An Land können Hitzewellen für Mensch und Tier tödlich sein und Ernten und Wälder zerstören.
Auch im Ozean können ungewöhnlich warme Perioden auftreten. Diese können Wochen oder Monate andauern, Seetangwälder und Korallen abtöten und andere erhebliche Auswirkungen auf die Meeresökosysteme, die Fischerei und die Aquakulturindustrie haben.
Bis vor kurzem hatten Entstehung, Verteilung und Häufigkeit von Meereswärmewellen wenig Aufmerksamkeit auf sich gezogen.
Überall im Ozean treten marine Hitzewellen auf. (Eric Oliver / Dalhousie Universität) **********
Der Klimawandel erwärmt das Meerwasser und verursacht Veränderungen in der Verbreitung und im Überfluss von Meeresalgen, Korallen, Fischen und anderen Meerestieren. Zum Beispiel sind tropische Fischarten heute im Hafen von Sydney weit verbreitet.
Diese Veränderungen der Meerestemperaturen sind jedoch nicht stabil oder gleichmäßig, und den Wissenschaftlern fehlten die Werkzeuge, um die globalen Muster der Meereshitzewellen und ihre biologischen Auswirkungen zu definieren, zu synthetisieren und zu verstehen.
Bei einem Treffen Anfang 2015 haben wir eine Gruppe von Wissenschaftlern mit Fachkenntnissen in Atmosphärenklimatologie, Ozeanographie und Ökologie zusammengerufen, um eine Arbeitsgruppe für marine Hitzewellen zu bilden, in der eine Definition für das Phänomen erarbeitet wurde: Eine längere Zeit ungewöhnlich warmen Wassers an einem bestimmten Ort Zeit des Jahres. Es ist wichtig, dass marine Hitzewellen zu jeder Jahreszeit, im Sommer oder im Winter auftreten können.
Mit der vorliegenden Definition konnten wir endlich historische Daten analysieren, um Muster in ihrem Auftreten zu bestimmen.
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Im Laufe des vergangenen Jahrhunderts sind marine Hitzewellen auf der ganzen Welt länger und häufiger geworden. Die Anzahl der Meeres-Hitzewellentage stieg von 1925 bis 2016 um 54 Prozent, wobei sich der Trend seit 1982 beschleunigte.
Jährliche Zählung der Meeres-Hitzewellentage von 1900 bis 2016 als globaler Durchschnitt. (Eric Oliver / Dalhousie Universität) Wir haben weltweit mehr als 100 Jahre an Meeresoberflächentemperaturdaten aus Schiffsmessungen, Aufzeichnungen von Küstenstationen und Satellitenbeobachtungen zusammengetragen und nach Änderungen der Häufigkeit und Dauer von Meereshitzewellen gesucht.
Wir fanden heraus, dass die Häufigkeit von Hitzewellen von 1925 bis 1954 und von 1987 bis 2016 um 34 Prozent zunahm und ihre Dauer um 17 Prozent zunahm.
Diese langfristigen Trends lassen sich durch den anhaltenden Anstieg der Meerestemperaturen erklären. Angesichts der Wahrscheinlichkeit einer anhaltenden Erwärmung der Meeresoberfläche im Laufe des 21. Jahrhunderts können wir davon ausgehen, dass in Zukunft weltweit mehr Meereshitzewellen auftreten werden, die Auswirkungen auf die Artenvielfalt der Meere haben werden.
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Zahlen und Statistiken sind informativ, aber hier ist, was das unter Wasser bedeutet.
Ein Meeresökosystem, das zu Beginn des 20. Jahrhunderts 30 Tage extremer Hitze ausgesetzt war, könnte nun 45 Tage extremer Hitze ausgesetzt sein. Diese zusätzliche Exposition kann sich nachteilig auf die Gesundheit des Ökosystems und die daraus resultierenden wirtschaftlichen Vorteile wie Fischerei und Aquakultur auswirken.
Eine Reihe von Meeres-Hitzewellen der letzten Zeit haben genau das getan.
Im Jahr 2011 tötete eine marine Hitzewelle vor Westaustralien einen Seetangwald und ersetzte ihn durch Rasenalgen. Die Verschiebung des Ökosystems blieb auch nach der Normalisierung der Wassertemperatur bestehen und signalisierte eine dauerhafte oder sogar dauerhafte Veränderung.
