Επιστήμονες από το NOAA’s Center for Satellite Applications and Research (STAR), σε συνεργασία με ερευνητικούς φορείς όπως το University of South Florida (USF), αξιοποίησαν την τεχνητή νοημοσύνη σε συνδυασμό με περισσότερες από ένα εκατομμύριο δορυφορικές εικόνες για να ανιχνεύσουν και να ποσοτικοποιήσουν την παρουσία επιπλεόντων φυκών και συσσωρεύσεων φυτοπλαγκτού στην επιφάνεια των ωκεανών παγκοσμίως.
Η μελέτη, που καλύπτει την περίοδο 2003–2022, προσφέρει για πρώτη φορά μια συνολική και ποσοτικοποιημένη εικόνα της έκτασης και των μακροχρόνιων μεταβολών αυτών των θαλάσσιων φυτικών μαζών — φαινόμενα που μπορούν να έχουν σημαντικές αρνητικές επιπτώσεις στις οικονομίες των παράκτιων περιοχών.
Πότε και γιατί αναπτύσσονται τα φύκη
Η ανάπτυξη των περισσότερων ειδών φυκών κορυφώνεται την άνοιξη και το καλοκαίρι, όταν επικρατούν ευνοϊκές συνθήκες θερμοκρασίας και επάρκειας θρεπτικών συστατικών. Παράγοντες όπως:
-
η άνοδος της θερμοκρασίας των θαλάσσιων υδάτων
-
η αυξημένη εισροή θρεπτικών από γεωργικές απορροές και λύματα
μπορούν να λειτουργήσουν ως «καύσιμο» για εκτεταμένες ανθίσεις φυκών.
Σε μέτρια επίπεδα, τέτοια επεισόδια μπορούν να ενισχύσουν την οικολογία των θαλασσών και την αλιεία. Όταν όμως οι ανθίσεις είναι εκτεταμένες και μεγάλης διάρκειας, οι επιπτώσεις γίνονται επιβαρυντικές για το θαλάσσιο περιβάλλον και τους οργανισμούς, επηρεάζοντας άμεσα τον λεγόμενο ωκεάνιο οικονομικό κύκλο: τουρισμό, επαγγελματική και ερασιτεχνική αλιεία, καθώς και πλήθος συναφών δραστηριοτήτων στις παράκτιες κοινωνίες.
Έκταση μεγαλύτερη από τέσσερις ΗΠΑ
Σε πρόσφατα δημοσιευμένη επιστημονική εργασία, οι ερευνητές κατέγραψαν επιπλέοντα φύκη και επιφανειακές συσσωρεύσεις φυτοπλαγκτού σε τροπικές και υποτροπικές περιοχές του Ατλαντικού, του Ειρηνικού και του Ινδικού Ωκεανού, αλλά και σε επιμέρους περιθωριακές θάλασσες.
Οι ανθίσεις αυτές εντοπίστηκαν τόσο σε παράκτια όσο και σε ανοιχτά πελάγη, καλύπτοντας αθροιστικά μια έκταση περίπου 44 εκατομμυρίων τετραγωνικών χιλιομέτρων — περισσότερες από τέσσερις φορές το μέγεθος των Ηνωμένων Πολιτειών. Πρόκειται για την πρώτη φορά που επιτυγχάνεται μια πλήρης, παγκόσμια ποσοτική αποτύπωση του φαινομένου.
Από την ποιοτική εικόνα στη μετρήσιμη πραγματικότητα
Η έρευνα βασίστηκε σε μια συνεργασία που ξεκίνησε το 2019, όταν το STAR και το USF ενσωμάτωσαν ένα νέο προϊόν δεδομένων χρώματος των ωκεανών στο εργαλείο Ocean Color Viewer (OCView). Το εργαλείο αυτό επέτρεψε για πρώτη φορά μια ποιοτική παγκόσμια απεικόνιση των επιπλεόντων φυκών.
Ωστόσο, γρήγορα έγινε σαφές ότι η απεικόνιση δεν αρκούσε: έλειπε η ακριβής μέτρηση της επιφάνειας που κάλυπταν. Η ανάγκη για μια πιο αυστηρά ποσοτική προσέγγιση οδήγησε στη σημερινή μελέτη, όπου η τεχνητή νοημοσύνη χρησιμοποιήθηκε για να καλύψει αυτό το κρίσιμο επιστημονικό κενό.
Από το μικροσκόπιο στον δορυφόρο
Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το είδος Noctiluca scintillans: από μικροσκοπικές πράσινες κυτταρικές δομές στο εργαστήριο, μέχρι τεράστιες επιφανειακές ανθίσεις που παρατηρούνται στον Αραβικό Πέλαγος και ανιχνεύονται πλέον με ακρίβεια από το διάστημα. Η κάλυψη των παγκόσμιων «λευκών κηλίδων» στα δεδομένα είναι θεμελιώδης για: την πρόγνωση και διαχείριση επιβλαβών ανθίσεων, την προστασία της παράκτιας οικονομίας, την κατανόηση των βιολογικών και φυσικών μηχανισμών που οδηγούν στην αύξησή τους
Με τη ραγδαία εξέλιξη της δορυφορικής τηλεπισκόπησης και των υπολογιστικών μοντέλων, το STAR στοχεύει να επεκτείνει την έρευνα, ενσωματώνοντας περισσότερες δορυφορικές αποστολές και προηγμένα μοντέλα, ώστε να παρακολουθεί πιο αποτελεσματικά ένα φαινόμενο που, αν και φυσικό, αποκτά ολοένα και μεγαλύτερη σημασία σε έναν θερμαινόμενο και ανθρωπογενώς επιβαρυμένο πλανήτη.
Πηγή: https://www.nesdis.noaa.gov/news/noaa-using-satellites-ai-map-global-algal-blooms
Θεόδωρος Ν. Κολυδάς
Διευθυντής Τομέα Υδρομετεωρολογίας και Φυσικών Καταστροφών εργαστηρίου Assist Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης – Mετεωρολόγος Star Channel – Πρώην Διευθυντής Εθνικού Μετεωρολογικού Κέντρου ΕΜΥ – Μέλος της Επιστημονικής Επιτροπής της Έδρας UNESCO Con-E-Ect