Analysis of sea ice concentration around Horseshoe Island in Marguerite Bay with satellite imagery
Marguerite Körfezi'nde Horseshoe Adası çevresinin deniz buzu kontrasyonu'nun uydu görüntüleri ile analizi
- Tez No: 899612
- Danışmanlar: PROF. DR. BURCU ÖZSOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Denizcilik, Gemi Mühendisliği, Marine, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Deniz Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 213
Özet
Dünya haritasına baktığımızda en alt kısımda bembeyaz bir kıta görürüz. Burası halk arasında sadece çok soğuk ve penguen dolu bir yer olarak bilinir. Antarktika Kıtası, bizim kullandığımız Mercator projeksiyonlu dünya haritasında dümdüz görünür iken aslında 14,2 milyon km2 büyüklüğünde ve etrafı Güney Okyanusu ya da diğer adıyla Antarktika Okyanusu ile çevrilmiş oldukça büyük bir kıtadır. Antarktika Kıtası, Avrupa ve Avusturalya kıtalarının yüzölçümlerinden daha büyüktür. Bu devasa alanı gözümüzde canlandırabilmek için; Antarktika'nın içine yaklaşık 18 tane Türkiye sığabileceğini düşünebiliriz. Ayrıca, Güney Okyanusu ise hemen hemen aynı büyüklüktedir ve dünyadaki çeşitli okyanus akıntıları ile taşınan birbirinden farklı canlıları Antarktika kıyılarına sürükler. Bu sayede dünyanın en soğuk sularındaki deniz yaşamındaki canlılığı da arttırır. Hatta suların derinliğinden yüzeye hareket eden dünyadaki en hızlı deniz akıntısı da bu okyanunsta yer almaktadır. Antarktika'ya bir seyahat planını çoğumuz hiç aklımızdan bile geçirmemiştir. İnsan nüfusunun çoğunun kuzey yarım kürede bulunması sebebiyle buraya gemi ya da uçak ile ulaşmak oldukça maliyetlidir. Yılda yaklaşık elli bin turist yaz aylarında buzulların eriyişleri ile penguenlerin doğal yaşantısını gözlemlemek için Kıta'nın yarımada bölgesine hareket eden turist gemilerine katılırlar ve bu geziler genellikle bir veya birkaç hafta sürer. Antarktika Kıtası üzerinde insan yaşamı için elverişli koşullar bulunmamaktadır ve kıtada yerli halk yaşamı hiç bir zaman gerçekleşememiştir. Bunun yerine günümüzde yüze yakın bilim istasyonu inşa edilmiş durumdadır ve bu yapılarda bilim insanları yaşamlarını belli dönemler için sürdürebilirler. Genellikle bu dönemler yaz ayları boyunca yaşanırken, bazı bilim istasyonlarında bilim insanları bir yıl kadar uzun süre kalabilmektedir. Bilim insanlarının değişim zamanları ise deniz ulaşımın gerçekleşebildiği yaz dönemine denk gelmektedir. Antarktika'nın buzulları dünyanın %70'den fazla tatlı suyunu barındırır ve erimeleri sonucu dünyamızın deniz seviyesi yükselir. Buzul çağının maksimumundan sonar devam eden süreçte bu olay yaşanmaya devam etmektedir. Buzulların yanı sıra Antarktika dendiğinde akla gelen ikinci ve en önemli buz türü deniz buzlarıdır. Deniz buzları iklim dengesinin sağlanmasının yanı sıra her iki kutup bölgesinde de ekosistemdeki besin ağının başlangıcı olarak sayılmaktadır. Deniz buzları yaz aylarında erir iken birçok alan deniz trafiğine açılsa da bu durum canlılık üzerinde oldukça etkilidir. Fakat kış aylarında donması gereken deniz buzu alanları günümüzde gittikçe azalarak canlılık üzerinde oldukça negatif yönlü bir etki oluşturmakta ve gemi trafiğinin artmasına sebep olmaktadır. Antarktika Kıtasına bakıldığında en çok erimenin Antarktika Yarımadası bölgesinde olduğu ve yüz bilim üssünün neredeyse yarısının burada inşa edildiği görülmektedir. Türk bilim insanları da çalışmaları bu bölgeye ve Antarktika Yarımadası'nın en güney kesimlerinde yer alan Marguerite Körfezi'ndeki Horseshoe Adası'na yoğunlaştırmışlardır. Bu doktora tezinin amacı, Antarktika Yarımadası'nda, Antarktika Dairesi'nin içinde yer alan Horseshoe Adası'nın çevresindeki deniz buzu oluşumunun gemi lojistiği ve bilimsel araştırmaların saha çalışmalarına katkı sunabilmek amacıyla incelenerek gelecek seferlerde gemi emniyetli seyrine ve gemi seçimine deniz buzu analiziyle yarımcı olmasıdır. Çalışma, Horseshoe Adası'nın batı yaklaşımında bulunan Marguerite Körfezi'ndeki yıl boyunca oluşan ve yazları büyük oranda eriyerek sıvı haline dönen deniz buzlarının, açık veri tabanlarında paylaşılmış uydu görüntüleri ile eski dönemlerdeki durumlarının izlenerek gelecek dönemler için analiz ve tahmin oluşturulmasını kapsamaktadır. Horseshoe Adası geçtiğimiz yüzyılda İngiliz bilim istasyonuna ev sahipliği yapmış ve Marguerite Körfezi içerisinde oldukça elverişli bir lokasyonda bulunmaktadır. Fakat İngilizlerin sadece meteoroloji ve jeolojide yoğunlaşan çalışmaları dışında Ada pek incelenmemiş ve kısa sürede bilim üssü kapatılarak günümüzde Base Y isimli tarihi bir anıt olarak korunmuştur. 2017 yılına gelindiğinde ise İlk Türk Antarktika Bilimsel Seferi kapsamında Antarktika Yarımadası boyunca çalışmalar yapılmış ve sefer ekibi en güney noktada Horseshoe Adası'nda çeşitli ölçümler ve bilimsel örneklemeler gerçekleştirmiştir. Bir sonraki yıl yapılan seferde ise bilim insanları Ada'da daha fazla çalışma yapmış ve literature oldukça katkılı yayınlar ortaya koymuştur. Üçüncü seferde ise Türk bilim insanları Ada'da Geçici Türk Bilim Kampı'nı üç modüler yapıdan oluşacak şekilde inşa etmiştir. Ayrıca Antarktika'daki İlk Türk Meteoroloji İstasyonu da Ada üzerinde kurulmuş ve faaliyete geçilmiştir. Böylece Horseshoe Adası çevresinde deniz buzu süreçlerine de katkısı olan hava durumunun detaylı incelenmesi başlamıştır. Dördüncü seferde Türk ekibi Ada üzerine 2 adet GNSS istasyonu kurmuş ve istasyonlardan biri ile deniz seviyesi ölçümüne başlamıştır. Bu çalışma ile eriyen buzulların deniz seviyesine etkisinin araştırılmasının yanısıra kışın oluşan ve yazın eriyen deniz buzlarının da deniz seviyelerine etkisi araştırılabilecektir. Beşinci seferde bilim insanları Covid-19 pandemisi nedeniyle Ada'ya küçük bir ekiple intikal etmiş ve otomatik istasyonların bakımlarını gerçekleştirmiştir. Bu sefer zamana diğer seferlere oranla daha geç bir yaz ayı döneminde yapıldığı için Ada çevresinde oldukça fazla deniz buzu gözlemi de yapılmıştır. 2022 yılında yapılan altıncı seferde ise bilim insanları deniz buzlarının bölgede oldukça erimesi ile deniz dibi, deniz alanları gibi farklı bölgelerde de araştırmalar yapmıştır. 2017'den beri devam eden Türk bilim seferleri gemi ile bölgeye intikal edilmesi ile Ada üzerindeki ve denizdeki çeşitli projelerden oluşmaktadır. Projeler kapsamında geminin Ada'ya yaklaşabilmesi, geminin seçiminde buz sınıfının dikkate alınması ve gemilerin hangi deniz buzu dönemlerinde sefer yapmaya elverişli olduğunun bulunması gibi çalışmalar seferlerin kalitesini ve süresini arttıracağı öngörülmüştür. 