KARADENİZ VE LEVANT BASENİ’NİN FİZİKSEL VE BİYOLOJİK ÖZELLİKLERİNİN SEZONLUK VE ON-YILLIK DEĞİŞKENLİKLERİNİN UZAKTAN ALGILAMA İLE BELİRLENMESİ

Black Sea and Eastern Mediterranean (Levantine basin) have gone through a number of documented changes in the recent decades. Recently acquired satellite data document rapid warming, increased sea level and decreased chlorophyll-a (phytoplankton) in the Black Sea and Levantine basin. Aim of this study is to address warming in the Black Sea and Levantine basin, as well as to investigate the phytoplankton response to changing environmental conditions at seasonal to interannual timescales. In the first part of the study, sea surface temperature (SST) in the Black Sea and Levantine were investigated over the study period 1982-2012. Warming trends, thermal anomalies and results of an empirical orthogonal functions analysis (EOF) was used to interpret the spatiotemporal variability of SST in the Black Sea and Levantine basins. In the second part of the study, changes in Chlorophyll-a were investigated for the Black Sea and Levantine basin as well as its responses to changes in physical environment. EOF analysis were conducted on weekly datasets of chlorophyll-a (CHL-A), sea surface temperature (SST) and absolute dynamic topography (ADT) for 1998-2012. EOF analysis was utilized to investigate the variability at seasonal and interannual time scales. Response of CHL-A to SST and ADT as well as to riverine and heat fluxes were investigated. The first part of the study documented intense warming in the Black Sea and less intense warming in the Levantine basin, both displaying spatio-temporal variability. The second part of the study documented that the Black Sea chlorophyll-a decline as a result of changing wind pattern, eventually changing the intensity of the circulation, whereas in the Levantine basin, chlorophyll-a decline was linked to decreased winter convective mixing. This thesis documents the impacts of global change on physics and biology of the Black Sea and Levantine basin, providing an insight into possible consequences of global warming in the regional seas.Karadeniz ve Doğu Akdeniz (Levant baseni) son on-yıllarda belgelenmiş birçok değişiklikten geçmiştir. Güncel uydu verileri Karadeniz ve Levant baseninde ısınma, artan deniz su seviyesi yüksekliği ve azalan klorofil (fitoplankton) göstermektedir. Bu çalışmanın amacı Karadeniz ve Levant basenindeki ısınmayı belirlemenin yanı sıra, fitoplanktonların değişen çevre koşullarına olan sezonluk ve yıllar arası tepkilerinin araştırılmasıdır. Çalışmanın birinci kısmında, Karadeniz ve Levant basenindeki deniz suyu sıcaklığı (DYS) 1982-2012 için incelenmiştir. Isınma trendleri, sıcaklık anomalileri ve ampirik ortogonal fonksiyon (AOF) analizi sonuçları kullanılarak Karadeniz ve Levant baseni DYS’lerinin zamansal ve mekansal değişkenliği araştırılmıştır. Çalışmanın ikinci kısmında, Karadeniz ve Levant baseni klorofil-a değişimlerinin yanı sıra, fiziksel çevredeki değişimlere olan tepkisi de incelenmiştir. AOF analizi 1982-2012 arasında haftalık klorofil (CHL-A), deniz suyu sıcaklığı (DYS) ve deniz suyu yüksekliği (ADT) verilerine uygulanmıştır. AOF analizi, sezonluk ve yıllar arası değişimlerin incelenmesinde kullanılmıştır. CHL-A’nın DYS ve ADT’nin yanı sıra, nehir debisi ve ısı akımı değişimlerine olan tepkisi de incelenmiştir. Çalışmanın birinci kısmı Karadeniz’de aşırı ısınma olduğunu ortaya koyarken, Levant baseni görece daha az ısınma göstermiş olup, her iki bölgede de zamansal ve mekansal değişkenlik görülmüştür. Çalışmanın ikinci kısmı, Karadeniz’deki CHL-A azalmasının değişen rüzgar paterninin sonucu olarak değişen akıntı sisteminin sonucu olduğu, Levant baseninde ise, CHL-A azalmasının azalan kış karışımıyla bağlantılı olduğu ortaya konmuştur. Bu tez, küresel değişimlerin, Karadeniz ve Levant baseninin fiziksel ve biyolojik yapısı üzerindeki etkilerini belgelemekte ve küresel ısınmanın bölgesel denizlerdeki etkilerinin anlaşılmasında bir örnek teşkil etmektedir.Ph.D. - Doctoral Progra