European Union flag

W jaki sposób niestabilny region Morza Czarnego może dostosować się do presji związanych ze zmianą klimatu? Zespoły badawcze w Bułgarii, Grecji, Rumunii i Turcji dążą do znalezienia wykonalnych rozwiązań w ramach wirtualnego działu wodnego na Morzu Czarnym.

Pobierz raport

Kluczowe nauki

  • Podejście międzynarodowe: Zmiany klimatyczne nie znają granic. Wspólna strategia międzyregionalna ma kluczowe znaczenie dla sprostania wspólnym wyzwaniom, przed którymi stoją kraje regionu Morza Czarnego.
  • Zaangażowanie zainteresowanych stron: Zespół projektowy skutecznie zidentyfikował kluczowe kwestie i ustanowił wspólną płaszczyznę, angażując od samego początku zainteresowane strony z różnych środowisk, w tym z sektora publicznego i prywatnego, przemysłu, środowiska akademickiego / badawczego i obywateli. To integracyjne podejście umożliwiło dogłębne zrozumienie omawianych kwestii i sprzyjało szerokiej akceptacji projektu. Ułatwiła również opracowanie innowacyjnych ścieżek rozwiązywania kluczowych problemów regionalnych.
  • Lepsze monitorowanie: Zarówno zainteresowane strony projektu, jak i zespoły badawcze podkreśliły potrzebę poprawy monitorowania. Ich wspólnym celem było wykorzystanie czujników do śledzenia parametrów środowiskowych i określenia niezbędnych środków na rzecz lepszego przystosowania się do zmiany klimatu.

O regionie

Morze Czarne, główne morze śródlądowe o powierzchni 436 000 km2, znajduje się między Europą a Azją i graniczy z Bułgarią, Rumunią, Ukrainą, Rosją, Gruzją i Turcją. Znany ze swojej wyjątkowej różnorodności biologicznej, Morze Czarne wspiera szereg życia morskiego, w tym delfiny, jesiotr i różne gatunki ryb. Region charakteryzuje mozaika kultur, języków i historii. Jego ludność nadbrzeżna angażuje się w różnorodne działania, w tym rybołówstwo, turystykę i handel, które mają zasadnicze znaczenie dla lokalnych gospodarek. Delta Dunaju znajduje się w północno-zachodniej części Morza Czarnego i jest jedną z największych i najlepiej zachowanych delt w Europie, obejmującą około 4150 km2. Bogata różnorodność biologiczna i wspaniałe krajobrazy są wpisane na listę światowego dziedzictwa UNESCO, a Dunaj kształtuje środowisko Morza Czarnego i wspiera jego cenny ekosystem.

Zagrożenia klimatyczne

Zmiana klimatu ma poważny wpływ na Morze Czarne, powodując erozję wybrzeży i powodzie ze względu na podnoszący się poziom mórz i temperatury. Zmiany te zakłócają ekosystemy morskie, zmieniając rozmieszczenie i liczebność gatunków, prowadząc jednocześnie do zakwaszenia oceanów i niedoboru tlenu. Wyższe temperatury dodatkowo ułatwiają rozprzestrzenianie się gatunków inwazyjnych, szkodząc rodzimym ekosystemom i zmniejszając absorpcję CO2. Ponadto ekstremalne zdarzenia pogodowe, takie jak silne burze w Turcji w sierpniu 2021 r., poważnie uszkodziły ekosystemy i infrastrukturę przybrzeżną.  Katastrofalne powodzie spowodowane serią poważnych burz pochłonęły 97 ofiar śmiertelnych i spowodowały rozległe zniszczenia, w tym zawalenie się budynków i mostów.

Zmiany klimatyczne i ich bezpośrednie i pośrednie konsekwencje są tutaj. Musimy zrestrukturyzować nasz sposób myślenia i sposób radzenia sobie ze skutkami zmiany klimatu, co wymaga wielodyscyplinarnego podejścia regionalnego. Musimy przekonać ludzi, że obecne praktyki nie są zrównoważone.

Nicolaos Theodossiou, koordynator ARSINOE CS6

Podejście partycypacyjne do międzynarodowego przystosowania się do zmiany klimatu

W odpowiedzi na wyzwania klimatyczne w ramach projektu ARSINOE opracowuje się transgraniczny plan gospodarowania zasobami wodnymi obejmujący Bułgarię, Rumunię, Turcję i Grecję, przy czym kluczową rolę odgrywają zainteresowane strony. Zespół rozpoczął od zidentyfikowania szerokiej listy zainteresowanych stron, dzieląc je na pięć grup: przemysł/biznes, rząd/decydenci, stowarzyszenia/organizacje pozarządowe, ośrodki badawcze/akademickie i lokalni obywatele.

Po dokonaniu oceny zainteresowania każdej grupy studium przypadku dotyczącym Morza Czarnego – które opiera się na ramach projektu – oraz ich potencjału w zakresie wywierania wpływu na planowane działania, zespół zaprosił je do udziału w szeregu działań angażujących. Działania te obejmowały grupy robocze i żywe laboratoria w ramach podejścia partycypacyjnego, zapewniającego wysłuchanie opinii zainteresowanych stron i włączenie ich do procesu decyzyjnego.

To podejście oparte na współpracy zgromadziło różne organizacje i osoby w celu opracowania wspólnej wizji dla regionu Morza Czarnego w 2050 r. Pomogła również w określeniu ścieżek innowacji służących budowaniu odporności na zmianę klimatu i zapewnieniu finansowania regionalnych środków przystosowania się do zmiany klimatu. Wysiłek ten zapewnił finansowanie trzem innowacyjnym przedsiębiorstwom wybranym w drodze oficjalnego przetargu w celu wdrożenia ich rozwiązań w Bułgarii, Rumunii i Turcji, a także zespołowi badawczemu w Grecji w celu opracowania rozwiązania mającego na celu poprawę gospodarki wodnej wzdłuż najdłuższej rzeki w kraju. Poniższe sekcje pokazują, w jaki sposób te regionalne działania w zakresie przystosowania się do zmiany klimatu kształtują się w terenie.

Regionalne środki w zakresie przystosowania się do zmiany klimatu

Bułgaria – rezerwat przyrody

W Bułgarii projekt ARSINOE koncentruje się na rezerwacie Ropotamo, ściśle chronionym ekosystemie o ograniczonym dostępie dla ludzi. Aby ocenić dorzecze, zespół przeprowadził badania bezzałogowych statków powietrznych i analizy geoprzestrzenne, wykorzystując krajowe i międzynarodowe zbiory danych. Obejmowały one prognozy klimatyczne dla RCP4.5 i RCP8.5, co oznacza scenariusze umiarkowanej i najwyższej emisji. Na podstawie tych ustaleń zespół zidentyfikował potencjalne lokalizacje czujników w rezerwacie. Tymczasem wybrany innowator zainicjował odrębny program monitorowania poza rezerwatem wzdłuż rzeki Ropotamo, wdrażając monitorowanie jakości wody w czasie rzeczywistym w trzech kluczowych miejscach:

  • miejsce odniesienia w górnym biegu,
  • miejsce sąsiadujące z osadą przed rezerwatem w celu zmierzenia wpływu człowieka na ten obszar,
  • Obszar dolnego biegu w pobliżu ujścia rzeki w celu oceny zdolności rzeki do samooczyszczania przed dotarciem do Morza Czarnego.

W połowie września 2024 r. zespół projektowy zainstalował pierwszy zestaw czujników i utworzył obiekt demonstracyjny, integrując niezbędną infrastrukturę do monitorowania jakości wody w czasie rzeczywistym. Czujniki te mierzyły kluczowe parametry, takie jak azotany, pH i temperatura.

W trakcie wdrażania zespół co miesiąc pobierał próbki wody i analizował je w laboratorium przy użyciu standardowych metod kalibracji, walidacji i weryfikacji danych z czujników. Analiza ta objęła kluczowe wskaźniki jakości wody, w tym chlorofil i niebiesko-zielone algi. Dodatkowe testy laboratoryjne mierzyły poziom składników odżywczych, podczas gdy testy na miejscu koncentrowały się na pH i temperaturze, czynnikach krytycznych dla oceny wpływu na klimat.

Monitorowanie kontynuowano do końca czerwca 2025 r., aby dokładnie ocenić zdolność rezerwy do samooczyszczania się – jej naturalną zdolność do samooczyszczania się w różnych warunkach sezonowych. W końcowej analizie porówna się jakość wody przed i po przepływie rzeki przez obszar chroniony, oferując cenny wgląd w to, w jaki sposób rezerwat łagodzi wpływ człowieka i zwiększa odporność ekosystemu w obliczu zmiany klimatu.

Innowacja w rzece Ropotamo odgrywa bezpośrednią rolę w przystosowywaniu się do zmiany klimatu, dostarczając wysokiej częstotliwości dane dotyczące jakości wody specyficzne dla danego miejsca, które pomagają wykrywać środowiskowe czynniki stresogenne związane ze zmiennością klimatu, takie jak podwyższone temperatury, ładunki składników odżywczych i skoki zanieczyszczeń. Zdolność systemu do wykrywania tych zmian niemal w czasie rzeczywistym ma kluczowe znaczenie dla oceny, w jaki sposób ekosystemy reagują na przewlekłe i ekstremalne zdarzenia związane z klimatem, takie jak susze, fale upałów lub powodzie. Identyfikacja wzorców jakości wody za pomocą czujników wspiera systemy wczesnego ostrzegania i adaptacyjną gospodarkę wodną, pomagając władzom lokalnym w przygotowaniu się na zmiany klimatyczne i łagodzeniu ich skutków. Dzięki oferowaniu opłacalnej i niskonakładowej alternatywy dla tradycyjnych podejść wymagających dużych nakładów laboratoryjnych system zwiększa odporność ekosystemu rzecznego, a jednocześnie wzmacnia podstawę naukową regionalnych polityk w zakresie przystosowania się do zmiany klimatu.

