Kuukausiesitelmä

Geofysiikan Seuran kevätkauden toinen kuukausiesitelmä pidetään tiistaina 6.2.2024 klo 17:15 alkaen Tieteiden talon (Kirkkokatu 6, 00100 Helsinki) salissa 207. Kahvia on tarjolla esityksen edellä klo 17:00 alkaen.

Kuukausiesitelmän pitää Jenni Attila (Ilmatieteen laitos) aiheesta

Satelliittihavaintojen hyödyntäminen muutosten seurannassa merialueilla

Satelliittihavaintojen hyödyntäminen on arkipäiväistymässä meriympäristön muutosten seurannassa. Havainnot tarjoavat skaalautuvaa, standardoitua, alueellisesti ja ajallisesti kattavaa ja harmonisoitua tietoa veden laadusta ja lämpötilasta. Euroopan avaruusjärjestön Copernicus-ohjelma yhdessä NASA*n ja USGS** Landsat-ohjelman kanssa tarjoavat pitkän aikavälin mahdollisuuksia merialueiden uudenlaisen monitoroinnin rakentamiseen. Tarpeet ja vaatimukset uudentyyppisten ja automaattisten merihavaintojen keräämisen perustuvat erityisesti Euroopan unionin rannikkovesien ja avomeren direktiivien (vesipuitedirektiivi, merialuedirektiivi, merialuesuunnitteludirektiivi) asettamiin velvoitteisiin. Näiden lisäksi satelliittihavainnot mahdollistavat vesiensuojelutoimenpiteiden ja ennallistamisen vaikutusten seurannan.

Lounais-Suomen saaristo on tunnistettu yhdeksi HELCOMin maatalouden kuormausalueista. Satelliittihavaintoja on käytetty vuosittaisten kokonaisfosforikarttojen tekemiseen, jotka määrittelevät jokiveden vaikutusta ja ravinteiden leviämistä rannikkovesissä. Kokonaisfosforin määrää kuvaavat kartat mahdollistavat ravinteiden leviämistarkastelut alueellisesti. Niiden avulla voidaan pidemmällä tähtäimellä tarkastella myös toimenpiteiden vaikutuksia, kuten kipsin levittämisen vaikutuksia pelloille ravinnevirtojen vähentämiseksi. Toinen esimerkki ihmisen vaikutuksista valuma-alueen seuraamiseen on vesien tummuminen, joka johtuu värillisen liuenneen orgaanisen aineksen (humus) lisääntymisestä. Rannikolla tämä on selkeää eritysesti jokien edustoilla. Pohjoisella Itämerellä tämä koskee erityisesti rannikkoalueita, joissa jokien valuma-alueilta tuoman aineksen koostumukseen vaikuttavat mm. metsäteollisuuden käytännöt.

Vesien tummumista arvioitaessa, tai ravinnekuormituksia seurattaessa on tärkeää arvioida, voidaanko pidemmän aikavälin muutoksia tunnistaa ja todentaa. Satelliittihavaintoja voidaan käyttää veden laatua kuvaavien parametrien kuten klorofylli a:n, leväkukintojen, humuksen, sameuden ja myös lämpötilan määrittämiseen. Satelliittihavaintojen etuna on myös, että vuodenaikojen aiheuttamaan vaihteluun päästään käsiksi paremmin kuin esimerkiksi asemanäytteenottoon perustuvassa havainnoinnissa.

Suomen ympäristökeskus on kehittänyt avointa palvelua, jonka kautta kuka tahansa voi hyödyntää satelliittihavaintoja. Tarkka-palvelu keskittyy Suomen rannikkovesien ja järvien seurantaan, mutta osa havainnoista kattaa koko Itämeren. Vesipolitiikan puitedirektiivin kolmannella raportointikierroksella (2019) rannikkovesien tila-arvioinnista vastaavat viranomaiset käyttivät satelliittihavaintoja yhtenä tietolähteenä. Lisäksi Suomi toimitti satelliittipohjaisia aineistoja HELCOM HOLAS III:a varten mm. a-klorofylli-indikaattorin, sekä sinilevien kukinnan osalta.

Palvelun kehitys alkoi Suomen rannikkovesistöjen tilan arvioinnista vesipuitedirektiivin vaatimusten mukaisesti, mutta sen käyttö on laajentunut nopeasti myös muihin tarpeisiin. Viimeisimpänä lienee merellisten luontotyyppien seuraaminen luonnon monimuotoisuuden ja merialuesuunnittelun näkökulmista. Avomeri- ja rannikkoalueiden muutosten seuraamisen takana on puoliautomaattinen havaintojen tuotantoketju, jonka lopputulokset tallennetaan Syken STATUS-tietokantaan ja rajapinnoille. STATUS-tietokanta kattaa suurimman osan rannikkoalueista, noin 2200 järveä ja Itämeren avomerialueet. Vaikka jopa 70 % satelliittihavainnoista on osittain pilvisiä, tietokantaan kerääntyy miljoonia havaintoja Suomen merialueilta vuosittain. Satelliittihavaintojen automaattinen tiedontuotanto; satelliittihavaintojen käsittely, laadunvarmistus ja jakelu ovat skaalattavissa muihin pitkän aikavälin seurantatiedon keräämiseen liittyviin tietotarpeisiin. Tällä hetkellä käsittelemme yhteensä seitsemästä keski- ja korkearesoluutioisesta satelliitti-instrumentista 2000-luvun alusta nykyisiin Copernicus-ohjelman Sentinel-sarjan laitteisiin.

Aiemmin käytössä olleiden instrumenttien aineistot mahdollistavat pitkän aikavälin analyysin karkeammalla maastoerotuskyvyllä, ja niitä täydentävät nykyiset tarkemman maastoerotuskyvyn havainnot, jotka tarjoavat arvokasta tietoa hajanaisten rannikkoalueiden seurantavaatimusten täyttämiseksi.

Lyhenteet

* NASA = National Aeronautics and Space Administration

**USGS = United States Geological Survey