Τηλεπισκόπηση της πηγής και της μεταφοράς θαλάσσιων πλαστικών απορριμμάτων στα νησιά του κόλπου της Ονδούρας (Καραϊβική Θάλασσα)

Από RemoteSensing Wiki

Τίτλος: Τηλεπισκόπηση της πηγής και της μεταφοράς θαλάσσιων πλαστικών απορριμμάτων στα νησιά του κόλπου της Ονδούρας (Καραϊβική Θάλασσα)

Πρωτότυπος τίτλος: Remotely Sensing the Source and Transport of Marine Plastic Debris in Bay Islands of Honduras (Caribbean Sea)

Συγγραφείς: Aikaterini Kikaki, Konstantinos Karantzalos, Caroline A. Power and Dionysios E. Raitsos

Πηγή: https://doi.org/10.3390/rs12111727

Περίληψη

Η παρουσία πλαστικών στους ωκεανούς αναδεικνύεται ως σοβαρή απειλή για την υγεία και το οικοσύστημα. Η έρευνα εκτιμά την αποτελεσματικότητα της δορυφορικής παρακολούθησης με υψηλή ανάλυση πάνω από τα Bay Islands και τον Κόλπο της Ονδούρας για την ανίχνευση πλαστικών. Με δεδομένα in situ, επιβεβαιώνεται η παρουσία πλαστικών, ενώ παρατηρούνται τροχιές και εντοπίζονται οι πηγές αυτης της μεταφοράς. Η κυκλοφορία των πλαστικών, κυρίως από ποταμούς της Γουατεμάλας και της Ονδούρας, επηρεάζεται από τα θαλάσσια ρεύματα, με μέση ταχύτητα 6 χιλιομέτρων ανά ημέρα. Παρατηρείται διασπορά των πλαστικών, αντανακλώντας την περιοχική θαλάσσια κυκλοφορία. Η μελέτη υπογραμμίζει τον ρόλο της δορυφορικής τηλεπισκόπησης ως αποτελεσματικού εργαλείου για την παρακολούθηση και τον προσδιορισμό πηγών πλαστικών στα θαλάσσια περιβάλλοντα, ενισχύοντας τις προσπάθειες παγκόσμιας διαχείρισης των ωκεανών.

1.Εισαγωγή

Τα πλαστικά σκουπίδια αποτελούν σημαντικό ζήτημα στη θαλάσσια ρύπανση με πιθανές επιπτώσεις στην υγεία του ανθρώπου και του οικοσυστήματος. Οι παγκόσμιες εκτιμήσεις για τα μικροπλαστικά κυμαίνονται από 93.000 έως 236.000 μετρικούς τόνους για το 2014 και το Great Pacific Garbage Patch αυξάνεται.Τα πλαστικά σκουπίδια που βρίσκονται στα ψάρια και στους οργανισμούς της βαθιάς θάλασσας αποτελούν απειλή για τη θαλάσσια ζωή και την ανθρώπινη υγεία. Οι απορροές, οι χρήστες των παραλιών και τα ωκεάνια ρεύματα συμβάλλουν στα θαλάσσια απορρίμματα, ενώ τα ποτάμια απορρίπτουν 1,15 έως 2,41 εκατομμύρια τόνους πλαστικών απορριμμάτων ετησίως. Η αύξηση της παραγωγής πλαστικών και η κακή διαχείριση των πλαστικών αποβλήτων επηρεάζουν άμεσα τα θαλάσσια οικοσυστήματα. Η κατανομή των πλαστικών απορριμμάτων επηρεάζεται από τα φυσικά χαρακτηριστικά και τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά τους. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση, συμπεριλαμβανομένης της LIDAR και των δεδομένων υψηλής ανάλυσης, μπορεί να παρακολουθεί αποτελεσματικά τα θαλάσσια πλαστικά απορρίμματα σε μεγάλη κλίμακα. Η παρούσα μελέτη επικεντρώνεται στη χρήση δορυφορικών παρατηρήσεων υψηλής ανάλυσης και επιτόπιων δεδομένων για την ανίχνευση και παρακολούθηση των θαλάσσιων πλαστικών απορριμμάτων γύρω από τα νησιά Bay Islands στην Καραϊβική Θάλασσα. Δεδομένα in situ, φασματικές υπογραφές και πολυχρονικές παρατηρήσεις τηλεπισκόπησης συλλέχθηκαν και επεξεργάστηκαν συστηματικά για τον εντοπισμό περιστατικών πλαστικών σκουπιδιών και τη διερεύνηση των πηγών και της δυναμικής κατανομής. Η μελέτη υπογραμμίζει την αποτελεσματικότητα της ταυτόχρονης αξιοποίησης πολλών δορυφορικών παρατηρήσεων τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση των θαλάσσιων πλαστικών απορριμμάτων και την ενίσχυση των στρατηγικών διαχείρισης.