Rumunia – Delta Dunaju

W Rumunii ośrodek badawczy znajduje się w delcie Dunaju. Wybrany innowator, ProVerse, opracował demonstrator, aby sprostać wyzwaniom związanym z integracją danych z różnych źródeł, w tym czujników na miejscu, zapisów historycznych, danych satelitarnych i innych odpowiednich zbiorów danych. Wykorzystując zaawansowane narzędzia do przetwarzania i modelowania danych, system analizuje i prognozuje zmiany jakości wody.

Demonstrator zawiera cztery oddzielne systemy, wszystkie zbudowane na platformie ProVerse:

  1. Rurociąg danych do przyjmowania i przetwarzania danych szeregów czasowych,
  2. bazy danych do długoterminowego przechowywania nieprzetworzonych i przetworzonych danych,
  3. Światowa służba państwowa, która umożliwia zmiany stanu w czasie poklatkowym modeli symulacyjnych,
  4. Technologia metawersum.

Boja rzeczna chroni przyrządy przed zagrożeniami naturalnymi i umożliwia niezawodne monitorowanie.

W pierwszej fazie zespół projektowy i innowator utworzyli potok danych w celu otrzymywania i przetwarzania danych szeregów czasowych. Opracowali również bazy danych do przechowywania zarówno surowych, jak i przetworzonych danych w perspektywie długoterminowej. Dodatkowo czujniki jakości wody zostały zakupione i skalibrowane w zakładach ProVerse.
Platforma
metawersum jest teraz gotowa do zbierania rzeczywistych danych z boi. Zespół projektowy wykorzysta te dane dotyczące jakości wody do wizualizacji, symulacji i analizy wpływu zmiany klimatu na naturalną zdolność biofiltracji delty Dunaju. Wykorzystując technologię metawersum, platforma będzie wspierać rozwój ukierunkowanych strategii adaptacyjnych.

Innowacja zwiększa zdolność lokalnych zainteresowanych stron do monitorowania zagrożeń dla jakości wody i reagowania na nie, przyczyniając się do odporności na zmianę klimatu w delcie Dunaju. Wizualizacje w czasie rzeczywistym i prognozowanie scenariuszy wspierają wcześniejsze wykrywanie warunków związanych ze szkodliwymi zakwitami glonów, wzrostem zasolenia lub ładowaniem składników odżywczych. Może to wspierać bardziej ukierunkowane działania na rzecz ochrony i lepsze zarządzanie wrażliwymi ekosystemami.

Turcja – Marmara i delta Morza Czarnego

W Turcji zespół wybrał jako studium przypadku połączenie między Morzem Marmara a Morzem Czarnym oraz południowo-zachodnimi wodami Morza Czarnego. Zainteresowane strony reprezentujące ten region zidentyfikowały kluczowe wyzwania, takie jak zanieczyszczenie, pogarszająca się jakość wody – w szczególności utrata tlenu – oraz jej wpływ na rybołówstwo. Aby rozwiązać te problemy, regularne morskie ekspedycje badawcze na statkach przyczyniły się do monitorowania i analizowania parametrów jakości wody morskiej.

Turecki zespół uczestniczył również w wyborze jednego z innowatorów projektu ARSINOE, aby sprostać wyzwaniom związanym z zanieczyszczeniem mórz na tym terenie. Wybrali platformę „Inteligentne czujniki monitorujące” firmy Polyregnum, która jest wdrażana na Morzu Czarnym po raz pierwszy. Platforma ta łączy inteligentne czujniki z globalnymi parametrami jakości wody w celu zdalnego monitorowania zanieczyszczenia powietrza i wody, jednocześnie poprawiając zrozumienie interakcji powietrze-morze.
Wyposażona
w system przetwarzania danych oparty na sztucznej inteligencji platforma śledzi poziomy zanieczyszczeń w Morzu Czarnym, analizując wiele parametrów, w tym temperaturę, zasolenie, poziomy pH, wilgotność i poziomy dwutlenku węgla – kluczowe wskaźniki globalnego ocieplenia. Po zakończeniu testów korozji zespół zintegrował wszystkie czujniki z platformą, która miała zostać uruchomiona na początku kwietnia 2025 r.
Platforma
SMS usprawnia przystosowanie się do zmiany klimatu na Morzu Czarnym poprzez ciągłe monitorowanie kluczowych zmiennych środowiskowych i krytycznych wskaźników zmian związanych z klimatem. Lepsze zrozumienie interakcji między powietrzem a morzem i wczesne wykrywanie oznak stresu ekosystemowego wspiera terminowe, oparte na dowodach reakcje. Platforma umożliwia również władzom lokalnym i zainteresowanym stronom identyfikowanie długoterminowych tendencji klimatycznych i wdrażanie środków adaptacyjnych, które chronią jakość środowiska, zdrowie publiczne i odporność ekosystemów w regionie.

