Ψηφιακή Τηλεπισκόπηση των αλληλοεπιδράσεων των παράκτιων περιοχών της Μεσογείου
Από RemoteSensing Wiki
Remote sensing of coastal interactions in the Mediterranean region
Συγγραφείς : V. Barale & S. Folving
Πηγή: Ocean & Coastal Management Volume 30, Issues 2-3, 1996, Pages 217-233
(http://www.sciencedirect.com )
Ιστορικό
Η αυξανόμενη επίδραση και ανάγκη καταγραφής των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων στο οικοσύστημα της Μεσογείου ,σε συνδυασμό με τα ιδιαίτερα μορφολογικά και γεωγραφικά χαρακτηριστικά της, απαιτούν ιδιαίτερη διαχείριση και παρακολούθηση αυτής με σκοπό την καταγραφή καινούργιων πληροφοριών και αξιοποίηση αυτών.
Η Μεσόγειο συνορεύει με υψηλές οροσειρές αλλά και τμήματα ερήμου ενώ συνδέεται με τις μεγάλες λεκάνες απορροής της κεντρικής Ευρώπης με έκταση περίπου τα 2/3 του μεγέθους της. Την ίδια στιγμή τα παράκτια οικοσυστήματα της Μεσογείου είναι πολύ ευαίσθητα και εξαιρετικά εκτεθειμένα στις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των ανθρώπινων δραστηριοτήτων(εμπορική ναυτιλία, άντληση πετρελαίου, τουρισμός) των λεκανών απορροής της γης κατά μήκος της ακτής και στο εσωτερικό της χώρας, των ποταμών και των απορρίψεων μέσω αυτών και βέβαια των παράλληλα θαλάσσιων φυσικών διεργασιών(διάβρωση, απόθεση, θαλάσσια ρεύματα,παλίρροιες).
Πηγές δεδομένων (Data Source)
Haute Resolution Visible (HRV) των δορυφόρων SPOT και Thematic Mapper (TM) και Multi Spectral Scanner (MSS) του προγράμματος Landsat. Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) του προγράμματος ΝΟΑΑ και το Coastal Zone Colour Scanner (CZCS) με τον δορυφόρο Nimbus-7 μέχρι σήμερα (1996).
Η παρουσία της Ψηφιακής Τηλεπισκόπησης
Η διαχείριση των περιβαλλοντολογικών θεμάτων με τις κλασσικές μεθόδους παραμένει ιδιαίτερα χρήσιμη όμως η απαίτηση κάλυψης μεγάλης κλίμακας για σύντομα διαστήματα απαιτεί την αξιοποίηση της ψηφιακής τηλεπισκόπησης. Αισθητήρες στην ορατή και υπέρυθρη φασματική περιοχή, αποδεικνύουν την χρησιμότητα τους για την παροχή καινοτόμων πληροφοριών σχετικά με τις φυσικές, γεωχημικές και βιολογικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στην ανοιχτή θάλασσα και ιδιαίτερα στις παράκτιες περιοχές. Όσον αφορά τις παράκτιες περιοχές αναφερόμαστε τοπικά σε ένα στενό κομμάτι θάλασσας και γης που συνυπάρχουν και αλληλεπιδρούν το ένα στο άλλο.
Η εφαρμογή της ψηφιακής τηλεπισκόπησης στο χερσαίο περιβάλλον τον παράκτιων περιοχών έχει να υποδείξει πλήθος εφαρμογών παρακολούθησης, χαρτογράφησης και μοντελοποίησης παρέχοντας χρήσιμες πληροφορίες για λεκάνες απορροής ποταμών, ενώ παρέχονται εκτιμήσεις μεγεθών όπως η διάβρωση του εδάφους, η μεταφορά ιζημάτων μέσω του νερού ,η απόθεση και παραγωγή αποβλήτων.
Η εφαρμογή της Τηλεπισκόπηση για την θάλασσα απαιτεί μια πιο σύνθετη προσέγγιση καθώς περιλαμβάνει την εξέταση μεγάλης ποικιλίας οικοσυστημάτων. Κάτω από αυτή την απαίτηση έχουν αναπτυχτεί μέθοδοι παρακολούθησης και τεχνικές παρατήρησης για την μοντελοποίηση των θαλάσσιων νερών με βάση το χρωματισμό τους, ο οποίος εξαρτάται από τα ποσοστά παρουσίας διαφόρων συστατικών, στοιχείων και μικροοργανισμών σε αυτό. Επιπλέον η χρήση της θερμικής υπέρυθρης ακτινοβολίας επέτρεψε την καταγραφή της θερμοκρασίας της επιφάνειας της, το οποίο αποτελεί σημαντικό στοιχείο καθώς επηρεάζει ένα σύνολο φυσικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στη θάλασσα. Παράλληλα τεχνικές μικροκυμάτων, έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση και παρατήρηση της επιφάνειας της θάλασσας(τραχύτητα και ανύψωση) τα οποία συνδέονται με διάφορα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα στην επιφάνεια αυτής όπως ο κυματισμός ο άνεμος και τα ίχνη των πλοίων.
