Satelliitidega kliimamuutuste vastu: heitkoguste mõõtmisest inimeste üles kruvimiseni

Published in

Satelliiditee

9 min readAug 21, 2020

--

2018. aastal, kui Inglismaal Satellite Applications Catapult-is töötasin, sattus minuni üks väga huvitav projekt. Olime saanud Suurbritannia Kosmoseagentuurilt rahastatust, et teha koostööd Vaikses ookeanis asuvate Fidži, Vanuatu ja Saalomoni Saarte valitsustega ning arendada neile satelliiditehnoloogiatel põhinevaid digitaalseid tööriistu ja treeningprogramme, mida nad saaksid kasutada kliimamuutustega kohanemiseks. See projekt andis mulle võimaluse reisida Vaikse mere saartele, tutvuda sealsete eluviisidega ja paremini mõista, milliseid väljakutseid kliimamuutus seal kaasa toob.

Olen ennast alati pidanud keskkonnasõbralikuks inimeseks ning arvanud, et olen üsna teadlik kliimamuutustest tigitud globaalsetest mõjudest ja potentsiaalsetest tulevikumõjudest, kuid see projekt pani mind oma teadmistes kõvasti kahtlema.

Järgneva aasta jooksul veetsin palju aega neid Vaikse mere saari külastades. Ma töötasin seal eri riiklike asutustega (maa-amet, majandusministeerium, põllumajandusministeerium, katastroofide ohjamise kontor jne), ÜRO agentuuride ja arenduspankadega korraldades töötubasid ja kaaskujunduseansse ning viies läbi küsitlusi, et kliimamuutustega kaasnevatest probleemidest paremini aru saada ja ühiselt lahendusi kujundada. Keskseks teemaks oli infotehnoloogial põhinevad rakendused ja satelliitpiltide ning geoinformatsioonisüsteemide kasutamine kliimamuutustest paremini aru saamiseks ning nende mõjuga toime tulemiseks.

Meie projektimeeskond Port Vilas, Vanuatus kohaliku ÜRO kontori ees ©Common Sensing

See kogemus oli minu jaoks väga silmi avav. Ma sain esmaallikast aru, et Euroopas elades on kliimamuutuste mõju tõesti minimaalselt tunda. Jah, meil on natukene kuumemad suved, kui viimaste kümnete aastate jooksul; Eesti talved pole enam sellised, nagu lapsepõlvest meeles on ja Hiiumaa ja mandri vahelisest jääteest ei tasu enam unistadagi — kuid võrreldes sellega, mis Vaikse mere saartel toimub, tundub see üsna tühine.

CommonSensing projekti käigus UNOSATi poolt koostatud veebikaart tsükloon Haroldi mõjudest. Harold oli 5. kategooria torm, mis lõi 2020. aasta aprillis Fidžit, Saalomoni Saari, Vanuatut ja Tongat. Vanuatus mõjutas Harold pea 160 000 inimest, kellest 87 000 jäi ilma peavarjuta, kuna nende kodud hävinesid. Kaarti saab lähemalt vaadata https://tinyurl.com/unosatharold

Rääkides ühe kohalikuga Sikaiana saarelt Saalomoni saarestikus näitas ta meile enda maja vundamenti meres, 30 meetri kaugusel kaldast. 80. aastate lõpus, kui maja ehitati, asus see kaldast 30 meetrit sisemaal, kuid viimaste kümnendite jooksul oli ta sunnitud enda maja hülgama meretaseme tõusu ja erosiooni tõttu.

Kliimamuutused on põhjustanud ka järjest tihenevate ja äärmuslike looduskatastroofide ilmnemise Vaikse mere saareriikides. Riikide areng on takistatud pidevate tsükloonide, tormide ja üleujutuste tõttu. Nagu ka Kiribati endine president Anote Tong intervjuus The Guardian-ile ütles:

“Enamiku — kui mitte kõigi — Vaikse ookeani riikide jaoks on kliimamuutuse teema ellujäämise küsimus. Kui me ei takista kliimamuutust, siis on kõik meie jõupingutused majanduse püsimajäämise ja majandusliku elujõulisuse saavutamiseks asjatud.”

