Κλιματική κρίση, άνοδος της στάθμης της θάλασσας και ολοένα συχνότερα ακραία καιρικά φαινόμενα δοκιμάζουν την ανθεκτικότητα της παράκτιας γεωργίας. Ο δρ Παναγής Πιέρρης εξηγεί πώς τα ψηφιακά δίδυμα και η τεχνητή νοημοσύνη μπορούν να μετατρέψουν τα δεδομένα σε εργαλείο πρόβλεψης και έγκαιρης παρέμβασης.
Η κλιματική κρίση μεταμορφώνει τις ακτογραμμές του πλανήτη, οι παράκτιες γεωργικές περιοχές βρίσκονται στην πρώτη γραμμή των επιπτώσεων. Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας, οι ολοένα συχνότερες πλημμύρες και η υφαλμύρωση των εδαφών απειλούν όχι μόνο την αγροτική παραγωγή, αλλά και την επισιτιστική ασφάλεια εκατομμυρίων ανθρώπων.
Οι επιπτώσεις αυτές είναι ήδη εμφανείς και στην Ελλάδα, όπου ορισμένες από τις σημαντικότερες παράκτιες γεωργικές περιοχές της χώρας θεωρούνται ιδιαίτερα ευάλωτες στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας και στα ακραία καιρικά φαινόμενα.
Το Δέλτα του Αξιού, μία από τις σημαντικότερες αγροτικές και υγροτοπικές περιοχές της χώρας, αντιμετωπίζει αυξανόμενο κίνδυνο υφαλμύρωσης των υπόγειων υδροφόρων, διάβρωσης των ακτών και πλημμυρικών φαινομένων. Αντίστοιχα, το Δέλτα του Έβρου συγκαταλέγεται στις πλέον ευάλωτες περιοχές της Ανατολικής Μεσογείου, καθώς η διείσδυση θαλασσινού νερού και οι μεταβολές στη δυναμική του ποταμού επηρεάζουν τόσο τα οικοσυστήματα όσο και τις γειτονικές γεωργικές εκτάσεις.
Παράλληλα, η παράκτια ζώνη της Θεσσαλίας, μετά τις πρωτοφανείς πλημμύρες των τελευταίων ετών, ανέδειξε με τον πιο εμφατικό τρόπο την αυξανόμενη έκθεση της ελληνικής γεωργίας σε ακραία υδρομετεωρολογικά φαινόμενα, τα οποία προκαλούν εκτεταμένες καταστροφές σε καλλιέργειες, εδάφη και αρδευτικές υποδομές.
Σύμφωνα με τη Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC), ολόκληρη η Μεσόγειος αποτελεί «θερμή εστία» της κλιματικής αλλαγής, με τις χαμηλού υψομέτρου παράκτιες περιοχές να αντιμετωπίζουν αυξανόμενους κινδύνους.
Στη συνέντευξη που ακολουθεί, ο καθηγητής Παναγής Περρής μας εξηγεί πώς τεχνολογίες αιχμής, όπως η τεχνητή νοημοσύνη και τα ψηφιακά δίδυμα, μπορούν να μετατρέψουν τα δεδομένα σε εργαλείο πρόβλεψης και προσαρμογής.
Από τα ευάλωτα δέλτα της Ελλάδας έως τις ευρύτερες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η ευρωπαϊκή γεωργία, αναλύει πώς η επιστήμη και η καινοτομία μπορούν να συμβάλλουν στην προστασία των καλλιεργειών, των υποδομών και τελικά της παραγωγής τροφίμων σε έναν κόσμο που αλλάζει ταχύτερα από ποτέ.
Πόσο έτοιμες είναι, όμως, οι σύγχρονες κοινωνίες να αντιμετωπίσουν αυτές τις προκλήσεις; Μπορεί η τεχνολογία να προσφέρει έγκαιρες και αποτελεσματικές λύσεις; Ποιες παρεμβάσεις απαιτούνται σήμερα, ώστε να διασφαλιστεί η βιωσιμότητα της γεωργίας και η επάρκεια τροφίμων για τις επόμενες γενιές;
«Μπορούμε να προσομοιώσουμε την άνοδο της στάθμης της θάλασσας, την εμφάνιση ακραίων βροχοπτώσεων ή περιόδων παρατεταμένης ξηρασίας και να αξιολογήσουμε τις πιθανές επιπτώσεις στις καλλιέργειες».
