Morskie fale upałów niosą dwa niepokojące scenariusze

Morskie fale upałów ekstremalnie oddziałują na przyrodę. Powodują zaburzenia w sieciach troficznych oceanów, a także wiele strat w rybołówstwie. Jak wpływają na ekosystemy i bioróżnorodność mórz, a jak na gospodarkę rybacką?

Naukowcy zbadali, jakie ocieplenie oceanów nastąpi w najbliższych dziesięcioleciach. Na wykresach wyróżniono stałe i przesuwane linie bazowe. Pierwsze ukazują długotrwały wzrost energii cieplnej oceanów, a drugie ten sam wzrost oraz krótkotrwałe anomalie morskich fal upałów. Oba warianty mają negatywny wpływ na morską bioróżnorodność oraz na gospodarkę.

Morskie fale upałów: dwie definicje linii bazowych

Morskie fale upałów mają destrukcyjny wpływ na ekosystemy mórz. Bardzo często nawet ze skutkiem śmiertelnym, bo zbyt wysoka temperatura wody zabija wiele zwierząt. Zarówno bezkręgowce: ryby, mięczaki, skorupiaki, jak i kręgowce: morskie ptaki i ssaki, a w szczególności wieloryby i delfiny. Na płytszych wodach roślinność morska, która to składa się z wodorostów, traw morskich, a na wybrzeżach z namorzynów, jest również narażona na straty.

• Czytaj także: Huragany wędrują coraz dalej na północ. Winne morskie fale upałów

Członkowie grupy zadaniowej ds. ekosystemów morskich amerykańskiej Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej (NOAA), pod przewodnictwem Dilona J. Amaya, w swoim badaniu zaproponowali zdefiniowanie podstawowych terminów, wyjaśniających jakie rodzaje ocieplenia oceanów czeka świat do końca wieku.

Morskie fale upałów. Dwie linie bazowe: stała i przesunięta

Co nas czeka?

Na wykresie opublikowanym w Nature widać stałą linię bazową (1980-2100) z temperaturą oceanu 23°C w 1980 r. Z biegiem dekad oceany ogrzewają się, podczas dalszego wzrostu emisji gazów cieplarnianych. W 2100 r. ich temperatura może wzrosnąć powyżej 26,5°C.

Natomiast przesunięta linia bazowa (1980-2100) – z temperaturą 23 °C w 1980 r. do ok. 26,5°C w 2100 r. – monitoruje dokładną identyfikację tegoż ciepła w postaci morskich fal upałów.

Stała linia bazowa pomaga określić długofalowy trend ogrzewania oceanów. Jednakże są pewne trudności wynikające z identyfikacji krótkofalowych anomalii morskich fal upałów. Dlatego bardzo przydatna jest linia bazowa przesuwana w górę. Pokazuje ona zarówno stan długofalowego ocieplenia oceanów, jak i piki hipertermiczne anomalnego krótkofalowego wzrostu temperatury wody. Dzięki temu naukowcy łatwiej mogą namierzyć anomalie ciepła w oceanach oraz je obliczyć.

Różny wpływ linii bazowych na organizmy morskie

Stała linia bazowa, pokazana na wspomnianym wykresie, ustala pomiar ciepła w stosunku do temperatury historycznej. Dla koralowców bardziej szkodliwe jest długotrwałe ocieplenie oceanów, niż krótkotrwały szok termiczny wywołany przez morskie fale upałów. Dlatego też pierwotnie zaproponowana stała linia bazowa jest w tym przypadku bardziej korzystna.

Zwierzęta krótko żyjące, takie jak: kałamarnica kalifornijska (Doryteuthis opalescens) czy różne gatunki sardynek, źle znoszą gwałtowne skoki temperatury wody. Powodują je morskie fale upałów. Łagodniejsze i powolniejsze długotrwałe ocieplenie te zwierzęta znoszą lepiej. Dlatego na podstawie przesuniętej w górę linii bazowej łatwiej obserwuje się, na jakie grupy zwierząt morskie fale upałów ujemnie oddziałują.

