1. Εισαγωγή

Ανίχνευση και παρακολούθηση της θαλάσσιας ρύπανσης με τη χρήση τεχνικών τηλεσκόπησης

Το μέσο για την ανίχνευση και παρακολούθηση της θαλάσσιας ρύπανσης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το είδος της ρύπανσης. Η ποσότητα του ρύπου και τα χαρακτηριστικά του καθορίζουν την επιλογή της πλατφόρμας και των αισθητήρων.

Aεροπλάνο η Δορυφόρος

Αεροσκάφη Θαλάσσιας Επιτήρησης Dornier 228 LM

Ένας προφανής τρόπος για να "τραβήξετε μια φωτογραφία" της Γης από απόσταση είναι να εξαπολύσετε μια κάμερα σε ένα αεροσκάφος. Δεδομένου ότι τα αεροσκάφη πετούν σε σχετικά χαμηλό υψόμετρο (μόλις μερικές εκατοντάδες μέτρα μέχρι και μερικά χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια), οι φωτογραφίες ή τα δεδομένα μπορούν να παρουσιάζουν πολλές λεπτομέρειες.

Για να πετάξουν τα τοπογραφικά αεροσκάφη, οι καιρικές συνθήκες πρέπει να είναι σχετικά καλές. Οι ισχυροί ανέμοι για παράδειγμα θα χαλάσουν την ακρίβεια των μετρήσεων.

Εναέρια φωτογραφία των διασπαρτών εμβαλώματων του βαρέος μαζούτ που εξαπλώνεται με καφέ και ασήμι λαμπρότητα όπως φαίνεται από περίπου 1,000 feet (300 m).
Πηγή: ITOPF

Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν ορισμένα πλεονεκτήματα των δορυφόρων σε σχέση με τα αεροπλάνα. Ένα από αυτά είναι το γεγονός ότι οι εκτεταμένες περιοχές που μπορούν να καλυφθούν με τις εικόνες τους και την ίδια περιοχή μπορούν να παρατηρούνται συστηματικά σε κάθε δορυφορικό πέρασμα, ακόμη και πέρα από τα εθνικά σύνορα. Είναι ακριβοπληρωμένο καθήκον για ένα αεροσκάφος να πετάει πάνω από έναν ολόκληρο ωκεανό για να ανιχνευτή επιβλαβείς ουσίες. Με τον δορυφόρο, το έργο είναι πολύ πιο εύκολο.
Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι η ομοιογένεια των δεδομένων: η ποιότητα των δεδομένων παραμένει η ίδια για ολόκληρη την περιοχή που παρατηρείται. Οι δορυφορικές εικόνες μπορεί επομένως να προσφέρουν μια ολοκληρωμένη εικόνα της συνολικής έκτασης της ρύπανσης.

Εικόνα ραντάρ που αποκτήθηκε από τον αισθητήρας ASAR επί του δορυφορικού σκάφους Envisat της ESA, στις 17 Νοεμβρίου 2002. Η εικόνα δείχνει μια διπλό-επικεφαλής πετρελαιοκηλίδα με καταγωγή το δεξαμενόπλοιο Prestige που ναυάγησε, που βρίσκεται 100 χιλιόμετρα ανοικτά των ισπανικών ακτών.
Πηγή: ESA

Κάνοντας ορατή την ρύπανση

Οι αισθητήρες τηλεσκόπησης δουλεύουν με την ανίχνευση οποιονδήποτε από τις παρακάτωτις ιδιότητες στην επιφάνεια της θάλασσας:

χρώμα
ανάκλαση
θερμοκρασία
τραχύτητα

Τα ρύποι μπορούν να ανιχνευθούν στην επιφάνεια του νερού όταν τροποποιούν ένα ή περισσότερα από τις ακόλουθες ικανότητες/ Το πετρέλαιο, για παράδειγμα, μειώνει τα επιφανειακά κύματα και συνεπώς μπορεί να ανιχνευθεί με σήμα «χαμηλότερης τραχύτητας" σε σχέση με το θαλάσσιο νερό γύρω του.

Ενεργοί και παθητικοί αισθητήρες

Οι ενεργοί αισθητήρες εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα iγια να ανιχνεύσουν ρύποι στη θάλασσα. Το σήμα αλλάζει στην επιφάνεια του νερού και το σήμα που αντακλάται ανιχνεύεται από τον αισθητήρα.

Ανάλογα με τον τύπο του αισθητήρα, τα ενεργά συστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά τη διάρκεια της νύχτας και σε κακές καιρικές συνθήκες. Τα συστήματα με βάση ραντάρ μπορουν, για παράδειγμα, να διεισδύσουν τα σύννεφα και την ομίχλη.

Οι παθητικοί αισθητήρες μετράνε την ακτινοβολία που εκπέμπεται ή αντανακλάται από την επιφάνεια της θάλασσας ή το ρύπο, αντίστοιχα.

Με την πιθανή εξαίρεση των Ραδιομετρων Μικροκυμάτων (οι οποίες παραδίνοται μόνο σε μεγάλες βροχοπτώσεις), δεν είναι σε θέση να διεισδύσουν την συννεφιακή κάλυψη, ομίχλη ή βροχή. Η εφαρμογή τους απαιτεί, συνεπώς, το φως της ημέρας και ξαστεριά και ως εκ τούτου, είναι πολύ περιορισμένηες (Φανταστείτε μια σοβαρή καταστρεπτική πετρελαιοκηλίδα που δεν μπορεί να προσδιοριστεί, επειδή υπάρχουν σύννεφα πάνω από την εικόνα!).
Αν οι καιρικές συνθήκες είναι κατάλληλες, οι οπτικές εικόνες μπορεί ωστόσο να δώσει πολύτιμες πληροφορίες για την έκταση της ρύπανσης.

Μια άνθιση πλαγκτού στην Ιρλανδία. Η εικόνα ελήφθει από το Envisat

Μια οπτική εικόνα που αποκτήθηκε από τον (παθητικό) αισθητήρα MERIS επί του δορυφορικού σκάφους Envisat της ESA στις 6 Ιουνίου 2006. Η εικόνα δείχνει μια μεγάλη γαλαζοπράσινη άνθιση πλαγκτόν που εκτείνεται σε όλο το μήκος της Ιρλανδίας στον Βόρειο Ατλαντικό Ωκεανό. Τα λευκά χαρακτηριστικά σε σχήμα γραμμής έιναι σύννεφα.
Πηγή: ESA

Ο συνδυασμός διαφορετικών συσκευών χρησιμοποιείται συχνά για να ξεπεραστούν οι περιορισμοί των ατομικών αισθητήρων για την παροχή καλύτερων πληροφοριών σχετικά με την έκταση και τη φύση του ρυπαντικού επισοδίου, όπως για την έκταση της πετρελαιοκηλίδας, το πάχος της, ακόμα και ο τύπος του πετρελαίου.

Όλοι οι αισθητήρες απαιτούν προσωπικό με υψηλή κατάρτιση για τη σωστή λειτουργία και ερμηνεία των αποτελέσματων.