2. Υλικό και Μεθοδολογία

2.1. Δεδομένα παρατήρηρης της γης

Μεταξύ Ιουνίου 2014 και Δεκεμβρίου 2018, ελήφθησαν συνολικά 125 δεδομένα Landsat-8 (L8) OLI level1T και 340 εικόνες Sentinel-2 (S2) MSI level1C από το U.S. Geological Survey και το Copernicus Hub. Τα δεδομένα για το έτος 2019 συλλέχθηκαν από τα τέλη Αυγούστου έως τον Σεπτέμβριο, και εκείνα με παρουσία σύννεφων άνω του 25% αποκλείστηκαν από την περαιτέρω επεξεργασία. Τα υπόλοιπα δεδομένα υποβλήθηκαν σε ατμοσφαιρική διόρθωση και οι τιμές της επιφανειακής ανάκλασης προέκυψαν χρησιμοποιώντας τον ατμοσφαιρικό επεξεργαστή ACOLITE. Η συγκάλυψη γης και νεφών πραγματοποιήθηκε μέσω λογισμικού συστήματος γεωγραφικών πληροφοριών (QGIS). Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα υψηλής ανάλυσης από την Planet Labs, ΗΠΑ, που περιλαμβάνουν πάνω από 400 εικόνες με χωρική ανάλυση μεταξύ 3 m και 5 m. Από αυτές, 40 εικόνες επεξεργάστηκαν για τη χαρτογράφηση των πλαστικών απορριμμάτων και του Sargassum στην περιοχή μελέτης, χρησιμοποιώντας προ-ατμοσφαιρικά διορθωμένα δεδομένα της Planet για σχολιασμό και υπολογισμό της φασματικής υπογραφής.

2.2. Επιτόπια στοιχεία / Συλλογή βοηθητικών δεδομένων

Μεταξύ 2014 και 2019, συλλέχθηκαν επιτόπια δεδομένα μέσω αποστολών με σκάφη και καταδύσεις γύρω από τα νησιά του Κόλπου. Τοπικοί φορείς παρείχαν πρόσθετες πληροφορίες. Η συστηματική καταγραφή δεδομένων σχετικά με τα επιπλέοντα πλαστικά απορρίμματα και τις εμφανίσεις του φύκους Sargassum χρησίμευσε ως σημείο αναφοράς έναντι των δορυφορικών παρατηρήσεων. Για τα περιστατικά εμφάνισης του Sargassum χρησιμοποιήθηκαν αναφορές από το Εργαστήριο Οπτικής Ωκεανογραφίας της Νότιας Φλόριντα. Μετεωρολογικά δεδομένα και δεδομένα για την κατάσταση της θάλασσας που καλύπτουν την περίοδο 2014-2019, συμπεριλαμβανομένων των βροχοπτώσεων, του ανέμου και των ρευμάτων στην επιφάνεια της θάλασσας, συσχετίστηκαν με τις πολυχρονικές δορυφορικές παρατηρήσεις και τα συμβάντα υπολειμμάτων. Τα δεδομένα βροχόπτωσης αποκτήθηκαν από το σταθμό La Ceiba, ενώ οι πληροφορίες για τον άνεμο προήλθαν από το Εθνικό Κέντρο Δεδομένων Πλωτών Σημείων και την Πρόβλεψη Παγκόσμιων Ενεργειακών Πόρων της NASA. Τα επιφανειακά θαλάσσια ρεύματα εκτιμήθηκαν χρησιμοποιώντας ημερήσια δεδομένα ανάλυσης της ωκεάνιας φυσικής από το CMEMS.