Τι είναι τα ψηφιακά δίδυμα; Πώς και σε ποιο βαθμό μπορούν να συμβάλλουν στην πρόβλεψη, στην αντιμετώπιση ή ακόμη και στην αποφυγή των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στις παράκτιες καλλιέργειες, καθώς και στην προστασία της παραγωγής τροφίμων;
Μπορούμε να αντιληφθούμε τα ψηφιακά δίδυμα ως την ψηφιακή αποτύπωση πραγματικών υποδομών των πόλεων. Τροφοδοτούνται συνεχώς με δεδομένα από αισθητήρες, δορυφόρους, μετεωρολογικούς σταθμούς και άλλες πηγές, ώστε να αντικατοπτρίζουν σε πραγματικό χρόνο την κατάσταση του φυσικού συστήματος που αναπαριστούν.
Επίσης, επιτρέπουν τη δοκιμή διαφορετικών σεναρίων χωρίς να επηρεάζεται το πραγματικό περιβάλλον. Για παράδειγμα, μπορούμε να προσομοιώσουμε την άνοδο της στάθμης της θάλασσας, την εμφάνιση ακραίων βροχοπτώσεων ή περιόδων παρατεταμένης ξηρασίας και να αξιολογήσουμε τις πιθανές επιπτώσεις στις καλλιέργειες, στις υδατικές υποδομές και στην παραγωγή τροφίμων.
Σε συνδυασμό με μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης και κλιματικές προβλέψεις μπορούν να υποστηρίξουν την έγκαιρη λήψη αποφάσεων, να εντοπίσουν περιοχές υψηλού κινδύνου και να αξιολογήσουν την αποτελεσματικότητα διαφορετικών μέτρων προσαρμογής, όπως νέα συστήματα άρδευσης, αντιπλημμυρικά έργα ή αλλαγές στις καλλιεργητικές πρακτικές.
Η ομάδα μας (Sustainable Energy Research Group) δουλεύει σε ερευνητικά έργα, όπως το CLIMRES, τα οποία αξιοποιούν τις λύσεις ψηφιακών διδύμων με σκοπό την αντιμετώπιση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής για να δημιουργήσει πιο ανθεκτικές πόλεις και κτίρια, με συνεργάτες από διάφορες χώρες της Ευρώπης.
Ποιες είναι οι σημαντικότερες επιπτώσεις της ανόδου της στάθμης της θάλασσας στις γεωργικές εκτάσεις των παράκτιων περιοχών και ποιες περιοχές της Ελλάδας πλήττονται περισσότερο;
Μία από τις σοβαρότερες συνέπειες της κλιματικής αλλαγής για τις παράκτιες γεωργικές περιοχές είναι η άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Κυρίως, αφορούν την αύξηση του κινδύνου παράκτιων πλημμυρών, τη διάβρωση των ακτών και η διείσδυση θαλασσινού νερού στους παράκτιους υδροφορείς και τα γεωργικά εδάφη.
Η υφαλμύρωση μειώνει τη γονιμότητα του εδάφους και την ποιότητα των διαθέσιμων υδάτινων πόρων, οδηγώντας σε χαμηλότερες αποδόσεις των καλλιεργειών και αυξημένο κόστος παραγωγής. Στην Ελλάδα, περιοχές όπως το Δέλτα του Αξιού, το Δέλτα του Έβρου και οι παράκτιες εκτάσεις της Θεσσαλίας συγκαταλέγονται στις πιο ευάλωτες.
Πρόσφατα γεγονότα, όπως οι πλημμύρες του φαινομένου Daniel στη Θεσσαλία, δείχνουν ότι οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής είναι ήδη ορατές και επηρεάζουν άμεσα τη γεωργική παραγωγή.
Παράλληλα, τα ακραία καιρικά φαινόμενα που συνδέονται με την κλιματική αλλαγή μπορούν να προκαλέσουν εκτεταμένες ζημιές σε καλλιέργειες, αρδευτικά δίκτυα και άλλες κρίσιμες υποδομές, επηρεάζοντας άμεσα την αγροτική παραγωγή και, κατ’ επέκταση, την επισιτιστική ασφάλεια.