Grecja – W kierunku wirtualnego działu wodnego łączącego się z Morzem Czarnym

W Grecji zespół badawczy wybrał rzekę Aliakmon – najdłuższą rzekę w kraju – do monitorowania ze względu na jej kluczową rolę w produkcji energii, rolnictwie i zaopatrzeniu w wodę. Te zróżnicowane wymagania stwarzają złożone wyzwanie w zakresie gospodarki wodnej. Aby rozwiązać ten problem, naukowcy zainstalowali tanie czujniki do monitorowania natężenia przepływu rzeki, co umożliwiło opracowanie cyfrowego bliźniaka wspierającego bardziej wydajną gospodarkę wodną.

Digital Twin działa codziennie, aby generować cotygodniowe prognozy dotyczące zużycia wody do zaopatrzenia w wodę, nawadniania i wytwarzania energii elektrycznej. Ułatwia przewidywanie odpływu wody ze zbiorników rzecznych, ponieważ uwzględnia dane hydrologiczne, meteorologiczne i dotyczące produkcji energii. Pomaga to naukowcom i władzom lepiej zrozumieć złożone relacje między różnymi zastosowaniami wody i poprawić efektywność gospodarki wodnej. Uwzględnienie obecnych i przyszłych scenariuszy klimatycznych ostatecznie wzmacnia odporność na zmianę klimatu.

Zbadanie czterech odrębnych badań podprzypadkowych koncepcyjnie powiązanych potrzeb lokalnych i regionalnych z kluczowymi procesami. Zastosowano koncepcję wirtualnego działu wodnego, aby zaprezentować najlepsze praktyki w zakresie kompleksowego podejścia do adaptacji od źródła do morza w gospodarce wodnej.

Streszczenie

Sprostanie dzisiejszym wyzwaniom klimatycznym wymaga zintegrowanego podejścia w celu zapewnienia najskuteczniejszego rozwiązania w zakresie przystosowania się do zmiany klimatu. Budowanie odpornego na zmianę klimatu Morza Czarnego jest możliwe tylko dzięki współpracy regionalnej, jak podkreśliły zainteresowane strony, które uczestniczyły w żywych laboratoriach wyobrażających przyszłość regionu. Zaawansowane technologie monitorowania, gromadzenie danych w czasie rzeczywistym, usprawniona wymiana danych oraz ramy wirtualnego działu wodnego odgrywają kluczową rolę we wspieraniu działań w zakresie przystosowania się do zmiany klimatu w regionie.

Dalsze informacje

Praca przedstawiona w tej adaptacji jest częścią projektu ARSINOE Mission.

Projekt ten otrzymał finansowanie z unijnego programu działań w zakresie innowacji „Horyzont 2020” w ramach umowy o udzielenie dotacji 101037424.

Dowiedz się więcej o naszym studium przypadku: Studium przypadku 6 – Projekt ARSINOE

Kontakt

Prof. Nicolaos Theodossiou

Email: niktheod@civil.auth.gr

Słowa kluczowe

Wpływ na klimat

Powodzie, Wzrost poziomu morza, Ekstremalne ciepło, Susze, Burze

Sektory przystosowawcze

ICT, Gospodarka wodna, Obszary przybrzeżne, Ochrona różnorodności biologicznej

Kluczowe systemy wspólnotowe

Gospodarka wodna, Ekosystemy i rozwiązania oparte na przyrodzie

Kraje

Bulgaria, Romania, Türkiye, Greece

Program finansowania

HORIZON 2020


Treść i linki do pozycji osób trzecich na tej stronie internetowej misji są opracowywane przez zespół MIP4Adapt pod kierownictwemRicardo na podstawie umowy CINEA/2022/OP/0013/SI2.884597 finansowanej przez Unię Europejską i niekoniecznie odzwierciedlają pozycje Unii Europejskiej, CINEA lub Europejskiej Agencji Środowiska (EEA) jako gospodarza Platformy Climate-ADAPT. Ani Unia Europejska, ani CINEA, ani EOG nie ponoszą odpowiedzialności wynikającej z informacji zawartych na tych stronach lub w związku z nimi.

Language preference detected

Do you want to see the page translated into ?

Exclusion of liability
This translation is generated by eTranslation, a machine translation tool provided by the European Commission.