Ειδικότερα η προσπάθεια καταγραφής και μοντελοποίησης (στο οπτικό φάσμα) του χρώματος των νερών των θαλασσών και ωκεανών (στην επιφάνεια τους) σχετίζεται με τις διαδικασίες απορρόφησης και αντανάκλασης της ηλιακής ακτινοβολίας που με την σειρά τους επηρεάζονται από την παρουσία και συγκέντρωση διαφόρων συστατικών και μικροοργανισμών στο νερό.Τα θαλάσσια ύδατα μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με το είδος των συστατικών τους σε δυο κατηγορίες. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν τα νερά που καλούνται ανοιχτού πελάγους και χαρακτηρίζονται από την παρουσία μικροοργανισμών σε αυτά (phytoplankton,unicelluaralgae,chlorophy) σε κανονικά επίπεδα. Ενώ στη δεύτερη κατηγορία ανήκουν τα παράκτια νερά στα οποία ανιχνεύονται μικροοργανισμοί σε υψηλές συγκεντρώσεις, ενώ παράλληλα συνυπάρχουν με ανόργανα υλικά , σωματίδια ,διαλύματα διαφόρων συστατικών, αποθέσεων και προσχώσεων με αποτέλεσμα να παρέχονται όλες οι προϋποθέσεις για την εξέλιξη του φαινόμενου του ευτροφισμού (υπέρμετρη αύξηση της συγκέντρωσης θρεπτικών στοιχείων, που προκαλείται από τον εμπλουτισμό των υδάτων με απορροές θρεπτικών στοιχείων) .
Μια σειρά από αισθητήρες που λειτουργούν στην ορατή και υπέρυθρη φασματική περιοχή έχουν επιδείξει ιδιαίτερη χρησιμότητά τους για την παροχή καινοτόμων πληροφοριών σχετικά με τις περιβαλλοντικές διεργασίες μιας παράκτιας περιοχής. Τα δεδομένα που συλλέγονται για το τμήμα της στεριάς βασίζονται σε υψηλή ανάλυση και παρέχονται από αισθητήρες , όπως ο Haute Resolution Visible (HRV) των δορυφόρων SPOT και οι Thematic Mapper (TM) και Multi Spectral Scanner (MSS) του προγράμματος Landsat. Ενώ για την παρακολούθηση του χρώματος και της θερμοκρασίας των θαλασσών χρησιμοποιείται χαμηλή ανάλυση και αισθητήρες όπως ο Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) του προγράμματος ΝΟΑΑ και το Coastal Zone Colour Scanner (CZCS) με τον δορυφόρο Nimbus-7. Μέχρι σήμερα(1996) η παροχή στοιχείων του Coastal Zone Colour Scanner για το σύνολο των ωκεανών και θαλασσών παρέχει το κατάλληλο υπόβαθρο ώστε να διευκρινιστεί η σχέσης μεταξύ του χρώματος του νερού των ωκεανών/θαλασσών και των συστατικών αυτών.
Στη Μεσόγειο είναι ξεκάθαρες οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις των παράκτιων περιοχών από την απορροή και την απόθεση υλικών των ποταμών σε συνδυασμό με τον τρόπο κυκλοφορίας των νερών. Στη εικόνα 1 παρουσιάζετε η μέση ετήσια τιμή συγκέντρωσης χλωροφύλλης ως αποτέλεσμα των συστατικών του νερού για την περίοδο1979-1985. Καταγράφεται σαφής ύπαρξη ολιγοτροφικών υδάτων στην ανοιχτή θάλασσα ενώ αντίθετα σε παράκτιες περιοχές παρουσιάζεται το φαινόμενο του μεσοτροφισμού έως και ευτροφισμό, σε κάποιες περιοχές.
Ιδιαίτερα σε εκβολές μεγάλων ποταμίων της Μεσογείου έχει παρατηρηθεί συχνά η αδυναμία εντοπισμού μέσω του Coastal Zone Colour Scanner(CZCS) βιογενών χρωστικών υλικών εξαιτίας του συνολικού φορτίου των διαλυμένων και αιωρούμενων υλικών και τη δυναμική κίνηση τους. Ωστόσο η καταγραφή αυτού του φαινομένου παρέχει σημαντικές ενδείξεις για τις παράκτιες διεργασίες εμπλουτισμού με θρεπτικά συστατικά, τα ιζήματα, τις μεταφορές σωματιδίων και τη ρύπανση. Παρακάτω παρουσιάζονται χαρακτηριστικές περιπτώσεις επιβάρυνσης παράκτιων περιοχών από την απορροή ποταμών και την εμφάνιση του φαινομένου του ευτροφισμού που υποδηλώνετε με την ύπαρξη υψηλών επιπέδων χλωροφύλλης .
Συμπέρασμα
Η πραγματική αξία των πληροφοριών της ψηφιακής τηλεπισκόπησης έγκειται στη δυνατότητα παρατήρησης σε μεγάλη χωρική κλίμακα της σχέσης αλληλοεπιδράσεως των βιο-γεω-χημικών και φυσικών διεργασιών που συμβαίνουν σε ένα παράκτιο περιβάλλον. Αυτό θα επιτρέψει την παραγωγή βάσεων δεδομένων και ίσως εξηγήσει το σύνολο των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα και εξελίσσονται κάθε φορά
