Cycofos -To Κυπριακό σύστημα ωκεανογραφικών παρατηρήσεων και προγνώσεων
Από RemoteSensing Wiki
Εισαγωγή
Η αειφόρος ανάπτυξη των παράκτιων περιοχών της Μεσογείου και η οικονομική τους δραστηριότητα εξαρτώνται ως ένα βαθμό και από την επιστημονικά τεκμηριωμένη γνώση του θαλάσσιου συστήματος και από την ικανότητα παρακολούθησης και έγκαιρης πρόβλεψης των χωρικών και χρονικών μεταβολών των θαλάσσιων παραμέτρων σε πραγματικό χρόνο. Την τελευταία δεκαετία η πλειοψηφία των πλείστοι Ευρωπαϊκών ωκεανογραφικών φορέων των χωρών της Μεσογείου συνεργάζονται κυρίως στα πλαίσια προγραμμάτων της ΕΕ για την ανάπτυξη της επιχειρησιακής ωκεανογραφίας τόσο σε Μεσογειακό όσο και σε Πανευρωπαϊκό επίπεδο, με απώτερο στόχο να συμβάλουν στην υλοποίηση του Παγκόσμιου Συστήματος Παρακολούθησης για το Θαλάσσιο Περιβάλλον και την Ασφάλεια GMES-Global Monitoring for Environment and Security. Στις αρχές του 2002, μετά από ανάπτυξη στα πλαίσια του προγράμματος της ΕΕ ΜFSPPMediterranean Forecasting System Pilot Project , τέθηκε σε επιχειρησιακή λειτουργία το Κυπριακό Σύστημα Ωκεανογραφικών Παρατηρήσεων και Προγνώσεων, το οποίο διεθνώς είναι γνωστό ως σύστημα CYCOFOS (Cyprus Coastal Ocean Forecasting and Observing System) .Το σύστημα αυτό αποτελεί μία από τις συνιστώσες του Ευρωπαϊκού Συστήματος Ωκεανογραφικών Παρατηρήσεων (EuroGOOS) και των αντίστοιχων Μεσογειακών συστημάτων (MedGΟΟS και MOON). Το CYCOFOS αποτελείται από διάφορα επιχειρησιακά υποσυστήματα, που αφορούν στην πρόγνωση των θαλασσίων ρευμάτων και των υδρολογικών χαρακτηριστικών, στην παρακολούθηση και πρόγνωση των παλιρροιών και των μεταβολών της στάθμης της θάλασσας, καθώς και των ανεμογενών και μη, κυμάτων στην ανοικτή θάλασσα της Μεσογείου, στην ευρύτερη περιοχή της ΑΟΖ και των παράκτιων περιοχών της Κύπρου. Επίσης, στη δορυφορική ωκεανογραφική τηλεπισκόπηση, στην τηλεμετρική ωκεανογραφική παρατήρηση σε παράκτιες και ανοιχτές θαλάσσιες περιοχές και στην πρόγνωση της διασποράς των πετρελαιοκηλίδων και άλλων ρυπογόνων ουσιών στο θαλάσσιο περιβάλλον σε περίπτωση πιθανού ατυχήματος. Τα υποσυστήματα του CYCOFOS παρέχουν σχεδόν σε πραγματικό χρόνο χρήσιμες πληροφορίες, τόσο σε τοπικούς όσο και σε περιφερειακούς χρήστες σε όλη την Ανατολική Μεσόγειο. Ειδικότερα, κατά την διάρκεια της μεγαλύτερης μέχρι σήμερα θαλάσσιας ρύπανσης από πετρελαιοειδή στην Ανατολική Μεσόγειο, το καλοκαίρι του 2006 κατά την διάρκεια των εχθροπραξιών μεταξύ Λιβάνου και Ισραήλ, το CYCOFOS παρείχε με επιτυχία προγνώσεις θαλασσίων ρευμάτων και διασποράς των πετρελαιοκηλίδων όχι μόνο στους φορείς των γειτονικών ενδιαφερόμενων χωρών, αλλά και στους φορείς της ΕΕ. Από το 2008 το CYCOFOS παρέχει σε επιχειρησιακό επίπεδο, στην EMSA-European Maritime Safety Agency, προγνώσεις διασποράς πιθανών πετρελαιοκηλίδων, που ανιχνεύονται από δορυφορικά δεδομένα SAR.