2.3 Ανίχνευση και διάκριση πλωτών πλαστικών απορριμμάτων και Sargassum

Η μελέτη περιελάμβανε τη συλλογή και τον σχολιασμό πολυάριθμων δορυφορικών εικόνων από διάφορες αποστολές, χρησιμοποιώντας ως δεδομένα αναφοράς πολυχρονικές επιτόπιες παρατηρήσεις. Μέσω χειροκίνητης ψηφιοποίησης στην οθόνη από ειδικούς στην ερμηνεία φωτογραφιών σε περιβάλλον Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών, σημειώθηκαν τα πλαστικά απορρίμματα και οι κηλίδες Sargassum. Τα πλαστικά κατηγοριοποιήθηκαν περαιτέρω με βάση την παρατηρούμενη πυκνότητα σε "πυκνά", "μεσαία" και "αραιά". Ψηφιοποιήθηκαν συνολικά περίπου 1500 εικονοστοιχεία πυκνών, 3200 εικονοστοιχεία μεσαίων και 5000 εικονοστοιχεία αραιών πλαστικών. Από τα δορυφορικά δεδομένα εξήχθησαν τιμές ανάκλασης από περίπου 1600 εικονοστοιχεία που περιείχαν παρατηρήσεις καθαρών υλικών για τον υπολογισμό φασματικών υπογραφών για πλαστικά συντρίμμια και Sargassum. Παρά τις ποικίλες καιρικές και ωκεάνιες συνθήκες, οι ατμοσφαιρικές διορθώσεις και οι εκτιμήσεις των φασματικών υπογραφών διευκόλυναν την αποτελεσματική ανίχνευση των υπολειμάτων και τη διάκριση από άλλα πλωτά αντικείμενα. Η παρουσία σύννεφων, ωστόσο, αποτέλεσε σημαντική πρόκληση για την ανίχνευση πλαστικών υπολειμάτων.

2.4 Φασματικές υπογραφές

Καταγράφοντας συστηματικά φασματικές υπογραφές από δορυφορικά πολυφασματικά δεδομένα, τα πλαστικά συντρίμμια και το Sargassum διαφοροποιήθηκαν αποτελεσματικά. Και τα δύο υλικά παρουσίασαν αυξημένη ανάκλαση στην περιοχή του εγγύς υπέρυθρου, αλλά το Sargassum παρουσίασε υψηλότερη κορυφή στο εγγύς υπέρυθρο και μεγαλύτερη απορρόφηση στο βραχύκυμα υπέρυθρο. Αυτό το χαρακτηριστικό βοήθησε στη διαδικασία σχολιασμού. Επιπλέον, το Sargassum εμφάνισε αυξανόμενη ανακλαστικότητα στα ορατά μήκη κύματος, ενώ τα πλαστικά υπολείμματα παρουσίασαν την αντίθετη τάση. Αυτές οι διακριτές οπτικές υπογραφές επιτρέπουν τον ακριβή διαχωρισμό των δύο υλικών.

2.5. Προσδιορισμός συμβάντων πλαστικών θραυσμάτων

Εκτός από τα άμεσα επαληθευμένα συμβάντα, επιπλέον περιστατικά θραυσμάτων εντοπίστηκαν μέσω παρατηρούμενων φασματικών υπογραφών, γνωστών χαρακτηριστικών των πλαστικών θραυσμάτων, εντοπισμένου μεγέθους και μοτίβου, επιτυχούς εντοπισμού πολυχρονικών δεδομένων, συσχετισμένων τροχιών με τα ρεύματα στην επιφάνεια της θάλασσας και συσχέτισης με τις εκροές ποταμών και τις βροχοπτώσεις. Η επαλήθευση βασίστηκε σε αυτά τα κριτήρια, διακρίνοντας τα υπολείματα από παρόμοιες δομές της επιφάνειας της θάλασσας, όπως οι συγκλίσεις και τα μέτωπα του θαλάσσιου νερού.

