En gruppe forskere fra Universitetet i Cádiz har lansert en satellittsystem som kan forutse ankomsten av søppel i Middelhavet etter episoder med kraftig regnDenne eksperimentelle teknologien lar oss følge, nesten trinn for trinn, hvordan avfallet som blir ført med seg av elveflom ender opp med å danne store linjer på overflaten og når strendene dager senere.
Prosjektet, utviklet av det spesialiserte teamet i struktur og dynamikk i akvatiske økosystemer i UCADen kombinerer satellittbilder med høy oppløsning med matematiske modeller og hydrologiske data. Målet er å etablere en presis tidslinje for hver ekstrem nedbørshendelse, fra stormdannelse til den endelige spredningen av rusk og avfall i åpent hav, og å omdanne denne kunnskapen til et praktisk prediksjons- og tidlig varslingsverktøy.
Et system for å spore søppel fra land til Middelhavet
Grunnlaget for dette arbeidet er en satellittsystem som oppdager og overvåker såkalte «pulser» av søppel Disse forurensningene når Middelhavet i perioder med kraftig nedbør. Kraftig regn får elver og bekker, spesielt i korte nedbørsfelt og byområder, til å reagere nesten umiddelbart og føre plast, planteavfall og annet avfall til kysten.
Forskere har vist at Mesteparten av søppelet havner i havet under det såkalte «første glimtet».Det vil si den første bølgen etter en episode med kraftig regn. I løpet av timer eller få dager passerer enorme mengder rusk fra elvebassenger til havoverflaten, og organiserer seg i lineære strukturer som er synlige fra verdensrommet.
Ifølge teamet, den Korte elver og tett urbaniserte områder reagerer nesten umiddelbart på nedbørstoppen. I motsetning til dette viser store elver som Rhône en forsinkelse på mellom to og tre dager mellom maksimal nedbør og den massive utslippet av avfall i havet, en forsinkelse som er nøkkelen til ethvert prediksjonssystem.
I en spesifikk episode analysert i det nordvestlige Middelhavet, fulgte forskere daglig, i tre måneder på rad, utviklingen av stormer, elveflom og oppførselen til overflateavfallDenne detaljerte overvåkingen lar oss tegne en sann «historie» om hendelsen, med dens faser med ankomst, konsentrasjon, spredning og eventuell delvis tilbakekomst til strendene.
Satellittobservasjoner har avslørt at når man først er på havet, Avfallet kan reise opptil 300 kilometer fra kysten. følger dynamikken i strømninger og vinder. Noe av dette materialet ender imidlertid opp med å returnere til strendene dager senere, noe som øker episodene med massiv søppelankomst i turistområder og naturområder betydelig.
Søppelstier: kilometerlange filamenter
Et av de mest slående elementene som ble oppdaget av dette systemet er «Strømmer» av marint søppel, rader med avfall som står oppstilt på overflaten Disse strukturene, som lett kan overses fra et skip til sjøs, er perfekt definert i satellittbilder, og følger den kombinerte virkningen av vind og strømmer.
Studiene utført av gruppen fra Universitetet i Cádiz beskriver elver som er flere meter brede og kan være over 20 kilometer langeog danner veritable forurensningsbånd. Inne er flytende plast i varierende størrelser, vegetasjonsrester, pollen og marint slim – et vedvarende skum forbundet med næringstett og forurenset vann – konsentrert.
I løpet av de 90 dagene som ble analysert i det nordvestlige Middelhavet, anslo teamet i Rundt 50 tonn søppel ble sendt fra land til sjøAv denne totalen tilsvarte 52 % flytende materiale, det vil si rusk som blir liggende på overflaten lenge nok til å bli ført med vinden og danne disse bekkene.
Modellene som er utviklet fra dataene indikerer at Omtrent 68 % av det flytende materialet ender opp på strendene.Mens rundt 32 % til slutt synker, avsettes de resterende 24 tonnene direkte på havbunnen nær kysten, noe som forverrer et mindre synlig, men like alvorlig problem: opphopning av søppel i bentiske habitater.
Det påpeker forskerne Ekstreme episoder med søppel som ender opp i Middelhavet, slik som den som er studert, forekommer i gjennomsnitt hvert andre eller tredje år.Selv om dette ikke er daglige hendelser, er virkningen så stor at en enkelt episode plutselig kan endre mengden avfall som finnes i en hel region, og befeste Middelhavet som et av hovedområdene for plastopphopning over hele verden.
