Climate Detectives Projects 2022-2023


Project topic: Climate change

Project title: THE WATERWAY FROM THE SEA TO NEPTUNE

Team: Climate Detectives Mt. Olympus

Diou 29   Litochoro   Greece   12 Student’s age: 14-15 years old

Research question

How does climate change (increase in average temperatures, increase in African dust, reduction of snow cover on Mount Olympus) affect the pollution of the coastal zone of Mount Olympus, resulting in more frequent unsightly phenomena of eutrophication, water degradation and, in general, the tourist product of the area.
Πώς επηρεάζει η κλιματική αλλαγή (αύξηση μέσων θερμοκρασιών, αύξηση της αφρικανικής σκόνης, ελάττωση της χιονοκάλυψης του Ολύμπου) την ρύπανση της παράκτιας ζώνης του Ολύμπου με αποτέλεσμα συχνότερα αντιαισθητικά φαινόμενα ευτροφισμού, υποβάθμισης των υδάτων και γενικότερα του τουριστικού προϊόντος της περιοχής.

Summary of the project

Climate change has resulted in ever increasing temperatures with more episodes of African dust transport during the winter season on Mount Olympus, causing a dramatic decrease in the snow cover of Mount Olympus, resulting in a shorter and earlier recharge period for the underground and surface aquifers (April-May).
Our hypothesis is that in recent years, groundwater recharge has been incomplete, resulting in significant quantities of water being deprived of recharge in the coastal zone and the ability to dissolve and repel harmful substances is reduced. This, combined with the higher temperatures of the coastal sea masses due to the absence of the ‘clean and cold’ waters of Mount Olympus, probably favour the eutrophication phenomenon.
The aim of our work is to study the validity of our hypothesis, especially in the correlation between the phenomenon of coastal zone eutrophication and the reduction of water in the hydrological cycle.
We use the sentinel-hub.com website and consult MODIS satellite images as well as Sentinel2 NDSI filter images for the extent of snow cover on Mount Olympus in recent years, combine field data from weather stations and field observations by climbers for African dust transport phenomena, and with Sentinel2 satellite images combine NDVI filter imagery with field observations of eutrophication phenomena (unsightly foams on beaches). In the first stage of our investigations, we try to find correlations between the actual data and the satellite data. In a second stage, we combine satellite images showing pronounced eutrophication with on-site measurements using a special photometer to measure chlorophyll, nitrate and phosphate in seawater on the respective days. The ultimate goal is to correlate all these data with each other to draw conclusions about the causes of in situ eutrophication or whether it is transported from other areas.