2.6. Ποσοτικός προσδιορισμός και εντοπισμός πλαστικών απορριμμάτων

Για την ποσοτικοποίηση των πλαστικών που εντοπίστηκαν, η έκταση κάθε κηλίδας συντριμμιών υπολογίστηκε με βάση τον αριθμό των εικονοστοιχείων και την ανάλυση της δορυφορικής εικόνας. Για την εκτίμηση του βάρους των πλαστικών συντριμμιών ανά εικονοστοιχείο εφαρμόστηκαν προσαρμογές της πυκνότητας των υλικών (πυκνή, μεσαία, αραιή). Η μάζα των πλαστικών προσδιορίστηκε ανά πολύγωνο χρησιμοποιώντας παραδοχές που προέκυψαν από επιτόπιες παρατηρήσεις, υποθέτοντας ένα μέσο πάχος περίπου 30 cm για τα πυκνά πλαστικά, με αποτέλεσμα 5000 τόνους ανά km2. Ενώ οι επιτόπιες και εργαστηριακές παρατηρήσεις προσφέρουν ακρίβεια, τα μοντέλα πρόβλεψης παρέχουν αυτοματοποιημένες, οικονομικά αποδοτικές εκτιμήσεις του βάρους των πλαστικών απορριμμάτων ανά ποταμό με βάση τη διαχείριση των αποβλήτων, την πυκνότητα του πληθυσμού και τα υδρολογικά δεδομένα. Τα εκτιμώμενα μέσω δορυφόρου βάρη συγκρίθηκαν με εκείνα από παγκόσμια μοντέλα πρόβλεψης χρησιμοποιώντας γεωχωρικά δεδομένα και μηνιαίες εκτιμήσεις του μέσου όρου μάζας πλαστικών για κάθε ποταμό.

2.7. Πιθανή μεροληψία

Κατά τη διάρκεια των επιτόπιων συλλογών, τα επιπλέοντα πλαστικά απορρίμματα συχνά αναμειγνύονται με μακροφύκη ή οργανικό υλικό, γεγονός που καθιστά δύσκολη τη διάκριση σε επίπεδο εικονοστοιχείου λόγω της ανάλυσης των δορυφορικών δεδομένων (3 m έως 30 m). Η φασματική ανάμειξη δεν ήταν εφικτή στο πλαίσιο της μελέτης. Ως εκ τούτου, εξετάστηκαν και σχολιάστηκαν μόνο τα καθαρά πλαστικά εικονοστοιχεία εντός του εύρους της τυπικής τους απόκλισης. Παρά την ομοιόμορφη εκτίμηση των βαρών για όλα τα συμβάντα, οι εκτιμήσεις αυτές αντιπροσωπεύουν την περιοχή μελέτης, η οποία χαρακτηρίζεται από περιπτώσεις πυκνών πλαστικών μαζών. Οι περιορισμοί της ανάλυσης του δορυφόρου απέτρεψαν τη λεπτομερή διάκριση των πλαστικών από άλλα πλωτά χαρακτηριστικά, τονίζοντας την εστίαση στα καθαρά πλαστικά εικονοστοιχεία στην παρούσα μελέτη.