Storyline-metodikk og banebrytende bruk av satellitter i oseanografi
For å rekonstruere disse episodene i detalj har UCA-teamet for første gang innen oseanografi anvendt «Storielinje»-metodikk, et verktøy som stammer fra klimatologi Brukes for å gjøre ekstreme værhendelser forståelige. I stedet for å stole på global statistikk, følger denne tilnærmingen den spesifikke hendelsesforløpet: hvordan stormen dannes, hvordan den intensiveres, hvilken nedbør den produserer og hvilke konsekvenser den har for elver og hav.
I praksis betyr dette analysere daglige meteorologiske, hydrologiske og oseanografiske variabler: stormenes intensitet og bane, elveføringer, nedbørsnivåer, rådende vinder og havstrømmer, samt den romlige utviklingen av ruskspor oppdaget av satellitt.
Bruk av satellitter har vist seg å være en nøkkelkomponent i systemet, siden Det tilbyr en enestående utsikt over havet som ikke kan oppnås fra et skip.Bildene lar oss spore dannelse, deformasjon og brudd av avfallsfilamenter, kvantifisere omfanget og anslå hvor mye søppel som er konsentrert i bestemte områder av havoverflaten.
Denne detaljerte tilnærmingen, anvendt på én enkelt hendelse i det nordvestlige Middelhavet, har tjent som testmiljø for å validere forholdet mellom ekstreme værhendelser og marine forurensningsimpulserDerfra er målet å skalere opp metodikken og automatisere den slik at den fungerer med enhver episode med kraftig regn i andre områder av Middelhavet og til og med i andre europeiske hav.
Resultatene av dette arbeidet har blitt publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Sjøforurensningsbulletin, hvor «historien» til en episode med søppel som entret og dannet bekker i det nordvestlige Middelhavet beskrives i detalj, og grunnlaget for det fremtidige varslingsystemet presenteres.
Mot et tidlig varslingssystem for strender og administrasjoner
Utover den vitenskapelige analysen er prosjektets endelige formål Utvikle et operativt verktøy som gjør det mulig å forutse, flere dager i forveien, ankomst av søppel på bestemte strender. Etter at en storm ble oppdaget, ville myndighetene ha avansert informasjon for å organisere oppryddingsoperasjoner og miljøinneslutningstiltak.
Teknologien er fortsatt i en tidlig fase. i den eksperimentelle og felttestfasenForskere jobber imidlertid allerede med en plattform som kan automatisere, på global skala, både nedlasting og analyse av satellittbilder. Tanken er at systemet kan generere varsler i nær sanntid, inkludert data om nedbør, elvestrømmer og havstrømmodeller.
Med denne typen informasjon kunne kystforvaltere prioritere ressurser, aktivere inneslutningsbarrierer ved strategiske elvemunninger eller forsterke rengjøringsteamene på strender der det forventes større påvirkning.
Teknologien er fortsatt i en tidlig fase. i den eksperimentelle og felttestfasenForskere jobber imidlertid allerede med en plattform som kan automatisere, på global skala, både nedlasting og analyse av satellittbilder. Tanken er at systemet kan generere varsler i nær sanntid, inkludert data om nedbør, elvestrømmer og havstrømmodeller.
Prosjektet er støttet av Departementet for universiteter, forskning og innovasjon i den regionale regjeringen i Andalusia og Den europeiske romfartsorganisasjonensom ser dette systemet som et eksempel på hvordan romteknologi kan brukes direkte i beskyttelsen av marine økosystemer og i datadrevet offentlig politikkplanlegging.
Parallelt sett samler forskergruppen Hydrologisk og økologisk informasjon om La Janda-lagunen, et tidligere våtmarksområde, nå drenert, som ligger mellom Vejer de la Frontera, Benalup-Casas Viejas og Tarifa. Disse dataene gir kontekst for den historiske dynamikken i bassenget og bidrar til å bedre forstå hvordan transporten av sedimenter og avfall til Cádiz-kysten har endret seg over tid.
Samlet sett representerer dette satellittsystemet og den tilhørende metodikken et betydelig sprang fremover i måten marin forsøpling i Middelhavet studeres og håndteresVed å knytte episoder med kraftig regn direkte til ankomsten av avfall på strender og havbunn, åpnes døren for mer effektive forebyggingstiltak, mer presis rengjøringsplanlegging og større kapasitet til å reagere på ekstreme hendelser som, selv om de ikke inntreffer hvert år, kan prege miljøkvaliteten ved europeiske kyster i lang tid.