Vee koguse ja kvaliteedi seire kliimamuutustega kohanemise eesmärgil

Peamised õppetunnid

Piirkonnast

Kliimaohud

Kliimamuutused mõjutavad tõsiselt Musta merd, põhjustades rannikuerosiooni ja üleujutusi merevee taseme tõusu ja temperatuuri tõusu tõttu. Need muutused häirivad mereökosüsteeme, muutes liikide levikut ja arvukust, põhjustades samal ajal ookeanide hapestumist ja hapnikupuudust. Kõrgemad temperatuurid hõlbustavad veelgi invasiivsete liikide levikut, kahjustades kohalikke ökosüsteeme ja vähendades CO2 imendumist. Lisaks on äärmuslikud ilmastikunähtused, nagu tugevad tormid Türgis 2021. aasta augustis, tõsiselt kahjustanud ranniku ökosüsteeme ja taristut.  Mitmete raskete äikesetormide põhjustatud katastroofilised üleujutused nõudsid 97 inimelu ja põhjustasid laialdast hävingut, sealhulgas hoonete ja sildade kokkuvarisemist.

Kliimamuutused ning nende otsesed ja kaudsed tagajärjed on siin. Me peame ümber korraldama oma mõtteviisi ja selle, kuidas me kliimamuutuste mõjudega toime tuleme, nõudes valdkondadevahelist piirkondlikku lähenemisviisi. Me peame veenma inimesi, et praegused tavad ei ole jätkusuutlikud.

Nicolaos Theodossiou, ARSINOE CS6 koordinaator

Kaasav lähenemisviis kliimamuutustega rahvusvaheliseks kohanemiseks

Piirkondlikud kliimamuutustega kohanemise meetmed

Bulgaaria – looduskaitseala

Bulgaarias keskendub projekt ARSINOE Ropotamo looduskaitsealale, mis on rangelt kaitstud ökosüsteem, millele inimestel on piiratud juurdepääs. Vesikonna hindamiseks viis rühm läbi mehitamata õhusõidukitel põhinevaid uuringuid ja georuumilisi analüüse, kasutades riiklikke ja rahvusvahelisi andmekogumeid. Need hõlmasid kliimaprognoose RCP4.5 ja RCP8.5 kohta, mis tähendab mõõdukaid ja suurima heite stsenaariume. Nende leidude põhjal tegi rühm kindlaks võimalikud andurite asukohad reservis. Samal ajal algatas väljavalitud innovaator eraldi seireprogrammi väljaspool Ropotamo jõge asuvat reservi, rakendades reaalajas veekvaliteedi seiret kolmes peamises kohas:

• vaatluskoht ülemisel kursil,
• asulaga külgnev ala enne reservi, et mõõta inimtegevuse mõju piirkonnale;
• Estuaari lähedal asuv madalama vooluveekogu ala, et hinnata jõe isepuhastumise võimet enne Musta mere äärde jõudmist.

2024. aasta septembri keskel paigaldas projektimeeskond esimesed andurid ja rajas näidisobjekti, mis integreerib reaalajas veekvaliteedi seireks vajaliku taristu. Need andurid mõõtsid selliseid põhiparameetreid nagu nitraadid, pH ja temperatuur.

Kogu rakendamise ajal koguti iga kuu veeproove ja analüüsiti neid laboris, kasutades standardmeetodeid andurite andmete kalibreerimiseks, valideerimiseks ja kontrollimiseks. Analüüs hõlmas peamisi veekvaliteedi näitajaid, sealhulgas klorofülli ja sinivetikaid. Täiendavates laborikatsetes mõõdeti toitainete taset, samas kui kohapealsetes katsetes keskenduti pH-le ja temperatuurile, mis on kliimamõju hindamise kriitilised tegurid.

