La ricerca cerca di trasformare la gestione HAB

FONDAZIONE PER LA CONSERVAZIONE SANIBEL-CAPTIVA

La Sanibel-Captiva Conservation Foundation ha riferito che il suo Marine Lab sta conducendo una campagna sul campo per uno sforzo di campionamento dell'acqua che sta informando un modello di trasformatore di intelligenza artificiale all'avanguardia per gestire meglio il flusso d'acqua dal lago Okeechobee al Caloosahatchee. Le analisi dei campioni vengono integrate nelle simulazioni del modello per aiutare a identificare i fattori che determinano la proliferazione algale dannosa, o HAB, e fissare obiettivi per i necessari miglioramenti della qualità dell'acqua.

L'SCCF sta collaborando con il Center for Coastal Solutions dell'Università della Florida e altri ricercatori dell'UF per guidare i gestori delle risorse idriche nella fornitura di acqua dolce, riducendo al minimo gli impatti negativi dei carichi di nutrienti derivanti dalle attività orticole.

Una caratteristica distintiva del modello è la sua capacità di prestare attenzione alle informazioni più rilevanti con cui è stato addestrato a lavorare. Nel progetto, il team addestra il modello per imparare da anni di dati archiviati per prevedere variabili, come il flusso del fiume, la salinità e la concentrazione di nitrati.

In qualità di co-investigatore principale, il direttore del laboratorio marino Dr. Eric Milbrandt sta utilizzando metodi per il rilevamento precoce dell'HAB attraverso le stazioni di monitoraggio continuo della qualità dell'acqua del fiume, dell'estuario e della rete di osservazione costiera e un programma di campionamento completo e mirato: strumenti fondamentali in una regione in cui la qualità dell'acqua il monitoraggio è avvenuto in gran parte come reazione agli eventi di fioritura.

"Il modello utilizzato per prevedere meglio le fioriture algali dannose è supportato e convalidato da una campagna sul campo per campionare l'acqua dal lago Okeechobee al Golfo del Messico", ha affermato Milbrandt, che guida lo sforzo di campionamento. "Raccogliamo dati sulla qualità dell'acqua e campioni di acqua che vengono consegnati ai ricercatori dell'Università della Florida, Dr. Elise Morrison e Ed Phlips. Altri campioni di acqua vengono analizzati presso l'SCCF Marine Lab."

FONDAZIONE PER LA CONSERVAZIONE SANIBEL-CAPTIVA

Il modello impara a leggere le condizioni attuali dell'acqua e le previsioni meteorologiche di una regione, quindi effettua previsioni accurate fino a 14 giorni per l'area studiata. La capacità dei modelli Transformers di estrarre informazioni da grandi set di dati ha portato a prestazioni migliori, rispetto ai metodi precedenti di modellazione idrologica, e può modellare una gamma più ampia di variabili.

I membri del team di progetto Morrison, professore assistente presso la Scuola di ingegneria delle infrastrutture e dell'ambiente sostenibili, e Phlips, professore presso la Scuola di scienze forestali, della pesca e geomatiche presso l'Istituto di scienze alimentari e agricole, stanno sviluppando nuovi metodi di campionamento della qualità dell'acqua per identificare le fonti di nutrienti specifiche che alimentano gli HAB, la loro origine e il loro impatto sulle comunità di fitoplancton e alghe.

Milbrandt ha sottolineato l'importanza di un focus scientifico concentrato sull'ecosistema.

"Viviamo e lavoriamo su un'isola barriera con competenze locali limitate, quindi questo progetto è entusiasmante per la profondità e l'ampiezza dei nuovi strumenti e delle conoscenze che verranno portati nella regione per aiutare ad affrontare il declino della qualità dell'acqua", ha affermato. "Gli HAB stanno causando molti effetti negativi, dall'uccisione di pesci, a grandi zone ipossiche (a basso contenuto di ossigeno), alla fioritura di alghe blu-verdi che intasano i nostri corsi d'acqua, tutti effetti che incidono negativamente sulla nostra economia basata sul turismo."

La SCCF ha riferito che il passo successivo è applicare il modello del trasformatore in tempo reale, con i dati delle agenzie di previsioni meteorologiche per automatizzare le previsioni su base giornaliera.

Questo lavoro fa parte di un progetto per integrare modelli di laghi, bacini idrografici ed estuari per guidare la gestione delle acque nel mitigare l’impatto degli HAB. Il progetto è una partnership tra UF, University of South Florida, North Carolina State University e SCCF, con il sostegno finanziario del Corpo degli Ingegneri dell'Esercito degli Stati Uniti.

Lo studio è un approccio su più fronti da parte dei ricercatori dell’UF e dei loro collaboratori su un fenomeno che ha afflitto gli ecosistemi costieri, in particolare nel sud-ovest della Florida, con maggiore frequenza.

Uno studio condotto dall'UF e pubblicato nel 2020 ha mostrato che in un periodo di 16 anni, ci sono state 28 volte in cui una contea della Florida ha vissuto un mese con 15 o più giorni di presenza di marea rossa. Tutti si sono verificati in una delle sei contee – Pinellas, Manatee, Sarasota, Charlotte, Lee o Collier – che comprende 200 miglia di costa nel sud-ovest della Florida.