Εντοπισμός Πετρελαιοκηλίδων από ανθρώπινη δραστηριότητα

Από RemoteSensing Wiki

Εικόνα 1 Περιοχή της Βαλτικής Θάλασσας με το γερμανικό νησί της Fehmarn (στο κέντρο) και ο Δανικό νησί της Lolland (στο άνω τμήμα και δεξί τμήμα). Η θαλάσσια περιοχή εν μέρει καλύπτεται από βιογενείς κηλίδες που είναι άφθονα σε αυτή την εποχή του έτους. Η εικόνα είναι ERS-2 SAR

Εικόνα 2 Διαδρομή πλοίου προς βορρά. Με άσπρο σημείο φαίνεται το πλοίο ενώ με μαύρη γραμμή το πετρέλαιο που διαρρέει. Το ίχνος του πετρελαίου ανάλογα με τον χρόνο διευρύνεται όπως βλέπουμε στο νότιο τμήμα. Η εικόνα είναι ERS-1 SAR και αφορά περιοχή πάνω από τον Ειρηνικό Ωκεανό.

Εικόνα 3 Ρύπανση με πετρελαιοειδή ανοικτά της ανατολικής ακτής της Μαλαισίας, σε πολυσύχναστη ναυτιλιακή πορεία. Ο άνεμος φυσούσε με ανατολική κατεύθυνση προκαλώντας αντίστοιχη διαφοροποίηση στο σχήμα των πετρελαιοκηλίδων. Εικόνα ERS-2 SAR

Πρωτότυπος Τίτλος: Remote Sensing of oil spills

Συγγραφέας: Warner Alpers

Εισαγωγή

Μία διαφορετική διάσταση του εντοπισμού πετρελαιοκηλίδων είναι οι διαρροές από τα πλοία. Οι διαρροές πετρελαιοειδών από τις ανθρώπινες δραστηριότητες στην θάλασσα συγκαταλέγονται ως ένα από τα μεγαλύτερα περιβαλλοντικά προβλήματα του πλανήτη. Αυτός είναι και ο λόγος που οι εθνικές κυβερνήσεις αλλά και διεθνείς οργανισμοί έχουν δημιουργήσει συγκεκριμένο νομικό πλαίσιο για την προστασία από το φαινόμενο αυτό. Χαρακτηριστικότερο τέτοιο μέτρο αντιμετώπισης της ρύπανσης από πετρελαιοειδή είναι η διεθνής Σύμβαση MARPOL 73/78 που ορίζει συγκεκριμένες απαιτήσεις για τις απορρίψεις πλοίων, με μέγιστα όρια των ποσοτήτων και υπό συγκεκριμένες αποστάσεις από τις ακτές. Ακόμη ορίζει μία σειρά από ειδικές περιοχές (π.χ. Μεσόγειος θάλασσα, Βαλτική κλπ) όπου οι απορρίψεις όπου οι απορρίψεις σχεδόν απαγορεύονται παντελώς.

Το ερώτημα που προκύπτει βέβαια είναι πως μπορούμε να ελέγξουμε την κατάσταση αλλά και να εντοπίσουμε γρήγορα πιθανές απορρίψεις πετρελαιοειδών στην θάλασσα; Απάντηση στο ερώτημα αυτό δίνει η τηλεπισκόπηση. Εικόνες ραντάρ από τους ευρωπαϊκούς δορυφόρους (ERS-1 και ERS-2) έχουν χρησιμοποιηθεί σε πολλές περιπτώσεις και έχουν προσφέρει πολύτιμα στοιχεία. Οι δορυφορικές εικόνες βέβαια συχνά αποτυγχάνουν να εντοπίσουν σημεία ρύπανσης από πετρέλαιο λόγω των μεγάλων χρονικών διαστημάτων που παρεμβάλλεται μεταξύ των λήψεων αλλά και του γεγονότος ότι η στιγμή λήψης συχνά είναι γνωστή σε εκείνους που ρυπαίνουν. Για τους λόγους αυτούς συχνά οι χώρες χρησιμοποιούν αεροπλάνα εποπτείας.

Σημαντικό σημείο διερεύνησης για την κατανόηση του ζητήματος είναι η πηγή των πετρελαιοειδών που καταλήγουν στην θάλασσα. Αυτά συνήθως προέρχονται από έκπλυση δεξαμενών καυσίμων πλοίων, από ατυχήματα σε πλοία και εξέδρες άντλησης πετρελαίου αλλά και από τις εργασίες συντήρησης των μηχανών των πλοίων.