Η κλιματική αλλαγή έχει ως αποτέλεσμα τις ολοένα αυξανόμενες θερμοκρασίες με περισσότερα επεισόδια μεταφοράς Αφρικανικής σκόνης κατά τη χειμερινή περίοδο στον Όλυμπο, προκαλώντας δραματική μείωση της χιονοκάλυψης του Ολύμπου, με αποτέλεσμα η περίοδος που ανατροφοδοτούνται οι υπόγειοι και επιφανειακοί υδροφόροι ορίζοντες να είναι συντομότερη και να τελειώνει ολοένα και πιο νωρίς (Απρίλιος-Μάιος).
Η υπόθεση που κάναμε είναι ότι τα τελευταία χρόνια, η πλήρωση των υπογείων υδάτων είναι ελλιπής, με αποτέλεσμα να προκαλείται στέρηση σημαντικών ποσοτήτων νερού που αναβρύζει στην παράκτια ζώνη και η ικανότητα διάλυσης και απώθησης επιβλαβών ουσιών μειώνεται. Αυτό σε συνδυασμό με τις υψηλότερες θερμοκρασίες των παράκτιων θαλάσσιων μαζών από την απουσία των «καθαρών και κρύων» υδάτων του Ολύμπου, πιθανώς ευνοούν το φαινόμενο του ευτροφισμού.
Στόχος της εργασίας μας είναι να μελετήσουμε την ορθότητα της υπόθεσής μας, κυρίως στο συσχετισμό του φαινομένου του ευτροφισμού της παράκτιας ζώνης με τη μείωση υδάτων του υδρολογικού κύκλου.
Χρησιμοποιούμε τον ιστότοπο sentinel-hub.com και συμβουλευόμαστε δορυφορικές εικόνες MODIS καθώς και Sentinel2 φίλτρο NDSI για την έκταση της χιονοκάλυψης στον Όλυμπο τα τελευταία χρόνια, συνδυάζουμε επιτόπια δεδομένα μετεωρολογικών σταθμών και επιτόπιων παρατηρήσεων ορειβατών για τα φαινόμενα μεταφοράς αφρικανικής σκόνης, και με δορυφορικές εικόνες Sentinel2 συνδυάζουμε τις απεικονίσεις του φίλτρου NDVI με τις επιτόπιες παρατηρήσεις φαινομένων ευτροφισμού (αντιαισθητικοί αφροί στις παραλίες). Στο πρώτο στάδιο των ερευνών μας, προσπαθούμε να βρούμε συσχετίσεις μεταξύ των πραγματικών δεδομένων και των δορυφορικών δεδομένων. Σε δεύτερο στάδιο, συνδυάζουμε τις δορυφορικές εικόνες που δείχνουν έντονο ευτροφισμό με επιτόπιες μετρήσεις μέσω ειδικού φωτόμετρου μέτρησης χλωροφύλλης, νιτρικών και φωσφορικών αλάτων στο θαλάσσιο νερό τις αντίστοιχες ημέρες. Στόχος είναι τελικά να συσχετίσουμε όλα αυτά τα δεδομένα μεταξύ τους για να βγάλουμε συμπεράσματα για τις αιτίες που δημιουργούν επιτόπιο ευτροφισμό ή αν αυτός είναι μεταφερόμενος από άλλες περιοχές.

Main results and Conclusions

The first objective set by the team was to fully understand the topic and the reflection. By dividing the paper into five thematic sections (Climate Change, Eutrophication, The Water Cycle, The Greenhouse Effect, Biological Purification) and examining these, we were able to deepen this knowledge and move towards the main question. Thus, materials related to the above topics were posted on the members’ collaborative platform.
After completing the educational process, we moved on to the experimental one. First, we collected satellite images and composed two comparative videos: (see our website). Based on the timelapse video, we combined the dates of field observations in previous months and found a complete match between the satellite images and these observations.
The research continued by correlating the snow cover of Mount Olympus with the incidence of eutrophication per year.
A first observation is that in years when the snow melted faster, eutrophication phenomena were increased. However, more factors need to be studied to draw conclusions, since we found that eutrophication is quite extensive in the Thermaikos Gulf region, and is therefore influenced by conditions in the wider region of central Macedonia, not only by local conditions.
Water samples were taken and a chlorophyll measurement was made in the coastal zone. Measurements will continue to be taken.
The results of the first measurements and comparative videos can be found on our team’s website along with other information about how we worked and the partnerships we made.
The period when eutrophication in particular, is the warmest months, so the main conclusions of our research will be completed after the end of our specific participation in ESERO. We have developed relationships with institutions and universities that will professionally orient students and raise awareness of the problems of climate change.

