Έξυπνες πόλεις, Παρατηρήσεις Γης και ανθεκτικότητα σε ατμοσφαιρική ρύπανση, καταστροφές και αστική ανάπτυξη.

Οι πόλεις αντιμετωπίζουν σοβαρές περιβαλλοντικές πιέσεις λόγω της αυξανόμενης πυκνότητας του πληθυσμού τους, και δέχονται σημαντικές επιβαρύνσεις στους τομείς της υγείας, των φυσικών καταστροφών και άλλων πιέσεων που σχετίζονται με την αστική ανάπτυξη. Το Ευρωπαϊκό πρόγραμμα SMURBS  –που συντονίζει η Ομάδα Ατμοσφαιρικής Φυσικής και Χημείας (http://apcg.meteo.noa.gr/) του Ινστιτούτου Ερευνών Περιβάλλοντος και Βιώσιμης Ανάπτυξης του  ΕΑΑ– αντιμετωπίζει εδώ και δύο χρόνια κρίσιμες περιβαλλοντικές πιέσεις, εφαρμόζοντας καινοτόμες προσεγγίσεις, με απαραίτητο εργαλείο τις παρατηρήσεις Γης (Earth Observation). Οι δράσεις περιλαμβάνονται σε ένα «πορτφόλιο έξυπνων λύσεων» και έχουν βασιστεί στις απαιτήσεις και τις ανάγκες σημαντικού αριθμού ενδιαφερόμενων φορέων, ώστε να εξασφαλιστεί η εφαρμοσιμότητα και η αποτελεσματικότητά τους για τη δημιουργία «ανθεκτικών πόλεων».

Λίγα λόγια για το SMURBS

Το πρόγραμμα «The SMart URBan Solutions for air quality, disasters and city growth» SMURBS, είναι 1 από τα 4 επιτυχόντα προγράμματα της H2020 πλατφόρμας ERA-PLANET. Eστιάζει στην ποιότητα της ατμόσφαιρας, στη διαχείριση αστικών και περιαστικών καταστροφών, στην αστική ανάπτυξη (συμπεριλαμβανομένων ζητημάτων μετανάστευσης), καθώς και στις επιπτώσεις στην υγεία από τις παραπάνω πιέσεις. Υπηρετώντας την έννοια της «έξυπνης πόλης», το ευρύ δίκτυο του SMURBS –αποτελούμενο από 19 ερευνητικούς και ακαδημαϊκούς φορείς από 12 Ευρωπαϊκές χώρες– εκμεταλλεύεται την εξειδίκευση και την εμπειρία των μελών του, επενδύει στις συνέργειες μεταξύ των παρατηρησιακών πλατφορμών, και αναπτύσσει «έξυπνες λύσεις», τις οποίες υλοποιεί στο συνεχώς αναπτυσσόμενο δίκτυο πόλεών του.

Πορτφόλιο έξυπνων λύσεων

Στα 2 χρόνια που πέρασαν από την έναρξη του προγράμματος, οι επιστήμονες εργάστηκαν επιμελώς για να χτίσουν ένα πορτφόλιο έξυπνων λύσεων, στην υπηρεσία όχι μόνο των φορέων αλλά και των πολιτών. Το πορτφόλιο εμπεριέχει επί του παρόντος 32 λύσεις –16 εκ των οποίων εστιάζουν στην ποιότητα της ατμόσφαιρας, 8 στην αστική ανάπτυξη και 8 στις καταστροφές–, οι οποίες υλοποιούνται σε περισσότερες από 25 πόλεις, εντός και εκτός Ευρώπης. Σήμερα, περισσότερες από τις μισές λύσεις είτε χρησιμοποιούνται ήδη, είτε είναι σε ένα υψηλό επίπεδο ωριμότητας, με την ολοκλήρωση των υπολοίπων να είναι ένας από τους κυρίαρχους στόχους της επόμενης περιόδου και μέχρι τη λήξη του προγράμματος (Αύγ. 2021). Ακολουθούν πέντε ενδεικτικά παραδείγματα «έξυπνων λύσεων».