Probleemist lähemalt

Kliimamuutus on globaalne probleem, mis puudutab iga inimest ja elusorganismi Maa peal. Kuigi kannatajateks on iga liik, on teadlaste sõnul 99,9999% tõenäosusega peamiseks süüdlaseks vaid üks — Homo Sapiens, inimene. Inimtegevused, nagu põllumajandus (peamiselt loomakasvatus ning lämmastikku sisaldavate väetiste kasutamine), transport, fossiilkütuste põletamine energia tootmiseks ja metsade maharaiumine on selle suurimad põhjustajad. Eestis põhjustab põlevkivitööstus üle 70% kogu meie kasvuhoonegaaside heitest.

Vaikse ookeani saared on eriti haavatavas seisukohas, kuna nende kasvuhoonegaaside heitkogused on väga madalad, kuid nemad tunnevad kliimamuutuste mõjusid, nagu veetaseme tõusu ning loodusõnnetuste sagenemist oma geograafilise asukoha tõttu just kõige tugevamini. See tähendab seda, et kuigi paljud väikeriigid Vaikses ookeanis teevad kõik, mis nende võimuses, et kliimamuutust leevendada, pole nende pingutustest ülejäänud maailma tegevuste (või tegevusetuse) tõttu piisav ning seega pole neil muud valikut, kui kliimamuutuste mõjuga kohaneda.

Kliimamuutuste leevendamine ja kliimamuutuste mõjuga kohanemine — mis seal vahet on?

Kliimamuutuste leevendamise all mõeldakse kliimamuutuste kiiruse ja mõju vähendamist. Siia alla kuuluvad sellised meetmed, nagu üleminek fossiilkütustelt taastuvenergiale, energiasäästlikum tarbimiskäitumine, loodussõbralikumalt toitumine, jäätmete vähendamine, vähem või “rohelisemalt” reisimine jne.

Iga inimene, ettevõte ja valitsus peaks tegema kõik endast sõltuva, et kliimamuutust leevendada, vastasel juhul ootab meid järgmise 50–100 aasta jooksul ees katastroofilised tagajärjed, mis toovad kaasa ekstreemset vaesust, kuumust, põudasid, elupaikade hävinemist ning meretaseme tõusu, mis jätab sadu miljoneid inimesi ilma koduta.

Kahjuks on palju kahju juba tehtud ning ka parimate pingutuste juures ei saa me kliimamuutuse mõju vältida. Seega jääb üle nende mõjudega kohanemine. Kohaneda saab paljudel eri viisidel: üleujutuste jaoks tulvakaitsete ehitamine, tsükloonide jaoks varajase hoiatamise süsteemide loomine ja põudade jaoks üleminek vastupidavatele põllukultuuridele, kuid ka näiteks sidesüsteemide, äritegevuse ja valitsuse poliitikate ümberkujundamine.

Siinkohal tahaksin kutsuda kõiki eestlasi huvi tundma ja lugema selle kohta, kuidas Eesti planeerib vähendada riigi haavatavust kliimamuutuste mõju suhtes Keskkonnaministeeriumi poolt avaldatud dokumendis “Kliimamuutustega kohanemise arengukava aastani 2030”, kus läbiva teemana on välja toodud ka infoühiskonna areng. Rõhutatud on vajadust välja arendada ilma ja kliimamuutuste seiresüsteemid, inimeste teavitussüsteemid ning infotehnoloogia abil suurendada inimeste teadlikkust kliimamuutustest ja nende mõjudest inimeste elukorraldusele.

Mis satelliitidest kasu on?

Satelliitidel on lai valik eeliseid võitluses kliimamuutustega. Kaugseire maavaatlussatelliitide abil võimaldab jälgida kliimat ja keskkonda globaalsel skaalal ning paljud neist kasulikest andmekogumitest on kõigile vaatamiseks ja kasutamiseks vabalt kättesaadavad. Kosmosepõhiste uurimisinstrumentide abil saab jälgida näiteks ookeanide temperatuuri, hoovuseid ja merevee taseme tõusu; liustike ja merejää muutuvat suurust.