Zastosowanie obu linii bazowych jest wyraźnym sygnałem dla ludzi zarządzających zarówno ochroną przyrody, jak i zasobami morskimi. Ma ono na celu umiejętne rozróżnianie krótkoterminowych zmian morskich fal upałów i długoterminowego trendu globalnego ocieplenia. W tym regionalnego i lokalnego.

Krótkotrwałe, gwałtowne ocieplenia mogą wywoływać różnorodne reakcje behawioralne i fizjologiczne wśród wielu gatunków ryb, w tym poławianych przez ludzi. Nagłe skoki wzrostu temperatury wód w ich siedliskach wodnych mogą przyczynić się do migracji tych zwierząt w chłodniejsze rejony.

Autorzy artykułu piszą, że np. pacyficzny tuńczyk błękitnopłetwy (Thunnus orientalis), żerujący dotychczas u wybrzeży Kalifornii, przesunął swój zasięg geograficzny o 1 tys. km. w kierunku północnym, gdy w latach 2013-2015 we wschodniej części Pacyfiku pojawiła się plama ciepła. Następnie stwierdzili:

– Nie jest jednak jasne, czy takie nagłe zmiany w zachowaniu staną się w przyszłości częstsze w innych lokalizacjach. Ponieważ w wolno ocieplających się wodach przemieszczanie się wielu gatunków morskich może mieć charakter stały i trwały. Jednak morskie fale upałów powodują trend nagły i tymczasowy.

Raport stwierdza wprost: znacznie więcej anomalii

Raport NOAA US 2022 State of the Ecosystem (SOE) dotyczący rybołówstwa, przedstawił następującą sytuację w 2021 r. w Zatoce Maine: zanotowano wielokrotnie więcej zdarzeń z anomalnie wysoką temperaturą, niż z normalną. Stwierdzono aż 80 proc. tych przypadków w ciągu tylko tego jednego roku.

Region ten w ciągu minionej dekady ocieplał się najszybciej na Ziemi. Temperatura wody wzrosła nawet o ponad 0,3°C.

W tym samym momencie, od czasów przedindustrialnych, wody powierzchniowe wszystkich oceanów ociepliły się średnio o 0,06°C na dekadę, podczas gdy temperatura powietrza przy powierzchni lądu wzrosła w ciągu dekady o 0,1°C.

Raport NOAA z 2022 r. wskazał, że w 2021 r. normalna temperatura występowała sporadycznie tylko w krótkim okresie. Na ogół wówczas przeważały ekstremalnie wysokie temperatury powyżej średniej. Zdaniem zespołu naukowego Dilona Amaya były jednak nieco wyolbrzymione.

Naukowcy zdefiniowali ten incydent następująco:

– W rzeczywistości jednak ta stała statystyka bazowa nie rozróżnia, czy region ten doświadcza częstszych epizodycznych ekstremalnych temperatur oprócz długoterminowego ocieplenia.

W 2023 r. w kolejnym raporcie SOE zespół naukowy Northeast Fisheries Science Center NOAA postanowił zastosować przesuwaną linię bazową.

Wpływ ENSO a regionalne ocieplenia wód morskich

Naturalne zmienności oceaniczne, jak np. oscylacja południowa (ENSO), również wywierają pewien wpływ na regionalne ocieplenie, bądź ochłodzenie wód powierzchniowych.

Naukowcy NOAA zauważyli, że morskie fale upałów są pod względem krótkoterminowych i nagłych zmian analogiczne do fal sztormowych. Natomiast wzrost globalnej temperatury oceanów oraz światowy wzrost poziomu morza mają charakter długoterminowy. Ich przebieg jest też powolny.

Badacze podsumowali swoją pracę następująco:

– Zarówno fale sztormowe, jak i długotrwały wzrost poziomu mórz przyczyniają się do całkowitego podniesienia poziomu oceanów. Podobnie jak połączenie długoterminowych trendów temperaturowych i morskich fal upałów wpływa na całkowitą ekspozycję na ciepło.

Źródła:

• https://unctad.org/ter2023

• doi.org/10.1038/d41586-023-00924-2

• www.fisheries.noaa.gov/new-england-mid-atlantic/ecosystems/state-ecosystem-reports-northeast-us-shelf

–

Zdjęcie tytułowe: PHOTOCREO Michal Bendarek/Shutterstock