Forscher haben globale Vorhersagen entwickelt, die bis zu einem Jahr im Voraus über marine Hitzewellen informieren können, d. h. über plötzliche und ausgeprägte Erhöhungen der Meerestemperaturen, die sich dramatisch auf die Ökosysteme der Ozeane auswirken können.
Die in der Fachzeitschrift Nature beschriebenen Prognosen könnten Fischereiflotten, Meeresmanagern und Küstengemeinden dabei helfen, die Auswirkungen von Hitzewellen im Meer vorherzusehen. Eine solche Hitzewelle, bekannt als „Blob“, trat etwa 2013 im Nordostpazifik auf und hielt bis 2016 an. Sie führte zu schwankenden Fischbeständen, schädlichen Algenblüten, Verstrickungen von gefährdeten Buckelwalen und Tausenden von verhungerten Seelöwenjungen, die an die Strände gespült wurden.
„Wir haben gesehen, dass marine Hitzewellen plötzliche und ausgeprägte Veränderungen in den Ökosystemen der Ozeane auf der ganzen Welt verursachen, und Vorhersagen können uns dabei helfen, vorauszusehen, was auf uns zukommen könnte“, sagte der Hauptautor Michael Jacox, ein Wissenschaftler am Southwest Fisheries Science Center der NOAA in Monterey, Kalifornien, und am Physical Sciences Laboratory der NOAA in Boulder, Colorado.
Die Vorhersagen für die Hitzewelle im Meer werden online über das Physical Sciences Laboratory der NOAA verfügbar sein. Die Forscher bezeichneten die Vorhersagen als einen „wichtigen Fortschritt in Richtung einer verbesserten Klimaanpassung und Widerstandsfähigkeit für vom Meer abhängige Gemeinden auf der ganzen Welt“.
Die Vorhersagen stützen sich auf globale Klimamodelle, um das wahrscheinliche Auftreten neuer mariner Hitzewellen vorherzusagen. „Dies ist ein wirklich spannender Weg, um bestehende Modellierungswerkzeuge in einer dringend benötigten neuen Anwendung zu nutzen“, sagte Jacox.
Verringerung der ökologischen und wirtschaftlichen Auswirkungen
Die Auswirkungen mariner Hitzewellen wurden in Ökosystemen auf der ganzen Welt dokumentiert, insbesondere im letzten Jahrzehnt. Dazu gehören:
Rückgang von Fischen und Schalentieren, der weltweit zu Fischereiverlusten in Höhe von Hunderten von Millionen Dollar führte
Verschiebung der Verbreitung von Meeresarten, die zu verstärkten Konflikten zwischen Mensch und Wildtieren und zu Streitigkeiten über Fischereirechte führte
Extrem warme Gewässer, die zum Ausbleichen und Massensterben von Korallen geführt haben
An der Westküste der USA erlangten die Hitzewellen im Meer durch den Blob, der das Ökosystem des Kalifornischen Stroms ab 2014 erschütterte, Berühmtheit. Diese Hitzewelle führte zu einer ökologischen Kaskade, bei der sich die Beute der Wale ungewöhnlich nahe an der Küste konzentrierte, und eine starke Blüte giftiger Algen entlang der Küste verzögerte die Öffnung der wertvollen Dungeness-Krabbenfischerei. Die Buckelwale rückten näher an die Küste heran, um in einigen der Gewässer zu fressen, die auch von der Krabbenfischerei genutzt werden. Als die Fischer versuchten, die verlorene Zeit nach der Verzögerung aufzuholen, indem sie zusätzliche Krabbenfallen aussetzten, verhedderten sich Wale in einer Rekordzahl in den an den Krabbenfallen befestigten Leinen. Jüngste Forschungen haben auch einen Zusammenhang zwischen den Hitzewellen an der Westküste und der Verlagerung der kalifornischen Kalmare nach Norden hergestellt, die seit langem eine der größten kommerziellen Fischereien in Kalifornien ausmachen.
Wissenschaftler der NOAA Fisheries haben inzwischen einen Marine Heatwave Tracker entwickelt, der den Nordpazifik auf Anzeichen von Hitzewellen im Meer überwacht. Die Vorhersagen gehen noch einen Schritt weiter und sagen voraus, wo in den kommenden Monaten mit Hitzewellen im Meer zu rechnen ist und wie lange sie voraussichtlich andauern werden.
„Extremereignisse in Verbindung mit steigenden globalen Temperaturen können als Katalysator für die Veränderung und Umstrukturierung von Ökosystemen dienen“, so Elliott Hazen, Forschungsökologe am Southwest Fisheries Science Center und Mitautor der Studie. „Zwar können marine Hitzewellen einige unvorhergesehene Auswirkungen haben, doch wenn man weiß, was auf uns zukommt, kann man vorsichtiger vorgehen, um die Auswirkungen auf die Fischerei und geschützte Arten zu verringern. Das Verständnis des Ozeans ist der erste Schritt zur Vorhersage ökologischer Veränderungen und zur Einbeziehung dieser Voraussicht in die Entscheidungsfindung“.
El Niño-Südliche Oszillation erhöht die Vorhersagegenauigkeit
Die Vorhersagen sind am genauesten in den Zeiträumen, die von der El Niño-Südlichen Oszillation beeinflusst werden, einem bekannten Klimamuster im Pazifischen Ozean. Tatsächlich könnte man El Niño (die warme Phase der Oszillation) als „die weltweit bedeutendste marine Hitzewelle“ bezeichnen, so Jacox. Dies zeigt, dass die Hitzewellen selbst nicht neu sind.
Die Vorhersagen können marine Hitzewellen in Regionen wie dem Mittelmeer oder vor der Ostküste der USA nicht so weit im Voraus vorhersagen. Die Atmosphäre und der Ozean schwanken in diesen Gebieten schneller. Die Vorhersagen bieten die größte Voraussicht in Gebieten mit bekannten Ozean-Klimamustern wie der indopazifischen Region nördlich von Australien, dem Kalifornischen Stromsystem und dem nördlichen Brasilienstrom.
Die Wissenschaftler wiesen darauf hin, dass Manager von Fischereien und anderen Meeresbewohnern ihre Reaktion auf die vorhergesagten Hitzewellen auf der Grundlage der möglichen Folgen abwägen müssen. So müssten sie beispielsweise die wirtschaftlichen Kosten einer Einschränkung der Fischerei im Vorfeld einer Hitzewelle im Meer gegen das Risiko abwägen, dass sich gefährdete Wale oder Meeresschildkröten versehentlich verfangen.
„Wir reden hier über den Unterschied zwischen fundierten Entscheidungen und dem Reagieren auf Veränderungen, die sich auf die Ökosysteme auswirken“, so Hazen. „Das wird immer ein Gleichgewicht sein, aber jetzt ist es ein viel fundierteres.“
Datum: April 20, 2022
Quelle: NOAA Fisheries Region Westküste
Journal Reference:
- Michael G. Jacox, Michael A. Alexander, Dillon Amaya, Emily Becker, Steven J. Bograd, Stephanie Brodie, Elliott L. Hazen, Mercedes Pozo Buil, Desiree Tommasi. Global seasonal forecasts of marine heatwaves. Nature, 2022; 604 (7906): 486 DOI: 10.1038/s41586-022-04573-9