Deniz Seviyesi Gözlemleri

    Deniz seviyesi değişimi üzerindeki çalışmalar çok zengin bir geçmişe sahiptir, öyle ki tarih öncesi topluluklar bile deniz seviyesindeki düzenli değişimleri Ay’ın ve Güneş’in hareketleri ile ilişkilendirmeye çalışmışlardır (IOC 2002). Deniz seviyesi değişimleri saniyelerden milyonlarca yıllara kadar zaman ölçeğinin büyük bir kısmında gerçekleşen olayların bir sonucudur. Kıyılardaki ortalama deniz seviyesi; dalgalar ve gelgitlerden kaynaklanan etkileri büyük ölçüde ortadan kaldıracak uzunluğa sahip (bir ay veya yıl) bir zaman periyodu için, karadaki sabit bir röper noktasına göre ölçülmüş deniz seviyesi yüksekliğinin ortalaması olarak tanımlanmıştır (IPCC 2001). Mareograf istasyonlarında ölçülen ortalama deniz seviyesi değişimleri, deniz yüzeyinin, istasyonunun inşa edildiği ana karaya göre hareketi olduğundan bağıl deniz seviyesi değişimleri olarak adlandırılırlar. Bu ölçüler aynı zamanda ana karalardaki tektonik hareketleri de içermektedir. Depremler nedeniyle oluşan ani yer değiştirmeler ve çökelme veya tortulaşma nedeniyle oluşan ağır tektonik kara hareketleri yerel deniz seviyesine önemli etkilerde bulunur (IPCC 2001). Mareograf istasyonlarında yapılan jeodezik ölçümlerle bu etkiler deniz seviyesi ölçülerinden ayrılır ve mutlak deniz seviyesi elde edilir. Deniz seviyesindeki uzun dönemli trendleri tespit edebilmek uzun süreli deniz seviyesi kayıtları ile mümkün olabilmektedir. Mareograf istasyonlarında uzun dönemli deniz seviyesi verilerinden elde edilen ortalama deniz seviyesi uzun yıllar jeoidle çakıştığı varsayımıyla düşey datum olarak kullanılmaktadır. Sanayileşmenin bir sonucu olarak atmosferdeki sera gazlarının miktarı artmakta bu da küresel ısınma olarak bilinen dünya sıcaklığının artışına neden olmaktadır. Küresel ısınma sonucu kutup bölgelerindeki büyük buz tabakaları erimekte ve okyanusa katılan su miktarı artmaktadır. Yaklaşık 20.000 yıl önceki son maksimum buzul çağından bu yana küresel ortalama deniz seviyesi büyük buz katmanlarının erimesiyle 100 m’den fazla yükselmiştir (IPCC 2001). Buz katmanlarından okyanuslara olan bu büyük kütle transferi deniz seviyesinin yükselmesine ve dünya kabuğunda hareketlere neden olmaktadır (IPCC 2001). Küresel ısınma sonucu sıcaklığın artması okyanus yüzeyinin daha fazla ısınmasına ve genleşerek yükselmesine neden olmaktadır.
    
     Yeryüzünün yaklaşık %75’ini kaplayan, iklim ve ekosistem üzerinde büyük etkisi olan okyanus ve denizlerdeki değişimleri ölçmek ve anlamak yer bilimlerinin temel ilgi alanlarından biridir. Okyanus ve denizlerin fiziksel özelliklerini tanımlayan en önemli bilgilerden biri düşey yöndeki seviye değişimleridir. Seviye gözlemleri birçok bilimsel çalışma ve mühendislik uygulamasına hizmet eden temel veri setlerinden biri olup, bazı önemli kullanım alanları aşağıda sıralanmıştır:


  •     Düşey koordinat referans sistemlerinin oluşturulması,
  •     Oşinografik modelleme (gelgit, okyanus dolaşımı vb.) ve simülasyon çalışmaları,
  •     Altimetrik gözlemlerin kalibrasyonu,
  •     Hidrografik ölçmeler ve özellikle sığ sularda güvenli seyrüsefer,
  •     Kıyı ve deniz yapılarının (liman, köprü, tüp geçit vb.) tasarımı,
  •     Deniz sınırlarının (karasuları, kıta sahanlığı vb.) belirlenmesi,
  •     İklim değişimleri ve etkilerinin araştırılması,
  •     Erken uyarı sistemlerinin (tsunami erken uyarı, fırtına erken uyarı vb.) gerçekleşimi.

    Seviye ölçüleri yüzyılı aşkın bir süredir okyanus ve deniz kıyıları ile adalara kurulmuş mareograf istasyonlarında yersel tekniklerle yapılmaktadır ve geçen yüzyılda ortalama deniz seviyesi değişim miktarının belirlenmesi konusunda temel bilgi mareograf istasyonlarındaki deniz seviyesi ölçülerinden elde edilmiştir. Deniz seviyesi ölçüleri jeodezide temel olarak iki alanda kullanılır. Birincisi, yükseklik sistemleri için gerekli olan düşey datum belirleme çalışmaları, ikincisi ise mareograf istasyonları yakın alanlarındaki düşey yer kabuğu hareketlerinin belirlenmesidir (Şekil 1).


 Şekil 1: Deniz seviyesi ölçülerinin jeodezide kullanımı



    İlk mareograf sistemleri genellikle liman girişlerine yerleştirilen, üzerleri ölçeklendirilerek çizilmiş kaya parçası, duvar veya miradan ibaretti. Avrupa’nın çeşitli limanlarında (Amsterdam, Stockholm, Brest ve Liverpool) bu yöntemle sadece alçak ve yüksek su seviyesinden ibaret uzun dönemli deniz seviyesi kayıtları toplanmıştır. Durgun su kuyusunda şamandıralı düzeneği ve saatli grafik kaydedicisi ile yüksek frekanslı değişimleri tespit eden ilk mekanik mareograf sistemleri ancak 1830’lu yıllarda ortaya çıkmıştır. Türkiye’de deniz seviyesi ölçme çalışmaları 1998 yılına kadar şamandıralı mareograf sistemleri ile gerçekleştirilmiştir. Günümüzde yersel deniz seviyesi gözlemleri; tüplü/tüpsüz akustik, radar ve basınç tipli deniz seviyesi ölçerler ile yapılmaktadır.

Şekil:2 Deniz seviyesi ölçüm sistemleri.

    Deniz seviyesi ile ilgili ihtiyaçlara hizmet etmek amacıyla küresel, bölgesel ve yerel ölçeklerde deniz seviyesi gözlem ağları ve veri merkezleri kurulmaktadır. Küresel Deniz Seviyesi Gözlem Sistemi (GLOSS) , Ortama Deniz Seviyesi Sürekli Servisi (PSMSL), Avrupa Küresel Okyanus Gözlem Sistemi (EuroGOOS) , küresel ve bölgesel ölçekte deniz seviyesi gözlem ve veri merkezlerine örnek olarak gösterebilir. Özellikle iklim değişimleri ve erken uyarı sistemleri için gerçek zamanlı deniz seviyesi verilerine olan ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır.