Araştırma Makalesi

Implementation of a Machine Learning-Based Predictive Model for Assessing pH Variability in Coastal Marine Waters

Cilt: 11 Sayı: 3 30 Eylül 2025
PDF İndir
EN TR

Implementation of a Machine Learning-Based Predictive Model for Assessing pH Variability in Coastal Marine Waters

Öz

The increase in temperature, along with the rise in carbon dioxide (CO₂) concentration in the marine environment, poses a challenge for the marine environment. The decrease in pH (acidification) in oceans and seas has direct effects such as species loss and shifts in dominant species, as well as indirect effects such as the reorganisation of ecological functions and changes in community organisation patterns. This study aims to evaluate the predictive ability of the Gaussian Process Regression (GPR) model, a machine learning method. In this study, sea water parameters (01.06.2022-28.03.2025) from the Black Sea Region (Giresun coast) obtained from the Copernicus Marine Environment Monitoring Service (CMEMS) were used as the data set. Sea water pH was predicted using important parameters such as temperature and partial carbon dioxide surface pressure (spCO₂) in sea water. The findings of this study demonstrate that the Rational Quadratic Kernel GPR, trained with high spatial resolution SST and spCO₂ data provided by Copernicus, offers high accuracy and strong generalisation in pH estimation for the Giresun coast, demonstrating superior performance compared to other kernels and thus establishing a robust scientific foundation for the development of climate-sensitive decision support and early warning systems.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Akkan, T., Mutlu, T., & Baş, E. (2022). Forecasting sea surface temperature with feed-forward artificial networks in combating the global climate change: The sample of Rize, Türkiye. Ege Journal of Fisheries & Aquatic Sciences (EgeJFAS)/Su Ürünleri Dergisi, 39(4). http://doi.org/10.12714/egejfas.39.4.06
  2. Allison, N., Cole, C., Hintz, C., Hintz, K., Rae, J., & Finch, A. (2021). Resolving the interactions of ocean acidification and temperature on coral calcification media pH. Coral Reefs, 40(6), 1807-1818. https://doi.org/10.1007/s00338-021-02170-2
  3. Alver, D. O., Isik, H., Palabiyik, S., Akkan, B. E., & Akkan, T. (2025). pH acidification in the Red Sea: A machine learning-based validation study. Journal of Sea Research, 102613. https://doi.org/10.1016/j.seares.2025.102613
  4. Asante, F., Bento, M., Broszeit, S., Bandeira, S., Chitará-Nhandimo, S., Amoné-Mabuto, M., & Correia, A. M. (2023). Marine macroinvertebrate ecosystem services under changing conditions of seagrasses and mangroves. Marine Environmental Research, 189, 106026. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2023.106026
  5. Banza, M., & Rutto, H. (2023). Modelling of adsorption of nickel (II) by blend hydrogels (cellulose nanocrystals and corn starch) from aqueous solution using adaptive neuro‐fuzzy inference systems (ANFIS) and artificial neural networks (ANN). The Canadian Journal of Chemical Engineering, 101(4), 1906-1918. https://doi.org/10.1002/cjce.24603
  6. Baş, E., & Eğrioğlu, E. (2025). A New Automatic Forecasting Method Based on Explainable Deep Dendritic Artificial Neural Network. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-7628747/v1
  7. Bengil, F., Mavruk, S., Polat, S., & Akbulut, G. (2024). İskenderun Körfezi kıyı alanlarında sıcaklık ve klorofil-a için uydu ve model temelli veri setlerinin temsil yeteneği üzerine bir değerlendirme. Ege Journal of Fisheries & Aquatic Sciences (EgeJFAS)/Su Ürünleri Dergisi, 41(3). https://doi.org/10.12714/egejfas.41.3.07
  8. CMEMS, 2025 E.U. Copernicus Marine Service Information (CMEMS). Marine Data Store (MDS), Retrieved on 25 March, 2025 from https://data.marine.copernicus.eu/products

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Makine Öğrenme (Diğer), Hidrobiyoloji

