Τα θαλάσσια οικοσυστήματα υπόκεινται σε πολλές άμεσες ανθρώπινες πιέσεις. Ορισμένες έχουν παγκόσμιες επιπτώσεις, όπως η αύξηση της θερμοκρασίας των υδάτων, η οποία αλλάζει τα ωκεάνια ρεύματα και το παγκόσμιο κλίμα- ορισμένες είναι περιφερειακές, όπως η οξίνιση των ωκεανών, η υπεραλίευση και τα χωροκατακτητικά είδη- ορισμένες είναι τοπικές, όπως η ρύπανση και η διάβρωση των ακτών.

Αυτοί οι στρεσογόνοι παράγοντες, οι οποίοι είναι ακόμη πιο διαδεδομένοι στον ωκεανό, μπορούν να έχουν σωρευτικές επιπτώσεις στα θαλάσσια οικοσυστήματα, τα οποία αποτελούν τη βάση για αυτό που σήμερα αποκαλούμε Γαλάζια Οικονομία (η οποία κυμαίνεται από την αλιεία και τις χρήσεις αναψυχής έως την εξόρυξη. Οι επιπτώσεις τους αναμένεται να είναι ακόμη ισχυρότερες σε κλειστές και ημίκλειστες λεκάνες, όπως η Μεσόγειος ή ο Κόλπος του Μεξικού, για να αναφέρουμε μόνο δύο, όπου η υψηλή πληθυσμιακή πυκνότητα και οι επιπτώσεις των τουριστικών ροών μεγάλης κλίμακας επιτείνουν τις επιπτώσεις άλλων εμπορικών θαλάσσιων δραστηριοτήτων.

Η βελτίωση της γνώσης των συνεπειών αυτής της συμβολής των παραγόντων πίεσης στη θαλάσσια βιοποικιλότητα και τη λειτουργία των οικοσυστημάτων είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωσή μας ως κοινωνία και ως είδος.

Παρόλο που οι ωκεανοί αποτελούν το 70% της επιφάνειας της Γης και το 99% των οικοσυστημάτων της και φιλοξενούν το 91% όλων των ειδών, οι επιτόπιες μετρήσεις και παρατηρήσεις μπορούσαν μέχρι στιγμής να εξερευνήσουν μόνο λιγότερο από το 5% των ωκεανών του πλανήτη. Η τηλεπισκόπηση της Γης με δορυφορικές εικόνες υψηλής ανάλυσης είναι αναντικατάστατη για την παρακολούθηση των ωκεανών και τη Γαλάζια Οικονομία που βασίζεται σε αυτήν, παρέχοντας πληροφορίες για τα οικοσυστήματα και τη θαλάσσια ζωή για την αλιευτική βιομηχανία, τη μέτρηση της θερμοκρασίας (απαραίτητη για την πρόγνωση του καιρού, για παράδειγμα) ή την παρακολούθηση των ναυτιλιακών γραμμών και τον εντοπισμό των πλοίων. Και τα δορυφορικά δεδομένα πολύ υψηλής ανάλυσης μπορούν να συνδυαστούν με αραιές επιτόπιες παρατηρήσεις (π.χ. αυτόνομες πλατφόρμες παρατήρησης - σημαντήρες, αγκυροβόλια, πλοία ευκαιρίας) για τη δημιουργία υπολογιστικών μοντέλων- τελικά, αυτό μπορεί να προσφέρει μια άνευ προηγουμένου ικανότητα παρατήρησης, κατανόησης και πρόβλεψης θαλάσσιων γεγονότων που επηρεάζουν τη θαλάσσια ασφάλεια, την προστασία και τη βιωσιμότητα.

Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης παρουσιάζουν ένα ευρύ φάσμα πλεονεκτημάτων, συμπεριλαμβανομένης της υψηλότερης ταξινομικής ανάλυσης και της ικανότητας να παρέχουν γρήγορα - συχνά σχεδόν σε πραγματικό χρόνο - πληροφορίες σχετικά με ευρείες γεωγραφικές περιοχές ή μεγάλες χρονικές κλίμακες. Η τεχνολογική πρόοδος εξελίσσεται προς δύο κύριες κατευθύνσεις: (i) καινοτόμες μοριακές προσεγγίσεις για την ταχεία αξιολόγηση της βιοποικιλότητας και (ii) (οπτικά) συστήματα αισθητήρων, τα οποία μας επιτρέπουν να λειτουργούμε και να συλλέγουμε δεδομένα σε ευρείες χωρικές και χρονικές κλίμακες. Οι μέθοδοι που μπορούν να συνδυάσουν και τα δύο σύνολα δυνατοτήτων είναι συνεπώς ιδιαίτερα επιθυμητές.