Lisaks kliimaindikaatorite jälgimisele on satelliidid kasulikud ka loodusõnnetuste varajase hoiatuse süsteemide loomise jaoks, äärmuslike ilmastikunähtuste sagedasema esinemise puhul või inimkatastroofide korral. Satelliitide abil saab jälgida ilmastikuolusid evakuatsioonivajaduse korral, näiteks orkaanide või üleujutuste puhul, kuna nende abil saab tuvastada taristus toimuvaid väikeseid muutusi, näiteks jälgida teekatte muutusi enne silla kokkuvarisemist.

Satelliitide abil saab mõõta kasvuhoonegaaside kogust õhus

Kliimamuutuse keskne probleem on kasvuhoonegaaside koguse suurenemine atmosfääris. Me teame, et see on suureks probleemiks, aga selleks, et aru saada, kust need gaasid täpsemalt pärinevad ja kuidas need atmosfääris levivad, on meil vaja nende gaaside pidevat ülemaailmset jälgimist.

Muutus lämmastikdioksiidi kogustes koroonaviirusest tingitud teede ja asutuste sulgemise tõttu, võrdluses on märts 2019 ja märts 2020. Autor: Euroopa Kosmoseagentuur (ESA)

Paljud kosmoseettevõtted ja rahvuslikud/rahvusvahelised agentuurid üritavad hetkel selle probleemiga tegeleda. Näiteks Euroopa Kosmoseagentuuri Kliimamuutuse Algatus (ingl. k. Climate Change Initiative) on koostanud andmekogumi, mis annab üksikasjaliku ülevaate süsinikdioksiidist ja metaanist — kahest kõige probleemsemast inimeste tekitatud gaasist.

Kanadas asuv GHGSat ja nende satelliit Claire pakub erinevate valdkondade ettevõtetele teenust, kus kliendid annavad neile enda saitide geograafilised koordinaadid ja nemad kasutavad enda platvorme (satelliit või lennuk) et mõõta gaaside kontsentratsiooni ning koostada ainulaadseid analüüse, mille järgi saab näha väljaheidete koguseid, trende ja on võimalik luua hoiatusi ohtlike lekete kohta. Selliseid teadmisi saab kasutada näiteks paremaks linna- ja liikluse planeerimiseks — kuhu ehitada uusi teid ja luua taristut reostuse optimaalseks hajutamiseks.

Infot õhukvaliteedi kohta saaksid kasutada ka tavakodanikud enda igapäevaelus. Näiteks, ühe varasema projekti käigus nimega Terved uued linnad (ingl. k. Healthy New Towns) uurisime, kuidas kasutada teadmisi õhukvaliteedi kohta inimeste tervise parandamiseks. Huvitavalt saime teada, et kuigi Inglismaal paljud linnades elavad aktiivsed inimesed on halvast õhukvaliteedist teadlikud ning eelistavad käia jooksmas hommikul vara, enne kui liiklus tiheneb, on paljudel teedel just kella 5–6 ajal hommikul õhk halvima kvaliteediga. Heitgaasid jõlguvad õhus tükk aega ning nende liikumismuster võib olla ettearvamatu. Kombineerides eri tehnoloogiaid, kaasa arvatud satelliitpildid ja linnadesse paigaldatud õhukvaliteediandurid, on võimalik jooksjatele välja pakkuda parimaid marsruute, et reostusega võimalikult vähe kokku puutuda.

Satelliitide abil saab jälgida muudatusi maakasutuses ning optimeerida loodusressursside kasutust

Satelliitandmete kasutamine kliimamuutustega kohanemiseks ei ole piiratud kosmosesektori ekspertidele, keskkonnakaitsjatele või poliitika kujundajatele. Maakasutuse ja loodusressursside optimeerimine puudutab põllumajadus-, kalandus-, kaevandus- ja metsandussektorit, linnaplaneerimist ja mitmeid muid alasid.

Eesti ettevõte eAgronom pakub põllumeestele automaatseid põllupäevikuid, külvikorra ja viljavaheldusplaane ning taimekaitse- ja väetamisaruandeid. Pilt: eAgronom

Põllumajandussektori ettevõtted saavad satelliitide abil:

keskkonnaressursse, näiteks maad ja vett, säästvamalt majandada
optimeerida tarneahelaid kadude vähendamiseks ja toiduohustuse parandamiseks
parendada valmisolekut üleujutuste ja põudade jaoks muutes hoiatussüsteeme täpsemaks
pääseda ligi taskukohasemale krediidile ja kindlustusele.