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Eylül 2025

Gönderilme Tarihi

16 Temmuz 2025

Kabul Tarihi

27 Eylül 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 11 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA
Işık, H., Karahanlı, E., & Palabıyık, S. (2025). Implementation of a Machine Learning-Based Predictive Model for Assessing pH Variability in Coastal Marine Waters. MEMBA Su Bilimleri Dergisi, 11(3), 335-345. https://doi.org/10.58626/memba.1743888
AMA
1.Işık H, Karahanlı E, Palabıyık S. Implementation of a Machine Learning-Based Predictive Model for Assessing pH Variability in Coastal Marine Waters. MEMBA Su Bilimleri Dergisi. 2025;11(3):335-345. doi:10.58626/memba.1743888
Chicago
Işık, Hakan, Ertan Karahanlı, ve Selda Palabıyık. 2025. “Implementation of a Machine Learning-Based Predictive Model for Assessing pH Variability in Coastal Marine Waters”. MEMBA Su Bilimleri Dergisi 11 (3): 335-45. https://doi.org/10.58626/memba.1743888.
EndNote
Işık H, Karahanlı E, Palabıyık S (01 Eylül 2025) Implementation of a Machine Learning-Based Predictive Model for Assessing pH Variability in Coastal Marine Waters. MEMBA Su Bilimleri Dergisi 11 3 335–345.
IEEE
[1]H. Işık, E. Karahanlı, ve S. Palabıyık, “Implementation of a Machine Learning-Based Predictive Model for Assessing pH Variability in Coastal Marine Waters”, MEMBA Su Bilimleri Dergisi, c. 11, sy 3, ss. 335–345, Eyl. 2025, doi: 10.58626/memba.1743888.
ISNAD
Işık, Hakan - Karahanlı, Ertan - Palabıyık, Selda. “Implementation of a Machine Learning-Based Predictive Model for Assessing pH Variability in Coastal Marine Waters”. MEMBA Su Bilimleri Dergisi 11/3 (01 Eylül 2025): 335-345. https://doi.org/10.58626/memba.1743888.
JAMA
1.Işık H, Karahanlı E, Palabıyık S. Implementation of a Machine Learning-Based Predictive Model for Assessing pH Variability in Coastal Marine Waters. MEMBA Su Bilimleri Dergisi. 2025;11:335–345.
MLA
Işık, Hakan, vd. “Implementation of a Machine Learning-Based Predictive Model for Assessing pH Variability in Coastal Marine Waters”. MEMBA Su Bilimleri Dergisi, c. 11, sy 3, Eylül 2025, ss. 335-4, doi:10.58626/memba.1743888.
Vancouver
1.Hakan Işık, Ertan Karahanlı, Selda Palabıyık. Implementation of a Machine Learning-Based Predictive Model for Assessing pH Variability in Coastal Marine Waters. MEMBA Su Bilimleri Dergisi. 01 Eylül 2025;11(3):335-4. doi:10.58626/memba.1743888

Cited By

"Menba Kastamonu Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi Dergisi" olarak 2013'te kurulan dergimiz,
"MEMBA Su Bilimleri Dergisi" olarak yayın hayatına devam etmektedir.
-----------
MEMBA Su Bilimleri Dergisi, Kastamonu Üniversitesi tarafından yayımlanan, uluslararası, hakemli ve açık erişimli bilimsel bir dergidir. Dergi, sucul bilimler ve su kaynaklarına ilişkin temel ve uygulamalı bilimsel araştırmaların yayımlanmasını teşvik etmeyi, disiplinler arası bilimsel iletişimi güçlendirmeyi ve bu alandaki bilgi birikimini artırmayı amaçlamaktadır. Dergi 2026 yılından itibaren sürekli yayın modelinde yayıncılık yapmaya başlamış olup, sadece İngilizce orjinal makaleler, kısa notlar, teknik notlar, raporlar ve derlemelere yer verir.

MEMBA Su Bilimleri Dergisi
TRDizin, SOBIAD, ASCI, CAB Direct, Google Scholar, Paperity, Asosindex, Academic Journal Index, CNKI Scholar
dizinlerinde taranmaktadır.
----------
Dergimize makale yükleme sırasında intihal benzerlik raporu yüklemek zorunlu ve bu raporun intihal benzerlik oranının % 30'un altında olması gerekmektedir. Bu raporu yazarlar makale yükleme sırasında göndermelidir.
Dergimize yüklenen makalelerde Türkçe ve İngilizce özetlerin bulunması zorunludur.