3. Αποτελέσματα

Κατά τη διάρκεια έξι ετών (2014-2019), δορυφορικά δεδομένα υψηλής ανάλυσης από τους δορυφόρους Sentinel-2, Landsat-8 και Planet, μαζί με επιτόπιες παρατηρήσεις, συλλέχθηκαν και επεξεργάστηκαν συστηματικά πάνω από τα νησιά του Κόλπου για τον εντοπισμό και την επαλήθευση γεγονότων πλαστικών απορριμμάτων. Η μελέτη κάλυψε μια ευρύτερη περιοχή της Καραϊβικής Θάλασσας, συμπεριλαμβανομένου του νοτιοανατολικού τμήματος του Κόλπου της Ονδούρας και του βόρειου τμήματος της ακτογραμμής της Ονδούρας. Η περίληψη περιγράφει τη διαδικασία εντοπισμού και επαλήθευσης των πλαστικών απορριμμάτων από το διάστημα, τη χωρική κατανομή και την έκτασή τους, τα κύρια χαρακτηριστικά τους, την ανίχνευση των πηγών των απορριμμάτων και τις παρατηρούμενες τροχιές μεταφοράς των επιπλεόντων απορριμμάτων.

Εικόνα 1.Τα πλαστικά σκουπίδια που εντοπίστηκαν (κόκκινες κουκκίδες στο χάρτη) και στιγμιότυπα των αντίστοιχων δορυφορικών εικόνων στον Κόλπο της Ονδούρας και στα νησιά Bay Islands κατά τα τέλη Σεπτεμβρίου-Οκτωβρίου 2017. (α,β) Εικόνες του πλανήτη με τα ανιχνευθέντα πλαστικά απορρίμματα από τον ποταμό Motagua στις 27/9/2017. (γ,δ) Η θέση των ανιχνευθέντων απορριμμάτων στις 15/10/2017. (ε,στ) Δύο ημέρες μετά (17/10/2017), τα συντρίμμια έφτασαν στο νησί Cayos Cochinos. (ζ) ίχνη συντριμμιών ανιχνεύθηκαν (9/10/2017) σε εικόνα του Sentinel-2. (η) Το ίδιο με το (ζ) αλλά σε εικόνα του Planet. (θ) Τα απορρίμματα εντοπίστηκαν στις 7/10/2017, γεγονός που δείχνει ότι ο ποταμός Cangrejal συμβάλλει επίσης στη ρύπανση από πλαστικά. (ι) Δεδομένα του Planet (27/9/2017) με τα πλαστικά που ανιχνεύθηκαν να προέρχονται από τους ποταμούς Chamelecon, Ulua και Tinto.

Εικόνα 2.Το σύνολο των δορυφορικά εντοπισμένων θαλάσσιων πλαστικών απορριμμάτων από το 2014 έως το 2019 στον νοτιοανατολικό κόλπο της Ονδούρας και στα νησιά Bay Islands στην Καραϊβική Θάλασσα (κόκκινες κουκκίδες στο χάρτη). Τα πλαστικά θραύσματα εισέρχονται στην Καραϊβική Θάλασσα μέσω των ποταμών. Τα πλαστικά απορρίμματα ταξιδεύουν σε μεγάλες αποστάσεις διασκορπισμένα σε ολόκληρη την περιοχή μελέτης.

Εικόνα 3. Εντοπισμένα πλωτά πλαστικά απορρίμματα κατά μήκος του ποταμού Motagua στην επαρχία Zacapa της Γουατεμάλας και οι αντίστοιχες απορρίψεις που εντοπίστηκαν σε δορυφορικά δεδομένα κατά τα τέλη Αυγούστου/Σεπτεμβρίου 2019. (α) Τοποθεσία της πόλης Zacapa. (β) Καταγεγραμμένα πλαστικά απορρίμματα κατά μήκος του ποταμού Motagua. (γ,δ) Πλαστικά που συλλέχθηκαν εν μέρει από τους βραχίονες, οι οποίοι κατόρθωσαν να συλλέξουν μόνο μια μικρή ποσότητα απορριμμάτων, καθώς υπερκαλύφθηκαν γρήγορα και τα απορρίμματα τα προσπέρασαν. (ε) Εντοπισμένες απορρίψεις πλαστικών στις εκβολές του ποταμού Motagua σε εικόνα του Planet (3/9/2018). (στ) Το ίδιο με το (ε), αλλά στις 6 Σεπτεμβρίου 2018. (ζ) Εντοπισμένα πλαστικά απορρίμματα στις εκβολές του ποταμού Motagua σε δεδομένα Landsat-8 (18/9/2018). Ο Julio R Guzman Perdomo απέκτησε τις φωτογραφίες (β), (γ) και (δ) αυτής της εικόνας.