Δεδομένα – Μεθοδολογία
Το CYCOFOS έχει εγκαταστήσει από τον Σεπτέμβριο του 2001 στις δυτικές ακτές της Κύπρου το πρώτο, στα πλαίσια ενός ευρύτερου δικτύου, αυτόνομο τηλεμετρικό παράκτιο σταθμό μακροχρόνιας παρατήρησης σε πραγματικό χρόνο των παραμέτρων θαλάσσης που σχετίζονται με την άνοδο της στάθμης της θάλασσας, που πιθανόν να συνδέεται με τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής σε παγκόσμια κλίμακα. Το παράκτιο δίκτυο των τηλεμετρικών παρατηρητηρίων του CYCOFOS , μαζί με άλλα παρόμοια παρατηρητήρια του MedGLOSS σε όλη την Μεσόγειο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την έγκαιρη προειδοποίηση σε περίπτωση δημιουργίας τσουνάμι, συμβάλλοντας με αυτό σε ένα Μεσογειακό σύστημα προειδοποίησης κυμάτων Τσουνάμι, γνωστού ως NEAMTWS-North Eastern Atlantic Mediterranean Tsunami Warning System. Το ωκεάνιο αυτόνομο τηλεμετρικό παρατηρητήριο του CYCOFOS, εγκαταστάθηκε στην ανοιχτή θαλάσσια περιοχή ΝΔ της Κύπρου στα πλαίσια συνεργασίας, αρχικά με την Maritime Communication Services (MCS) και αργότερα με την Csnet International των ΗΠΑ, οι οποίες έχουν αναπτύξει το πλωτό αυτό σύστημα, με στόχο την προώθηση της επιχειρησιακής παρακολούθησης παραμέτρων θαλάσσης. Το ωκεάνιο αυτό παρατηρητήριο συλλέγει δεδομένα θερμοκρασίας και αλατότητας σε επιλεγμένα βάθη, καθώς και σεισμολογικά δεδομένα, τα οποία μεταδίδονται στο CYCOFOS και στην Csnet International μέσω δορυφόρου και του διαδικτύου. Πρόσφατα, ένα νέας γενεάς ωκεανογραφικό παρατηρητήριο (mooring profiler) εγκαταστάθηκε και χρησιμοποιείται από το CYCOFOS, με στόχο υψηλής ποιότητας μετρήσεις, αρχικά των φυσικών χαρακτηριστικών σε όλη την στήλη νερού. Στο μέλλον θα προστεθούν σε αυτό αισθητήρες χημικών και βιολογικών παραμέτρων. Το παρατηρητήριο αυτό τοποθετήθηκε στα Ανατολικά παράλια της Κύπρου σε βάθος 300 μέτρα, και συλλέγει συνεχείς μετρήσεις σε όλη τη στήλη του θαλασσίου νερού από τα 18 μέχρι τα 250 μέτρα κάθε έξη ώρες (η σε άλλους προκαθορισμένους χρόνους το 24ώρο. Το πρώτο επίγειο δορυφορικό σύστημα τηλεπισκόπησης του CYCOFOS έχει τεθεί σε λειτουργία από το 1999, ενώ πρόσφατα έχει εξασφαλιστεί ένα καινούργιο επίγειο σύστημα με την δυνατότητα να λαμβάνει και να επεξεργάζεται πληροφορίες από δορυφόρους, όπως NOΑA HRPT και APT, Feng Yun CHRPT, METOP AHRPT και LRPT. Στο σύνολο του επίγειου συστήματος περιλαμβάνεται μια δορυφορική μονάδα που καθημερινά λαμβάνει και επεξεργάζεται δορυφορικά δεδομένα από τους πιο πάνω δορυφόρους και λογισμικά για λήψη δεδομένων από άλλους εξειδικευμένους δορυφόρους για τη θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας (SST), τη χλωροφύλλη, εξασθένηση φωτός, την ανίχνευση πετρελαιοκηλίδων και των αιωρούμενων σωματιδίων (TSM-Total Suspended Matter). Δεδομένα θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας, εκτός του επίγειου δορυφορικού συστήματα του CYCOFOS, λαμβάνονται και από τον αισθητήρα MODIS του δορυφόρου AQUA. Τα δεδομένα MODIS, επίσης, χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της χλωροφύλλης, εξασθένηση φωτός και των