Για τον εντοπισμό πετρελαιοκηλίδων που προκύπτουν από πηγές που προαναφέραμε η τηλεπισκόπηση χρησιμοποιεί συχνά τεχνικές που σχετίζονται με το σχήμα της ρύπανσης. Είναι γνωστό ότι η ρύπανση που προκαλείται από πλοία θα έχει γραμμική μορφή υπό συνθήκες νηνεμίας της θάλασσας, πράγμα που κάνει εύκολο τον εντοπισμό τους από εικόνες ραντάρ και αυτόματες τεχνικές ανίχνευσης. Είναι προφανές βεβαία ότι εφόσον το πλοίο πραγματοποιεί ελιγμούς ή υπάρχουν επιφανειακά θαλάσσια ρεύματα ο εντοπισμός με αυτήν την τεχνική μπορεί να μην επιφέρει τα αναμενόμενα αποτελέσματα. Στην περίπτωση που πετρελαιοειδή απορρίπτονται πλευρικά ενός σκάφους τότε αυτά σχηματίζουν αρχικά ένα μονοπάτι σε σχήμα V, ενώ στο τέλος της απόρριψης αυτό μετασχηματίζεται σε ένα επιμηκές παραλληλόγραμμο. Δεδομένου βέβαια ότι με το χρόνο μέρος των διαλυτών που περιλαμβάνει το πετρέλαιο εξατμίζονται, ο αέρας, ο ήλιος και ο κυματισμός διαχωρίζει το πετρέλαιο και το απλώνει η ανίχνευση του μέσω της τηλεπισκόπησης καθίσταται σταδιακή δυσκολότερη ή και αδύνατη.

Εικόνες ραντάρ

Τα ραντάρ εντοπίζουν το πετρέλαιο στην επιφάνεια της θάλασσας γιατί αυτό προκαλεί απόσβεση των κυμάτων (oil floating on the sea surface damp the short gravity-capillary waves). Εξαιτίας όμως ακριβώς αυτού του τρόπου εντοπισμού των πετρελαιοκηλίδων προκύπτουν και αρκετά προβλήματα. Υπάρχουν και μία σειρά άλλων πιθανών περιπτώσεων που οδηγούν στο ίδιο αποτέλεσμα και εμφανίζουν περιοχές ως δυνητικά ρυπασμένες με πετρέλαιο. Για παράδειγμα επιφανειακές ουσίες φυσικής προέλευσης που ονομάζονται βιογενείς κηλίδες (biogenic slicks) μπορεί αντίστοιχα να δώσουν σκοτεινά σχήματα στις εικόνες που παραπέμπουν σε πετρελαιοκηλίδες. Άλλη περίπτωση που προκαλεί σύγχυση είναι η ύπαρξη τύρβης που δημιουργείται από την προπέλα κάποιου πλοίου ή από μείωση της ταχύτητας του ανέμου π.χ. πίσω από νησιά. Σε αυτές τις περιπτώσεις για την ερμηνεία πιθανής ύπαρξης πετρελαίου θα πρέπει να συνεκτιμώνται και παράγοντες όπως το σχήμα των εμφανιζόμενων μαύρων σχημάτων και να ενσωματώνονται στοιχεία από την γνώση της περιοχής.

Για παράδειγμα για την ερμηνεία της Εικόνας 1 θα πρέπει υποχρεωτικά να γνωρίζουμε ότι το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα που ελήφθει η εικόνα, το πλακτόν αναπτύσσεται γρήγορα στην Βαλτική θάλασσα και ως εκ τούτου το αποτέλεσμα οφείλεται αποκλειστικά σε φυσικούς παράγοντες και όχι στην ύπαρξη κάποιας πιθανής διαρροής πετρελαίου.

Στην Γερμανία το αερομεταφερόμενο σύστημα επιτήρησης που υπάρχει μέσω οργάνων τηλεπισκόπησης ανιχνεύει πετρελαιοκηλίδες καταγράφοντας την θέση και το μέγεθος τους. Στην συνέχεια μετράται το πάχος του στρώματος πετρελαίου και υπολογίζεται ο όγκος του υγρού που διέρρευσε, εντοπίζοντας το υπαίτιο σημείο διαρροής ενώ τέλος συντονίζονται και υποστηρίζονται εργασίες για τον περιορισμό και την αποκατάστασης της ρύπανσης. Είναι φανερό δηλαδή ότι οι τεχνικές τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούνται σε όλο το φάσμα ενεργειών, από τον εντοπισμό της ρύπανσης μέχρι την αποκατάσταση του περιβάλλοντος.

Πηγή: http://www.ifm.zmaw.de/fileadmin/files/images/Staff/Werner_Alpers/PDF_ALPERS/saudi_arabia.pdf