3.1. Ανίχνευση θαλάσσιων πλαστικών απορριμμάτων από δορυφορικές παρατηρήσεις

Ο προσδιορισμός των εικονοστοιχείων πλαστικών απορριμμάτων επιτεύχθηκε μέσω της ερμηνείας δορυφορικών δεδομένων από τρεις αποστολές, επιτρέποντας την ανίχνευση των πηγών και των τροχιών μεταφοράς στην περιοχή των Νήσων Κόλπου. Τα πλαστικά γεγονότα παρακολουθήθηκαν καθώς συσσωρεύονταν σε πυκνές μάζες κατά μήκος γραμμικών τροχιών, ενώ περιστασιακά εμφανίζονταν σε μέτωπα που αναγνωρίζονταν μέσω της διαφοροποίησης του μπλε χρώματος στα δορυφορικά δεδομένα. Η επαλήθευση πραγματοποιήθηκε με δεδομένα in situ που συλλέχθηκαν γύρω από τα νησιά του κόλπου, αποκαλύπτοντας πυκνές πλαστικές μάζες με μέσο μήκος 6 km και πλάτος από 1 m έως 40 m. Η γειτνίαση με την ξηρά και τις πηγές ρύπανσης είχε ως αποτέλεσμα την κυριαρχία των μακροπλαστικών και των δευτερογενών μικροπλαστικών στα πλαστικά απορρίμματα των νησιών του κόλπου.

3.2. Χωρική κατανομή και περιγραφικές πληροφορίες για τα πλαστικά θραύσματα

Διαδικασία επικύρωσης που εφαρμόζεται σε γεγονότα πλαστικών απορριμμάτων από επιτόπιες συλλογές για την ανίχνευση και τον σχολιασμό δορυφορικών δεδομένων από το 2014. Δεν υπάρχουν ενδείξεις για συγκεκριμένη περιοχή όπου συσσωρεύονται πλαστικά- κατανέμονται και ταξιδεύουν δυναμικά στην περιοχή των νησιών του κόλπου. Οι εκβολές ποταμών της Γουατεμάλας και της Ονδούρας, ιδίως των ποταμών Motagua και Ulua, εντοπίστηκαν ως κύριες πηγές πλαστικής ρύπανσης. Ο Πίνακας 2 συνοψίζει 20 καταγεγραμμένα γεγονότα πλαστικών απορριμμάτων, αναφέροντας την επιφάνειά τους, το εκτιμώμενο βάρος τους, την ανιχνευθείσα τροχιά και τις ωκεανογραφικές συνθήκες. Τα συμβάντα πλαστικών απορριμμάτων παρατηρήθηκαν από τα τέλη του καλοκαιριού έως τις αρχές της άνοιξης (Αύγουστος έως Μάρτιος), με πυκνή συσσώρευση κατά τη διάρκεια συγκεκριμένων συμβάντων. Η παρακολούθηση των απορριμμάτων επιτεύχθηκε για 13 από τα 20 συμβάντα, αποκαλύπτοντας ταχύτητα των πλαστικών απορριμμάτων χαμηλότερη από τα ρεύματα στην επιφάνεια της θάλασσας, υποδεικνύοντας ότι τα ωκεάνια ρεύματα ελέγχουν την κίνησή τους. Η ταχύτητα των πλαστικών απορριμμάτων συσχετίστηκε σε μεγάλο βαθμό με την ταχύτητα των ρευμάτων, αλλά όχι με την ταχύτητα του ανέμου, εκτός από ένα γεγονός τον Νοέμβριο του 2015.

3.3. Προσδιορισμός της πηγής των επιπλεόντων απορριμμάτων.

