Improvement of the assessment of the marine environment of the Aegean Sea with optical measurements

Abstract

With this research is proposed the improvement of the assessment of the marine environment with optical measurements. The Eastern Mediterranean Sea is an ultra oligotrophic environment compared to the world ocean, thus is characterized by (a) very low concentrations of phytoplankton, (b) very high water clarity, and (c) the formation of the Deep Chlorophyll Maximum in greater depths. These peculiarities dictate the re-assessment of various optical calibration methods which have been based on oceanic measurements, especially the satellite estimation of chlorophyll concentration in surface waters. More specifically, Chapter 1 refers to an overview of the basics of the theory of optical oceanography, Chapter 2 focuses on the methodological steps followed to evaluate the color of seawater in the North Aegean Sea, Chapter 3 presents the results of the assessment of the color of the North Aegean Sea through the study of the apparent and inherent optical properties of seawater and finally Chapter 4 presents the final conclusions of this research, where the comparison between satellite chlorophyll concentrations and satellite euphotic zone depths with the corresponding field data results to an overestimation of the surface chlorophyll concentration and to an underestimation of the euphotic zone depth in the North Aegean Sea.

Με την παρούσα προτεινόμενη έρευνα, προτείνεται η βελτίωση της δυνατότητας εκτίμησης παραμέτρων της ποιότητας του θαλάσσιου περιβάλλοντος με χρήση οπτικών μετρήσεων. Η Ανατολική Μεσόγειος θάλασσα είναι ιδιαίτερα ολιγοτροφική σε σχέση με τον παγκόσμιο Ωκεανό, με αποτέλεσμα να χαρακτηρίζεται από (α) πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις φυτοπλαγκτού, (β) πολύ υψηλή διαύγεια του νερού, και (γ) 'διαμονή' του Βαθιού Μέγιστου της Χλωροφύλλης σε μεγάλα σχετικά βάθη. Οι παραπάνω ιδιαιτερότητες υπαγορεύουν την επαναξιολόγηση των διαφόρων βαθμονομήσεων οπτικών μεθόδων που έχουν βασιστεί σε ωκεάνειες μετρήσεις, ειδικά της δορυφορικής εκτίμησης της συγκέντρωσης χλωροφύλλης στα επιφανειακά ύδατα. Πιο αναλυτικά, το Κεφάλαιο 1 αναφέρεται σε μια επισκόπηση των βασικών στοιχείων της θεωρίας της οπτικής ωκεανογραφίας, το Κεφάλαιο 2 εστιάζει στα μεθοδολογικά βήματα που ακολουθούνται για την αξιολόγηση του χρώματος του θαλασσινού νερού στο Βόρειο Αιγαίο, το Κεφάλαιο 3 παρουσιάζει τα αποτελέσματα της εκτίμησης του χρώματος της θάλασσας στο Βόρειο Αιγαίο μέσω της μελέτης των αγενών και εγγενών οπτικών ιδιοτήτων του θαλασσινού νερού και τέλος στο Κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται τα τελικά συμπεράσματα της έρευνας αυτής, όπου από τη σύγκριση μεταξύ των δορυφορικών συγκεντρώσεων χλωροφύλλης και των δορυφορικών βαθών της εύφωτης ζώνης με αντίστοιχα δεδομένα πεδίου προκύπτει υπερεκτίμηση της επιφανειακής συγκέντρωσης της χλωροφύλλης και υποεκτίμηση του βάθους της εύφωτης ζώνης στο Βόρειο Αιγαίο.