1 Ocak 2017 yılında yürürlüğe giren Kutup Kodu doğrultusunda Antarktika sularına gelen gemiler belirli kriterlere uymak ve bölgesine göre gerekli buz sınıfı gemi kategorisinde olması gerekmektedir. Bu doğrultuda bölgelerin deniz buzu özelliklerinin ve karakteristiklerinin bilinmesi gerekmektedir. Bu araştırmayı gerçekleştirebilmek için detaylı literatür taraması yapıldıktan sonra açık olarak dünyada paylaşılan uydu verileri incenelerek hangilerinin daha uygun olacağı belirlenmiştir. Bu çalışmada NASA'nın Terra / MODIS uydu görüntüleri kullanılarak Horseshoe Adası Marguerite Körfezi kapsamında çalışma ortaya konmuştur. Bu kapsamda 8 binin üzerinde uydu görüntüsü incelenmiştir. İlk olarak gemi trafiği ortaya çıkartılmış ve Horseshoe Adası bölgesinde 4 farklı lokasyon tespit edilerek değerlendirmeye alınmıştır. Gemi trafiği verileri Antarktika Antlaşması sistemindeki resmi veriler ile de kontrol edilmiştir. 4 lokasyon özelinde uydu görüntüleri tek tek incelenerek deniz buzu varlığı, özellikleri, türleri, kapladıkları alan vb. durumları incelenmiştir. Ortaya çıkartılan veriler gün gün, ay ay, yıl yıl şeklinde incelenmiş ve 2000 ile 2022 yılları arasındaki deniz buzu varlıkları detaylı bir şekilde ortaya konmuştur. 4 farklı bölge olan Horsehose Adasına batıdan yaklaşım alanı, Lystad Körfezi, Sally Koyu ve Gaul Koyu birbirleri arasında da kıyaslanarak hangi bölgenin gemi demirleme alanı veya emniyetli seyir alanı olarak uygun olduğu tespit edilmiştir. İncelenen uydu verileri, 2017 yılından beri Horseshoe Adası bölgesinde sefer sırasında yapılan deniz buzu gözlemlerinin yersel verileri ile de karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Ayrıca Göktürk – 2, RASAT ve SPOT uydularından alınması başarılan birkaç görüntü de karşılaştırmada kullanılarak MODIS verilerinin doğrulaması yapılmıştır. Gelecek yıllarda Türk Bilim İstasyonuna hizmet vermesi planlanan bölgenin Lystad Körfezi'nde planlanması ve ileride imkan ve çevre değerlendirmesi uygun olur ise yapılabilecek rıhtımın Lystad Körfezi'nde olabilmesi önerilmiştir. Son yıllarda bölgede neredeyse hiç çok yıllık deniz buzu oluşmamıştır. Bu sonuç yüksek buz sınıfı gemilere ihtiyaç duyulmayacağını kanıtlamaktadır. Deniz buzsuz günlerin fazla olması ve özellikle sırasıyla Mart, Şubat, Nisan ve Ocak aylarının kullanılması tavsiye edilmekte olup bu dönemlerde Kutup Kodu'na göre C kategorisindeki gemilerin kullanılabileceği belirtilmektedir. Kış aylarında ise özellikle Haziran, Temmuz ve Ağustos ayları döneminde Kategori C gemileri yerine Kategori A ve B'de yer alan buz sınıfı gemi türlerinin bölgede seyir yapmasının uygun olacağı belirtilmektedir. Giderek artan ortalama sıcaklık değerleri ve her yıl yeniden kırılan deniz buzu erime rekorları sebebiyle gelecek yıllarda daha fazla deniz buzsuz gün olacağı öngörülmektedir. Uydu görüntülerinde incelenen bulutluluk durumlarında ise Horseshoe Adası atmosferinin oldukça kapalı ve parçalı bulutlu yapıya sahip olduğu görülmüştür. Yıllık ortalama 38 gün civarında açık hava mevcut olup bu durumun ülkemizdeki Göktürk -2, RASAT, İMECE gibi optic uydu kullanımını kısıtlayacağı belirtilmiştir. Bu çalışma gelecek yıllarda bölgeye yapılacak Ulusal Antarktika Bilim Seferlerinde gemi planlaması, gemi seçimi ve deniz buzu durumuna göre proje çalışmalarının şekillendirilmesi kapsamında bilim insanlarına katkı sunacaktır. Çalışmadaki sonuçlar bölgedeki gemilerin emniyetli seyri ve gemi seferlerinin verimlilik artışına ışık tutacaktır.
