Suomen rannikkovesien vedenlaadun seuranta ja tila-arvio kaukokartoitusmenetelmin

Jenni Attila

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Väitöskirjassa selvitettiin kaukokartoitusmenetelmien käyttökelpoisuutta Suomen rannikon vedenlaadun määrityksessä. Vedenlaadulla tarkoitetaan veden kemiallisia, fysikaalisia tai biologisia ominaisuuksia, joiden perusteella arvioidaan vesialueiden tilaa. Tilan arvioimiseen käytetään vedenlaatumuuttujia, jotka kuvaavat muun muassa sitä, miten paljon vedessä on levää tai miten sameaa vesi on. Väitöskirjassa keskityttiin erityisesti levän määrää kuvaavan a-klorofyllin määritysmenetelmien valintaan sekä siihen, mikä menetelmien tarkkuus on Suomen rannikkovesissä. Lisäksi tarkasteltiin veden sameuden, humuksen ja näkösyvyyden määrittämiseen soveltuvia kaukokartoitusmenetelmiä. Työssä tarkasteltiin satelliittihavaintojen käyttökelpoisuutta rannikolla Euroopan Unionin (EU) vesipuitedirektiivin (VPD) ja lisäksi Suomenlahden avomerialueen tila-arvion tarpeisiin. Satelliittihavainnoista voidaan määrittää vedenlaatumuuttujia hyvällä alueellisella ja ajallisella kattavuudella sekä tarkkuudella vertailuaineistoihin nähden. Tarkkuusarviot tehtiin vertaamalla kaukokartoitusmenetelmiä ympäristöhallinnon seuranta-asemilta kerättyihin ja laboratoriossa analysoituihin näytteisiin. Lisäksi menetelmiä verrattiin läpivirtamittaus-aineistoihin, joita on havainnoitu sekä rannikolla järjestetyissä optisissa maastokampanjoissa, että automaattimittauksin kauppalaivoille asennetun Alg@line-järjestelmän mittalaitteilla. Työssä käytettiin pääasiassa ENVISAT-satelliitin MERIS (MEdium Resolution Imaging Spectrometer) instrumentin havaintoja, jotka soveltuvat hyvin vedenlaadun määritykseen. Lisäksi hyödynnettiin lentokäyttöisen AISA-instrumentin havaintoja. Tulosten perusteella erityisesti bio-optiset mallit, joita on kehitetty MERIS-instrumentille useita, soveltuvat hyvin vedenlaadun määrittämiseen Suomen rannikkovesillä. Veden a-klorofyllipitoisuus voidaan määrittää satelliittihavaintoihin perustuen luotettavasti, arvio poikkeaa asemahavainnoista keskimäärin 0.6 μg l-1, mikä on lähellä vesinäytteiden laboratorioanalyysien määritystarkkuutta. Tarkkuusarvioiden alueellista tarkastelua varten kehitettiin satelliittimenetelmien laadunmääritysjärjestelmä, jonka mukaan satelliittihavaintojen luotettavuus on asemahavaintoja vastaava 62%:lla analysoiduista 129:stä rannikon vesimuodostumasta. Dynaamisissa jokisuistoissa, joissa valuma-alueelta tulevan kiinteän aineksen ja humukseen määrä on ajoittain suuri, a-klorofyllipitoisuuden määritystarkkuutta voidaan vielä parantaa. Laadunmääritysjärjestelmän mukaan tällaisia vesimuodostumia on vain seitsemän analysoiduista alueista (2,8 % pinta-alasta). Satelliittiaineistojen suuri määrä sekä ajallinen kattavuus levän vuosittaisen kasvukauden aikana lisäävät jatkossa tila-arvioiden luotettavuutta. MERIS-tulokset antoivat vahvan pohjan nykyisen EU:n Copernicus-ohjelman Sentinel-3 ja Sentinel-2 satelliittisarjojen havaintojen hyödyntämiselle. Satelliittisarjoille on taattu jatko vuoteen 2030 asti, joten niiden peräkkäisten instrumenttien ja jo edesmenneen MERIS-instrumentin elinkaaren ajalta satelliittiaineistoja voidaan hyödyntää Suomen rannikkovesien ja ympäröivien avomerialueiden tila-arvioissa.
Julkaisun otsikon käännösSuomen rannikkovesien vedenlaadun seuranta ja tila-arvio kaukokartoitusmenetelmin
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Rautiainen, Miina, Vastuuprofessori
  • Pulliainen, Jouni, Ohjaaja, Ulkoinen henkilö
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-8866-2
Sähköinen ISBN978-952-60-8867-9
TilaJulkaistu - 2019
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • kaukokartoitus
  • satelliitti-instrumentti
  • a-klorofylli
  • sameus
  • vedenlaatu

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Suomen rannikkovesien vedenlaadun seuranta ja tila-arvio kaukokartoitusmenetelmin'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä