024 installerede projektteamet det første sæt sensorer og oprettede et demonstrationssted, der integrerer den nødvendige infrastruktur til realtidsovervågning af vandkvaliteten. Disse sensorer målte nøgleparametre som nitrater, pH og temperatur.

Under hele implementeringen indsamlede teamet vandprøver hver måned og analyserede dem i et laboratorium ved hjælp af standardmetoder til at kalibrere, validere og verificere sensordata. Denne analyse omfattede nøgleindikatorer for vandkvalitet, herunder klorofyl og blågrønne alger. Yderligere laboratorietests målte næringsstofniveauer, mens test på stedet fokuserede på pH og temperatur, som er kritiske faktorer for vurdering af klimapåvirkninger.

Overvågningen fortsatte indtil udgangen af juni 2025 for grundigt at vurdere reservens evne til selvrensning — dens naturlige evne til at rense sig selv under forskellige sæsonbestemte forhold. Den endelige analyse vil sammenligne vandkvaliteten før og efter flodstrømmene gennem det beskyttede område og give værdifuld indsigt i, hvordan reserven afbøder menneskelige virkninger og øger økosystemernes modstandsdygtighed over for klimaændringer.
Innovationen
på Ropotamo River spiller en direkte rolle i tilpasningen til klimaændringer ved at levere højfrekvente, lokalitetsspecifikke vandkvalitetsdata, der hjælper med at opdage miljømæssige stressfaktorer forbundet med klimavariabilitet, såsom forhøjede temperaturer, næringsstofbelastninger og forureningsspidser. Systemets evne til at opdage disse ændringer næsten i realtid er afgørende for at vurdere, hvordan økosystemerne reagerer på kroniske og ekstreme klimarelaterede hændelser såsom tørke, hedebølger eller oversvømmelser. Identifikation af vandkvalitetsmønstre via sensorer understøtter tidlige varslingssystemer og adaptiv vandforvaltning og hjælper de lokale myndigheder med at forberede sig på og afbøde virkningerne af skiftende klimareferencescenarier. Ved at tilbyde et omkostningseffektivt alternativ med lav fodaftryk til traditionelle laboratorietunge tilgange øger systemet flodøkosystemernes modstandsdygtighed og styrker samtidig det videnskabelige grundlag for regionale klimatilpasningspolitikker.

Rumænien – Donaudeltaet

I Rumænien ligger undersøgelsesstedet i Donaudeltaet. Den udvalgte innovator, ProVerse, har udviklet en demonstrator til at løse udfordringer med at integrere data fra forskellige kilder, herunder sensorer på stedet, historiske optegnelser, satellitdata og andre relevante datasæt. Ved hjælp af avancerede databehandlings- og modelleringsværktøjer analyserer og forudsiger systemet ændringer i vandkvaliteten.

Demonstratoren indeholder fire separate systemer, der alle er bygget på ProVerse-platformen:

1. en datapipeline til godkendelse og behandling af tidsseriedata
2. Databaser til langtidsopbevaring af rådata og behandlede data
3. World state service, der tillader statslige ændringer i time-lapse af simuleringsmodeller,
4. Metaverse teknologier.

En flodbøje beskytter instrumenterne mod naturlige farer og muliggør pålidelig overvågning.

I den første fase oprettede projektteamet og innovatoren en datapipeline til modtagelse og behandling af tidsseriedata. De har også udviklet fælles databaser til lagring af både rå og behandlede data på lang sigt. Derudover blev vandkvalitetssensorerne købt og kalibreret på ProVerse faciliteterne.

Metaversplatformen er nu klar til at indsamle data fra den virkelige verden fra bøjen. Projektteamet vil bruge disse vandkvalitetsdata til at visualisere, simulere og analysere, hvordan klimaændringer påvirker Donaudeltaets naturlige biofiltreringskapacitet. Ved at udnytte metaversteknologien vil platformen støtte udviklingen af målrettede tilpasningsstrategier.
Innovationen
forbedrer lokale interessenters kapacitet til at overvåge og reagere på trusler mod vandkvaliteten og bidrager til modstandsdygtighed over for klimaændringer i Donaudeltaet. Realtidsvisualiseringer og scenarieprognoser understøtter tidligere påvisning af forhold, der er forbundet med skadelige algeblomstringer, saltstigninger eller næringsstofbelastning. Dette kan støtte en mere målrettet bevaringsindsats og bedre forvaltning af følsomme økosystemer.

