Isınan Denizlerde Deniz Sıcak Dalgalarının Evrimi: Akdeniz Örnek Olayı

Deniz sıcak dalgaları (MHW'ler), deniz ekosistemleri, biyoçeşitlilik ve sosyo-ekonomik hizmetler üzerinde yıkıcı etkilere yol açabilen, ortalama iklim koşullarından belirgin sapmalar gösteren aşırı oceanografik ısınma olaylarıdır. Küresel iklim değişikliği ve antropojenik ısınma sürecinde, özellikle Akdeniz gibi iklim değişimine son derece hassas kapalı deniz havzalarında deniz yüzeyi sıcaklıkları (SST) belirgin bir yükseliş trendi sergilemektedir. Ancak literatürde sıklıkla kullanılan sabit iklimsel referans dönemleri (fixed climatology baseline), deniz yüzeyi sıcaklığındaki uzun vadeli kademeli ısınma trendi ile kısa süreli, ani ve geçici aşırı sıcaklık dalgalanmalarını birbirine karıştırma riski taşımaktadır. Sabit referans dönemi kullanıldığında, arka plandaki uzun vadeli ısınma eğilimi nedeniyle son yıllardaki her sıcaklık artışı yapay bir biçimde deniz sıcak dalgası olarak sınıflandırılmakta ve olayların frekansı, süresi ile şiddeti zaman içinde abartılı bir şekilde artmış gibi görünmektedir. Bu durum, aşırı iklim olaylarının gerçek dinamiklerinin anlaşılmasını zorlaştırmakta ve ekolojik risk değerlendirmelerinde metodolojik belirsizliklere yol açmaktadır.

Bu araştırmanın temel amacı, Akdeniz'de 1982-2022 yıllarını kapsayan 41 yıllık dönemde gözlemlenen deniz sıcak dalgalarının özelliklerini incelemek ve uzun vadeli ısınma trendinin (trend-induced effects) sıcak dalgası tespit metrikleri üzerindeki etkilerini nicel olarak değerlendirmektir. Çalışmada, Copernicus Deniz Hizmetleri kapsamında sağlanan 0.05 derece çözünürlüklü günlük deniz yüzeyi sıcaklığı veri seti (MY ve NRT ürünleri) kullanılmıştır. Isınma trendini geçici dalgalanmalardan ayırmak amacıyla, Parametrik Olmayan Tekil Spektrum Analizi (SSA) yöntemi kullanılarak piksel bazında uzun vadeli trend bileşeni hesaplanmış ve verilerden çıkarılmıştır (detrended approach). Ardından, Hobday ve arkadaşları (2016) tarafından geliştirilen standart sıcak dalgası tespit algoritması hem orijinal hem de trendden arındırılmış sıcaklık verilerine uygulanarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca, Columbretes Adaları'nda 2007-2020 yılları arasında 5 ila 40 metre derinliklerde toplanan in situ (yerinde) sıcaklık zaman serileri analiz edilerek, trendden arındırma metodolojisinin alt yüzey katmanlarındaki ve kısa süreli veri dizilerindeki geçerliliği sınanmıştır.

Araştırma bulguları, Orijinal veri setinde Hobday yöntemi uygulandığında deniz sıcak dalgalarının süresinde, frekansında, etkilediği alanda ve birikimli şiddetinde son 40 yılda istatistiksel olarak anlamlı artış trendleri tespit edildiğini; ancak veriler trendden arındırıldığında bu zamansal trendlerin ortadan kalktığını göstermektedir. Bu durum, deniz sıcak dalgası metriklerindeki görünür artışın temel olarak son iki on yılda gerçekleşen ortalama sıcaklık kaymasından (shift in SST mean) kaynaklandığını ortaya koymaktadır. Akdeniz genelinde 1982-2022 dönemi için hazırlanan 20 ana sıcak dalgası kataloğu, trendden arındırılmış analizde en yüksek birikimli şiddete sahip olayın 2003 yılında gerçekleştiğini (56.48 °C gün), Mayıs 2022'de başlayıp yıl sonuna kadar devam eden MED-MHW-2022 olayının ise tarihsel olarak en uzun süreli ve ikinci en şiddetli deniz sıcak dalgası olduğunu (38.83 °C gün) doğrulamaktadır. Columbretes Adaları in situ analizi ise atmosferik yaz sıcak dalgalarının deniz yüzeyinden itibaren ilk 10 metrelik karışım katmanını doğrudan etkilediğini ve alt yüzey seviyelerinde de trend arındırmanın aşırı olay sınıflamasını doğru ölçeklendirdiğini kanıtlamaktadır.

Çalışmanın tartışma ve sonuç bölümünde, deniz sıcak dalgalarının tanımında 'sabit iklimsel referans' ile 'değişen/eğilimden arındırılmış referans' yaklaşımlarının farklı iklimsel ve ekolojik anlamlar taşıdığı vurgulanmaktadır. Yazarlar, ekolojik toplam ısı maruziyetini (total heat exposure) incelemek ile geçici aşırı olayları (marine heatwaves) tespit etmek arasındaki kavramsal ayrımın netleştirilmesi gerektiğini savunmaktadır. Eğilimden arındırma yaklaşımı, gözlemsel zaman serilerinde geleceğe dönük veri ihtiyacı olmadan uzun vadeli ısınma ile ani iklim dalgalanmalarını ayrıştırabilen pratik bir yöntem sunmaktadır. Türkiye ve Akdeniz bölgesinde çalışan deniz bilimciler, iklim bilimciler ve deniz ekologları için bu makale, denizel aşırı olayların modellenmesi ve biyoçeşitlilik üzerindeki tahribatların analizinde metodolojik bir standart oluşturmaktadır. Tez ve makale çalışmalarında, iklim değişikliğine bağlı ısınma trendinin ayrıştırılmasıyla elde edilen gerçek sıcak dalgası olaylarının ekolojik toplu ölüm vakaları ve habitat kayıplarıyla doğrudan ilişkilendirilmesinde bu metodoloji güvenilir bir teorik ve ampirik dayanak sağlamaktadır.

Akdeniz de deniz yuzeyi sicakligi anomalilerinin son 41 yillik dagilimi incelendiginde, ikinci yirmi yillik donemde ortalama sicakliklarda belirgin bir artis ve varyansta değişim gozlenmektedir. Trendden arindirilmis verilerde ise bu kaymanin ortadan kalkmasi, gozlemlenen deniz sicak dalgasi artislarinin temel sorumlusunun kademeli deniz isinma trendi oldugunu acikca ortaya koymaktadir.

Yazar, geleneksel sabit klimatoloji baselinesinin zaman icinde değişen ortalama sicaklik nedeniyle aşırı olay tespitlerini yaniltici sekilde yukselttigini açıklamaktadir. Trendin veri serisinden cikarilmasiyla elde edilen detrended tespitler, aşırı sicaklik esiklerinin zaman icinde homojen dagilmasini sağlayarak gecici termal soklari arka plan isinmasindan metodolojik olarak ayirmaktadir.

Tartisma bolumunde bu metodolojik yaklaşim Oliver ve arkadaslari (2018) ile Amaya ve arkadaslari (2023) tarafindan sunulan kayan baz cizgisi kuramsal çerçeveleriyle ilişkilendirilmektedir. Gozlem verileriyle çalışirken gelecege donuk pencereleme imkâni olmadigindan, trendden arindirma isleminin gozlemsel oceanografi araştırmalarında pratik ve doğru bir alternatif oluşturdugu savunulmaktadir.

Sonuç olarak, deniz ekosistemlerinin korunmasi ve biyocesitlilik üzerindeki kitle olumleri risklerinin doğru tespiti için gecici sicak dalgalari ile toplam isinma maruziyetinin ayri ayri ölçulmesi önerilmektedir. Metodolojik netlik, kiyi topluluklarinin ve ekosistem yönetim planlarinin iklim değişikligine uyum süreçlerinde kritik bir oneme sahiptir.

