Õppetegevus
Instituudi baasil toimub bakalaureuse-, magistri- ja doktoriõpe, et valmistada ette valdkondlike oskustega spetsialiste kestliku arengu jaoks olulistel erialadel nagu okeanograafia ja meteoroloogia, pidades silmas nii riiklikku kui ka globaalset perspektiivi ning ühiskondliku rohe- ja digipöördega kaasnevaid vajadusi. Instituut pakub kõrgetasemelist teaduspõhist õpet läbi järgmiste õppeainete, mida õpetatakse vähemalt kahe õppekava raames: „Okeanograafia“, „Meteoroloogia“, „Ökoloogia ja keskkonna kaitse“, „Kaugseire“, „Kliima“, „Suurandmed ja tehisintellekt maateadustes“.
Bakalaureuse ja magistritööde teemad
Populaarteaduslik pealkiri: Tuleviku keskkonnaseire metoodite ühildamine: keskkonna DNA/RNA ja satelliitpildid
Teaduslik pealkiri: Tsüanobakterite õitsengustaadiumi hindamine satelliidi tuvastatud signaalierinevuste põhjal
Juhendajad: Sirje Sildever ja Rivo Uiboupin (meresüsteemide instituut)
Kontakt: sirje.sildever@taltech.ee või rivo.uiboupin@taltech.ee
Teema tutvustus: Töö eesmärk on siduda kaks kiirelt arenevat ja innovaatilist mereseire meetodit, keskkonna DNA/RNA ja satelliitkaugseire, ühtseks tervikuks. Uudne meetod hõlmab endas eDNA meetodi täpsust planktoni liigilise kooseisu määramisel mereveest, keskkonna RNA-st saadvat infot aktiivsete ja mittekaktiivsete rakkude kohta ja kaugseire ajalis-ruumilist katvust liikide leviku hindamisel.
Töös tuleb rakendada nii laboratoorseid DNA/RNA analüüsi meetodeid (metatriipkoodimine, teise põlvkonna sekveneerimine), katseid vetikakultuuridega, valgusmikroskoopiat kui ka optiliste kõrglahutuslike satelliitpiltide töötlemist ja analüüsi.
Töö tulemusena selgub: (1) kuidas saab eDNA ja kaugseire meetodeid efektiivselt kasutada merekeskkonna seires, (2) millised on ühildatud metoodika kasutamise võimalused, piirangud ja usaldusväärsus, (3) milline on tüsnaobakterite õitsengute erinevate etappide jaotus suurel ajalisel ja ruumilisel skaalal ja (4) kui kiiresti muutuvad erinevate fütoplanktoni rühmade kooslused õitsengute käigus: erinevused ajas ja ruumis.
Teema sobib nii bakalaureuse kui ka magistri lõputööks.
Nõuded kandidaadile: Loodusteaduste taust (bioloogia, keemia, füüsika). Huvi meres toimuvate protsesside vastu. Valmidus õppida kasutama GIS tarkvara, viia läbi eksperimente ja osaleda laboratoorses töös.
Piltide allikad:
1. https://eos.com/find-satellite/modis-mcd43a4/; 2. https://scihub.copernicus.eu/; 3. http://blueplanetsociety.org/2015/03/the-importance-of-plankton/; 4. https://www.frontiersin.org/files/Articles/254350/fmars-04-00104-HTML/image_m/fmars-04-00104-g012.jpg; 5. Erinevad allikad: https://www.pngfly.com/png-778gv6/ ; https://www.goldhilleducation.co.uk/index.php/igcse-chemistry/principles-of-chemistry/elements-compounds-and-mixtures/separation-techniques ; https://www.vectorstock.com/royalty-free-vector/plastic-eppendorf-tubes-vector-5081005 ; https://www.buch-holm.com/products/block-thermostats/block-thermostat-qbd2-2-blocks-9852308 ; https://www.dreamstime.com/illustration/eppendorf.html; 6. Beres & Kisandi, 2020. LMIN19054 "Laevade ballastvee mikroorganismide ja viiruste uuring (27.06.2019−27.12.2020)”; 7. Sildever, et al. 2019 10.1016/j.hal.2019.101631
Populaarteaduslik pealkiri: Sajandivanused mikrovetikad, pilguheit Soome lahe keskkonnatingimuste muutustesse
Teaduslik pealkiri: Soome lahe keskkonnatingimused viimase 100 aasta jooksul: hapniku ja mikrovetikate puhkestaadiumite analüüs setetest
Juhendajad: Sirje Sildever ja Taavi Liblik (meresüsteemide instituut)
Kontakt: sirje.sildever@taltech.ee või taavi.liblik@taltech.ee
Teema tutvustus: Töö eesmärgiks on uurida Soome lahe keskkonnatingimusi viimase 100 aasta jooksul seoses muutustega inimtegevuses (industrialiseerimine, suurtööstuse ja põllumajanduse vähenemine, toitainete reostuse vähendamiseks kehtestatud meetmed).