Dasselbe Ereignis führte zu einem weitgehenden Verlust von Seegraswiesen aus der berühmten Shark Bay-Region, mit Folgen für die Artenvielfalt, einschließlich vermehrter Bakterienblüte, Rückgang von blauen Krabben, Jakobsmuscheln und der Gesundheit grüner Schildkröten sowie einer Verringerung der langfristigen Kohlenstoffspeicherung dieser wichtige Lebensräume.
In ähnlicher Weise störte eine Meereshitzewelle im Golf von Maine die lukrative Hummerfischerei im Jahr 2012. Das warme Wasser im späten Frühjahr ermöglichte es den Hummern, sich früher als gewöhnlich an Land zu bewegen, was zu frühen Landungen und einem unerwarteten und signifikanten Preisverfall führte.
In jüngerer Zeit blieb ein dauerhaft warmes Wassergebiet im Nordpazifik mit dem Spitznamen „The Blob“ jahrelang erhalten (2014-2016) und verursachte Fischereisperrungen, Massenstrandungen von Meeressäugetieren und schädliche Algenblütenausbrüche entlang der Küste. Es hat sogar das Wetter im pazifischen Nordwesten in großem Maßstab verändert.
Beispiele für Auswirkungen von Meereshitzewellen auf Ökosysteme und Arten. Das Bleichen von Korallen und das Absterben von Seegras (oben rechts und links) haben die marinen Lebensräume beeinträchtigt und schwerwiegende ökologische Auswirkungen auf die assoziierten Gemeinschaften. Massensterblichkeit und veränderte Rekrutierungsmuster kommerziell wichtiger Arten wie Abalone und Hummer (unten links und rechts) hatten sozioökonomische Auswirkungen. (Dan Smale / MBA) Während die globalen Meerestemperaturen weiter ansteigen und die Hitzewellen im Meer immer weiter zunehmen, werden die marinen Ökosysteme, auf die viele angewiesen sind, in Bezug auf Nahrung, Lebensunterhalt und Erholung immer weniger stabil und vorhersehbar.
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Der anthropogene, also vom Menschen verursachte Klimawandel ist mit einigen dieser jüngsten Meereshitzewellen verbunden.
Beispielsweise verursachten die menschlichen Emissionen von Treibhausgasen die Hitzewelle des Meeres 2016 im tropischen Australien, was dazu führte, dass das Great Barrier Reef mit 53-facher Wahrscheinlichkeit massiv gebleicht wurde.
Noch dramatischer ist, dass die Hitzewelle der Meere in der Tasmanischen See im Zeitraum 2015-16, die mehr als acht Monate andauerte und die tasmanische Fischerei- und Aquakulturindustrie störte, dank des anthropogenen Klimawandels über 300-mal wahrscheinlicher war.
Für die Wissenschaftler besteht der nächste Schritt darin, zukünftige Veränderungen unter verschiedenen Erwärmungsszenarien zu quantifizieren. Wie oft werden sie noch auftreten? Wie viel wärmer werden sie sein? Und wie lange halten sie noch?
Letztendlich sollten Wissenschaftler Prognosen für politische Entscheidungsträger, Manager und die Industrie entwickeln, die die zukünftigen Auswirkungen von Meereshitzewellen für Wochen oder Monate vorhersagen können. Diese Informationen würden den Fischereimanagern helfen, zu wissen, wann sie ein Fischerei-, Aquakulturunternehmen eröffnen oder schließen müssen, um Erntedaten zu planen, und den Naturschutzmanagern, um zusätzliche Überwachungsbemühungen durchzuführen.
Prognosen können helfen, die Risiken in den Griff zu bekommen. Letztendlich müssen wir jedoch dringend Maßnahmen ergreifen, um die Treibhausgasemissionen zu senken und die globale Erwärmung zu begrenzen. Wenn nicht, sind die marinen Ökosysteme auf ein immer stärkeres Hämmern durch extreme Meereswärme eingestellt.
Weitere Informationen zu diesem und verwandten Studien finden Sie unter www.marineheatwaves.org.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht.
Eric Oliver, Assistenzprofessor, Dalhousie University
Alistair Hobday, Senior Principal Research Scientist - Ozeane und Atmosphäre, CSIRO
Dan Smale, wissenschaftlicher Mitarbeiter in Meeresökologie, Marine Biological Association
Neil Holbrook, Professor an der Universität von Tasmanien
Thomas Wernberg, ARC Future Fellow in Meeresökologie, University of Western Australia