Yazar, deniz sicak dalgalarindaki frekans ve siddet artisinin temel olarak uzun vadeli isinma egiliminden kaynaklandigi bulgusunu Oliver ve arkadaslari (2018) tarafindan kuresel ölçekte elde edilen sonuçlarla karşılaştırmaktadir. Çalışma, Akdeniz deki bölgesel sicaklik trendinin aşırı degerlerin klimatolojik esigi asma olasiligini doğrudan artirdigini göstererek literatürdeki kuresel trend suruculu deniz sicak dalgasi dinamiklerini doğrulamaktadir (Martínez et al., 2023).

Çalışmada önerilen trendden arindirma yaklaşimi, Amaya ve arkadaslari (2023) tarafindan savunulan kayan baz cizgisi (shifting baseline) ve toplam sicaklik maruziyeti kavramsal ayrimiyla karşılaştırilmaktadir. Yazar, kayan baz cizgisi yaklaşiminin model verileri gerektirmesine karsin, gozlem verilerine dayalı çalışmalarda trendden arindirma yönteminin gecici aşırı sicaklik artislarini sürekli isinmadan ayirmada pratik ve guvenilir bir çözüm sundugunu vurgulamaktadir (Martínez et al., 2023).

Bu çalışma, deniz oceanografisi ve iklim değişikliği literatüründe aşırı olayların tespiti için kullanılan geleneksel metodolojilerin sınırlılıklarını sörgülayan kritik bir işlev üstlenmektedir. Sabit iklimsel referans dönemlerinin uzun vadeli kademeli ısınma eğilimlerini geçici sıcaklık patlamalarından ayıramadığı yönündeki tartışmalara somut bir metodolojik çözüm sunmaktadır. Akdeniz havzasını model olarak kullanarak, 41 yıllık deniz yüzeyi sıcaklığı verileri üzerinden trendden arındırma işleminin aşırı olay metrikleri üzerindeki etkisini nicel olarak kanıtlamaktadır. Böylece, iklim değişikliği araştırmalarında arka plan ısınması ile aşırı termal şokların ayrıştırılması gerekliliğine metodolojik bir standart getirmektedir.

Çalışma, Hobday vd. (2016) tarafından geliştirilen standart deniz sıcak dalgası tespit metodolojisini temel almakta, ancak Oliver vd. (2018) ve Amaya vd. (2023) gibi araştırmacıların vurguladığı kademeli ısınma trendinin yapay etki oluşturması problemine yanıt vermektedir. Önceki literatürde model verileri için önerilen kayan baz çizgisi yaklaşımının gözlemsel veri kısıtları nedeniyle uygulanmasının zor olduğu durumlarda, teklif edilen trendden arındırma tekniği pratik ve geçerli bir alternatif oluşturmaktadır. Makale, önceki araştırmaların öne sürdüğü küresel ısınma kaynaklı sıcak dalgası artışlarının önemli bir kısmının istatistiksel bir kaymadan ibaret olduğunu Akdeniz özelinde doğrulamaktadır.

Literatür taraması yapan bir araştırmacı için bu çalışma, aşırı denizel iklim olaylarının tanımlanması ve ekolojik risk değerlendirmelerinde metodolojik bir eşik noktası sunmaktadır. Araştırma, iklim değişikliği literatüründeki kavramsal kafa karışıklıklarını gidermekte ve iklimsel ısınma eğilimi ile geçici deniz sıcak dalgalarının farkını berraklaştırmaktadır. Ayrıca 1982-2022 yılları arasında Akdeniz'de gerçekleşen 20 ana deniz sıcak dalgasını içeren kapsamlı bir katalog sunarak bölgesel literatüre ampirik bir envanter kazandırmaktadır. Araştırmacılar, bu çalışma sayesinde aşırı sıcaklık olaylarının ekolojik ve fiziksel etkilerini incelerken metodolojik altyapılarını sağlamlaştırabilmektedir.