Δορυφορικά δεδομένα, συμπεριλαμβανομένου αισθητήρα Planet υψηλής ανάλυσης, επαλήθευσαν επιτόπιες παρατηρήσεις πλαστικών απορριμμάτων που προέρχονται από συγκεκριμένες εκβολές ποταμών, ιδίως κατά τη διάρκεια μεγάλων βροχοπτώσεων. Ο αισθητήρας Planet κατέγραψε μοναδικά τα πλαστικά στις παλιρροιακές περιοχές των ποταμών. Σε μια περίπτωση, τον Αύγουστο/Σεπτέμβριο του 2019, οι επιτόπιες παρατηρήσεις κατά μήκος του ποταμού Motagua, 170 χιλιόμετρα από τις εκβολές του, επαληθεύτηκαν από δορυφορικά δεδομένα, αποκαλύπτοντας εκτεταμένα πλαστικά απορρίμματα, συμπεριλαμβανομένων μπουκαλιών και περιτυλίγματος, που απορρίπτονται μέσω των εκβολών του ποταμού. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν την αποτελεσματικότητα των δορυφορικών παρατηρήσεων στον εντοπισμό και την επαλήθευση των πηγών και της κατανομής των πλαστικών απορριμμάτων, ιδίως κατά τη διάρκεια των βροχερών περιόδων.

3.4. Κυρίαρχες τροχιές πλωτών απορριμμάτων

Η παρακολούθηση της μεταφοράς πλαστικών απορριμμάτων επιτεύχθηκε για 13 από τα 20 αναφερόμενα γεγονότα μέσω διαδοχικών δορυφορικών ανιχνεύσεων. Μια αξιοσημείωτη περίπτωση ήταν το συμβάν του Σεπτεμβρίου-Οκτωβρίου 2017, όπου η απόρριψη πλαστικών από τον ποταμό Cangrejal εντοπίστηκε στα δεδομένα του Planet και του Sentinel-2, καλύπτοντας αποστάσεις από 16 έως 48 χιλιόμετρα από τις εκβολές του ποταμού. Μεταξύ 7ης και 9ης Οκτωβρίου, εντοπίστηκαν δύο πλαστικές κηλίδες από τον ποταμό Cangrejal, οι οποίες συσσωρεύτηκαν σε μια μεγαλύτερη μάζα που ταξίδευε προς το Cayos Cochinos. Η ανάλυση των εκροών του ποταμού, των πλαστικών κηλίδων, της παρακολούθησης και της επιφανειακής κυκλοφορίας αποκάλυψε τη μεταφορά πλαστικών απορριμμάτων με κατεύθυνση ΝΔ-ΝΑ, καλύπτοντας αποστάσεις έως και 170 χλμ. από την πηγή στην περιοχή των Νήσων Κόλπου.

4.Συζήτηση

Τα πλαστικά αυξάνονται ραγδαία στα παράκτια και ωκεάνια περιβάλλοντα, καθιστώντας αναγκαία τη συνεχή παρακολούθηση και παρακολούθηση. Οι δορυφορικοί αισθητήρες εξετάστηκαν ως προς την αποτελεσματικότητά τους στην παρακολούθηση των πλαστικών απορριμμάτων, με επίκεντρο την επαρχία Bay Islands ως μελέτη περίπτωσης. Μεγάλες πυκνές μάζες πλωτών πλαστικών εμφανίζονταν συχνά στα Bay Islands, καθιστώντας την ιδανική περιοχή για τη διερεύνηση της δυναμικής των πλαστικών απορριμμάτων. Η επιτόπια συλλογή αποκάλυψε διάφορους τύπους πλαστικών, ενώ οι δορυφορικοί αισθητήρες εντόπισαν και ταυτοποίησαν με επιτυχία όλα τα αναφερόμενα συμβάντα πλαστικών απορριμμάτων. Τα πλαστικά απορρίμματα στα νησιά του Κόλπου προέρχονται κυρίως από τις εκροές ποταμών στην Ονδούρα και τη Γουατεμάλα, ταξιδεύοντας σε μεγάλες αποστάσεις λόγω της δυναμικής επιφανειακής κυκλοφορίας. Η εμφάνιση πλαστικών σκουπιδιών συσχετίστηκε με μεγάλα βροχοπτωτικά γεγονότα μεταξύ Αυγούστου και Μαρτίου, τονίζοντας τον αντίκτυπο των ποταμών στη θαλάσσια πλαστική ρύπανση. Η δορυφορική παρακολούθηση, αν και έχει αναγνωρισμένες αδυναμίες, κάλυψε συνολική έκταση 1,6 km2 με εκτιμώμενο βάρος 8000 τόνων πλαστικών απορριμμάτων από το 2014 έως το 2019. Η κατανομή των πλαστικών απορριμμάτων επηρεάζεται από τα επιφανειακά θαλάσσια ρεύματα και τις συνθήκες ανέμου, με επικρατούσα κατεύθυνση ΝΔ-ΝΑ στην περιοχή των νησιών του Κόλπου. Η σύγκριση με την παγκόσμια μοντελοποίηση των πλαστικών σκουπιδιών έδειξε κάποιες διαφοροποιήσεις, τονίζοντας την ανάγκη για διεπιστημονικές προσεγγίσεις και ακριβέστερη μοντελοποίηση. Η διαπιστωμένη αύξηση της πλαστικής θαλάσσιας ρύπανσης συνδέεται με την ταχεία αστικοποίηση και την ανεπαρκή διαχείριση των αστικών στερεών αποβλήτων στην Καραϊβική Θάλασσα.

