Środowisko Europy: moc danych i wiedzy

Od kiedy w latach siedemdziesiątych przyjęto w Europie przepisy prawne regulujące kwestie związane z ochroną środowiska, władze publiczne monitorują i rejestrują różne elementy, aby zrozumieć problemy i tendencje związane ze środowiskiem naturalnym. W niektórych przypadkach nawet grupy obywateli, na przykład obserwatorzy ptaków, gromadzą dane w celu wspierania działań na rzecz ochrony przyrody. W prawodawstwie UE określono wiele konkretnych parametrów, na podstawie których mierzone są postępy w osiąganiu celów wskazanych w przepisach prawnych. Obecnie kraje europejskie monitorują i przekazują znaczne ilości porównywalnych danych dotyczących wielu aspektów środowiska: od gazów cieplarnianych uwalnianych do atmosfery po wskaźniki recyklingu odpadów w poszczególnych gminach.

Wraz z rosnącymi przepływami danych dotyczących konkretnych zagadnień, stopniowo wzbogacano wiedzę na temat zagadnień środowiskowych. Zdobywaniu wiedzy towarzyszyło zwiększenie świadomości i zrozumienia silnych powiązań między poszczególnymi zagadnieniami i sektorami. W związku z tym w politykach europejskich zaczęto odchodzić od prawodawstwa dotyczącego specyficznych kwestii na rzecz szerszych, systemowych pakietów środków politycznych.

Europejska Agencja Środowiska korzysta obecnie z ponad 100 różnych  przepływów danych, głównie za pośrednictwem sieci Eionet, w których uczestniczy nawet kilkuset partnerów instytucjonalnych z 39 krajów. Te wysoce porównywalne i spójne zbiory danych pomogły nam zrozumieć niektóre kluczowe kwestie mające wpływ na stan europejskiego środowiska.

Zrozumienie wiadomych i niewiadomych

Pomimo znaczących postępów w stanie naszej wiedzy, obserwacje i przepływy danych wciąż pozostają do pewnego stopnia fragmentaryczne pod względem tematyki, czasu i miejsca. Niemal wszystkie oceny, które opublikowaliśmy w ostatnich latach, w tym nasz najnowszy raport o stanie środowiska (SOER 2015) podkreślają złożony i globalny charakter najpoważniejszych problemów środowiskowych, a także wzajemne powiązania między nimi. Niemożliwe jest zrozumienie zanieczyszczenia powietrza bez uwzględnienia procesów zachodzących na lądzie i w oceanach. Z podobnymi ograniczeniami mamy do czynienia, gdy koncentrujemy się na wybranym obszarze.

Na przykład, tysiące stacji monitorujących w całej Europie pobiera próbki powietrza z określoną częstotliwością, analizuje i zgłasza poziomy stężenia kluczowych zanieczyszczeń powietrza. Ten przepływ danych jest ważnym krokiem w kierunku lepszego zrozumienia jakości powietrza, którym oddychamy. Niemniej jednak, ogranicza się on do odczytów dokonywanych w określonych momentach, które odpowiadają wyłącznie wartościom wskazanym przez urządzenia pomiarowe danej stacji monitorującej.

Jeszcze do niedawna jakość powietrza na obszarach między stacjami monitorującymi pozostawała w dużym stopniu niezbadana. Zmienia się to  dzięki z obserwacjom satelitarnym i coraz dokładniejszym modelowaniem komputerowym dużych zbiorów danych, i to nie tylko w przypadku monitorowania jakości powietrza.

Łączenie danych satelitarnych i danych gromadzonych in situ: Copernicus

Unia Europejska inwestuje w obserwacje Ziemi, realizując program Copernicus , obejmujący nie tylko zdjęcia satelitarne w wysokiej rozdzielczości, ale również obserwacjein situ i dane gromadzone m.in. za pomocą czujników na ziemi i w glebie, balonów meteorologicznych, boi i czujników głębinowych.Satelity programu Copernicus są w stanie monitorować i transmitować różnorodne dane pochodzące z obserwacji Ziemi, od składu chemicznego atmosfery po zmiany roślinności  w okresie wzrostu. Wszystkie dane i produkty informacyjne pochodzące z programu Copernicus są bezpłatnie dostępne online.

