Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Comparing three methods to estimate light attenuation along a coastal salinity gradient

Show simple item record

dc.date.accessioned 2022-05-04T10:21:55Z
dc.date.available 2022-05-04T10:21:55Z
dc.date.issued 2022-05-04
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/123456789/40354
dc.title Comparing three methods to estimate light attenuation along a coastal salinity gradient en
ethesis.faculty Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta fi
ethesis.faculty Faculty of Biological and Environmental Sciences en
ethesis.faculty Bio- och miljövetenskapliga fakulteten sv
ethesis.faculty.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/4d959249-d6aa-44fa-93ff-807dbf9ffaae
ethesis.university.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/50ae46d8-7ba9-4821-877c-c994c78b0d97
ethesis.university Helsingin yliopisto fi
ethesis.university University of Helsinki en
ethesis.university Helsingfors universitet sv
dct.creator Pykäri, Janina
dct.issued 2022 xx
dct.abstract Valo on elintärkeää akvaattisille ekosysteemeille, sillä fotosynteettinen perustuotanto ylläpitää ravintoverkon korkeampia trofiatasoja. Valo vaimenee vedessä absorption ja sironnan yhteisvaikutuksesta, ja vaimenemista aiheuttavat optisesti aktiiviset aineet, joista rannikkovesissä tärkeimpiä ovat klorofylli-a, kiintoaine ja värillinen liuennut orgaaninen aines (CDOM). Valon vaimeneminen on myös tärkeä indikaattori monille ympäristönmuutoksille. Perinteisesti näkösyvyyttä kuvaavaa Secchi-syvyyttä on käytetty kuvaamaan muutoksia valon vaimenemisessa tarkkojen vaimenemiskertoimien sijaan, ja Secchi-syvyyden ja vaimenemiskertoimen välille tarvitaankin muuntokertoimia, jotta valo-oloista saataisiin tietoa sellaisina kuin vesieliöt ne kokevat. Tämän vuoksi mittausmenetelmien vertailu ja kalibroiminen on tärkeää. Tässä tutkimuksessa valon vaimenemista mitattiin Secchi-levyllä, valomittarilla ja valologgereilla jatkuvatoimisten mittauksen mahdollisuuksien kartoittamiseksi. Tämän tutkimuksen päätavoitteet olivat 1) vertailla kolmea menetelmää valon vaimenemisen mittaamisessa, 2) tunnistaa menetelmien välisiin eroihin ja menetelmien tarkkuuteen vaikuttavat ympäristötekijät ja 3) tutkia sähkönjohtavuuden käyttökelpoisuutta valon vaimenemisen ennustamisessa. Hypoteesi Secchi-syvyyden ja sensoriperusteisen mittalaitteiden välisten erojen suhteen oli, että sironnan suhteellinen osuus valon vaimenemisesta vaikuttaisi menetelmien välisiin eroihin erilaisissa optisissa oloissa. Vaimenemiskertoimien välisten erojen oletettiin puolestaan johtuvan eri mittausspektreistä. Kolmen optisesti aktiivisen aineen (klorofylli, kiintoaine ja CDOM) vaikutusta valon mittausmenetelmien välisiin eroihin tutkittiin Pohjanpitäjänlahdella. Valon vaimeneminen johtui pääasiassa CDOMista, jonka jälkeen toisiksi tärkein tekijä oli kiintoaine ja vähiten tärkeä klorofylli-a. Sähkönjohtavuus selitti hyvin valon vaimenemista. Optisesti aktiiviset aineet tai sähkönjohtavuus eivät kuitenkaan selittäneet aukottomasti menetelmien välisiä eroja yhden menetelmäparin tulosten tukiessa hypoteeseja ja toisen taas ei, ja menetelmien välisten erojen ajatellaankin johtuvan suurelta osin mittalaitteiden ominaisuuksista tai mittausvirheistä. Kaikki kolme testattua menetelmää osoittautuivat kuitenkin hyviksi menetelmiksi valon vaimenemisen muutosten mittaamisessa, ja eri menetelmien edut ja heikkoudet esitetään koostetaulukossa, jota voidaan hyödyntää valomittausten suunnittelussa tulevia tutkimuksia tai ympäristön tilan seurantaa varten. fi