Suurbritannia kosmoseagentuuri prognooside kohaselt on põllumajanduse saagikuse parandamiseks satelliitlahendused pikas perspektiivis peaaegu seitse korda kulutõhusamad kui alternatiivsed tehnoloogiad.

Raadamine kakaoistanduste tõttu Elevandiluurannikul aastatel 1990, 2000 ja 2015. Metsa on alles jäänud umbes 3,7%. Pilt: Mighty Earth

Metsandussektori ettevõtete jaoks toetavad satelliidid:

raadamise ja metsade seisundi halvenemise kaardistamist
täppismetsandust
loodusõnnetustele, näiteks tulekahjudele ja metsade üleujutustele vastupidavuse tagamist

Lisaks on satelliitandmeid võimalik kasutada võitluses maaõiguste eest. Näiteks on maaõigustega tegelev organisatsioon Cadasta edendanud maa- ja omandiõiguseid 1,7 miljoni inimese jaoks 17 riigis — sealhulgas põlisrahvastele Mosambiigis, Colombias, Indias, Keenias ja Nepalis — kasutades mobiilirakendust, mis sisaldab kaugseire andmeid.

See töödeldud satelliitfoto näitab Waikiki piirkonnas 1 meetri kõrguse merepinna tõusu võimalikku mõju (sinises). Foto: the *PacIOOS Hawai‘i sea level rise viewer via* University of Hawai’i at Manoa

Maavaatlussatelliitide abil saab muuhulgas veel:

merepinna tõusu mõõta ja prognoosida
reageerida kõrbestumisele, jälgides kuivalade seisundit ja muutumist
jälgida liustike taandumist ja liikumist
jälgida ja minimeerida kliimamuutustest tingitud bioloogilise mitmekesisuse vähenemist
jälgida ja takistada ebaseaduslikku kalapüüki, ülepüüki ja kalavarude kahanemist.

Kuid mis te arvate, kui paljud põllumajandajad, metsaomanikud ja seadustekujundajad oma töös täiemahuliselt satelliitandmeid kasutavad ja neist kasu saavad? See osakaal on hetkel väga väike, kuna sateliitandmete puhul läheb vaja väga spetsiaalseid andmetöötlusoskusi, et neid kasulikuks muuta. See tähendab aga suuri ärivõimalusi näiteks eAgronomi ja KappaZeta eeskujul toodete ja teenuste loomiseks — kosmosetööstuses on vaja ettevõtjaid, kes oskaksid tõlkida keerukaid andmeid ja esitada valdkondlikele spetsialistidele infot lihtsal kujul. Farmeritel pole vaja teada rohkelt detaile andmete töötlemise protsessi kohta, enamasti tahavad nad teada kolme põhiasja:

❓Mida ma peaksin tegema?
❓Miks ma peaksin seda tegema?
❓Miks ma peaksin sind (ettevõtet/toodet/teenust) usaldama?

Spetsiifilistele valdkondadele kosmosepõhiste lahenduste välja arendamiseks on alustavatel eesti ettevõtjatel võimalik taodelda rahastust Euroopa Kosmoseagentuurist.

Satelliidid toetavad katastroofide jälgimist ja nendele vastupidavust

Katastroofide esinemissagedus on viimase 35 aasta jooksul suurenenud ja globaalselt läheb see aastas maksma keskmiselt 71,8 miljardit USA dollarit.

Inimeste põhjustatud looduskatastroof: 15. juulil Mauritiuse saare vetes hävinud laevast on ookeani lekkinud üle 1000 tonni kütust, mis on reostanud läheduses asuvaid korallriffe ning ümbritsevaid randu ja laguune. Pilt: Euroopa Kosmoseagentuur, Copernicus Sentinel-2 andmed

Suurbritannia kosmoseagentuuri kohaselt on satelliitlahendused katastroofidele vastupidavuse tagamiseks keskmiselt kaks korda kulutõhusamalt kui muud alternatiivid (aerofotod, droonid, inimpatrullid). Satelliitide abil saab:

parendada katastroofide varajase hoiatuse süsteemide täpsust ja ulatust
toetada peaaegu reaalajas maapeal toimuva jälgimist katastroofidele reageerimise paremaks kavandamiseks ja tegevuse prioritiseerimiseks
parendada riski kalkuleerimist ja vastupidavust läbi kindlustuse.

