Γεωστατιστική μελέτη της συμμεταβολής της χλωροφύλλης και της επιφανειακής θερμοκρασίας θάλασσας από δορυφορικές εικόνες

Abstract

Η μελέτη του θαλάσσιου περιβάλλοντος θεωρείται πολύ σημαντική για την ακόλουθη μελέτη άλλων θεμάτων όπως είναι η αλιεία και η διατήρηση του θαλασσίου περιβάλλοντος. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια γεωστατιστική μέθοδος η οποία βασίζεται στα αποτελέσματα της μεθόδου EOF και στη συνέχεια στην κατασκευή βαριογραμμάτων και cross-correlograms για τη μελέτη φαινομένων όπως είναι η πρωτογενής παραγωγικότητα, η ωκεάνια κυκλοφορία και η κλιματική αλλαγή, βασιζόμενη στη συνδιαστική μελέτη δύο θαλάσσιων παραμέτρων που μεταβάλλονται στο χώρο και στο χρόνο. Οι παράμετροι που χρησιμοποιήθηκαν στην εν λόγω εργασία ήταν η Chl-a (χλωροφύλλη α) και η SST (επιφανειακή θερμοκρασία θάλασσας) και η περιοχή μελέτης ήταν το Βόρειο Αιγαίο. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν μηνιαία δορυφορικά δεδομένα των ετών 1998 και 1999 και προήλθαν από τους δορυφορικούς δέκτες SeaWIFs (όσον αφορά τα δεδομένα της χλωροφύλλης α) και AVHRR (όσον αφορά στα δεδομένα της επιφανειακής θερμοκρασίας θάλασσας). Επιπρόσθετα, η μέθοδος EOF χρησιμοποιήθηκε για την εξαγωγή της κύριας πληροφορίας από το μεγάλο αυτό σετ δορυφορικών δεδομένων. Τα προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν το ArcMap για τη δημιουργία και παρουσίαση όλων των θεματικών χαρτών και το MATLAB για τον υπολογισμό της EOF και της δημιουργίας των βαριογραμμάτων και των cross-correlograms καθώς και των παραμέτρων των μοντέλων τους. Όλα τα αποτελέσματα που προέκυψαν, αποκάλυψαν τις κύριες χωρικές και χρονικές παραμέτρους που κυριαρχούν στην περιοχή μελέτης, την ισχυρή τάση που επικρατεί και στις δύο παραμέτρους καθώς και την αρνητική συσχέτιση που επικρατεί ανάμεσα στις δύο παραμέτρους αν αφαιρεθεί η ισχυρή τάση που επικρατεί.

The study of the marine environment is very important and crucial for the realization of other aspects such as the fisheries science and marine conservation. In this study we present a geostatistical method based on the EOF method, the variograms and the cross-correlograms for the assessment of phenomena such as primary productivity, oceanic circulation and climatic change, based on the combined study of two water parameters that vary in time and space. The parameters used for this study were Chl-a (chlorophyll-a) and SST (sea surface temperature) and the study area was the North Aegean Sea. The data used was monthly satellite data for the years 1998 and 1999 and was obtained from the satellite sensors SeaWIFs (as far as the chl-a data) and AVHRR sensor (as far as the SST data). Furthermore, the EOF Method was used for the extraction of the main information from this large set of satellite data. The programs used were the ArcMap for the creation and the presentation of all thematic maps and the MATLAB for the calculation of the EOF and the creation of the variograms, cross-correlograms and their model parameters. All the obtained results revealed the basic time and space patterns that dominate in the study area, the strong trend which is observed in both parameters and the negative correlation that exists between the two parameters under study when their trend is extracted.