Weiterentwicklung von Copernicus dient besserer Meeresüberwachung
Unsere Ozeane sind lebenswichtig, denn sie absorbieren 30 % der vom Menschen verursachten Kohlendioxidemissionen und 90 % der überschüssigen Wärme und liefern zudem 17 % des weltweit verzehrten tierischen Proteins. Das Verständnis der Prozesse im Meer ist für unser eigenes Klima und unsere Ernährungssicherheit von zentraler Bedeutung. Der Copernicus-Dienst zur Überwachung der Meeresumwelt liefert systematische Referenzdaten über den physikalischen und biogeochemischen Zustand der Meeresumwelt (einschließlich des Meereises) sowie Daten über die Dynamik der Weltmeere. Auf dieser Grundlage bauen viele Meeresmodelle auf. Die Vorhersagefähigkeit von Modellen für Meeresökosysteme ist jedoch begrenzt, da sie schädliche Ereignisse wie Sauerstoffmangel und Nährstoffbelastung nur fünf bis sechs Tage im Voraus prognostizieren können. Diesen Vorhersagen mangelte es oft an Präzision, da sie nicht ausreichend mit Daten aus der realen Praxis verknüpft waren. Das Team des Projekts SEAMLESS setzte sich zum Ziel, die Fähigkeit des Copernicus-Dienstes zur Überwachung der Meeresumwelt zu verbessern, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Ökosysteme der Ozeane und die Ernährungssicherheit genauer zu bewerten. „Dem Copernicus-Dienst zur Überwachung der Meeresumwelt fehlt es oft an zuverlässigen Informationen über Modellunsicherheiten und die Beziehungen zwischen beobachteten und unbeobachteten Teilen des Meeressystems“, erklärt Projektkoordinator Jozef Skakala vom Plymouth Marine Laboratory im Vereinigten Königreich. „Dadurch werden die Qualität der Prognosen und Ökosystemsimulationen eingeschränkt.“ Die Arbeit von SEAMLESS soll ein umfassenderes Verständnis der Auswirkungen der Aktivitäten des Menschen und des Klimawandels auf das Ökosystem Meer ermöglichen. Mit der Verbesserung der Genauigkeit der Modelle hat das Projektteam entscheidende Erkenntnisse über den Zustand der Ozeane geliefert, und dieses neue Wissen wird in die Politik und Praxis einfließen, um die nachhaltige Bewirtschaftung der europäischen Meeresressourcen zu fördern. Es wurden neue Methoden entwickelt, um Daten aus der Physik und Biogeochemie einzubinden, wobei Beobachtungen sowohl von Satelliten als auch von In-situ-Quellen genutzt werden. Mithilfe des Einsatzes neuer Datenassimilationsmethoden, die Modellunsicherheiten berücksichtigen können, werden bei diesem Prototypsystem verschiedene simulierte Prozesse und Variablen, die sich auf Ökosystemindikatoren auswirken, besser miteinander verbunden, wobei eine Verbindung zwischen Planktondynamik, Kohlenstoffkreislauf und weiteren kritischen Prozessen hergestellt wird.
Lücken überbrücken
Die innerhalb von SEAMLESS bereitgestellten optimierten Ozeanmodelldaten verbessern unsere Fähigkeit, den Zustand des Ökosystems Meer im politischen Rahmen zu überwachen und zu bewerten, die marine Raumplanung umzusetzen, Aquakultur und Fischerei zu betreiben sowie die Auswirkungen des Klimawandels und menschlicher Aktivitäten auf die Meeresökosysteme zu untersuchen. Außerdem wurden neue Beobachtungsplattformen wie Meeresgleiter und biogeochemische Argo-Schwimmkörper in Copernicus integriert, wodurch Genauigkeit und Tiefe der Daten erhöht werden. Im Rahmen von SEAMLESS wurden außerdem fünf europäische Vorhersagezentren im Rahmen des Copernicus-Dienstes zur Überwachung der Meeresumwelt mit Instrumenten zur besseren Vorhersage ozeanischer Veränderungen in der Nordsee, im Nordatlantik, im Mittelmeer, in der Ostsee und der Arktischen See ausgestattet. Diese Fortschritte unterstützten die Vorhersage schädlicher Ereignisse wie Nährstoffbelastung und Algenblüte, wobei sie das Verständnis dafür vertieften, wie Ökosysteme auf die Aktivitäten des Menschen und den Klimawandel reagieren. „Neue Erkenntnisse werden in die Politik zur Förderung einer nachhaltigen Bewirtschaftung der Meere Europas einfließen“, bekräftigt Skakala.
Signifikante Ergebnisse
Am Ende des Projekts konnte das Team von SEAMLESS eine erheblich verbesserte Fähigkeit des Copernicus-Dienstes zur Überwachung der Meeresumwelt vorweisen, verbesserte Simulationen vergangener und zukünftiger Vorhersagen über die Meeresbedingungen zu liefern. Diese Reanalysen und Vorhersagen werden für verschiedene Interessengruppen wie etwa Verantwortliche der Politik, die Küstenplanung, Überwachungsinstitutionen, die Aquakulturzucht und die Wissenschaft im Bereich des Klimawandels von großem Nutzen sein. Zudem wurde im Zuge des Projekts ein nutzungsfreundlicher quelloffener Prototyp zur assimilativen Modellierung erschaffen, mit dem bereits Interessengruppen in der Durchführung von Meeresvorhersagen geschult werden, womit ein Beitrag zum Aufbau der nächsten Generation von Fachleuten, die unsere Ozeane schützen werden, geleistet wird.
Schlüsselbegriffe
SEAMLESS, Copernicus, Copernicus-Dienst zur Überwachung der Meeresumwelt, Meeresökosysteme, Datenassimilation, Ernährungssicherheit, Modelle