Χάρη στα συστήματα και τις αποστολές παρατήρησης της Γης, έχουν υπάρξει σημαντικές βελτιώσεις σε εφαρμογές όπως:

• Χαρτογράφηση των αλιευτικών ζωνών

• Πρόβλεψη της άνθισης των φυκών

• Καλύτερη πρόβλεψη νέων περιοχών προσβάσιμων λόγω τήξης των πάγων

• Παρακολούθηση βάθους νερού, ανέμων, κυμάτων και ρευμάτων για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και δρομολόγηση πλοίων

• Προβλέψεις για την περιφερειακή άνοδο της στάθμης της θάλασσας και τα κύματα καταιγίδων

• Παρακολούθηση και πρόληψη της παράκτιας διάβρωσης

• Υποστήριξη των περιβαλλοντικών κανονισμών και των θαλάσσιων προστατευόμενων περιοχών.

Οι οπτικές, θερμικές και ραντάρ εικόνες από αερομεταφερόμενους και δορυφορικούς αισθητήρες προσφέρουν πολλές νέες ευκαιρίες για την άμεση παρακολούθηση της βιοποικιλότητας, για την παρατήρηση προτύπων στην ξηρά και τη θάλασσα που σχετίζονται άμεσα με τη βιοποικιλότητα ή για την παροχή επιπέδων περιβαλλοντικών δεδομένων που απαιτούνται για τη δημιουργία προγνωστικών μοντέλων κατανομής ειδών και οικοτόπων.

Πάρτε για παράδειγμα την αποστολή Sentinel. Ο Sentinel 1 είναι ένας δορυφόρος ραντάρ συνθετικού ανοίγματος (SAR) της ζώνης C με ικανότητα διείσδυσης στα σύννεφα, ο οποίος παρέχει εικόνες σε διάφορους τρόπους και πεδία που σχετίζονται με τις θαλάσσιες και ναυτιλιακές ανάγκες, την παρακολούθηση της έκτασης του θαλάσσιου πάγου, την παρακολούθηση πετρελαιοκηλίδων και την ανίχνευση πλοίων για τη θαλάσσια ασφάλεια. Ο τρόπος με τον οποίο τα κύματα του ραντάρ ανακλώνται από αντικείμενα βοηθά στον προσδιορισμό του μεγέθους και της σύνθεσης των ενδιαιτημάτων των παλίρρεων και των αλμυρών ελών. Οι οπτικές εικόνες ανάλυσης 10 μέτρων από το Sentinel-2 της παράκτιας ζώνης, όπως και με το Sentinel-1, θα ενισχύσουν σημαντικά την ικανότητά μας να ανιχνεύουμε αλλαγές στα ενδιαιτήματα της παλίρροιας και των ρηχών υποπαλίρροιας. Εν τω μεταξύ, το Sentinel-3 έχει σχεδιαστεί για την απεικόνιση του χρώματος των ωκεανών ευρέως πεδίου, την υψομετρία και τη θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας. Ο Sentinel-3 θα συνεχίσει την πρόοδο που σημείωσαν άλλοι δορυφόροι προβολής των ωκεανών, όπως οι SeaWiFS, MERIS και MODIS. Η χρήση της τηλεπισκόπησης αποτελεί ένα οικονομικά αποδοτικό εργαλείο που συμπληρώνει τις συμβατικές επιτόπιες δειγματοληψίες. Οι επιτόπιες μετρήσεις βασίζονται συνήθως σε διακριτά σύνολα δεδομένων με περιορισμένη χωρική και χρονική κάλυψη, περιορίζοντας την ανάλυση της δυναμικής του φυτοπλαγκτού όσον αφορά τις ανθρώπινες δραστηριότητες.