“Τί αναπνέω; Τώρα και στο κινητό μου”

Η αποτύπωση της ποιότητας της ατμόσφαιρας μιας πόλης με ένα ολοκληρωμένο και «έξυπνο» δίκτυο παρακολούθησής της επιτυγχάνεται από έναν συνδυασμό χαμηλού και μέσου κόστους αισθητήρων με ένα (ή περισσότερα) υπερσύγχρονα παρατηρητήρια της ατμόσφαιρας. Τα δεδομένα παράγονται και διατίθενται σε πραγματικό χρόνο και αντιστοιχούν σε ένα ευρύ φάσμα ατμοσφαιρικών ρύπων και παραμέτρων (αέρια, σωματίδια, μαύρος άνθρακας, φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των σωματιδίων, κλπ.). Το σύστημα αυτό είναι ικανό να αποκωδικοποιήσει τον συνδυασμό των αστικών χαρακτηριστικών που συντελούν στην ατμοσφαιρική ρύπανση, να εντοπίσει τις πηγές αυξημένης ρύπανσης και να αποκαλύψει τα αίτια της.

Εικόνα 1: Η χαρτογράφηση των επιπέδων συγκέντρωσης μαύρου άνθρακα (BC), όπως καταγράφηκαν για την Αθήνα από φορητούς αισθητήρες (Grivas et al., 2019). Η διασύνδεση με την εφαρμογή κινητού DiscovAir προσφέρει στον πολίτη (ή τουρίστα) ενημέρωση για τις ατμοσφαιρικές συνθήκες «εδώ και τώρα», με ταυτόχρονη ανατροφοδότηση της δικής του αντίληψης και αίσθησης για την ποιότητα της ατμόσφαιρας.

Ένα τέτοιο δίκτυο ολοκληρώνεται στην Αθήνα τους επόμενους μήνες. Το SMURBS ενισχύει την ευαισθητοποίηση των πολιτών με τη χρήση γεω-ετικετών (geo-tags) που θα τοποθετηθούν πλησίον επιλεγμένων αισθητήρων ρύπανσης, και οι οποίες θα είναι συνδεδεμένες με την εφαρμογή κινητού DiscovAIR (Εικόνα 1). Η εφαρμογή, εκτός της παροχής της ατμοσφαιρικής κατάστασης «εδώ και τώρα», δίνει προγνώσεις της ποιότητας της ατμόσφαιρας για τις προσεχείς ημέρες, με την υποστήριξη της υπηρεσίας Copernicus Atmospheric Modeling Service (CAMS). Η εφαρμογή είναι διαδραστική: ο πολίτης (ή τουρίστας) μπορεί όχι μόνο να ενημερωθεί –άρα και να αποφύγει την έκθεσή του σε «κακές» ατμοσφαιρικές συνθήκες–, αλλά και να τροφοδοτήσει την εφαρμογή με τη δική του αντίληψη και αίσθηση για την ποιότητα της ατμόσφαιρας. Κάτι τέτοιο τον βοηθά δυνητικά να συνδέσει πιθανές παροδικές ενοχλήσεις που μπορεί να νιώσει (π.χ. βήχα, δυσφορία) με τη ρύπανση, αλλά και τον ευαισθητοποιεί απέναντι στο ευρύτερο πρόβλημα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, τόσο ως προς τις πηγές, όσο και ως προς τις συνέπειές της.

