Deniz ortamındaki alg patlamaları ile çöl kökenli tozlar arasındaki olası bağlantının küresel anlamda izlenmesi
The investigation of the possible relation amongst the algae blooms over the marine environment and desert origin dust
Yazar: NİHAL CEYLAN
Danışman: PROF. DR. AHMET CEMAL SAYDAM
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Dünya okyanuslarındaki fitoplankton gelişiminin çözünebilir demir tarafından sınırlandırıldığı ve demirin okyanuslardaki ana kaynağının toz taşınımı olduğu geniş bir kitle tarafından kabul edilmektedir. Bu çalışmanın amacı küresel anlamda deniz ortamında meydana gelen alg patlamalarının, çöl kökenli tozların yaş çökelmesi, nedeni ile oluşup oluşmadığını araştırmaktır. 
Çalışma Alanı olarak Atlantik okyanusunda -30° Batı ve -60° Batı boylamları arasında kalan 30° Kuzey -60° Kuzey (I), 0° - 30° Kuzey (II) ve 0° - (-30°) Güney (III) enlemleri ile sınırlı olan alanlar seçilmiştir. Uydu teknolojileri yoluyla elde edilen ve Giovanni online veri sitemi aracılığı ile ulaşılan verilerin analizi Coğrafi Bilgi Sistemleri ve istatistik yazılımları kullanılarak yapılmıştır. İkisi atmosferik (aerosol optik derinlik ve yağış), biri okyanus kaynaklı (klorofil a) değişkenlere ait veriler küresel, orta çözünürlüklü ve 10 yıllık (2001-2010)  zamansal çözünürlüğe sahiptir. Sırasıyla MODIS Aqua/Terra, TRMM ve SeaWIFS uydularının sağladığı veriler kullanılarak, atmosferik değişkenlerin fitoplanktonlar ile ilişkisi araştırılmıştır.
Hem aylık hem de 8 günlük verilerin incelenmesi sonucunda klorofil a parametresinin en yüksek olduğu çalışma alanları sırasıyla III, I ve II şeklindedir.  AOD bakımından söz konusu çalışma alanları göz önünde bulundurulduğunda, aynı aylık verilerin incelenmesinde olduğu gibi 8 günlük verilerle yapılan incelemede de kuzey enlemlerinden güney enlemlerine doğru azalarak mevsimsel dalgalanma gösterdiği belirlenmiştir. Günlük verilerle yapılan değerlendirmede aylık verilerde olduğu gibi yine en yüksek yağış miktarları sırasıyla III, I ve II şeklindedir.  Bu sıralama söz konusu 3 bölgedeki klorofil a değerlerinin gösterdiği sıralama ile aynıdır. Bu da klorofil a üzerinde asıl belirleyici etmenin yağış olduğunu düşündürmektedir.
10 yıllık ve 8 günlük maksimum kompozitlerin ortalamalarının geriye doğru 48 gün gidilerek yapılan korelasyon analizinde aylık verilerle yapılan korelasyon analizinden farklı olarak daha belirgin bir zaman aralığında gerçekleşen AOD ve yağış parametrelerinin klorofil a ile olan ilişkisini belirlemek mümkün olmuştur. Bu sayede daha küçük alanlarda aynı yaklaşım kullanılarak yağış ve AOD parametrelerinin klorofil a üzerindeki episodik etkilerinin ortaya koyulabileceği düşünülmektedir. Ancak burada belirtilmesi gereken konu korelasyonlar bakımından, her bir çalışma alanında farklı dönemlerde ve farklı güçlerde etkileşimin görülmesidir. Bir de verilerin zamansal çözünürlüğünün artması sonucunda hesaplanan korelasyonlarda verilerin arasındaki korelasyonların zamansal çözünürlük arttıkça azaldığı görülmüştür. 
Sonuç olarak bu tez çalışması ile küresel anlamda toz yağış ve alg patlaması arasında bir ilişkinin olduğu hipotezini destekleyecek bulgular elde edilmiştir. Bu yaklaşım alg patlamalarının okyanuslarda su kütlelerinin yukarı yükseldiği (upwelling) belirli bölgeler haricinde atmosferik girdiler ile de desteklendiğini gösteren bir çalışmadır.

Abstract:
Phytoplankton growth is limited by dissolved iron in the oceans of the world and the main source of iron in the ocean is accepted by a wide audience that the transport of dust. The aim of this study is to investigate algal blooms whether it occurs by means of wet deposition of desert origin dust or not over marine environment  on a global basis. 
The interjacent areas between -30 W and -60 ° W longitudes and limited with 30 ° N -60 ° N (I),  0 ° - 30 ° N (II) and 0 ° - (-30 °) S (III) latitudes have been selected for study regions. The analysis of the data was performed using GIS and statistical softwares obtained by satellite Technologies and achieved via Giovanni online data system. The two atmospheric (aerosol optical depth and precipitation), one oceanic origin (chlorophyll a) variables of global data is used having 10 years (2001-2010) temporal and moderate spatial resolution. The relationship between phytoplankton and atmospheric variables were investigated using data provided by the MODIS Aqua / Terra, TRMM and SeaWIFS sattellites.
The analysis of both monthly and 8-day data  revealed that chlorophyll a is highest  respectively in the  study regions of  III, I and II. Examination of 8-day data in terms of AOD showed that, there is a deacreasing trend right down to the southern lattitudes of the northern lattitudes which fluctuates seasonally just as in the monthly data. The assessment of precipitation made by the 8-day data is identical to the sequence in which the chlorophyll a in the three of the study regions as in the monthly data. This suggests that the main determining factor on chlorophyll a is rainfall.
Unlike the monthly data, correlation analysis of 10 years and 8 days maximum composites averages by going 48 days backwards, the relationship between chlorophyll a and AOD have been  able to determined  which is realized in a more specific time interval. Using the same approach, the episodic impacts of rainfall and AOD on chlorophyll a can be revealed. However, the issue should be mentioned here terms of correlations is that, the interaction is seen in different periods and in different power in each of the study areas. the calculated correlations have been shown to decrease with the increase in temporal resolution data. 
As a result of  this thesis, findings have been obtained to support the hypothesis that there is a relationship amongst dust, rainfall and algal blooms on a global basis. This approach showing that algal blooms in the ocean is also supported by atmospheric inputs except certain areas like upwelling regions.