«Οι πιο ευάλωτες καλλιέργειες είναι όσες είναι ευαίσθητες στην αλατότητα, στις πλημμύρες και στην έλλειψη νερού, όπως για παράδειγμα τα εσπεριδοειδή και το καλαμπόκι».
Με ποιον τρόπο οι συχνότερες πλημμύρες επηρεάζουν την ποσότητα και την ποιότητα των παραγόμενων τροφίμων;
Οι ολοένα αυξανόμενες σε συχνότητα και ένταση πλημμύρες ασκούν σοβαρές αρνητικές επιδράσεις τόσο στην ποσότητα όσο και στην ποιότητα της αγροτικής παραγωγής. Συγκεκριμένα, καταστρέφουν μεγάλες εκτάσεις καλλιεργειών, με αποτέλεσμα να μειώνεται σημαντικά η παραγωγή τροφίμων.
Επίσης, μπορούν να υποβαθμίσουν την ποιότητα των εδαφών μέσω της διάβρωσης, της απώλειας θρεπτικών συστατικών και, στις παράκτιες περιοχές, της υφαλμύρωσης. Κατά συνέπεια, οι επιπτώσεις δεν περιορίζονται μόνο στη χρονιά που εκδηλώνεται το ακραίο φαινόμενο, αλλά μπορούν να επηρεάσουν την παραγωγικότητα και την ποιότητα των καλλιεργειών και τα επόμενα χρόνια.
Πώς επηρεάζει η διείσδυση θαλασσινού νερού στα εδάφη και στους υδροφόρους ορίζοντες την καλλιέργεια τροφίμων στις παράκτιες περιοχές; Ποια τρόφιμα ή καλλιέργειες θεωρούνται πιο ευάλωτες;
Η διείσδυση θαλασσινού νερού είναι μία από τις σημαντικότερες απειλές για τη γεωργία στις παράκτιες περιοχές. Η αύξηση της ποσότητας αλατότητας στο έδαφος και στο αρδευτικό νερό προκαλεί στρες στα φυτά, μειώνει την ικανότητά τους να απορροφούν νερό και θρεπτικά συστατικά και οδηγεί σε χαμηλότερη παραγωγή.
Σε βάθος χρόνου, η υποβάθμιση των εδαφών μπορεί να περιορίσει σημαντικά την καλλιεργήσιμη γη και να επηρεάσει την παραγωγή τροφίμων. Ωστόσο, οι πιο ευάλωτες καλλιέργειες είναι όσες είναι ευαίσθητες στην αλατότητα, στις πλημμύρες και στην έλλειψη νερού, όπως για παράδειγμα τα εσπεριδοειδή και το καλαμπόκι.
Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας και η υφαλμύρωση των εδαφών μπορούν να μειώσουν σημαντικά την παραγωγικότητα αυτών των καλλιεργειών.
Πώς μπορεί η μείωση της γεωργικής παραγωγής στις παράκτιες περιοχές να επηρεάσει την επισιτιστική ασφάλεια των τοπικών κοινωνιών;
Στις παράκτιες ζώνες εντοπίζονται συχνά εκτεταμένες γεωργικές εκτάσεις, καθώς και σημαντικές υποδομές, οι οποίες δεν εξυπηρετούν μόνο τις τοπικές κοινωνίες, αλλά συμβάλλουν και στη λειτουργία ευρύτερων περιοχών. Ως εκ τούτου, οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στις ευάλωτες αυτές περιοχές μπορούν να δημιουργήσουν αλυσιδωτά προβλήματα στην παραγωγή και τη διανομή τροφίμων.
Η μείωση της γεωργικής παραγωγής μπορεί να περιορίσει τη διαθεσιμότητα τροφίμων και να αυξήσει την ανάγκη εισαγωγών από άλλες περιοχές ή χώρες, γεγονός που συνεπάγεται αυξημένο κόστος και μεγαλύτερη πίεση για τις τοπικές κοινωνίες.
«Το σημαντικότερο είναι να περάσουμε από την εκ των υστέρων αντιμετώπιση των προβλημάτων σε μια προληπτική προσέγγιση, με «όπλα» την επιστήμη, τα δεδομένα και τον μακροπρόθεσμο σχεδιασμό».
