Monitorovanie množstva a kvality vody na účely adaptácie na zmenu klímy

Kľúčové poznatky

Informácie o regióne

Klimatické hrozby

Zmena klímy má závažný vplyv na Čierne more a spôsobuje pobrežnú eróziu a záplavy v dôsledku zvyšovania hladiny morí a teplôt. Tieto zmeny narúšajú morské ekosystémy, menia distribúciu a abundanciu druhov a zároveň vedú k acidifikácii oceánov a nedostatku kyslíka. Vyššie teploty ďalej uľahčujú šírenie inváznych druhov, poškodzujú pôvodné ekosystémy a znižujú absorpciu CO2. Okrem toho extrémne poveternostné javy, ako napríklad silné búrky v Turecku v auguste 2021, vážne poškodili pobrežné ekosystémy a infraštruktúru.  Katastrofálne záplavy spôsobené sériou silných búrok si vyžiadali 97 životov a spôsobili rozsiahle škody vrátane zrútenia budov a mostov.

Klimatické zmeny a ich priame a nepriame dôsledky sú tu. Musíme reštrukturalizovať náš spôsob myslenia a spôsob, akým riešime dôsledky zmeny klímy, čo si vyžaduje multidisciplinárny regionálny prístup. Musíme ľudí presvedčiť, že súčasné postupy nie sú udržateľné.

Nicolaos Theodossiou, koordinátor ARSINOE CS6

Participatívny prístup k medzinárodnej adaptácii na zmenu klímy

Regionálne opatrenia na prispôsobenie sa zmene klímy

Bulharsko – prírodná rezervácia

V Bulharsku sa projekt ARSINOE zameriava na rezervu Ropotamo, prísne chránený ekosystém s obmedzeným prístupom ľudí. Na posúdenie povodia vykonal tím letecké prieskumy bezpilotných vzdušných prostriedkov a geopriestorové analýzy s použitím vnútroštátnych a medzinárodných súborov údajov. Zahŕňali klimatické projekcie pre RCP4.5 a RCP8.5, čo znamená scenáre s miernymi a najvyššími emisiami. Na základe týchto zistení tím identifikoval potenciálne miesta senzorov v rezerve. Vybraný inovátor medzitým inicioval samostatný program monitorovania mimo rezervy pozdĺž rieky Ropotamo, ktorým sa vykonáva monitorovanie kvality vody v reálnom čase na troch kľúčových miestach:

• Referenčné miesto v hornom kurze,
• miesto susediace s osídlením pred rezervou na meranie ľudského vplyvu na oblasť,
• Lokalita s nižším tokom v blízkosti ústia rieky na posúdenie samočistiacej kapacity rieky pred dosiahnutím Čierneho mora.

V polovici septembra 2024 projektový tím nainštaloval prvý súbor snímačov a zriadil demonštračné miesto, v ktorom sa integrovala potrebná infraštruktúra na monitorovanie kvality vody v reálnom čase. Tieto senzory merali kľúčové parametre, ako sú dusičnany, pH a teplota.

Počas implementácie tím každý mesiac odoberal vzorky vody a analyzoval ich v laboratóriu pomocou štandardných metód na kalibráciu, validáciu a overovanie údajov zo snímačov. Táto analýza sa týkala kľúčových ukazovateľov kvality vody vrátane chlorofylu a modrozelených rias. V ďalších laboratórnych testoch sa merali úrovne živín, zatiaľ čo testy na mieste sa zameriavali na pH a teplotu, kritické faktory na posúdenie vplyvov klímy.

Monitorovanie pokračovalo do konca júna 2025 s cieľom dôkladne posúdiť schopnosť rezervy samočistiť sa – jej prirodzenú schopnosť čistiť sa za rôznych sezónnych podmienok. V záverečnej analýze sa porovná kvalita vody pred tokom rieky cez chránenú oblasť a po ňom, pričom sa poskytne cenný pohľad na to, ako rezerva zmierňuje ľudské vplyvy a zvyšuje odolnosť ekosystémov voči zmene klímy.

Inovácia v rieke Ropotamo zohráva priamu úlohu pri adaptácii na zmenu klímy tým, že poskytuje vysokofrekvenčné údaje o kvalite vody špecifické pre danú lokalitu, ktoré pomáhajú odhaľovať environmentálne stresory spojené s premenlivosťou klímy, ako sú zvýšené teploty, zaťaženie živinami a prudké znečistenie. Schopnosť systému odhaliť tieto zmeny takmer v reálnom čase je rozhodujúca pre posúdenie toho, ako ekosystémy reagujú na chronické a extrémne udalosti súvisiace s klímou, ako sú suchá, vlny horúčav alebo záplavy. Identifikácia modelov kvality vody prostredníctvom snímačov podporuje systémy včasného varovania a adaptívne hospodárenie s vodou, čím pomáha miestnym orgánom pripraviť sa na zmenu základných klimatických hodnôt a zmierniť jej účinky. Tým, že systém ponúka nákladovo efektívnu alternatívu s nízkou stopou k tradičným laboratórnym prístupom, zvyšuje odolnosť riečnych ekosystémov a zároveň posilňuje vedecký základ regionálnych politík v oblasti adaptácie na zmenu klímy.

Rumunsko – delta Dunaja

V Rumunsku sa študijné miesto nachádza v delte Dunaja. Vybraný inovátor ProVerse vyvinul demonštrátor na riešenie výziev pri integrácii údajov z rôznych zdrojov vrátane snímačov na mieste, historických záznamov, satelitných údajov a iných relevantných súborov údajov. Pomocou pokročilých nástrojov na spracovanie a modelovanie údajov systém analyzuje a predpovedá zmeny v kvalite vody.