Satelliidid parendavad katastroofide varajase hoiatamise süsteemide täpsust ja ulatust

Varajase hoiatamise süsteemid on olnud olemas väga pikka aega. Vaikse ookeani saarte põlisrahvad jälgisid oma kogukondade hoiatamiseks tsunamile eelnevaid märke looduses. Hõimud Aafrikas ja Ameerikas jälgisid taevast, et näha ette võimalikke katastroofilisi ilmatingimusi.

Tänapäeval kasutatakse varajase hoiatamise süsteemides modernsemat tehnoloogiat ja metoodikaid— satelliitpilte, eri maapealseid andureid, andmeanalüüsi meetodeid ja ennustavat modelleerimist, mis on nüüdseks kasutuses riiklikul tasandil mitmesuguste ohtudega tegelemiseks. 90. aastatest alates teevad ÜRO agentuurid rahvusvahelise koostöö kaudu jõupingutusi varajase hoiatamise süsteemide rakendamiseks või täiustamiseks kogu maailmas.

Satelliitidel oleva sünteetilise apertuurradari ja varajase hoiatamise süsteemide abil saab tulevikus ka selliseid katastroofe, nagu Morandi silla kokkukukumine Genoas takistada — teadlased on hiljuti satelliitide abil saanud teha mõõtmisi taristu muutustes millimeetri vahemikus.

Eri tüüpi varajase hoiatamise süsteemide puhul kasutatakse side- ja vaatlussatelliite. Sidesatelliite kasutatakse kahel peamisel viisil:

kaugematest piirkondadest lindistatud andmete edastamine vaatluskeskustesse, kus neid analüüsitakse ja kasutatakse katastroofisündmuste prognooside koostamiseks
hoiatuste edastamine ühest geograafilisest piirkonnast teise, eriti tsunamide puhul.

Maavaatlussatelliite kasutatakse erinevat tüüpi varajase hoiatamise süsteemides. Mõned näited rakendustest on näiteks:

tsüklonite, taifuunide ja orkaanide teekonna jälgimine merel, enne nende maale jõudmist
põudade raskuse ning mõju hindamine ja võrdlemine ajalooliste põudadega
kuumade punktide olemasolu kindlakstegemine aktiivsetes vulkaanides
üleujutuste kulgemise jälgimine väga suurtes vesikondades
vulkaanikoonuse võimaliku paisumise või deformatsiooni kindlakstegemisene enne purset
aktiivsete massiliikumiste, sealhulgas maalihete jälgimine.

Kõige tähtsamat kokku võttes

Olen teema üritanud kokku võtta võimalikult lühidat — võimalusi planeedi, inimeste, looduse ja loomade aidamiseks satelliitide abil on palju. Nagu iga tehnoloogia puhul, ei ole tehnoloogia ise ei halb ega hea, ega neutraalne. Kõik oleneb sellest, kuidas seda rakendada ning millistest väärtustest on rakendamine juhitud. Mainimata on jäänud veel üks ja vaieldamatult olulisim satelliitide võime: inimeste harimine, üles kruvimine ja hoolima panemine. Ehk siis, satelliitpiltide abil saab inimeste väärtusi suunata ning aidata neil ülemaailmseid probleeme paremini mõista.

Mainimata on jäänud veel üks ja vaieldamatult olulisim satelliitide võime: inimeste harimine, üles kruvimine ja hoolima panemine.

Inimeste arvamused kliimamuutuste kohta põhinevad sageli emotsioonidel. Paljude jaoks on statistika kuulamine väsitav, kuid visuaalsed pildid võivad öelda rohkem kui tuhat sõna ning pakkuda ühte neutraalset tõeallikat, mida saab usaldada.

Olles näinud tohutult palju pilte ja analüüse inimtegevuse mõjudest keskkonnale ning pärismaalastelt kuulnud, kuidas juba praegu nende elu kliimamuutustest mõjutatud on, olen otsustanud enda karjääri pühendada selle vastu võideldes. Arvan, et kõikidel nutikatel inimestel on kohustus anda endast parim, et planeeti päästa — vastasel juhul pole rahast, ega muudest materiaalsetest ja ego upitavatest saavutustest kasu.