Spremljanje količine in kakovosti vode za prilagajanje podnebnim spremembam

Ključna spoznanja

O regiji

Podnebne grožnje

Podnebne spremembe močno vplivajo na Črno morje, saj povzročajo obalno erozijo in poplave zaradi dviga morske gladine in temperatur. Te spremembe motijo morske ekosisteme ter spreminjajo porazdelitev in številčnost vrst, hkrati pa povzročajo zakisljevanje oceanov in pomanjkanje kisika. Višje temperature dodatno olajšajo širjenje invazivnih vrst, škodujejo avtohtonim ekosistemom in zmanjšujejo absorpcijo CO2. Poleg tega so ekstremni vremenski pojavi, kot so močne nevihte v Turčiji avgusta 2021, močno poškodovali obalne ekosisteme in infrastrukturo.  Katastrofalne poplave zaradi vrste hudih neviht so zahtevale 97 življenj in povzročile obsežno uničenje, vključno z rušenjem stavb in mostov.

Podnebne spremembe ter njihove neposredne in posredne posledice so tu. Prestrukturirati moramo naš način razmišljanja in kako se spopadamo z vplivi podnebnih sprememb, za kar je potreben multidisciplinaren regionalni pristop. Ljudi moramo prepričati, da sedanje prakse niso trajnostne.

Nicolaos Theodossiou, koordinator ARSINOE CS6

Participativni pristop k mednarodnemu prilagajanju podnebnim spremembam

Regionalni ukrepi za prilagajanje podnebnim spremembam

Bolgarija – naravni rezervat

V Bolgariji se projekt ARSINOE osredotoča na rezervat Ropotamo, strogo zaščiten ekosistem z omejenim dostopom za ljudi. Za oceno povodja je skupina izvedla raziskave brezpilotnih zrakoplovov in geoprostorske analize z uporabo nacionalnih in mednarodnih naborov podatkov. Vključevale so podnebne projekcije za RCP4.5 in RCP8.5, kar pomeni zmerne in najvišje scenarije emisij. Na podlagi teh ugotovitev je skupina opredelila potencialne lokacije senzorjev v rezervatu. Medtem je izbrani inovator začel ločen program spremljanja zunaj rezervata ob reki Ropotamo, v okviru katerega se izvaja spremljanje kakovosti vode v realnem času na treh ključnih lokacijah:

• referenčno mesto v zgornjem toku,
• območje ob naselju pred rezervatom za merjenje človekovega vpliva na območje,
• Območje z nižjim vodotokom v bližini izliva, da se oceni samočistilna zmogljivost reke, preden doseže Črno morje.

Sredi septembra 2024 je projektna skupina namestila prvi sklop senzorjev in vzpostavila predstavitveno lokacijo, ki vključuje potrebno infrastrukturo za spremljanje kakovosti vode v realnem času. Ti senzorji so merili ključne parametre, kot so nitrati, pH in temperatura.

Med izvajanjem je skupina vsak mesec zbirala vzorce vode in jih analizirala v laboratoriju z uporabo standardnih metod za umerjanje, potrjevanje in preverjanje podatkov senzorjev. Ta analiza je zajemala ključne kazalnike kakovosti vode, vključno s klorofilom in modro-zelenimi algami. Dodatni laboratorijski testi so merili ravni hranil, medtem ko so se testi na kraju samem osredotočili na pH in temperaturo, ki sta kritična dejavnika za ocenjevanje vplivov na podnebje.

Spremljanje se je nadaljevalo do konca junija 2025, da bi se temeljito ocenila sposobnost rezerve za samočiščenje – njena naravna sposobnost, da se očisti v različnih sezonskih razmerah. V končni analizi bo primerjana kakovost vode pred pretokom reke skozi zavarovano območje in po njem, kar bo omogočilo dragocen vpogled v to, kako rezerva blaži človeške vplive in povečuje odpornost ekosistemov na podnebne spremembe.

Inovacije na reki Ropotamo imajo neposredno vlogo pri prilagajanju podnebnim spremembam, saj zagotavljajo visokofrekvenčne podatke o kakovosti vode, specifične za določeno lokacijo, ki pomagajo odkrivati okoljske stresorje, povezane s spremenljivostjo podnebja, kot so povišane temperature, obremenitve s hranili in povečanje onesnaženosti. Sposobnost sistema, da te spremembe zazna skoraj v realnem času, je ključnega pomena za oceno, kako se ekosistemi odzivajo na kronične in ekstremne dogodke, povezane s podnebjem, kot so suše, vročinski valovi ali poplave. Prepoznavanje vzorcev kakovosti vode s senzorji podpira sisteme zgodnjega opozarjanja in prilagodljivo upravljanje voda, kar lokalnim organom pomaga, da se pripravijo na učinke spreminjanja podnebnih izhodišč in jih ublažijo. Sistem s tem, ko ponuja stroškovno učinkovito alternativo tradicionalnim laboratorijskim pristopom z majhnim odtisom, krepi odpornost rečnih ekosistemov, hkrati pa krepi znanstveno podlago za regionalne politike prilagajanja podnebnim spremembam.

Romunija – delta Donave

V Romuniji je lokacija študije v delti Donave. Izbrani inovator ProVerse je razvil demonstrator za reševanje izzivov pri vključevanju podatkov iz različnih virov, vključno s senzorji na kraju samem, zgodovinskimi zapisi, satelitskimi podatki in drugimi ustreznimi nabori podatkov. Sistem z naprednimi orodji za obdelavo podatkov in modeliranje analizira in napoveduje spremembe v kakovosti vode.