Töös kasutatavad metoodikad: puhkestaadiumite tuvastamine Soome lahe setetest valgusmikroskoobi ja DNA abil, keskkonnaandmete analüüs.
Töö tulemusena selgub: kuidas on inimtegevusest tulenevad muutused keskkonnatingimustes kajastatud mikrovetikate puhkestaadiumite kooslustes viimase 100 aasta jooksul, kuidas langevad kokku mõõtmisandmed ja hilisemad analüüsid setetest puhkestaadiumite põhjal saadava infoga (puhkestaadiumid kui potentsiaalsed merepõhja hapnikutingimuste indikaatorid).
Teema sobib nii bakalaureuse kui ka magistri lõputööks.
Nõuded kandidaadile: Loodusteaduste taust (bioloogia, keemia, füüsika). Huvi meres toimuvate protsesside vastu. Valmidus õppida kasutama andmete analüüsi- ja visualiseerimise tarkvara, mikroskoobi kasutamist ja põhilisi molekulaarseid meetodeid.
Piltide allikad:
1.-2. K. Vahter; 3.-5. S. Sildever; 6. Kabel, et al. 2012 https://doi.org/10.1038/nclimate1595
Populaarteaduslik pealkiri: “Läänemere plankton mikroskoobi all ja DNA põhjal: sarnasused ja erinevused”
Teaduslik pealkiri: “Keskkonna DNA sekveneerimise võrdlus klassikalise mikroskoobi-põhise meetodiga fütoplanktoni identifitseerimisel, füto- ja zooplanktoni võõrliikide ning patogeenide tuvastamine seiremetoodika väljatöötamiseks“
Juhendajad: Sirje Sildever (meresüsteemide instituut), Cecilia Sarmiento (Keemia ja biotehnoloogia instituut)
Kontakt: sirje.sildever@taltech.ee või cecilia.sarmiento@taltech.ee
Teema tutvustus: Töö eesmärgiks on viia läbi paralleelmõõtmised kasutades traditsioonilisi seiremeetodeid (valgusmikroskoopia) ja keskkonna DNA-põhist lähenemist, et välja töötada keskkonna DNA-l põhinev seiremetoodika. Töö käigus võrreldakse kahe meetodi abil saadud tulemusi mikrovetikate ja zooplanktoni liigilises kooseisus. Lisaks kasutatakse keskkonna DNA-põhist meetodit võõrliikide ning patogeenide tuvastamiseks.
Töös kasutatavad metoodikad: metatriipkoodimine, teise põlvkonna sekveneerimine, valgusmikroskoopia
Töö tulemusena selgub: kuivõrd sarnaseid või erinevaid tulemusi annavad traditsioonilised ja keskkonna DNA-l põhinevad meetodid ning kas ja kuidas kaasta keskkonna DNA-d Eesti riiklikkusse mereseiresse.
Teema sobib nii bakalaureuse kui ka magistri lõputööks.
Nõuded kandidaadile: Loodusteaduste taust (bioloogia, keemia, füüsika). Huvi meres toimuvate protsesside vastu. Valmidus õppida kasutama mikroskoopi, põhilisi molekulaarseid meetodeid ja R tarkvara andmeanalüüsiks.