Program Copernicus realizowany jest w sześciu głównych obszarach tematycznych: stan atmosfery, środowisko morskie, środowisko lądowe, zmiany klimatu, zarządzanie kryzysowe i bezpieczeństwo. Komisja Europejska odpowiada za ogólną koordynację, natomiast realizacja działań w poszczególnych, podstawowych obszarach obejmuje wszystkich najważniejszych uczestników obserwacji Ziemi z całej Europy. Od 2012 r. Europejska Agencja Środowiska koordynuje paneuropejskie i lokalne komponenty monitorowania lądu, wspierając ich stosowanie w różnych dziedzinach, takich jak planowanie przestrzenne, gospodarka leśna, gospodarka wodna, ochrona przyrody i rolnictwo. EEA koordynuje również komponentin situprogramu Copernicus we wszystkich obszarach podstawowych.

Potencjał tych danych, jeśli będziemy umieli wspólnie je wykorzystać, jest ogromny. Łącząc coraz większą liczbę zestawów danych, jesteśmy w stanie lepiej zrozumieć, co się dzieje, gdzie i dlaczego oraz jakie będą tego konsekwencje i kto je odczuje. Chodzi na przykład o monitorowanie zmian ilości wody w Europie z dokładnością do obszaru o wymiarach 10 na 10 metrów, albo wpływu na produkcję roślinną w perspektywie krótkoterminowej i z uwzględnieniem długofalowych skutków zmian klimatycznych. Nasz wskaźnik jakości powietrza dostarczający aktualnych danych można by jeszcze udoskonalić, tak aby był źródłem dokładnych prognoz jakości powietrza z uwzględnieniem zmian kierunku i siły wiatry lub innych uwarunkowań pogodowych.

Duże zbiory danych: wyzwanie i szansa

Duże zbiory danych, na które składają się przepływy ogromnych ilości szczegółowych danych pochodzących z pomiarów dokonywanych w określonym miejscu i czasie, a także dane gromadzone w oparciu o inne źródła,w tymcrowdsourcing, z pewnością stanowią nowe wyzwania pod względem infrastruktury informatycznej i mocy obliczeniowej dla podmiotów przetwarzających dane. Co więcej, dostęp do większej ilości danych nie przełoży się automatycznie na lepsze zrozumienie środowiska lub wzajemnych powiązań między poszczególnymi problemami, które są z nim związane. Obsługa dużych zbiorów danych wymaga inwestycji w możliwości analityczne, nie mniejszych niż te związane z infrastrukturą technologiczną.

W Europejskiej Agencji Środowiska jesteśmy zarówno współtwórcą, jak i głównym użytkownikiem usług programu Copernicus, a jego rezultaty uzupełniają zgromadzoną przez nas wiedzę. Rozwijamy również dalej nasze zdolności przeprowadzania ocen, m.in. inwestując w technologie informacyjne w chmurze i partnerstwa,  które pomagają w przetwarzaniu dużych zbiorów danych. Naszym celem jest udostępnienie tej bardziej szczegółowej, dokładnej i aktualnej wiedzy władzom i obywatelom w całej Europie, a także przyczynienie się do poprawy stanu zdrowia Europejczyków i  stanu środowiska Europy.

Hans Bruyninckx

Dyrektor wykonawczy EEA

Artykuł wstępny opublikowany w Biuletynie EEA, nr 2018/1, 15 marca 2018 r.

Więcej informacji na temat zdjęcia satelitarnego Amsterdamu opublikowano na stronie witryny Europejskiej Agencji Kosmicznej.