Demonstrator vsebuje štiri ločene sisteme, ki so vsi zgrajeni na platformi ProVerse:

1. Podatkovni cevovod za sprejemanje in obdelavo podatkov časovnih vrst,
2. podatkovne zbirke za dolgoročno shranjevanje neobdelanih in obdelanih podatkov,
3. Svetovna državna služba, ki omogoča državne spremembe v časovnem zamiku simulacijskih modelov,
4. Tehnologija metaverzuma.

Rečna boja ščiti instrumente pred naravnimi nevarnostmi in omogoča zanesljivo spremljanje.

V prvi fazi sta projektna skupina in inovator vzpostavila podatkovni cevovod za prejemanje in obdelavo podatkov časovnih vrst. Sooblikovali so tudi podatkovne zbirke za dolgoročno shranjevanje neobdelanih in obdelanih podatkov. Poleg tega so bili senzorji kakovosti vode kupljeni in kalibrirani v objektih ProVerse.

Metaverzumna platforma je zdaj pripravljena za zbiranje podatkov iz resničnega sveta z boje. Projektna skupina bo te podatke o kakovosti vode uporabila za vizualizacijo, simulacijo in analizo vpliva podnebnih sprememb na naravno biofiltracijsko zmogljivost delte Donave. Platforma bo s spodbujanjem metaverzumne tehnologije podpirala razvoj ciljno usmerjenih prilagoditvenih strategij.

Inovacija izboljšuje zmogljivost lokalnih deležnikov za spremljanje groženj za kakovost vode in odzivanje nanje, kar prispeva k odpornosti na podnebne spremembe v delti Donave. Vizualizacije v realnem času in napovedovanje scenarijev podpirajo zgodnejše odkrivanje stanj, povezanih s škodljivim cvetenjem alg, povečanjem slanosti ali obremenitvijo s hranili. To lahko podpre bolj ciljno usmerjena prizadevanja za ohranjanje in boljše upravljanje občutljivih ekosistemov.

Turčija – delta Marmara in Črno morje

V Turčiji je skupina kot študijo podprimera izbrala povezavo med Marmarskim morjem in Črnim morjem ter jugozahodnimi vodami Črnega morja. Deležniki, ki zastopajo to regijo, so opredelili ključne izzive, kot so onesnaževanje, slabša kakovost vode, zlasti izguba kisika, in njen vpliv na ribištvo. Za odpravo teh pomislekov so redne pomorske raziskovalne odprave na ladjah prispevale k spremljanju in analizi parametrov kakovosti morske vode.

Turška ekipa je sodelovala tudi pri izbiri enega od inovatorjev projekta ARSINOE za reševanje izzivov onesnaževanja morja na lokaciji. Izbrali so platformo Polyregnum „Pametni senzorji za spremljanje“, ki se prvič uporablja v Črnem morju. Ta platforma združuje pametne senzorje z globalnimi parametri kakovosti vode za daljinsko spremljanje onesnaženosti zraka in vode, hkrati pa izboljšuje razumevanje interakcij med zrakom in morjem.
Platforma,
opremljena s sistemom za obdelavo podatkov, ki temelji na umetni inteligenci, spremlja ravni onesnaženosti v Črnem morju z analizo več parametrov, vključno s temperaturo, slanostjo, ravnmi pH, vlažnostjo in ravnmi ogljikovega dioksida, ki so ključni kazalniki globalnega segrevanja. Po opravljenih korozijskih testih je ekipa vključila vse senzorje v platformo, ki naj bi bila uvedena v začetku aprila 2025.
Platforma
SMS krepi prilagajanje podnebnim spremembam v Črnem morju s stalnim spremljanjem ključnih okoljskih spremenljivk in kritičnih kazalnikov sprememb, povezanih s podnebjem. Boljše razumevanje interakcij med zrakom in morjem ter zgodnje odkrivanje znakov stresa v ekosistemih podpira pravočasne, z dokazi podprte odzive. Platforma lokalnim organom in deležnikom omogoča tudi opredelitev dolgoročnih podnebnih trendov in izvajanje prilagoditvenih ukrepov, ki varujejo kakovost okolja, javno zdravje in odpornost ekosistemov v regiji.

Grčija – na poti k virtualnemu razvodju, povezanemu s Črnim morjem

V Grčiji je raziskovalna skupina izbrala reko Aliakmon – najdaljšo reko v državi – za spremljanje zaradi njene ključne vloge pri proizvodnji energije, kmetijstvu in oskrbi z vodo. Te različne zahteve ustvarjajo zapleten izziv upravljanja voda. V ta namen so raziskovalci namestili nizkocenovne senzorje za spremljanje stopnje pretoka reke, kar je omogočilo razvoj digitalnega dvojčka za podporo učinkovitejšemu upravljanju voda.

Digitalni dvojček deluje vsak dan in ustvarja tedenske napovedi o porabi vode za oskrbo z vodo, namakanje in proizvodnjo električne energije. Podpira napovedovanje odtoka vode iz rečnih zbiralnikov, saj upošteva hidrološke in meteorološke podatke ter podatke o proizvodnji energije. To raziskovalcem in organom pomaga bolje razumeti zapletene odnose med različnimi rabami vode in izboljšati učinkovitost gospodarjenja z vodo. Upoštevanje sedanjih in prihodnjih podnebnih scenarijev navsezadnje krepi odpornost proti podnebnim spremembam.

Preučitev štirih ločenih študij podprimerov, ki so lokalne in regionalne potrebe konceptualno povezale s ključnimi procesi. Uporabila je koncept virtualnega razvodja, da bi predstavila najboljše prakse za celovit pristop prilagajanja od vira do morja pri gospodarjenju z vodami.

Povzetek

Več informacij

Kontaktni podatki