Seire jätkus kuni 2025. aasta juuni lõpuni, et põhjalikult hinnata reservi suutlikkust end ise puhastada – selle loomulikku suutlikkust end puhastada erinevates hooajalistes tingimustes. Lõppanalüüsis võrreldakse vee kvaliteeti enne ja pärast seda, kui jõgi läbib kaitseala, pakkudes väärtuslikku teavet selle kohta, kuidas reserv leevendab inimeste mõju ja suurendab ökosüsteemi vastupanuvõimet kliimamuutustele.
Ropotamo jõe
innovatsioonil on otsene roll kliimamuutustega kohanemisel, kuna see pakub kõrge sagedusega kohaspetsiifilisi veekvaliteedi andmeid, mis aitavad tuvastada kliima muutlikkusega seotud keskkonnastressoreid, nagu kõrgemad temperatuurid, toitainekoormus ja reostuse järsud suurenemised. Süsteemi suutlikkus neid muutusi peaaegu reaalajas avastada on väga oluline, et hinnata, kuidas ökosüsteemid reageerivad kroonilistele ja äärmuslikele kliimaga seotud sündmustele, nagu põuad, kuumalained või üleujutused. Veekvaliteedi mustrite kindlakstegemine andurite abil toetab varajase hoiatamise süsteeme ja kohanduvat veemajandust, aidates kohalikel omavalitsustel valmistuda kliima lähtetasemete muutumiseks ja leevendada selle mõju. Pakkudes kulutõhusat ja väikese jalajäljega alternatiivi traditsioonilistele laboripõhistele lähenemisviisidele, suurendab süsteem jõgede ökosüsteemi vastupanuvõimet, tugevdades samal ajal piirkondlike kliimamuutustega kohanemise poliitikameetmete teaduslikku alust.

Rumeenia – Doonau delta

Rumeenias asub uuringukoht Doonau deltas. Valitud innovaator ProVerse on välja töötanud näidisprojekti, et lahendada probleeme eri allikatest, sealhulgas kohapealsetest anduritest, varasematest andmetest, satelliidiandmetest ja muudest asjakohastest andmekogumitest pärit andmete integreerimisel. Kasutades täiustatud andmetöötlus- ja modelleerimisvahendeid, analüüsib ja prognoosib süsteem muutusi vee kvaliteedis.

Näidisprojekt sisaldab nelja eraldi süsteemi, mis kõik on ehitatud ProVerse platvormile:

1. andmekanal aegridade andmete vastuvõtmiseks ja töötlemiseks;
2. andmebaasid töötlemata ja töödeldud andmete pikaajaliseks säilitamiseks;
3. maailmatasemel teenus, mis võimaldab simulatsioonimudelite ajalist kestust muuta;
4. Metaversumi tehnoloogia.

Jõepoi kaitseb instrumente looduslike ohtude eest ja võimaldab usaldusväärset seiret.
Esimeses
etapis lõid projektimeeskond ja innovaator andmekanali aegridade andmete vastuvõtmiseks ja töötlemiseks. Samuti töötasid nad koos välja andmebaasid nii toor- kui ka töödeldud andmete pikaajaliseks säilitamiseks. Lisaks osteti ja kalibreeriti ProVerse rajatistes veekvaliteedi andurid.

Metaversumi platvorm on nüüd valmis poist reaalmaailma andmeid koguma. Projektimeeskond kasutab neid veekvaliteedi andmeid, et visualiseerida, simuleerida ja analüüsida, kuidas kliimamuutused mõjutavad Doonau delta looduslikku biofiltratsioonivõimet. Kasutades metaversumitehnoloogiat, toetab platvorm sihipäraste kohanemisstrateegiate väljatöötamist.

Innovatsiooniga parandatakse kohalike sidusrühmade suutlikkust jälgida veekvaliteediga seotud ohte ja neile reageerida, aidates kaasa vastupanuvõimele kliimamuutustele Doonau deltas. Reaalajas visualiseerimine ja stsenaariumide prognoosimine toetavad kahjulike vetikate õitsemise, soolsuse suurenemise või toitainete laadimisega seotud tingimuste varasemat avastamist. See võib toetada sihipärasemaid kaitsealaseid jõupingutusi ja tundlike ökosüsteemide paremat majandamist.

