SATELITARNE OBSERWACJE GLONÓW JAKO PODSTAWA BADAŃ ŻYCIA I KLIMATU NA ZIEMI Bogdan Woźniak1,3, Roman Majchrowski3, Dariusz Ficek3, Mirosław Darecki1, Mirosława Ostrowska1, Jerzy Dera1 wozniak@iopan.gda.pl 1Instytut Oceanologii PAN w Sopocie, 2Instytut Oceanografii Uniwersytetu Gdańskiego, 3Zakład Fizyki Środowiska Akademii Pomorskiej

Czy biernie dryfująca w toni morskiej mikroskopijna komórka glonu może wpływać na życie na Ziemi? Okazuje się, że tak. Jest ona odpowiedzialna za szereg różnorodnych zjawisk i wpływa na podstawowe procesy zachodzące w biosferze i środowisku życia na Ziemi - od wrażeń estetycznych (zmiana koloru wody w zależności od koncentracji fitoplanktonu) poprzez zasilanie ekosystemów w energię (fotosynteza) po kształtowanie klimatu Ziemi.

KRĄŻENIE MATERII I ZASILANIE EKOSYSTEMU W ENERGIĘ Fitoplankton uzyskuje energię w procesie fotosyntezy. Jest on odpowiedzialny w przeważającej mierze za zasilanie w energię i materię (produkcja pierwotna) całego ekosystemu morskiego.

BILANS DWUTLENKU WĘGLA I TLENU - WPŁYW NA EFEKT CIEPLARNIANY Fotosynteza zachodząca w fitoplanktonie jest jednym z głównych czynników wpływających na bilans tlenu i dwutlenku węgla (który jest jednym z ważniejszych tzw. gazów cieplarnianych) w atmosferze ziemskiej. Dzieje się tak na skutek wymiany tych gazów przez powierzchnię mórz i oceanów. Fotosynteza decyduje zatem o stanie efektu cieplarnianego i wpływa na klimat na Ziemi. ROCZNY OBIEG CO2 W BIOSFERZE Strumienie CO2 w mld ton C/rok Zasoby CO2 w mld ton C

ZAKWITY FITOPLANKTONU Do rozwoju fitoplankton potrzebuje energii słonecznej i biogenów występujących w przypowierzchniowej warstwie oceanów i mórz. Gdy oba te czynniki osiągają jednocześnie optymalne wartości dochodzi do zakwitów fitoplanktonu – jego koncentracja gwałtownie wzrasta. Ma to także niekorzystne konsekwencje, których mogą doświadczyć m.in. plażowicze zwłaszcza, gdy następuje zakwit toksycznych sinic.

BADANIA ZASOBÓW FITOPLANKTONU Badania zasobów fitoplanktonu w Oceanie Światowym do lat 80 XX w. prowadzono głównie przy pomocy statków naukowo-badawczych. Wyniki takich badań są rzadko rozłożone w czasie i przestrzeni i nie spełniają wymogów nowoczesnego i efektywnego monitoringu ekosystemów morskich

BADANIA SATELITARNE FITOPLANKTONU W ostatnim ćwierćwieczu XX wieku do badań fitoplanktonu zaczęto wykorzystywać także satelitarne (zdalne) techniki badań mórz i oceanów. Pozwalają one m.in. na globalną ocenę parametrów strukturalnych i funkcjonalnych ekosystemów morskich w dowolnym czasie i miejscu, a przy tym są relatywnie tańsze niż tradycyjne metody badawcze. Na podstawie zdjęć “koloru morza” wykonanych przez satelity można m.in. określić powierzchniową koncentrację chlorofilu a będącą wyznacznikiem koncentracji fitoplanktonu. Na podstawie rejestracji satelitarnych można ocenić także szereg ważnych dla funkcjonowania ekosystemu parametrów środowiska morskiego takich jak: temperatura w morzu, oświetlenie słoneczne PAR w toni wodnej, optyczne właściwości mas wodnych i in. Wykorzystując te dane i stosując odpowiednie modele matematyczne można diagnozować i prognozować produkcję pierwotną na różnych głębokościach w morzu (patrz np. http://www.iopan.gda.pl/oceanologia/452wozni.pdf)

BADANIA SATELITARNE - ŚREDNIE MIESIĘCZNE WARTOŚCI TEMPERATURY (T) W KWIETNIU 2006 Na podstawie danych NASA (MODIS)

BADANIA SATELITARNE - ŚREDNIE MIESIĘCZNE WARTOŚCI DOZY OŚWIETLENIA PAR (W ZAKRESIE 400 - 700 nm) W KWIETNIU 2006 Na podstawie danych NASA (SeaWIFS)

BADANIA SATELITARNE - ŚREDNIE MIESIĘCZNE WARTOŚCI KONCENTRACJI CHLOROFILU A (Ca) W KWIETNIU 2006 Na podstawie danych NASA (MODIS)

BADANIA SATELITARNE - ŚREDNIE MIESIĘCZNE WARTOŚCI PRODUKCJI PIERWOTNEJ W KWIETNIU 2006 WYZNACZONEJ NA PODSTAWIE MODELU Obliczone z modelu DESAMBEM (http://www.iopan.gda.pl/oceanologia/463wozni.pdf) na podstawie danych T, PAR, Ca zaprezentowanych wcześniej.