 “Πρόγνωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε επίπεδο δρόμου”

Οι επιστήμονες αριθμητικής προσομοίωσης της ρύπανσης του SMURBS –προερχόμενοι από το ΕΑΑ και το HZG– εκτελούν αυτήν την περίοδο προσομοιώσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης  σε υψηλή ανάλυση σε Αθήνα και Αμβούργο. Τα αποτελέσματα που παράγουν είναι πολύτιμα για τα κέντρα λήψης αποφάσεων και για τις Αρχές, μιας και οι παραγόμενοι χάρτες έκθεσης του πληθυσμού στη ρύπανση έχουν χωρική ανάλυση 100 τ.μ., δίνοντας τη δυνατότητα εφαρμογής στοχευμένων και όχι οριζόντιων πολιτικών αντιμετώπισης και μετριασμού. Η λύση αυτή εφαρμόστηκε πιλοτικά για την πόλη του Αμβούργου και μόλις ολοκληρώθηκε η πρώτη αναπαραγωγή της για την πόλη της Αθήνας, η οποία ανακοινώθηκε στο πρόσφατο επιστημονικό συνέδριο AGU100 στον Σαν Φρανσίσκο των ΗΠΑ.  To HZG, προχωρώντας δυναμικά, θα ανακοινώσει σύντομα τη χρήση της λύσης για 24ωρη πρόγνωση της ρύπανσης, η οποία θα διοχετεύεται αυτόματα σε διαδικτυακή πλατφόρμα με τη μορφή χαρτογράφησης επιλεγμένου δείκτη ποιότητας της ατμόσφαιρας για την αστική περιοχή του Αμβούργου.

“Υγεία στις πόλεις”

Πολλές λύσεις του SMURBS είναι εκ φύσεως διαθεματικές, συνεισφέροντας σε οφέλη για την υγεία. Εστιάζοντας στην ατμοσφαιρική ρύπανση των πόλεων, υπάρχει μια ομάδα λύσεων που εκμεταλλεύεται τις παρατηρήσεις Γης προς όφελος της υγείας των πολιτών. Μία εξ αυτών κάνει χρήση του εργαλείου «AirQ+» του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (ΠΟΥ). Το εργαλείο αυτό υπολογίζει και εκτιμά τις βραχυχρόνιες και μακροχρόνιες επιπτώσεις συγκεκριμένων ρύπων στην ανθρώπινη υγεία, λαμβάνοντας υπ’όψιν πληθυσμιακά δεδομένα, επίπεδα συγκεντρώσεων ρύπων και στατιστικές εκτιμήσεις ρίσκου ασθενειών σε μια πόλη. Στην ανάλυση συμμετέχουν με στοιχεία οι πόλεις Ljubljana, Brno, Αθήνα και Helsinki.

“Υπηρεσία παρατήρησης και επικινδυνότητας αστικών πλημμυρών – συνέργεια συμβατικών παρατηρήσεων Γης με παρατηρητήριο πολιτών”

Στα πλαίσια του προγράμματος, γίνεται επένδυση στην υπάρχουσα υπηρεσία Floodhub του κέντρου αριστείας BEYOND του ΕΑΑ. Το Floodhub+ είναι μια διαδικτυακή πλατφόρμα που καταγράφει τις (περί-)αστικές πλημμύρες, εκκινεί σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης και παράγει την εκτίμηση του εκάστοτε πλημμυρικού κινδύνου. Το καινοτόμο στοιχείο της συγκεκριμένης υπηρεσίας είναι η ενσωμάτωση πλημμυρικών δεδομένων από τους πολίτες (crowd sourcing) σε πραγματικό χρόνο, με σκοπό τη βελτιστοποίηση της παρατήρησης και των προσομοιώσεων. Επί του παρόντος, η εφαρμογή ελέγχεται και αξιολογείται για τις περιοχές της Μάνδρας και του Κηφισού, ενώ θα εξασφαλιστεί η διαλειτουργικότητά της και σε άλλες πόλεις υψηλού πλημμυρικού ρίσκου.

“Παρακολούθηση δεικτών των Στόχων Βιώσιμης Ανάπτυξης”

Το πρόγραμμα SMURBS συνδράμει στις δράσεις του Group on Earth Observation (GEO), προωθώντας τη χρήση των Παρατηρήσεων Γης ως ουσιώδους μέσου παρακολούθησης και επίτευξης τόσο των Στόχων Βιώσιμης Ανάπτυξης των Ηνωμένων Εθνών (ΣΒΑ), όσο και αυτών της EU Urban Agenda.

