Det huvudsakliga syftet med våra fältmätningar på Askö 2012 är att utveckla marin fjärranalys i Östersjön till att bli än mer tillämplig för miljöövervakning, särskilt i kustnära områden.

En förutsättning för detta är att utveckla, testa och validera lokala algoritmer som tillämpas på satellitsensorn MERIS (Medium Resolution Image Spectrophotometer). Under fältarbetet mäter vi havets optiska egenskaper exakt samtidigt som satelliten passerar (så kallad ”sea-truthing data” som behöver vara matchande i tid) för att kunna se jämföra hur väl MERIS presterar i kustområden, och för att kunna utveckla de lokala algoritmerna. Vi jämför hur väl olika processorer för att beräkna de olika koncentrationerna av vattenkvalitets parametrar (klorofyll, suspenderat material och humusämnen, samt Kd(490)) presterar jämfört med in situ data.

Att studera övergödning i kustzonen med hjälp av fjärranalys är ett forskningsområde som växer, och satellitmätningar av vattenkvaliteten är en metod med stor potential att komplimentera traditionella mätningar för miljöövervakning.

År 2002 sände Europeiska rymdbyrån (ESA) ut en satellit försedd med en speciell sensor, MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrophotometer), för mätningar av havets färg. Genom att studera färgen på havet kan man urskilja koncentrationerna av olika parametrar och erhålla värdefull information om vattenkvaliteten. Inom bio-optiska studier undersöks de optiska egenskaperna hos klorofyll, suspenderat material och humusämnen i vattenmassan och hur förhållandet mellan dessa påverkar havets färg. Det är de optiska egenskaperna hos dessa parametrar som ger värdefull information om vattenkvaliteten.

Siktdjup har under lång tid används som ett relativt mått på planktonkoncentrationen i vattnet. Inom HELCOM och den svenska miljöövervakningen används siktdjup för att mäta tidsmässiga förändringar av vattenkvalitet och övergödning. Siktdjupet påverkas emellertid av flera faktorer, såsom t.ex. humusämnen (även kallat CDOM, coloured dissolved organic matter) och suspenderat partikulärt material. Höga halter av CDOM gör havet mörkare och signalen till satelliten minskar, detta gör att det är en extra utmaning att mäta vattenkvaliteten korrekt i Östersjön. Siktdjupet är relaterat till en optisk variabel som kan mätas med stor noggrannhet från MERIS (utsläckningskoefficienten, Kd(490)).

Det huvudsakliga syftet med våra fältmätningar på Askö 2012 är att utveckla marin fjärranalys i Östersjön till att bli än mer tillämplig för miljöövervakning, särskilt i kustnära områden (det här projektet finansieras av Svenska Rymdstyrelsen). En förutsättning för detta är att utveckla, testa och validera lokala algoritmer som tillämpas på satellitsensorn MERIS (Medium Resolution Image Spectrophotometer). De lokala algoritmerna baseras på fältuppmätta optiska parametrar, såsom; absorption och spridning av ljuset, ljusets utsläckningskoefficient (Kd490) men även på koncentrationerna och egenskaperna hos de olika optiskt aktiva komponenterna i vattnet (klorofyll, suspenderat material och humusämnen).

För att kunna få bra och tillförlitliga data i vikar och flikiga kustzoner krävs det att man använder de högupplösta satellitbilder från MERIS (300*300 m upplösning). Dessa används senare för att producera kvalitetssäkrade kartor över vattenkvaliteten i Uppland och Svealands kustområden. Under fältarbetet mäter vi havets optiska egenskaper exakt samtidigt som satelliten passerar (så kallad ”sea-truthing data” som behöver vara matchande i tid) för att kunna se jämföra hur väl MERIS presterar i kustområden, och för att kunna utveckla de lokala algoritmerna. Vi jämför hur väl olika processorer för att beräkna de olika koncentrationerna av vattenkvalitets parametrar (klorofyll, suspenderat material och humusämnen, samt Kd(490)) presterar jämfört men in situ data. Data från våra fältarbeten levereras till en databas för validering av MERIS, så kallad MERMAID databasen. Vi arbetar också i nära samarbete med ett annat projekt från ESA, CoastColour. I detta projekt säkerställs att våra metoder är jämförbara på en global skala, genom att ingå i deras dataset.

Stockholms universitet, Systemekologiska institutionen

Susanne Kratzer, forskare/handledare, Suse@ecology.su.se
Therese Arredal Harvey, doktorand, therese@ecology.su.se
Jose Beltran, doktorand

Gerald Moore, UK, project engineer, geraldfmoore(at)gmail.com
Selima Ben Mustapha, PhD student from Canada,
Francesca Sanfilippo, student of Environmental Sciences from University of Bologna, Italy, Elina Jaatinen, Helsinki, Finland