Demonštrátor obsahuje štyri samostatné systémy, všetky postavené na platforme ProVerse:

1. Databáza na prijímanie a spracovanie údajov časových radov,
2. databázy na dlhodobé uchovávanie nespracovaných a spracovaných údajov,
3. Svetová štátna služba, ktorá umožňuje zmeny stavu v časovom intervale simulačných modelov,
4. Metaverzálna technológia.

Riečna bója chráni prístroje pred prírodnými nebezpečenstvami a umožňuje spoľahlivé monitorovanie.

Počas prvej fázy projektový tím a inovátor vytvorili databázu údajov na prijímanie a spracovanie údajov časových radov. Spolupracovali aj na vývoji databáz na dlhodobé uchovávanie nespracovaných aj spracovaných údajov. Okrem toho boli senzory kvality vody zakúpené a kalibrované v zariadeniach ProVerse.

Metaverzná platforma je teraz pripravená zbierať údaje z bóje v reálnom svete. Projektový tím použije tieto údaje o kvalite vody na vizualizáciu, simuláciu a analýzu toho, ako zmena klímy ovplyvňuje prirodzenú biofiltračnú kapacitu delty Dunaja. Využívaním metaverzálnej technológie bude platforma podporovať rozvoj cielených adaptačných stratégií.

Inovácia zlepšuje schopnosť miestnych zainteresovaných strán monitorovať ohrozenia kvality vody a reagovať na ne, čím prispieva k odolnosti proti zmene klímy v delte Dunaja. Vizualizácie v reálnom čase a prognózy scenárov podporujú skoršie zistenie podmienok spojených so škodlivými kvetmi rias, zvýšením slanosti alebo naplnením živinami. To môže podporiť cielenejšie úsilie o ochranu a lepšie riadenie citlivých ekosystémov.

Turecko – Marmara a delta Čierneho mora

V Turecku tím vybral ako čiastkovú štúdiu spojenie medzi Marmarským morom a Čiernym morom spolu s juhozápadnými vodami Čierneho mora. Zainteresované strany zastupujúce tento región identifikovali kľúčové výzvy, ako je znečistenie, klesajúca kvalita vody – najmä strata kyslíka – a jej vplyv na rybolov. Na riešenie týchto obáv prispeli pravidelné expedície morského výskumu na lodiach k monitorovaniu a analýze parametrov kvality morskej vody.

Turecký tím sa tiež zúčastnil na výbere jedného z inovátorov projektu ARSINOE s cieľom riešiť problémy znečistenia morí v lokalite. Vybrali si platformu „Inteligentné monitorovacie snímače“ spoločnosti Polyregnum, ktorá sa po prvýkrát zavádza v Čiernom mori. Táto platforma kombinuje inteligentné snímače s globálnymi parametrami kvality vody na diaľkové monitorovanie znečistenia ovzdušia a vody a zároveň zlepšuje pochopenie interakcií medzi vzduchom a morom.
Platforma je
vybavená systémom spracovania údajov založeným na umelej inteligencii a sleduje úrovne znečistenia v Čiernom mori analýzou viacerých parametrov vrátane teploty, slanosti, úrovní pH, vlhkosti a úrovní oxidu uhličitého – kľúčových ukazovateľov globálneho otepľovania. Po dokončení koróznych testov tím integroval všetky senzory do platformy, ktorá bola naplánovaná na začiatok apríla 2025.
Platforma
SMS zlepšuje adaptáciu na zmenu klímy v Čiernom mori neustálym monitorovaním kľúčových environmentálnych premenných a kritických ukazovateľov zmien súvisiacich s klímou. Lepšie pochopenie interakcií medzi vzduchom a morom a včasné odhalenie príznakov stresu ekosystému podporuje včasné reakcie založené na dôkazoch. Platforma takisto umožňuje miestnym orgánom a zainteresovaným stranám identifikovať dlhodobé klimatické trendy a vykonávať adaptačné opatrenia, ktoré zabezpečujú kvalitu životného prostredia, verejné zdravie a odolnosť ekosystémov v regióne.

Grécko – Smerom k virtuálnemu prepojeniu s Čiernym morom

V Grécku výskumný tím vybral rieku Aliakmon – najdlhšiu v krajine – na monitorovanie vzhľadom na jej kľúčovú úlohu pri výrobe energie, poľnohospodárstve a zásobovaní vodou. Tieto rôznorodé požiadavky vytvárajú zložitú výzvu v oblasti vodného hospodárstva. Na riešenie tohto problému výskumníci nainštalovali nízkonákladové snímače na monitorovanie prietoku rieky, čo umožnilo vývoj digitálneho dvojčaťa na podporu efektívnejšieho hospodárenia s vodou.

Digitálne dvojča pracuje na dennej báze, aby generovalo týždenné predpovede o spotrebe vody na zásobovanie vodou, zavlažovanie a výrobu elektrickej energie. Podporuje predpovedanie odtoku vody z riečnych nádrží, keďže zohľadňuje hydrologické, meteorologické údaje a údaje o výrobe energie. To pomáha výskumným pracovníkom a orgánom lepšie pochopiť zložité vzťahy medzi rôznymi spôsobmi využívania vody a zlepšiť efektívnosť hospodárenia s vodou. Vzhľadom na súčasné a budúce klimatické scenáre sa v konečnom dôsledku posilňuje odolnosť proti zmene klímy.

Preskúmanie štyroch rôznych čiastkových prípadových štúdií, ktoré koncepčne spájajú miestne a regionálne potreby s kľúčovými procesmi. Uplatňovala koncepciu virtuálneho povodia s cieľom predstaviť najlepšie postupy pre komplexný prístup k adaptácii zdrojov na more v oblasti vodného hospodárstva.

Zhrnutie

Ďalšie informácie

Kontaktovať