dct.abstract Light is crucial for aquatic ecosystems, as photosynthesis supports the higher trophic levels. Light attenuates in water due to absorption and scattering by optically active substances (OAS), the main ones in coastal environments being chlorophyll-a (chl-a), particulate matter and coloured dissolved organic matter (CDOM). Light attenuation measurements are also important indicators of many environmental changes. Traditionally, Secchi depth has been used to monitor changes in light attenuation. However, Secchi depth (ZS) is a not an accurate estimate of light attenuation, and conversion to light attenuation coefficient (Kd) is needed to study light conditions as aquatic organisms observe them. Therefore, calibration between methods is important. In this study, light attenuation was estimated with Secchi disc, a light meter and light loggers to scrutinize the possibilities of autonomous measurements in this context. The aims of the study were 1) to compare three methods for estimating light attenuation and 2) to identify the environmental drivers affecting the relationships and accuracy of these methods, and 3) to assess the possibility of using conductivity as a proxy for light attenuation. The main hypotheses were that the differences in conversion between ZS and the two sensor-based methods in different concentrations of optically active substances can be explained by contribution of scattering to light attenuation, and that variation in different Kd-estimates is due to the different measurement spectra. The effect of three OASs (chl-a, particulate matter, CDOM) on differences among light attenuation estimates were quantified in Pohjanpitäjänlahti bay. Light attenuation was mainly controlled by CDOM, followed by particulate matter and chl-a. Conductivity was found to be a good proxy for light attenuation. However, there was a mixed signal if the differences among methods could be explained by OAS concentrations or conductivity, as the hypotheses were supported with one device pair but not with the other. Therefore, the differences among light measurement methods might stem from the characteristics of the devices or measurement errors. However, all the methods were found suitable for tracking changes in light attenuation and a summary table of the advantages and disadvantages of each method is presented to help choose a suitable method to estimate light attenuation e.g., in future studies or environmental monitoring. en
dct.subject light attenuation
dct.subject Secchi depth
dct.subject light meter
dct.subject light loggers
dct.subject chlorophyll-a
dct.subject CDOM
dct.subject particulate matter
dct.subject Baltic Sea
dct.subject Pohjanpitäjänlahti
ethesis.language.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/languages/eng
ethesis.language englanti fi
ethesis.language English en
ethesis.language engelska sv
ethesis.supervisor Eero Asmala und
ethesis.thesistype pro gradu -tutkielmat fi
ethesis.thesistype master's thesis en
ethesis.thesistype pro gradu-avhandlingar sv
ethesis.thesistype.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/thesistypes/mastersthesis
dct.identifier.ethesis E-thesisID:04989dda-b2a5-4124-966b-083bfcb22759
ethesis-internal.timestamp.reviewStep 2022-04-08 10:28:32:389
ethesis.principalprofessor Jukka Horppila und
dct.identifier.urn URN:NBN:fi:hulib-202205041795
dct.alternative Kolmen menetelmän vertailu valon vaimenemisen mittaamisessa rannikon suolaisuusgradientilla fi
ethesis.facultystudyline Ympäristömuutos fi
ethesis.facultystudyline Environmental Change en
ethesis.facultystudyline Miljöförändring sv
ethesis.facultystudyline.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/SH57_111
ethesis.mastersdegreeprogram Ympäristömuutoksen ja globaalin kestävyyden maisteriohjelma (ECGS) fi
ethesis.mastersdegreeprogram Master's Programme in Environmental Change and Global Sustainability en
ethesis.mastersdegreeprogram Magisterprogrammet i miljöförändringar och global hållbarhet sv
ethesis.mastersdegreeprogram.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/MH57_005

Files in this item

Files Size Format View
Pykari_Janina_thesis_2022.pdf 1.958Mb PDF

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record