Praćenje količine i kvalitete vode za prilagodbu klimatskim promjenama

Ključna učenja

O regiji

Klimatske prijetnje

Klimatske promjene ozbiljno utječu na Crno more, uzrokujući eroziju obale i poplave zbog porasta razine mora i temperatura. Te promjene narušavaju morske ekosustave, mijenjaju rasprostranjenost i brojnost vrsta te istodobno dovode do zakiseljavanja oceana i nedostatka kisika. Više temperature dodatno olakšavaju širenje invazivnih vrsta, štete autohtonim ekosustavima i smanjuju apsorpciju CO2. Osim toga, ekstremni vremenski uvjeti, kao što su snažne oluje u Turskoj u kolovozu 2021., ozbiljno su oštetili obalne ekosustave i infrastrukturu.  Katastrofalne poplave zbog niza teških grmljavinskih oluja odnijele su 97 života i uzrokovale široko rasprostranjeno uništenje, uključujući urušavanje zgrada i mostova.

Klimatske promjene i njihove izravne i neizravne posljedice tu su. Moramo restrukturirati svoj način razmišljanja i način na koji se nosimo s učincima klimatskih promjena, što zahtijeva multidisciplinarni regionalni pristup. Moramo uvjeriti ljude da trenutačne prakse nisu održive.

Nicolaos Theodossiou, koordinator ARSINOE CS6

Participativan pristup međunarodnoj prilagodbi klimatskim promjenama

Regionalne mjere prilagodbe klimatskim promjenama

Bugarska – Prirodni rezervat

U Bugarskoj je projekt ARSINOE usmjeren na rezervat Ropotamo, strogo zaštićen ekosustav s ograničenim pristupom ljudi. Kako bi procijenio riječni sliv, tim je proveo istraživanja bespilotnih letjelica i geoprostorne analize, koristeći nacionalne i međunarodne skupove podataka. Uključivali su klimatske projekcije za RCP4.5 i RCP8.5, što znači scenarije s umjerenim i najvišim emisijama. Na temelju tih nalaza, tim je identificirao potencijalne lokacije senzora unutar rezerve. U međuvremenu je odabrani inovator pokrenuo zaseban program praćenja izvan rezervata uz rijeku Ropotamo, provodeći praćenje kvalitete vode u stvarnom vremenu na tri ključna mjesta:

• Referentno mjesto u gornjem toku,
• mjesto koje graniči s naseljem prije rezerve radi mjerenja ljudskog utjecaja na to područje,
• Mjesto nižeg toka u blizini estuarija kako bi se procijenio kapacitet samočišćenja rijeke prije dolaska u Crno more.

Sredinom rujna 2024. projektni tim instalirao je prvi skup senzora i uspostavio demonstratorsku lokaciju, integrirajući potrebnu infrastrukturu za praćenje kvalitete vode u stvarnom vremenu. Ti su senzori mjerili ključne parametre kao što su nitrati, pH i temperatura.

Tijekom provedbe, tim je svaki mjesec prikupljao uzorke vode i analizirao ih u laboratoriju koristeći standardne metode za kalibraciju, validaciju i provjeru senzorskih podataka. Tom su analizom obuhvaćeni ključni pokazatelji kvalitete vode, uključujući klorofil i plavozelene alge. Dodatnim laboratorijskim testovima mjerene su razine hranjivih tvari, dok su testovi na licu mjesta bili usmjereni na pH i temperaturu, ključne čimbenike za procjenu utjecaja klimatskih promjena.

Praćenje se nastavilo do kraja lipnja 2025. kako bi se temeljito procijenila sposobnost rezerve za samopročišćavanje – njezina prirodna sposobnost čišćenja u različitim sezonskim uvjetima. U završnoj analizi uspoređivat će se kvaliteta vode prije i nakon toka rijeke kroz zaštićeno područje, pružajući vrijedan uvid u to kako rezervat ublažava utjecaje ljudi i povećava otpornost ekosustava na klimatske promjene.

Inovacije u rijeci Ropotamo imaju izravnu ulogu u prilagodbi klimatskim promjenama jer pružaju visokofrekventne podatke o kvaliteti vode specifične za lokaciju koji pomažu u otkrivanju okolišnih stresora povezanih s promjenjivošću klime, kao što su povišene temperature, opterećenja hranjivim tvarima i porast onečišćenja. Sposobnost sustava da otkrije te promjene gotovo u stvarnom vremenu ključna je za procjenu načina na koji ekosustavi reagiraju na kronične i ekstremne klimatske događaje, kao što su suše, toplinski valovi ili poplave. Utvrđivanjem obrazaca kvalitete vode s pomoću senzora podupiru se sustavi ranog upozoravanja i prilagodljivo upravljanje vodama, čime se lokalnim tijelima pomaže da se pripreme za i ublaže učinke promjene klimatskih polaznih vrijednosti. Nudeći troškovno učinkovitu alternativu tradicionalnim laboratorijskim pristupima s niskim otiskom, sustav povećava otpornost riječnih ekosustava i istodobno jača znanstvenu osnovu za regionalne politike prilagodbe klimatskim promjenama.

Rumunjska – delta Dunava

U Rumunjskoj se nalazi u delti Dunava. Odabrani inovator ProVerse razvio je demonstrator za rješavanje izazova u integraciji podataka iz različitih izvora, uključujući senzore na licu mjesta, povijesne zapise, satelitske podatke i druge relevantne skupove podataka. Koristeći napredne alate za obradu i modeliranje podataka, sustav analizira i predviđa promjene u kvaliteti vode.