Özet (Çeviri)
Although the Antarctic Peninsula is one of the Polar Regions most affected by global climate change, changes in sea ice formation in the Southern Ocean also play a dynamic role in this change as a crucial element in all other scientific measurements and ecosystem. Sea ice is of great importance for humans, underwater life and the creatures on which it serves as a hunting ground. This importance develops in many different areas ranging from the reflection of the sun's rays back on the albedo scale to the intense proliferation of plankton to maintain the marine ecosystem. The formation of sea ice, especially around Horseshoe Island and in the Marguerite Bay, affects the logistics and scientific processes of Turkish scientific studies in Antarctica. These effects are shaped both economically and periodically by the formation of sea ice and its properties. Since the planning of the deployment of the Turkish Scientific Research Station in Antarctic Peninsula, which is the strategic target of Türkiye for Antarctic research, the region's properties were need to analyze in case of sea ice conditions of the area for further research and logistic operations in the waterways. In this study, it is aimed to periodically reveal the formation of new/old ice in the region with the minimum and maximum coverage areas by using the data of the satellite technology that has developed and grew in recent years. Over 8000 satellite images of NASA's Terra / Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer instrument (MODIS), were collected and examined especially for the years between 2000 and 2022. Latest marine traffic tracks of the area analyzed to understand maritime needs for the natural or artificial ports / berths for the future vessel operations. For that reason there are four areas selected to analyze; the approach site from West direction to Horseshoe Island, Sally Cove which host old British Station called Base Y, Lystad Bay which host Turkish Scientific Research Camp and Gaul Cove which lies in the Eastern side of the Horseshoe Island. The research results from satellite images shows that the recent years are not let the occurence of multiyear sea ice in the area. The most productive months for ship navigation seen as March, February, April and January for any kind of vessel due to plenty of sea ice free days. The study shed lights on the upcoming vessel selection according to appropriate polar class which can navigate safely during expeditions to Horseshoe Island by monthly sea ice conditions. The average number of sea ice free days seems increasing due to increasing temperature trends. However, the cloudiness is high and clear skies only counted as 38 days in average for the last twenty years. It shows that the optical satellite usage for the area is not suitable. The outputs of this research will shed light on the vessel navigation to ensure safety and effectiveness of the expeditions to Horseshoe Island.
Benzer Tezler
- Scaling-up eutectic freeze crystallization
Ötektik donma kristalizasyonunda boyut büyütme
FATMA ELİF GENCELİ
Doktora
İngilizce
2008
Kimya MühendisliğiTechnische Universiteit Delft (Delft University of Technology)PROF. DR. GEERT JAN WITKAMP
- Van Gölü'nde su seviye değişimleri ile yağışlar arasındaki ilişkinin tespiti
Başlık çevirisi yok
S.GÜLAY SEZEN
- Geochemistry, mineralogy, and genesis of the zinc-lead sulfide ore deposit, Kirazlıyayla, NW Turkey
Kirazlıyayla (KB Türkiye) çinko kurşun sülfid maden yatağının jeokimyası, mineralojisi ve jenezi
FARHAD JAVID MAJD
Doktora
İngilizce
2024
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN ÇİFTÇİ
- Marmara denizi Tekirdağ kıyı bölgesi balık ve sediment örneklerinde esansiyel ve toksik metallerin birikimi ve dağılımı
Accumulation and distribution of essential and toxic metals in fish and sediment samples from Tekirdağ coastal region, the Marmara sea
VEYSİ DALMIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
KimyaTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEMİNE ŞABUDAK
DOÇ. DR. AYŞE HANDAN DÖKMECİ
- Türkiye kıyılarında tersane ve marina faaliyetlerinden kaynaklanan organik kirletici seviyelerinin pasif örnekleyiciler yardımıyla belirlenmesi
Determination of organic pollutant levels in shipyard and marina waters by passive sampling
ATİLLA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OYA OKAY
DOÇ. DR. BARIŞ BARLAS