پايش سنجش از دوري تغييرپذيري دماي سطحي آب و كلروفيلa در خليج فارس و درياي عمان: عوامل موثر در توليد خالص اوليه

Remote Sensing Monitoring of Sea Surface Temperature and Chlorophyll-a Variability in the Persian Gulf and Oman Sea: Influential Factors on Net Primary Production

توليدات اوليه به عنوان شاخص كليدي در ارزيابي بوم سازگان آبي محسوب مي شود كه مي تواند مستقيما روي ترسيب كربن اثر گذارد. با توجه به تغييرات اقليمي و پويايي محيط زيست، توليدات اوليه به صورت مكاني و زماني در بوم سازگان هاي مختلف تغيير يافته است. به همين منظور، براي درك و پايش اين تغييرات مهم ترين پارامترهاي تاثيرگذار بر مولفه از جمله، دماي سطحي آب، كلروفيلa و شكوفايي جلبكي و تغييرات آنها طي سري زماني مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. داده هاي مربوط به كلروفيلa، دماي سطحي آب (SST) و توليد خالص اوليه از تاريخ ژانويه 2003 تا دسامبر 2018 از سنجنده MODIS-Aqua و از مدل VGPM به منظور برآورد توليدات اوليه در محدوده مطالعاتي استفاده شد. پس از انجام پيش پردازش و استخراج الگوريتم سري زماني با استفاده از رويه هاي من كندال (Mk-Tau) و تايل سين (Theil-Sen) روند تغييرات مشخص گرديد سپس با استفاده از تصاوير رنگي كاذب، بلوم هاي جلبكي در منطقه خليج فارس و درياي عمان شناسايي و مقدار غلظت كلروفيلa در محدوده ي جلبكي و خارج از اين محدوده مشخص گرديد. نتايج حاصل از تحليل روند با رويه تايل سين نشان داد كه نرخ تغييرات براي كلروفيل در همه مناطق به استثناي منطقه پنج كاهشي است، بيشترين مقدار در منطقه پنج (0/19-) مشاهده گرديد كه با ميزان نرخ توليدات خالص اوليه مطابقت داشت. همچنين نتايج حاصل نشان داد كه بيشترين مقدار توليد خالص اوليه در منطقه يك در مارس (3081 گرم كربن/متر مربع/روز) و كمترين آن نيز ژوين و جولاي (به ترتيب 540 و 690 گرم كربن/متر مربع/روز) كه با مقدار غلظت كلروفيلa مطابقت دارد. با وجود همبستگي ظاهري، بين دماي سطحي آب و كلروفيلa و همچنين بين كلروفيلa و توليد خالص اوليه، رابطه علت و معلولي وجود ندارد و براي شكوفايي جلبكي و توليدات خالص اوليه عوامل ديگري جز كلروفيلa مي تواند در نظر گرفته شود.

Primary production is a key indicator in the evalution of aquatic ecosystems that can directly affect carbon sequestration. Due to climate change and environmental dynamics, this component has changed spatially and temporally in different ecosystems. Therefore, to understand and monitor these changes, the most important influential parameters include; sea surface temperature, chlorophyll-a and algal bloom on this component and their changes were analyzed based on the time series. Images related to Chl-a, SST and NPP from January 2003 to December 2018 were used by MODIS sensor and VGPM model to estimate NPP in the study area. Aftar pre-processing and extracting the time series algorithm, the trend of variation was determined using the mann-kendall and theil-sen procedure. Then, using enhancing false color composite, algal blooms in the Persian Gulf and the sea of Oman were identified and the amount of chl-a concentration in the algal bloom area and outside the area was determined. The results of trend analysis with theil-sen procedure showed that the rate of change for chl-a is decreasing in all regions except the fifth region. The highest amount was observed in the fifth region (-0.19), which corresponded to the rate of NPP. The results also show that the highest amount of NPP in the first region in March and the lowest in June and July (540 and 690 gC/m2/day), which corresponds to the amount of chl-a concentration. Despite the apparent correlation, there is no cause-and-effect relationship between SST and chl-a as well as chl-a and NPP. In this way, factors other than chl-a can be considered for algal bloom and NPP.