Ο πρώτος στόχος που τέθηκε από την ομάδα ήταν η πλήρης κατανόηση του θέματος και του προβληματισμού. Χωρίζοντας την εργασία σε πέντε θεματικές ενότητες (Κλιματική Αλλαγή, Ευτροφισμός, Ο Κύκλος του Νερού, Το Φαινόμενο του Θερμοκηπίου, Βιολογικός Καθαρισμός) και εξετάζοντας αυτές, μπορέσαμε να εμβαθύνουμε στις γνώσεις αυτές και να κινηθούμε στο κυρίως ερώτημα. Έτσι, αναρτήθηκαν στην συνεργατική πλατφόρμα των μελών, υλικό σε σχέση με τα παραπάνω θέματα.
Αφού ολοκληρώσαμε την εκπαιδευτική διαδικασία, οδηγηθήκαμε στην πειραματική. Αρχικά, συλλέξαμε δορυφορικές εικόνες και συνθέσαμε δύο συγκριτικά βίντεο: (βλέπε ιστοσελίδα μας). Με βάση το βίντεο timelapse, συνδυάσαμε τις ημερομηνίες που υπήρχαν επιτόπιες παρατηρήσεις τους προηγούμενους μήνες και βρήκαμε πλήρη αντιστοίχιση των δορυφορικών εικόνων με τις παρατηρήσεις αυτές.
Η έρευνα συνεχίστηκε με συσχετισμό της χιονοκάλυψης του Ολύμπου με την συχνότητα εμφάνισης ευτροφισμού ανά έτος.
Μια πρώτη παρατήρηση είναι ότι τις χρονιές που τα χιόνια έλιωναν πιο γρήγορα, τα φαινόμενα ευτροφισμού ήταν αυξημένα. Ωστόσο, χρειάζεται μελέτη περισσότερων παραγόντων για να βγάλουμε συμπεράσματα, μια και ανακαλύψαμε ότι ο ευτροφισμός είναι αρκετά εκτεταμένος στην περιοχή του Θερμαϊκού κόλπου, και επομένως επηρεάζεται από συνθήκες στην ευρύτερη περιοχή της κεντρικής Μακεδονίας και όχι μόνο από τις τοπικές συνθήκες.
Έγιναν δειγματοληψίες νερού και μια μέτρηση χλωροφύλλης στην παράκτια ζώνη. Οι μετρήσεις θα συνεχίσουν να γίνονται.
Τα αποτελέσματα των πρώτων μετρήσεων και συγκριτικών βίντεο θα τα βρείτε στην ιστοσελίδα της ομάδας μας μαζί με άλλες πληροφορίες για τον τρόπο που εργαστήκαμε και για τις συνεργασίες που κάναμε.
Η περίοδος που αναπτύσσεται ο ευτροφισμός ιδιαίτερα, είναι οι θερμότεροι μήνες, για αυτό τα κύρια συμπεράσματα της έρευνάς μας θα ολοκληρωθούν μετά το πέρας της συγκεκριμένης συμμετοχής μας στο ESERO. Αναπτύξαμε σχέσεις με φορείς και πανεπιστήμια που θα προσανατολίσουν επαγγελματικά τους μαθητές και θα τους ευαισθητοποιήσουν στα προβλήματα της κλιματικής αλλαγής.

What’s Next? Actions to make a difference and help lessen the problem

The study that we have started to do requires much more observation time. We will continue this throughout the year since our student group is excited about the scientific knowledge they are gaining through engaging in scientific methods and investigations. Their awareness of climate issues will help to highlight and address climate issues in the local and wider community. We also develop partnerships with institutions and universities that help in the vocational orientation of students. The attached website will present all the research and results to follow.

Η μελέτη που αρχίσαμε να κάνουμε απαιτεί πολύ περισσότερο χρόνο παρατηρήσεων. Θα το συνεχίσουμε καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους μια και η μαθητική μας ομάδα δηλώνει ενθουσιασμένη για τις επιστημονικές γνώσεις που αποκτά μέσω της ενασχόλησης με τις επιστημονικές μεθόδους και έρευνες. Η ευαισθητοποίησή τους στα κλιματικά προβλήματα θα βοηθήσει στην ανάδειξη και στην αντιμετώπισή τους στην τοπική και ευρύτερη κοινωνία. Επίσης, αναπτύσσουμε συνεργασίες με φορείς και πανεπιστήμια που βοηθούν στον επαγγελματικό προσανατολισμό των μαθητών. Στην ιστοσελίδα που επισυνάψαμε, θα παρουσιάζεται όλη η έρευνα και τα αποτελέσματα που θα ακολουθήσουν.

Project link:

https://sites.google.com/view/climate-detectives-mt-olympus/

Project poster:

Download project poster PDF

This project was automatically translated into English.
Projects are created by the teams and they take the full responsibility of the shared data.
← All projects