Τα επιστημονικά καταρτισμένα και τακτικά ενημερωμένα ψηφιακά δεδομένα βοηθούν τους επιστήμονες να προστατεύσουν το θαλάσσιο περιβάλλον και τη βιοποικιλότητα. Η παρακολούθηση της ποιότητας των υδάτων, της θερμοκρασίας, των ρευμάτων, της αλατότητας, των θαλάσσιων πάγων, της στάθμης της θάλασσας ή του ανέμου, η κατανόηση της βιογεωχημείας είναι απαραίτητη για την ανθρώπινη ευημερία, η βιώσιμη υδατοκαλλιέργεια, η εξερεύνηση πετρελαίου και φυσικού αερίου, η εξόρυξη σε μεγάλα βάθη της θάλασσας και οι τομείς των θαλάσσιων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι μερικές από τις εφαρμογές στις οποίες χρησιμοποιούνται δορυφορικά και εναέρια δεδομένα για περιβαλλοντική, κλιματική εξ αποστάσεως και ωκεανογραφική έρευνα.

Οι χρήστες δορυφορικών δεδομένων μπορούν να αναπτύξουν παράκτια μοντέλα υψηλής ανάλυσης για τη διαχείριση και παρακολούθηση παράκτιων περιοχών, ώστε να διαχειρίζονται καλύτερα τις υδατοκαλλιέργειες και τη βιώσιμη εκμετάλλευση των ζωντανών πόρων του ωκεανού. Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης είναι απαραίτητα για τη δημιουργία ασφαλέστερων και πιο οικολογικών χαρτών θαλάσσιας ναυσιπλοΐας, την παρακολούθηση θαλάσσιων οικοτόπων και βενθικών οικοσυστημάτων, παράκτιων ιδιοκτησιών που βρίσκονται σε κίνδυνο ή την αξιολόγηση υποδομών. Βελτιώνουν την ασφάλεια στη θάλασσα και την αντιμετώπιση της ρύπανσης παρέχοντας ωκεάνιες παραμέτρους για την πρόβλεψη της παρασυρόμενης ρύπανσης, όπως πετρελαιοκηλίδες, αναγνώριση σκαφών, ανίχνευση παράνομης αλιείας, επικύρωση δεδομένων AIS, ανίχνευση παράκτιας διάβρωσης και αναγνώριση ανθίσεων φυκών. Τα δορυφορικά δεδομένα ραντάρ συνθετικού ανοίγματος (SAR) μπορούν να εντοπίσουν πλοία σε ωκεάνιες περιοχές μεγάλης κλίμακας- τα οπτικά δορυφορικά δεδομένα VHR βοηθούν στον προσδιορισμό λεπτομερειών όπως ο τύπος του σκάφους και οι ακριβείς μετρήσεις.

Η Υπηρεσία Copernicus Marine προσπαθεί να παρέχει κρίσιμους δείκτες παρακολούθησης των μεταβαλλόμενων περιβαλλοντικών συνθηκών στο πλαίσιο της κλιματικής αλλαγής. Οι βασικές μεταβλητές βοηθούν στην παρακολούθηση των ζωτικών σημείων υγείας του ωκεανού και των αλλαγών που συμβαδίζουν με την κλιματική αλλαγή: Η γνώση της ποσότητας θερμότητας που αποθηκεύεται στη θάλασσα, του pH του ωκεανού, της ταχύτητας ανόδου της στάθμης της θάλασσας και της τήξης των θαλάσσιων πάγων είναι απαραίτητη για την κατανόηση της τρέχουσας κατάστασης και των αλλαγών στη θάλασσα και το κλίμα. Οι πληροφορίες αυτές είναι ζωτικής σημασίας για την αξιολόγηση και την αντιμετώπιση των ωκεάνιων και ατμοσφαιρικών αλλαγών που συνδέονται με την υπερθέρμανση του πλανήτη. Τα δεδομένα αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν από επιστήμονες, φορείς λήψης αποφάσεων, περιβαλλοντικές υπηρεσίες και το ευρύ κοινό για να μετρήσουν τις αντιδράσεις των περιβαλλοντικών μας οδηγιών.

Η αλυσίδα αξίας της παρακολούθησης των ωκεανών καλύπτει πολλούς τομείς που σχετίζονται με την παράκτια και θαλάσσια εκμετάλλευση και διατήρηση, όπως η υδατοκαλλιέργεια, η αλιεία, η ποιότητα των υδάτων και οι θαλάσσιες μεταφορές. Αν και εξακολουθεί να είναι κυρίως ο τομέας των χρηστών του δημόσιου τομέα, η αυξημένη σημασία της Γαλάζιας Οικονομίας έχει οδηγήσει σε σημαντική αύξηση των χρηστών από τον ιδιωτικό τομέα.