Monitoraggio delle acque costiere negli Emirati Arabi

Monitoraggio della Qualità delle acque e della Marea Rossa negli Emirati Arabi Uniti (Golfo Arabo) a supporto della tutela della salute umana e degli impianti di desalinizzazione.

La costa degli Emirati Arabi Uniti (UAE), nel Golfo Arabo e nel golfo dell'Oman ospita alcuni dei più grandi impianti di desalinizzazione al mondo (nel 2011 era il secondo produttore di acqua marina desalinizzata, dopo l'Arabia Saudita).

Il loro funzionamento è legato a doppio filo con lo stato della qualità delle acque costiere: da un lato l'acqua che rilasciano potrebbe avere un impatto sull'ecosistema costiero, dall'altro lato sono vulnerabili alla qualità dell'acqua di mare che aspirano, come ad esempio nel caso delle fioriture algali (tossiche e non tossiche o anche harmful and not-harmful algae bloom).

In particolare, il fenomeno locale conosciuto come Red Tide (o Marea Rossa) negli ultimi 4 anni ha avuto un impatto rilevante sul funzionamento degli impianti di dissalazione, causando gravi danni e fermando le operazioni per molte settimane.

Il progetto Coastal Water Attribute Monitoring using Satellite data (C-wams) project - finanziato dall'ESA nell'ambito del Value Added Element (VAE) del Programma EO Envelope - mira a realizzare una suite di prodotti e di servizi basati su dati EO, rivolti a due settori in crescita: impianti di depurazione e impianti di desalinizzazione.

I principali obiettivi dei progetti C-WAMS sono:

  • Partendo da attività esistenti, definire e configurare - insieme all'utente - servizi e prodotti in grado di supoportare le loro attività nella gestione delle acque reflue e degli impianti di desalinizzazione;
  • Sviluppare e dimostrare i prodotti e i servizi progettati su due aree test scelte insieme all'utente;
  • Valutare le prestazioni e l'utilità dei servizi, ricevendo feedback dall'utente per identificare problemi, soluzioni e miglioramenti;
  • Elaborare un piano di utilizzo del servizio nel quadro degli obblighi e delle normative internazionali (ad esempio la Direttiva Europea sulle Acque).

Per raggiungere tali obiettivi il progetto C-wams, partendo dai prodotti-prototipo esistenti basati su dati EO, si propone di realizzare e dimostrare un servizio di monitoraggio in grado di ricavare in tempo quasi reale (NRT Near real time) i parametri di qualità delle acque (WQ) e il rilevamento delle fioriture algali tossiche (HAB) utilizzando dati dai sensori satellitari a media risoluzione MERIS e MODIS.

Il consorzio di sviluppo del progetto C-wams è composto da TECHWORKS (Prime, IRL) e Planetek Hellas (GR), che è responsabile del servizio dimostrativo relativo agli impianti di desalinizzazione negli Emirati Arabi Uniti.

Tale servizio dimostrativo è finalizzato ad individuare eventi HAB (quali in particolare quelli di RedTide), rilevando valori anomali di alcuni parametri dell'acqua ottenuti attraverso i dati MERIS. A supporto di questi verranno utilizzate immagini ad alta risoluzione (cioè RapidEye e Pléiades) per recuperare empiricamente la concentrazione di clorofilla (Chl) e la Materia Sospesa Totale (Total Suspended Matter, TSM).
Inoltre, quando viene emesso un allarme HAB, è previsto l'uso di un sensore ad altissima risoluzione (come DubaiSat-1 o Pléiades) allo scopo di determinare l'esatta portata dell'HAB, dando un supporto concreto nella previsione e prevenzione dei suoi effetti.

Il servizio dimostrativo descritto prevede come utente l'EAD (l'agenzia dell'ambiente dell'Emirato di Abu Dhabi): un'agenzia governativa per la protezione e gestione della biodiversità, e per la promozione dello sviluppo sostenibile nell'Emirato di Abu Dhabi. L'obiettivo finale del progetto è dimostrare la capacità dei prodotti derivati da dati telerilevati di supportare l'utente nelle vigenti prassi in materia di tutela dell'ambiente attraverso un efficace monitoraggio dei parametri WQ (in particolare), con l'obiettivo di rilevare in tempo reale (NRT) il verificarsi di eventi HAB, come la marea rossa.

Il servizio dimostrativo è stato avviato nell Agosto 2013, con il processamento di dati MERIS nell'arco del periodo temporale Novembre 2008-Luglio 2009, quando una serie di Red Tide ha interessato le aree costiere degli Emirati Arabi Uniti. L'output di tale processamento sono state mappe di rilevamento di Red Tide basate sul Red Tide Index (RI), unitamente ad altri parametri legati alla presenza di alghe quali l'altezza della linea di fluorescenza della clorofilla (Fluorescence Line Height, FLH) e l'indice di massima concentrazione di clorofilla (Maximum Chlorophyll Index, MCI).

Dalle analisi effettuate su questa prima parte del servizio, relative all'uso del RI per il rilevamento dell'HAB / Marea rossa, sono emerse le seguenti conclusioni:

  • L'uso di RI, combinato con un insieme di soglie, sembra essere un parametro efficace per rilevare HAB / Red Tides;
  • RI si è rivelato uno strumento affidabile, rispetto all'utilizzo della sola Chl;
  • I risultati preliminari mostrano che l'integrazione FLH e/o MCI può migliorare la rilevazione;
  • I risultati ottenuti hanno permesso anche di definire un quadro dei prossimi passi da compiere:
    • indagare l'uso di altri parametri come FLH, MCI, SST e TSM per rilevare falsi allarmi HAB,
    • eseguire e valutare l'integrazione dei dati MODIS acquisiti quotidianamente,
    • utilizzo di dati in situ ricevuti dall'utente.

In una fase successiva è prevista l'integrazione di prodotti ad alta risoluzione nel rilevamento HAB.