Op het land kunnen hittegolven dodelijk zijn voor mens en dier en kunnen gewassen en bossen verwoesten.
Ongewoon warme periodes kunnen ook voorkomen in de oceaan. Deze kunnen weken of maanden duren, waarbij kelpbossen en koralen worden gedood en andere significante effecten op mariene ecosystemen, visserij en aquacultuur worden veroorzaakt.
Tot voor kort had de vorming, distributie en frequentie van hittegolven op zee echter weinig aandacht gekregen.
Mariene hittegolven komen overal in de oceaan voor. (Eric Oliver / Dalhousie University) **********
Klimaatverandering verwarmt oceaanwater en veroorzaakt verschuivingen in de verspreiding en overvloed van zeewieren, koralen, vissen en andere mariene soorten. Tropische vissoorten worden tegenwoordig bijvoorbeeld vaak aangetroffen in de haven van Sydney.
Maar deze veranderingen in oceaantemperaturen zijn niet stabiel of zelfs, en wetenschappers misten de hulpmiddelen om de wereldwijde patronen van mariene hittegolven en hun biologische effecten te definiëren, synthetiseren en begrijpen.
Tijdens een bijeenkomst begin 2015 hebben we een groep wetenschappers met expertise in atmosferische klimatologie, oceanografie en ecologie bijeengeroepen om een werkgroep voor mariene hittegolven te vormen om een definitie voor het fenomeen te ontwikkelen: een langdurige periode van ongewoon warm water op een bepaalde locatie daarvoor tijd van het jaar. Belangrijk is dat hittegolven op zee op elk moment van het jaar, zomer of winter kunnen voorkomen.
Met de definitie in de hand waren we eindelijk in staat om historische gegevens te analyseren om patronen in hun optreden te bepalen.
**********
In de afgelopen eeuw zijn maritieme hittegolven over de hele wereld langer en frequenter geworden. Het aantal maritieme hittegolfdagen steeg met 54 procent van 1925 tot 2016, met een versnellende trend sinds 1982.
Jaarlijks aantal hittegolven op zee van 1900 tot 2016, als een wereldwijd gemiddelde. (Eric Oliver / Dalhousie University) We hebben meer dan 100 jaar aan zee-oppervlaktetemperatuurgegevens over de hele wereld verzameld op basis van metingen op schepen, kuststationrecords en satellietobservaties, en zijn op zoek gegaan naar veranderingen in hoe vaak hittegolven op zee plaatsvonden en hoe lang ze duurden.
We hebben geconstateerd dat van 1925 tot 1954 en 1987 tot 2016 de frequentie van hittegolven met 34 procent is toegenomen en de duur is toegenomen met 17 procent.
Deze langetermijntrends kunnen worden verklaard door aanhoudende stijgingen van de oceaantemperaturen. Gezien de waarschijnlijkheid van voortdurende opwarming van de oceaanoppervlakte gedurende de 21ste eeuw, kunnen we in de toekomst meer mariene hittegolven verwachten, met implicaties voor de mariene biodiversiteit.
**********
Cijfers en statistieken zijn informatief, maar dit is wat dat onder water betekent.
Een marien ecosysteem dat in het begin van de 20e eeuw 30 dagen extreme hitte had, zou nu 45 dagen extreme hitte kunnen ervaren. Die extra blootstelling kan schadelijke gevolgen hebben voor de gezondheid van het ecosysteem en de economische voordelen, zoals de visserij en de aquacultuur, die daarvan zijn afgeleid.
Een aantal recente hittegolven op zee hebben precies dat gedaan.
In 2011 doodde een mariene hittegolf uit West-Australië een kelpbos en verving het door turfzeewier. De verandering van het ecosysteem bleef zelfs nadat de watertemperaturen weer normaal waren geworden, wat een langdurige of misschien zelfs permanente verandering aangeeft.
Diezelfde gebeurtenis leidde tot wijdverbreid verlies van zeegrasweiden uit het iconische Shark Bay-gebied, met gevolgen voor de biodiversiteit, waaronder verhoogde bacteriële bloei, achteruitgang van blauwe krabben, sint-jakobsschelpen en de gezondheid van groene schildpadden, en reducties in de koolstofopslag op lange termijn van deze belangrijke habitats.
Evenzo verstoorde een hittegolf in de Golf van Maine de lucratieve kreeftenvisserij in 2012. Door het warme water in het late voorjaar konden kreeften eerder in het jaar de kust op dan normaal, wat leidde tot vroege aanlandingen en een onverwachte en aanzienlijke prijsdaling.
Meer recent bleef een hardnekkig gebied met warm water in de Noord-Pacific, bijgenaamd 'The Blob', jarenlang opgesloten en veroorzaakte het sluiten van de visserij, massale strandingen van zeezoogdieren en schadelijke uitbraken van algenbloei langs de kust. Het veranderde zelfs grootschalige weerpatronen in de Pacific Northwest.
Voorbeelden van hittegolfeffecten op zee op ecosystemen en soorten. Verbleken van koraal en afsterven van zeegras (rechtsboven en links) heeft mariene habitats beïnvloed met ernstige ecologische effecten op geassocieerde gemeenschappen. Massale sterfte en veranderingen in rekruteringspatronen van commercieel belangrijke soorten zoals abalone en kreeften (links en rechts) hebben sociaal-economische gevolgen gehad. (Dan Smale / MBA) Naarmate de mondiale oceaantemperaturen blijven stijgen en mariene hittegolven breder worden, zullen de mariene ecosystemen waarop velen vertrouwen voor voedsel, levensonderhoud en recreatie steeds minder stabiel en voorspelbaar worden.
**********
Antropogene, dat is door de mens veroorzaakte, klimaatverandering is gekoppeld aan enkele van deze recente hittegolven in de zee.
Bijvoorbeeld, menselijke uitstoot van broeikasgassen maakte de mariene hittegolf van 2016 in tropisch Australië, die leidde tot massale bleking van het Great Barrier Reef, 53 keer meer waarschijnlijk.
Nog dramatischer was de hittegolf in de zee van 2015-16 in de Tasmaanse Zee die meer dan acht maanden aanhield en de Tasmaanse visserij- en aquacultuurindustrie verstoorde, meer dan 300 keer waarschijnlijker, dankzij antropogene klimaatverandering.
Voor wetenschappers is de volgende stap het kwantificeren van toekomstige veranderingen onder verschillende opwarmingsscenario's. Hoeveel vaker zullen ze voorkomen? Hoeveel warmer zullen ze zijn? En hoe lang gaan ze nog mee?
Uiteindelijk moeten wetenschappers prognoses ontwikkelen voor beleidsmakers, managers en de industrie die de toekomstige gevolgen van hittegolven in zee voor weken of maanden vooruit kunnen voorspellen. Met die informatie kunnen visserijbeheerders weten wanneer ze een visserij moeten openen of sluiten, aquacultuurbedrijven om oogstdata te plannen en natuurbeheerders om extra monitoringinspanningen te implementeren.
Voorspellingen kunnen helpen de risico's te beheersen, maar uiteindelijk hebben we nog steeds dringende maatregelen nodig om de uitstoot van broeikasgassen te beperken en de opwarming van de aarde te beperken. Zo niet, dan zijn mariene ecosystemen klaar voor een steeds groter wordend hameren door extreme oceaanwarmte.
Meer informatie over dit en aanverwante studies is te vinden op www.marineheatwaves.org.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
Eric Oliver, universitair docent, Dalhousie University
Alistair Hobday, Senior Principal Research Scientist - Oceans and Atmosphere, CSIRO
Dan Smale, Research Fellow in Marine Ecology, Marine Biological Association
Neil Holbrook, professor, Universiteit van Tasmanië
Thomas Wernberg, ARC Future Fellow in Marine Ecology, University of Western Australia