5.Συμπέρασμα

Τα πολυφασματικά δορυφορικά δεδομένα υψηλής ανάλυσης συμβάλλουν σημαντικά στην αποτελεσματική παρακολούθηση της δυναμικής των θαλάσσιων απορριμμάτων και στην ανίχνευση της προέλευσης και των διαδρομών τους. Η ωκεάνια κυκλοφορία, ιδίως τα επιφανειακά ρεύματα, διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στη διασπορά των πλαστικών απορριμμάτων σε όλη την εξεταζόμενη περιοχή. Η συνεργιστική ανάλυση δορυφορικών και επιτόπιων παρατηρήσεων είναι απαραίτητη για την παρακολούθηση της δυναμικής των πλαστικών απορριμμάτων, ιδίως σε εστίες συσσώρευσης, όπως ο βορειοατλαντικός στρόβιλος. Ο στρόβιλος της Ονδούρας προτείνεται ως πιθανό τοπικό κέντρο συσσώρευσης πλαστικών απορριμμάτων. Οι περιορισμοί στη συνεχή παρακολούθηση των πλαστικών σκουπιδιών υπογραμμίζουν την ανάγκη για αυτοματοποιημένους αλγόριθμους μηχανικής μάθησης που χρησιμοποιούν διάφορα δεδομένα παρατήρησης της γης. Οι αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης, που έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικοί στην πρόβλεψη της ποιότητας των υδάτων, θα πρέπει να ενσωματωθούν για την ανίχνευση της πλαστικής ρύπανσης. Η νέα τεχνολογία και οι ειδικοί δορυφορικοί αισθητήρες που μπορούν να παρακολουθούν άμεσα τα πλαστικά σκουπίδια θα μπορούσαν να βελτιώσουν σημαντικά την κατανόηση της δυναμικής των θαλάσσιων πλαστικών. Η Γουατεμάλα και η Ονδούρα απαιτούν ένα νέο σχέδιο διαχείρισης αποβλήτων με τη συμμετοχή των πολιτών και των βιομηχανιών, δίνοντας έμφαση στην ανακύκλωση και τα ολοκληρωμένα συστήματα διαχείρισης αποβλήτων σε εθνικό επίπεδο. Μια καλά σχεδιασμένη στρατηγική διαχείρισης είναι ζωτικής σημασίας για την προστασία της θαλάσσιας ζωής και της παγκόσμιας δημόσιας υγείας. Η συνεργασία μεταξύ των δικτύων για τα θαλάσσια απορρίμματα και η τήρηση των διεθνών συμβάσεων είναι ουσιώδους σημασίας για τη μείωση των πλαστικών αποβλήτων και των συναφών κινδύνων σε παγκόσμιο επίπεδο.