Demonstrator sadrži četiri odvojena sustava, a svi su izgrađeni na platformi ProVerse:

1. cjevovod podataka za prihvaćanje i obradu podataka vremenske serije,
2. baze podataka za dugoročnu pohranu neobrađenih i obrađenih podataka,
3. Svjetska državna služba koja omogućuje promjene stanja u vremenskom isteku simulacijskih modela,
4. Metaverse tehnologija.

Plutača rijeke štiti instrumente od prirodnih opasnosti i omogućuje pouzdano praćenje.

Tijekom prve faze projektni tim i inovator uspostavili su portfelj podataka za primanje i obradu podataka vremenske serije. Također su zajednički razvili baze podataka za dugoročno pohranjivanje neobrađenih i obrađenih podataka. Osim toga, senzori kvalitete vode kupljeni su i kalibrirani u ProVerse objektima.

Metaverse platforma je sada spremna za prikupljanje stvarnih podataka iz plutače. Projektni tim upotrijebit će te podatke o kvaliteti vode kako bi vizualizirao, simulirao i analizirao kako klimatske promjene utječu na prirodni biofiltracijski kapacitet delte Dunava. Koristeći se tehnologijom metaverzuma, platforma će poduprijeti razvoj ciljanih strategija prilagodbe.

Inovacijom se poboljšava kapacitet lokalnih dionika za praćenje prijetnji kvaliteti vode i odgovor na njih, čime se doprinosi otpornosti na klimatske promjene u delti Dunava. Vizualizacija u stvarnom vremenu i predviđanje scenarija podupiru ranije otkrivanje stanja povezanih sa štetnim cvjetanjem algi, povećanjem saliniteta ili opterećenjem hranjivim tvarima. Time se mogu poduprijeti usmjereniji napori za očuvanje i bolje upravljanje osjetljivim ekosustavima.

Turska – delta Marmara i Crno more

U Turskoj je tim kao potpredmetnu studiju odabrao vezu između Marmarskog i Crnog mora, zajedno s jugozapadnim vodama Crnog mora. Dionici koji predstavljaju tu regiju utvrdili su ključne izazove, kao što su onečišćenje, smanjenje kvalitete vode, posebno gubitak kisika, i njezin utjecaj na ribarstvo. Kako bi se riješila ta pitanja, redovite pomorske istraživačke ekspedicije pridonijele su praćenju i analizi parametara kvalitete morske vode.

Turski tim također je sudjelovao u odabiru jednog od inovatora projekta ARSINOE za rješavanje problema onečišćenja mora na lokaciji. Odabrali su Polyregnumovu platformu „Smart Monitoring Sensors”, koja se prvi put uvodi u Crno more. Ova platforma kombinira pametne senzore s globalnim parametrima kvalitete vode za daljinsko praćenje onečišćenja zraka i vode, istovremeno poboljšavajući razumijevanje interakcija zraka i mora.

Opremljena sustavom za obradu podataka koji se temelji na umjetnoj inteligenciji, platforma prati razine onečišćenja u Crnom moru analizom više parametara, uključujući temperaturu, salinitet, pH-vrijednost, vlažnost i razine ugljikova dioksida, što su ključni pokazatelji globalnog zagrijavanja. Nakon završetka ispitivanja korozije, tim je integrirao sve senzore u platformu, koja je trebala biti lansirana početkom travnja 2025.
Platforma
SMS poboljšava prilagodbu klimatskim promjenama u Crnom moru stalnim praćenjem ključnih okolišnih varijabli i ključnih pokazatelja klimatskih promjena. Bolje razumijevanje interakcija zrak-more i rano otkrivanje znakova stresa ekosustava podupire pravodobne odgovore utemeljene na dokazima. Platforma također osnažuje lokalna tijela i dionike da utvrde dugoročne klimatske trendove i provedu mjere prilagodbe kojima se štite kvaliteta okoliša, javno zdravlje i otpornost ekosustava u regiji.

Grčka – prema virtualnom slivnom području povezanom s Crnim morem

U Grčkoj je istraživački tim odabrao najdužu rijeku Aljakmon za praćenje zbog njezine ključne uloge u proizvodnji energije, poljoprivredi i opskrbi vodom. Ti različiti zahtjevi stvaraju složene izazove u upravljanju vodama. Kako bi se to riješilo, istraživači su ugradili niskotarifne senzore za praćenje protoka rijeke, čime se omogućuje razvoj digitalnog blizanca za potporu učinkovitijem upravljanju vodama.

Digital Twin djeluje svakodnevno kako bi generirao tjedne prognoze o potrošnji vode za opskrbu vodom, navodnjavanje i proizvodnju električne energije. Podupire predviđanje odljeva vode iz riječnih akumulacija jer uzima u obzir hidrološke i meteorološke podatke te podatke o proizvodnji energije. To pomaže istraživačima i nadležnim tijelima da bolje razumiju složene odnose između različitih upotreba vode i poboljšaju učinkovitost upravljanja vodom. Razmatranje sadašnjih i budućih klimatskih scenarija u konačnici jača otpornost na klimatske promjene.

Istraživanje četiriju različitih studija pod-slučajeva konceptualno je povezalo lokalne i regionalne potrebe s ključnim procesima. Primijenila je koncept virtualnog sliva kako bi predstavila najbolje prakse za sveobuhvatan pristup prilagodbi s izvora na more u upravljanju vodama.

Sažetak

Dodatne informacije

Kontakt