αιωρουμένων σωματιδίων. Τα αντίστοιχα δεδομένα λαμβάνονται σε καθημερινή βάση από web archives της NASA και επεξεργάζονται από ειδικό λογισμικό που αναπτύχθηκε από το Κυπριακό Ωκεανογραφικό Κέντρο. Επιπλέον, τα δεδομένα MERIS από τον δορυφόρο Envisat χρησιμοποιούνται για την παροχή μετρήσεων χλωροφύλλης και συγκέντρωση TSM για τις παράκτιες ζώνες με υψηλή χωρική ανάλυση. Με τη χρήση των δορυφορικών δεδομένων SST και χλωροφύλλης του CYCOFOS, ταυτόχρονα παρέχονται εκτιμήσεις για το ρυθμό παραγωγής αυγών ζωοπλαγκτού στη λεκάνη της Λεβαντίνης. Το ποσοστό της παραγωγής αυγών (αυγά ανά θηλυκό) είναι μια συνάρτηση του βάρους παραγωγής αυγών, και την αναλογία της περιεκτικότητας σε άνθρακα από θηλυκό ζωοπλαγκτόν ως προς την περιεκτικότητα σε άνθρακα των αυγών, τα οποία έχουν άμεση σχέση από τις τιμές της SST και της χλωροφύλλης. Για την αυτόνομη λήψη δεδομένων από τον νέον επίγειο σταθμό λήψης δορυφορικών δεδομένων του CYCOFOS χρησιμοποιείται το λογισμικό Skysaver της Technavia, ενώ για την περαιτέρω επεξεργασία των δεδομένων χρησιμοποιείται ένα ολοκληρωμένο πακέτο λογισμικού που αναπτύχθηκε ειδικά για αυτήν την περίπτωση από την ομάδα του CYCOFOS, για την αυτόματη διόρθωση (γεωμετρική διόρθωση) των εικόνων και για τους υπολογισμούς της θερμοκρασίας επιφάνειας της θάλασσας. Ταυτόχρονα γίνονται επιτόπιες (in-situ) συλλογές δειγμάτων ζωοπλαγκτού για βελτίωση των αλγορίθμων και εκτιμήσεων μέσω των δορυφορικών δεδομένων. Οι δορυφορικές εικόνες SAR από τον EMSA CleanSeaNet και την ESA, καθώς επίσης και δεδομένα από την πλατφόρμα MODIS χρησιμοποιούνται από το Ωκεανογραφικό Κέντρο για την ανίχνευση πιθανών πετρελαιοκηλίδων στην επιφάνεια της θάλασσας. Τέλος, τα AVISO γεωφυσικά αρχεία δεδομένων από δορυφόρους υψομετρίας TOPEX/POSEΙDON, Jason-1 και Jason-2, χρησιμοποιούνται στο μοντέλο του CYCOFOS για την παροχή προβλέψεων παλιρροιών στην Μεσόγειο και την Μαύρη Θάλασσα.
Αποτελέσματα-Συμπεράσματα
Το CYCOFOS σε συνεργασία με άλλα παρόμοια επιχειρησιακά συστήματα του ΜΟΟΝ, συνεισφέρει στην υλοποίηση του GMES σε περιφερειακό, υπο-περιφερειακό και τοπικό επίπεδο, παρέχοντας επιχειρησιακά τα παραγόμενα δεδομένα και τις πληροφορίες των προγνώσεων και των παρατηρήσεών του στους χρήστες. Επιπρόσθετα στους φορείς που είναι υπεύθυνοι για θέματα έρευνας και διάσωσης, παρακολούθησης της ναυσιπλοΐας και αντιμετώπισης της θαλάσσιας ρύπανσης παρέχονται εξειδικευμένα λογισμικά εργαλεία για την περαιτέρω χρήση των παραγόμενων δεδομένων του CYCOFOS. Οι προγνώσεις του CYCOFOS έχουν συζευχθεί με το γνωστό επιχειρησιακό μοντέλο πρόγνωσης διασποράς πετρελαιοκηλίδων MEDSLIK, το οποίο έχει αναπτυχθεί από το Κυπριακό Ωκεανογραφικό Κέντρο και χρησιμοποιείται από αρκετούς επιχειρησιακούς και ερευνητικούς φορείς στην Μεσόγειο και στην Μαύρη Θάλασσα .Τόσο οι προγνώσεις του CYCOFOS όσο και το MEDSLIK θα χρησιμοποιηθούν εκτενώς για την υλοποίηση του Μεσογειακού δικτύου υποβοήθησης λήψεων αποφάσεων για θέματα θαλάσσιας ασφάλειας, γνωστού ως MEDESS4MS (Mediterranean Decission Support System for Marine Safety).