Tyrkiet – Marmara og Sortehavsdeltaet

I Tyrkiet valgte holdet forbindelsen mellem Marmarahavet og Sortehavet sammen med det sydvestlige Sortehav som en undersagsundersøgelse. Interessenter, der repræsenterer denne region, identificerede centrale udfordringer såsom forurening, faldende vandkvalitet – navnlig ilttab – og dens indvirkning på fiskeriet. For at løse disse problemer bidrog regelmæssige skibsbaserede havforskningsekspeditioner til overvågning og analyse af havvandskvalitetsparametre.

Det tyrkiske team deltog også i udvælgelsen af en af ARSINOE-projektets innovatører til håndtering af havforureningsudfordringer på stedet. De valgte Polyregnums platform "Smart Monitoring Sensors", som for første gang anvendes i Sortehavet. Denne platform kombinerer intelligente sensorer med globale vandkvalitetsparametre til fjernovervågning af luft- og vandforurening, samtidig med at forståelsen af luft-hav-interaktioner forbedres.
Platformen,
der er udstyret med et AI-drevet databehandlingssystem, sporer forureningsniveauerne i Sortehavet ved at analysere flere parametre, herunder temperatur, saltholdighed, pH-niveauer, fugtighed og kuldioxidniveauer – nøgleindikatorer for den globale opvarmning. Efter at have afsluttet korrosionstestene integrerede teamet alle sensorer i platformen, som efter planen skulle lanceres i begyndelsen af april 2025.

SMS-platformen forbedrer tilpasningen til klimaændringer i Sortehavet ved løbende at overvåge centrale miljøvariabler og kritiske indikatorer for klimarelaterede ændringer. En bedre forståelse af samspillet mellem luft og hav og tidlig påvisning af tegn på økosystemstress understøtter rettidige, evidensbaserede reaktioner. Platformen giver også lokale myndigheder og interessenter mulighed for at identificere langsigtede klimatendenser og gennemføre tilpasningsforanstaltninger, der sikrer miljøkvalitet, folkesundhed og økosystemernes modstandsdygtighed i regionen.

Grækenland – På vej mod et virtuelt afvandingsområde med forbindelse til Sortehavet

I Grækenland udvalgte forskerholdet Aliakmon-floden – landets længste – til overvågning på grund af dens afgørende rolle inden for energiproduktion, landbrug og vandforsyning. Disse forskellige krav skaber en kompleks vandforvaltningsudfordring. For at afhjælpe dette installerede forskerne billige sensorer til overvågning af flodens strømningshastighed, hvilket gjorde det muligt at udvikle en digital tvilling til støtte for en mere effektiv vandforvaltning.

Digital Twin opererer dagligt for at generere ugentlige prognoser om vandforbrug til vandforsyning, kunstvanding og elproduktion. Det understøtter forudsigelse af vandudstrømning fra flodens reservoirer, da det tager højde for hydrologiske, meteorologiske og energiproduktionsdata. Dette hjælper forskere og myndigheder med bedre at forstå de komplekse forhold mellem forskellige vandanvendelser og forbedre effektiviteten af vandforvaltningen. Hensyntagen til nuværende og fremtidige klimascenarier styrker i sidste ende modstandsdygtigheden over for klimaændringer.

Undersøgelse af fire særskilte undercasestudier, der begrebsmæssigt forbinder lokale og regionale behov med centrale processer. Den anvendte det virtuelle vandskelkoncept til at fremvise bedste praksis for en omfattende tilgang til tilpasning fra kilde til hav inden for vandforvaltning.

Sammendrag

Yderligere oplysninger

Kontaktoplysninger