Ποιες στρατηγικές προσαρμογής μπορούν να εφαρμόσουν οι αγρότες και οι αρμόδιοι φορείς, ώστε να διασφαλίσουν τη συνέχιση της παραγωγής τροφίμων παρά την αύξηση των πλημμυρών και την άνοδο της στάθμης της θάλασσας;
Θεωρώ ότι η χρήση νέων τεχνολογιών και ψηφιακών εργαλείων μπορεί να διαδραματίσει καθοριστικό ρόλο στην προσαρμογή της γεωργίας στις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής. Τεχνολογίες όπως η τεχνητή νοημοσύνη, τα ψηφιακά δίδυμα και τα συστήματα παρακολούθησης μπορούν να συμβάλλουν στην έγκαιρη πρόβλεψη ακραίων καιρικών φαινομένων, στον εντοπισμό περιοχών υψηλού κινδύνου και στον καλύτερο σχεδιασμό μέτρων προστασίας.
Παράλληλα, οι αρμόδιοι φορείς μπορούν να αξιοποιήσουν τα δεδομένα αυτά για τον σχεδιασμό ανθεκτικότερων υποδομών, όπως αντιπλημμυρικά έργα και συστήματα διαχείρισης υδάτων, καθώς και για την υποστήριξη των αγροτών στην υιοθέτηση πιο ανθεκτικών καλλιεργητικών πρακτικών. Το σημαντικότερο είναι να περάσουμε από την εκ των υστέρων αντιμετώπιση των προβλημάτων σε μια προληπτική προσέγγιση, με «όπλα» την επιστήμη, τα δεδομένα και τον μακροπρόθεσμο σχεδιασμό.
Ποιες θεωρείτε ότι θα είναι οι μακροπρόθεσμες συνέπειες για την παραγωγή τροφίμων εάν η άνοδος της στάθμης της θάλασσας συνεχιστεί με τους σημερινούς ρυθμούς;
Αν τα φαινόμενα αυτά συνεχιστούν με τους ίδιους ρυθμούς, θα βρεθούμε αντιμέτωποι με ολοένα μεγαλύτερες προκλήσεις στην παραγωγή τροφίμων. Η απώλεια καλλιεργήσιμης γης, η υφαλμύρωση των εδαφών και οι συχνότερες πλημμύρες θα επηρεάσουν σημαντικά τη γεωργική παραγωγή και κατ’ επέκταση την επισιτιστική ασφάλεια.
Σε ένα τέτοιο σενάριο, οι κοινωνικές και οικονομικές πιέσεις θα αυξηθούν, οδηγώντας πιθανώς σε μετακινήσεις πληθυσμών από ιδιαίτερα ευάλωτες περιοχές. Γι’ αυτόν τον λόγο είναι σημαντικό να αξιοποιήσουμε τις δυνατότητες της επιστήμης και της τεχνολογίας ώστε να αναλάβουμε έγκαιρα δράση, πριν οι επιπτώσεις καταστούν μη αναστρέψιμες.
***
Μικρό Πορτρέτο
Ο δρ Παναγής Πιέρρης είναι απόφοιτος του Πανεπιστημίου Κύπρου στην Επιστήμη των Υπολογιστών και κάτοχος μεταπτυχιακού τίτλου στην Τεχνητή Νοημοσύνη. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα επικεντρώνονται στη βιωσιμότητα του δομημένου περιβάλλοντος και στην αξιοποίηση ψηφιακών τεχνολογιών για την αντιμετώπιση περιβαλλοντικών προκλήσεων.
Στο πλαίσιο του ευρωπαϊκού έργου EU-CONEXUS Enables μελετά καινοτόμες εφαρμογές ψηφιακών διδύμων (Digital Twins) για την ενίσχυση της ανθεκτικότητας και της βιωσιμότητας των παράκτιων περιοχών. Το έργο του συνδυάζει την τεχνητή νοημοσύνη με την ανάπτυξη σύγχρονων λύσεων για τις πόλεις και τις κοινότητες του μέλλοντος.
Διαβάστε επίσης στην αθηΝΕΑ:
#BraveNewCities: Αστική Ανάπλαση και το Μέλλον των Πόλεων
Ιωάννης Λυμπερόπουλος: «Το Σημερινό Ενεργειακό Μοντέλο Είναι Ήδη Ξεπερασμένο»