Piltide allikad:
1. K. Vahter; 2. http://blueplanetsociety.org/2015/03/the-importance-of-plankton/; 3. https://fertility.coopersurgical.com/products/olympus-inverted-microscopes/; 4. Erinevad allikad: https://www.pngfly.com/png-778gv6/ ; https://www.goldhilleducation.co.uk/index.php/igcse-chemistry/principles-of-chemistry/elements-compounds-and-mixtures/separation-techniques ; https://www.vectorstock.com/royalty-free-vector/plastic-eppendorf-tubes-vector-5081005 ; https://www.buch-holm.com/products/block-thermostats/block-thermostat-qbd2-2-blocks-9852308 ; https://www.dreamstime.com/illustration/eppendorf.html; 5-6: 5.-6. S. Sildever; 7. Sildever, et al. 2019 10.1016/j.hal.2019.101631, 8. Beres & Kisandi, 2020. LMIN19054 "Laevade ballastvee mikroorganismide ja viiruste uuring (27.06.2019−27.12.2020)”
Kaitstud doktoritööd
Stella-Theresa Stoicescu, 2023. Changing subsurface oxygen conditions in the Baltic Sea basins – analyzing the drivers at different temporal scales. Pinnaaluste hapnikutingimuste muutused Läänemere alambasseinides – erinevatel ajaskaaladel mõju avaldavate tegurite analüüs (juhendaja Urmas Lips)
Mariliis Kõuts, 2023. Long-term Changes of the Eutrophication Indicators of the Baltic Sea. Läänemere eutrofeerumise indikaatorite pikaajalised muutused (juhendaja Urmas Raudsepp ja Gennadi Lessin)
Mihhail Zujev, 2021. Development of Data Assimilation for Numerical Forecasts in Estonian Marine Areas. Eesti merealade prognoosisüsteemi arendamine vaatlusandmete assimileerimise abil (juhendaja Jüri Elken ja Priidik Lagemaa)
Ahmed Abdalazeez, 2020. Laine dispersiooni ja murdumise mõju mittelineaarsete lainete uhtekõrgusele erineva kujuga laugetel randadel (juhendaja Ira Didenkulova)
Ilja Maljutenko, 2019. Vee tsirkulatsioon poolsuletud magevee mõjualas – Soome lahes ja Liivi lahes (juhendaja Urmas Raudsepp)
Sander Rikka, 2019. Laine- ja tuuleväljade määramine Läänemeres radarkaugseire andmetest (juhendajad: Rivo Uiboupin ja Andrey Pleskachevsky (Saksa kosmose- ja lennunduskeskus, DLR)
Irina Suhhova, 2018. Hoovuste muutlikkus ja struktuur stratifitseeritud Soome lahes (juhendaja Taavi Liblik)
Maris Skudra, 2017. Features of Thermohaline Structure and Circulation in the Gulf of Riga (juhendajad Prof Urmas Lips ja Prof Victor Zhurbas).
Sirje Sildever, 2017. Influence of Physical-Chemical Factors on Community and Populations of the Baltic Sea Spring Bloom Microalgae (juhendaja juhtivteadur Inga Lips).
Villu Kikas, 2016. Physical Processes Controlling the Surface Layer Dynamics in the Stratified Gulf of Finland: An Application of Ferrybox Technology (juhendaja Prof Urmas Lips).
Peeter Laas, 2016. Spatiotemporal Niche-Partitioning of Bacterioplankton Community across Environmental Gradients in the Baltic Sea (juhendaja juhtivteadur Inga Lips)
Karin Ojamäe, 2016. The Ecology and Photobiology of Mixotrophic Alveolates in the Baltic Sea (juhendaja juhtivteadur Inga Lips)
Jekaterina Služenikina, 2016. Applications of marine scatterometer winds and quality aspects of their assimilation into numerical weather prediction model HIRLAM (juhendajad: Prof Sirje Keevallik ja Aarne Männik, PhD)
Edith Soosaar, 2016. An evolution of freshwater bulge in laboratory scale experiments and natural conditions (juhendajad: Prof Urmas Raudsepp ja Prof Robert D Hetland)
Victor Alari, 2013. Multi-Scale Wind Wave Modeling in the Baltic Sea (juhendaja Prof Urmas Raudsepp)
Rivo Uiboupin, 2013. Application of Remote Sensing Methods for the Investigation of Spatio-Temporal Variability of Sea Surface Temperature and Chlorophyll Fields in the Gulf of Finland (juhendaja juhtivteadur Jaan Laanemets)
Priidik Lagemaa, 2012. Operational Forecasting in Estonian Marine Waters (juhendaja Prof Jüri Elken)
Taavi Liblik, 2012. Variability of Thermohaline Structure in the Gulf of Finland in Summer (juhendaja Prof Urmas Lips)
Kai Rosin, 2012. Solar Radiation and Wind as Agents of the Formation of the Radiation Regime in Water Bodies (juhendaja Prof Sirje Keevallik)
Ove Pärn, 2011. Sea Ice Deformation Events in the Gulf of Finland and Their Impact on Shipping (juhendaja Prof Jüri Elken, kaasjuhendaja dr Jari Haapala)
Germo Väli, 2011. Numerical Experiments on Matter Transport in the Baltic Sea (juhendaja Aleksander Toompuu, PhD, kaasjuhendaja prof Victor Zhurbas)
Gennadi Lessin, 2007. Biochemical definition of coastal zone using numerical modeling and measurement data (juhendaja Urmas Raudsepp, PhD, kaasjuhendaja Vladimir A. Ryabchenko)
Liis Sipelgas, 2006. Application of Satellite Data for Monitoring the Marine Environment (juhendaja Urmas Raudsepp, PhD)
Juss Pavelson, 2005. Mesoscale physical processes and the related impact on the summer nutrient fields and phytoplankton blooms in the western gulf of Finland. (juhendaja Jaan Laanemets, PhD)