Στα πλαίσια της υλοποίησης των δράσεων του προγράμματος, τρεις στόχοι βιώσιμης ανάπτυξης έχουν ήδη τεθεί υπό παρακολούθηση: 1) Το ποσοστό του πληθυσμού των ενταγμένων προσφύγων που ζουν σε μη κατάλληλες κατοικίες στην πόλη Bari της Ιταλίας (ΣΒΑ 11.1.1), 2) η αναλογία αστικοποίησης–πληθυσμιακής ανάπτυξης στις πόλεις του Κιέβου, Βενετίας, Μπολόνιας, Μπάρι, Νάπολης και Τεργέστης (ΣΒΑ 11.3.1), καθώς και 3) η έκθεση του πληθυσμού στα ετήσια επίπεδα αιωρούμενων σωματιδίων σε περίπου 600 πόλεις της Ευρώπης (ΣΒΑ 11.6.2).

Εικόνα 2: Στιγμιότυπο της διαδικτυακής πλατφόρμας του SMURBS για τον υπολογισμό του δείκτη ΣΒΑ 11.6.2, μέσω Παρατηρήσεων Γης από Υπηρεσίες Copernicus (CAMS) και δεδομένα JRC (Global Human Settlement Layer).

Για τον τελευταίο δείκτη έχει ήδη δημιουργηθεί διαδικτυακή πλατφόρμα ελεύθερης πρόσβασης, στην οποία ο χρήστης μπορεί να περιηγηθεί στις τιμές του δείκτη τόσο για διαφορετικά έτη, όσο και συγκριτικά μεταξύ των πόλεων-χωρών ενδιαφέροντος, σε σύγκριση με τα ασφαλή για την υγεία όρια (Εικόνα 2). Η πλατφόρμα αυτή αποτελεί εργαλείο απαραίτητο για τη λήψη αποφάσεων, μιας και δίνει τη δυνατότητα να ταυτοποιηθούν οι πόλεις που συμβάλλουν περισσότερο στην εθνική τιμή του δείκτη, με απώτερο στόχο τη λήψη στοχευμένων μέτρων αντιμετώπισής της ρύπανσης.

“Συνεχίζουμε”

Καταμεσής της φάσης υλοποίησης των έξυπνων λύσεων, το SMURBS παράλληλα επενδύει σε πόλεις-ακολούθους, δηλαδή σε καινούριες πόλεις στις οποίες θα αναπαραχθούν οι έτοιμες λύσεις και τα προϊόντα του. Η σύμπραξη με τοπικούς φορείς είναι ένας ακόμη τρόπος βιωσιμότητας των παραγόμενων αποτελεσμάτων, καθώς και ενίσχυσης της έννοιας της «έξυπνης πόλης» και της συμβολής των παρατηρήσεων Γης σε αυτήν.

Οι εταίροι του δικτύου ERA-PLANET συνεργάζονται αυτόν τον καιρό για τη συγγραφή επιστημονικών άρθρων με πολιτική διάσταση και επιρροή, ώστε τα αποτελέσματα του έργου να συμβάλουν στην ενίσχυση της ανθεκτικότητας των πόλεων στις περιβαλλοντικές πιέσεις από την ατμοσφαιρική ρύπανση, τις καταστροφές και την αστική ανάπτυξη.

Συντονιστής και Επιστημονικός Υπεύθυνος SMURBS/ERA-PLANET:
Δρ Ευάγγελος Γερασόπουλος, Διευθυντής Ερευνών ΙΕΠΒΑ, Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών (ΕΑΑ)
E-mail: egera@noa.gr, smurbs.project@gmail.com
http://smurbs.eu/

ΠΗΓΕΣ

Το άρθρο βασίζεται στο πρωτογενές δημοσιευμένο άρθρο (επιμέλεια: Miss Jennifer Bailey) στο περιοδικό SciTech Europa (Τεύχος 33, Δεκ. ’19).