Türgi – Marmara ja Musta mere delta

Türgis valis rühm alamjuhtumiuuringuks Marmara mere ja Musta mere ning Musta mere edelaosa vete vahelise ühenduse. Seda piirkonda esindavad sidusrühmad tegid kindlaks peamised probleemid, nagu reostus, vee kvaliteedi halvenemine – eelkõige hapnikukadu – ja selle mõju kalandusele. Nende probleemide lahendamiseks aitasid regulaarsed laevapõhised mereuuringute ekspeditsioonid kaasa merevee kvaliteedi parameetrite seirele ja analüüsimisele.

Türgi meeskond osales ka ühe ARSINOE projekti uuendaja valimisel, et tegeleda merereostuse probleemidega objektil. Nad valisid Polyregnumi arukate seireandurite platvormi, mida kasutatakse Mustal merel esimest korda. See platvorm ühendab nutikad andurid ülemaailmsete veekvaliteedi parameetritega, et eemalt jälgida õhu- ja veereostust, parandades samal ajal õhu ja mere koostoime mõistmist.
Tehisintellektipõhise
andmetöötlussüsteemiga varustatud platvorm jälgib Musta mere saastetaset, analüüsides mitmeid parameetreid, sealhulgas temperatuuri, soolsust, pH-taset, niiskust ja süsinikdioksiidi taset, mis on globaalse soojenemise põhinäitajad. Pärast korrosioonitestide lõpuleviimist integreeris meeskond kõik andurid platvormi, mis oli kavas käivitada 2025. aasta aprilli alguses.

SMSi platvorm tõhustab kliimamuutustega kohanemist Mustal merel, jälgides pidevalt peamisi keskkonnamuutujaid ja kliimamuutustega seotud muutuste kriitilisi näitajaid. Õhu ja mere koostoime parem mõistmine ning ökosüsteemi stressi märkide varajane avastamine toetab õigeaegset ja tõenditel põhinevat reageerimist. Platvorm annab kohalikele omavalitsustele ja sidusrühmadele ka võimaluse teha kindlaks pikaajalised kliimasuundumused ja rakendada kohanemismeetmeid, mis kaitsevad piirkonna keskkonnakvaliteeti, rahvatervist ja ökosüsteemide vastupanuvõimet.

Kreeka – Musta merega ühendatud virtuaalse valgala suunas

Kreekas valis uurimisrühm seireks välja Aliakmoni jõe, mis on riigi pikim jõgi, kuna sellel on oluline roll energiatootmises, põllumajanduses ja veevarustuses. Need erinevad nõudmised tekitavad keerulise veemajanduse väljakutse. Selle probleemi lahendamiseks paigaldasid teadlased jõe voolukiiruse jälgimiseks odavad andurid, mis võimaldavad välja töötada digitaalse kaksiku, et toetada tõhusamat veemajandust.

Digital Twin töötab iga päev, et koostada iganädalasi prognoose veekasutuse kohta veevarustuse, niisutamise ja elektritootmise jaoks. See toetab jõe reservuaaridest vee väljavoolu prognoosimist, kuna selles võetakse arvesse hüdroloogilisi, meteoroloogilisi ja energiatootmise andmeid. See aitab teadlastel ja ametiasutustel paremini mõista erinevate veekasutusviiside keerulisi seoseid ja parandada veemajanduse tõhusust. Praeguste ja tulevaste kliimastsenaariumide arvessevõtmine tugevdab lõppkokkuvõttes vastupanuvõimet kliimamuutustele.
Uurida
nelja eraldiseisvat alamjuhtumiuuringut, mis seovad kontseptuaalselt kohalikud ja piirkondlikud vajadused peamiste protsessidega. Selles kasutati virtuaalse valgala kontseptsiooni, et tutvustada veemajanduse tervikliku allikast mereni kohandamise lähenemisviisi parimaid tavasid.

Kokkuvõte

Täiendav teave

Võtke ühendust