Study on the relation of radioactive pollution and satellite observations of marine parameters and comparative analysis on a Geographic Information System

Abstract

The present study aims at the exploration on the relation of 137Cs, as the most important radioactive pollutant in the marine environment, with marine parameters observed from remote sensing satellites and environmental models. These parameters are Sea Surface Temperature (SST), Sea Surface Salinity (SSS) and Ocean Color (OC) that includes Chlorophyll-A concentration (CHL), Particulate Inorganic and Organic Carbon concentration (PIC, POC), Daily and Instantaneous Photosynthetically Available Radiation (PAR and iPAR), pH and nutrients (Phosphates – PO4 and Nitrates NO3). The above parameters are correlated directly or indirectly with 137Cs activity concentrations in sea water. These relations, algorithms and raw data are illustrated in a geographic information system (GIS) for the creation of an innovative tool (GIS platform), able to use remote sensing for the detection and forecast of 137Cs activity concentrations in the marine ecosystem. Therefore, this tool will be used for the radiological risk assessment, in terms of the radiation protection of marine ecosystem.

Το θέμα της διδακτορικής διατριβής έχει στόχο τη διερεύνηση των σχέσεων του 137Cs από την ανάπτυξη της πυρηνικής τεχνολογίας, ως σημαντικού ραδιενεργού ρυπαντή του θαλασσίου οικοσυστήματος, με τις περιβαλλοντικές παραμέτρους του θαλασσίου περιβάλλοντος, που δύνανται να καταγραφούν με δορυφορικές παρατηρήσεις και περιβαλλοντικά μοντέλα. Συγκεκριμένα οι παράμετροι που καταγράφονται τηλεπισκοπικά είναι, η επιφανειακή θερμοκρασία της θάλασσας (SST), η επιφανειακή αλατότητα της θάλασσας (SSS) και οι γενικώς καλούμενοι Ωκεάνιο Χρώμα (Ocean Color), που περιλαμβάνει τη συγκέντρωση χλωροφύλλης α (CHL), τη συγκέντρωση σωματιδιακού ανόργανου και οργανικού άνθρακα (PIC, POC) , την ημερήσια και στιγμιαία φωτοσυνθετικά διαθέσιμη ακτινοβολία (PAR, iPAR), pH και θρεπτικά στοιχεία (Νιτρικά – NO3 και Φωσφορικά – PO4). Αυτές οι παράμετροι συσχετίζονται άμεσα ή έμμεσα με τις συγκεντρώσεις ενεργότητας του 137Cs στο θαλασσινό νερό. Οι συσχετίσεις αυτές περιγράφονται με σχετικούς αλγορίθμους και απεικονίζονται σε σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών (GIS) μαζί με τα αρχικά δεδομένα. Ο τελικός στόχος είναι η δημιουργία ενός καινοτόμου εργαλείου (GIS platform), που θα καταγράφει και θα προβλέπει με τη χρήση της τηλεπισκόπησης τη ραδιενεργό ρύπανση του θαλασσίου οικοσυστήματος και θα υπολογίζει την ραδιολογική επικινδυνότητα στο πλαίσιο της ακτινοπροστασίας περιβάλλοντος.