Optical properties and validation of SeaWIFS in Turkish sea

Abstract

Öz Optical Properties and Validation of SeaWiFS in Turkish Seas Sancak, Serkan Yüksek Lisans, Fiziksel Oşinografi Bölümü Tez Yöneticisi: Doçent Dr. Şükrü Beşiktepe Eylül 2001,111 sayfa Türk Denizlerinin optik özellikleri hakkındaki çalışmaların yetersiz oluşu ve söz konusu bölge için SeaWiFS uydusunun ayar (calibration) ve geçerlilik (validation) çalışmalarını yapma gayesi bu tezin konusunu belirlemiştir. Yansıma (reflectance), irradyans (irradiance) ve transmisyon (transmission) gibi temel optik özellikleri belirlemek amacı ile yerinde (in-situ) çalışmalar yüzey ve su kolonunda yapılmıştır. Uzaktan algılamaya yönelik yerinde çalışmalar kapsamında ise, yukarıdaki ölçümlerle eşgüdümlü olarak yerinde klorofil-a ölçümleri yapılmıştır. Bunlar dışında bazı ek kimyasal, biyolojik ve hidrolojik ölçümler de yapılmıştır. Optik veriler, Karadeniz, Akdeniz, Marmara ve Ege Denizlerinin kendi içlerindeki ve aralarındaki optiksel değişikliklerin tartışılmasına olanak vermektedir. Bu bize optik çalışmalar ışığında bu denizlerin farklı sularını ayırdetme imkanını sunar. Bu verileri klorofil-a gibisinden diğer verilerle birleştirmek, SeaWiFS uydu verilerinin denizlerimiz için geçerli olupolmadığını kontrol etmemize yardımcı olmuştur. Uzaktan algılamayla elde edilmiş veriler üzerinde klorofil-a algoritmalarının kullanılması sonucu, yerinde ve uzaktan algılama ile elde edilmiş veriler arasında bir sapma olduğu gözlenmiştir. Bölümler içerisinde yapılan tartışmalar ışığında OC4 algoritmasında bir değişiklik yapılmıştır. Değişklikler sonucu elde edilen ve OCA adı verilen yeni algoritma Akdeniz için, yerinde ölçüm değerlerine çok yakın sonuçlar vermiştir. Türkiye'yi çevreleyen denizlerde bu doğrulukta tahminler sadece OCA ile elde edilmiştir. Yine de, Karadeniz, Marmara ve Ege Denizleri için daha fazla veriye ihtiyaç duyulmaktadır. Daha fazla hidrolojik, biyolojik ve kimyasal veri ile farklı mevsimlerde yapılacak seferlerin desteği yardımıyla algoritmadaki değişiklik dört denizimiz için de mükemmelleştirilebilir. Bu SeaWiFS uydu verilerinin birincil üretim çalışmalarında kullanımına yol açacaktır. Anahtar Kelimeler: SeaWiFS, Deniz Optiği, Uzaktan Algılama, Klorofil-a, Karadeniz, Akdeniz, Ege Denizi, Marmara Denizi.

Abstract Optical Properties and Validation of SeaWiFS in Turkish Seas Sancak, Serkan M. Sc, Department of Physical Oceanography Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Şükrü Beşiktepe September 2001,111 pages The subject of this thesis has been chosen due to the insufficient studies on optical properties of Turkish Seas and calibration and validation of SeaWiFS data for the region. To define the fundemental optical properties such as reflectance, irradiance and transmission in-situ measurements are carried out at the surface and in the water column. Studies for remote sensing are carried out by additional in-situ chlorophyll-a measurements parallel to these observations. Some other chemical, biological and hydrological measurements are also performed. Optical data gives us a way to discuss Black Sea, Marmara, Aegean and Mediterranean among themselves and how their optics change from one to another. This leads a way to separate these different water bodies with optical studies. Combining these outputs with other results such as chlorophyll-a, helped us to check if SeaWiFS data is valid for our seas. A shift is observed between remote and in-situ data when chlorophyll-a iiialgorithms used. With the help of discussions made in earlier sections a modification made on the OC4 algorithm. The new modified algorithm named as `OCA` and gives very close values to the in-situ measurements in Mediterranean. For seas surrounding Türkiye, this accuracy can only be derived with OCA. However, for Black Sea, Marmara and Aegean Sea it is understood that we are in need of more data. With more hydrological, biological and chemical data support and with more cruises in different seasons the modification can be perfected for all four seas that will lead a way to the use of SeaWiFS data for primary production. Keywords: SeaWiFS, Ocean Optics, Remote Sensing, Chlorophyll-a, Black Sea, Mediterranean, Sea of Marmara, Aegean Sea.