Jak przyszłe fale upałów na morzu mogą zdewastować brytyjskie ekosystemy morskie i rybołówstwo

Oceany ocieplają się w zastraszającym tempie. Rok 2023 pobił rekordy w oceanach świata i był to pierwszy rok, w którym temperatura oceanów przekroczyła 1°C w porównaniu z poziomem przedindustrialnym. Doprowadziło to do pojawienia się serii morskich fal upałów na obu półkulach, od wód wokół Japonii, wokół Ameryki Południowej i po szerzej rozumianym Północnym Atlantyku.

Morskie fale upałów to okresy niezwykle wysokich temperatur morza, które mogą pojawiać się w dość zlokalizowanych gorących punktach, ale także obejmować duże części basenów oceanicznych. Z definicji muszą one trwać pięć dni, aby można je było uznać za morską falę upałów, ale niektóre większe zdarzenia trwają miesiące, a w skrajnych przypadkach nawet lata.

Godne uwagi wydarzenia miały katastrofalny wpływ na ekosystemy morskie, gospodarkę i społeczności przybrzeżne. Na przykład blaknięcie koralowców w tropikach spowodowało ogromne straty w przemyśle turystycznym, masowa śmiertelność lub poważne zmiany w rybołówstwie wpłynęły na przemysł rybny na całym świecie, a ogromne straty na łąkach z trawą morską i lasach wodorostów zdziesiątkowały kapitał naturalny krajów.

Zamknięcie istotnej luki w naszym rozumieniu

Wielkiej Brytanii w dużej mierze udało się uniknąć poważnych fal upałów na morzu, które mogłyby mieć znaczący wpływ na ekosystemy morskie i niebieską gospodarkę. Jednak w czerwcu 2023 r. u wybrzeży Wielkiej Brytanii i Irlandii doszło do krótkotrwałego, ale intensywnego wydarzenia, które zostało szeroko udokumentowane w mediach.

Skutki tej fali upałów pozostają nieznane, co podkreśla zasadniczą lukę w naszej wiedzy na temat charakterystyki morskich fal upałów w Wielkiej Brytanii w przeszłości i ich potencjalnych przyszłych skutków.

W artykule w Granice nauk o morzubadacze po raz pierwszy charakteryzują zarówno morskie fale upałów, jak i ich przeciwieństwa – okresy zimna – wokół Wielkiej Brytanii.

Wody Wielkiej Brytanii nie wydają się być głównym gorącym punktem na szerszym północnym Atlantyku, przy czym Prąd Zatokowy i centralny wir subpolarny doświadczają odpowiednio największej aktywności fal upałów i okresów chłodu. Jednak gdy przybliżymy wody Wielkiej Brytanii, widoczna będzie zmienność regionalna, szczególnie w przypadku morskich fal upałów.

Średnio w południowej części Morza Północnego i w kanale La Manche występują dłuższe (około miesiąca) i umiarkowanie intensywne (maksymalna temperatura osiągająca o 1,5°C wyższa niż oczekiwano) fale upałów, podczas gdy we wschodniej części Morza Północnego występują krótsze (od dwóch do trzy tygodnie), ale bardziej intensywne (maksymalna temperatura >3°C) fale upałów.

Istnieje znaczna zmienność

Morskie fale upałów są udokumentowane w całej Wielkiej Brytanii i trwają do pięciu miesięcy i występują przez cały rok, nawet zimą. Badając poszczególne zdarzenia, oczywiste jest, że istnieje znaczna zmienność pod względem lokalizacji, intensywności, czasu trwania i pory roku. Ta duża zmienność może również wyjaśniać niespójną reakcję chlorofilu-a, wskaźnika obfitości fitoplanktonu.

Nasze badania pokazują, że ekstremalne wartości chlorofilu-a nie pokrywają się z ekstremalnymi temperaturami w wodach Wielkiej Brytanii, chociaż istnieją pewne przesłanki wskazujące, że wysoce produktywne zjawiska, dla których ukuliśmy termin „zielone fale”, występują częściej w południowej części Morza Północnego i bliżej wybrzeże.

W przypadku szerszego północnego Atlantyku morskie fale upałów częściej współwystępują z „falami błękitnymi” (skrajnymi wartościami chlorofilu A) w tropikach i subtropikach, podczas gdy okresy zimna częściej występują z falami zielonymi na wyższych szerokościach geograficznych.

Bezpośredni związek między tego typu skrajnościami jest niespójny i wymaga dalszych badań w Wielkiej Brytanii. Może to wynikać z faktu, że Wielka Brytania znajduje się na średnich i wysokich szerokościach geograficznych. Sezonowość może również odgrywać istotną rolę.

Różnice sezonowe

Czas wydarzeń będzie również miał ogromny wpływ na wpływ na szerszy ekosystem morski. Na przykład, jeśli w środku lata w morzu wystąpi fala upałów, granice termiczne gatunków takich jak trawa morska czy wodorosty mogą zostać przekroczone, co może prowadzić do rozległych szkód, a nawet śmiertelności, co udokumentowano w innych miejscach na całym świecie.

Jeśli jednak zdarzenie miałoby miejsce zimą lub wiosną, nietypowo wysokie temperatury mogą zainicjować zakwity fitoplanktonu, co może prowadzić albo do tymczasowego wzrostu produktywności, co przyniesie ogromne korzyści rybołówstwu, albo spowoduje szkodliwe zakwity glonów, co doprowadzi do negatywnych skutków.

Nasze badania pokazują również, że kiedy morskie fale upałów występują na stosunkowo płytkiej południowej części Morza Północnego i w kanale La Manche, stężenia tlenu w pobliżu dna są zwykle niezwykle niskie, co naraża ekosystemy bentosowe na zwiększoną presję.

W innych lokalizacjach w Wielkiej Brytanii zależność ta jest widoczna w pierwszej połowie roku, kiedy słup wody jest dobrze wymieszany, a wpływ ekstremalnych temperatur powierzchniowych może dotrzeć do dna morskiego. Latem słup wody nie jest tak dobrze wymieszany, przez co skutki morskiej fali upałów ograniczają się do powierzchni.

Wyjątkowa okazja

Biorąc pod uwagę złożoność tego regionu, istotne jest podjęcie bardziej ukierunkowanych badań w celu zrozumienia przyszłego wpływu morskich fal upałów na ekosystemy morskie, niebieską gospodarkę i społeczeństwo. Jeśli uda się zidentyfikować regiony wysokiego ryzyka, można ocenić odporność gatunków i społeczności przybrzeżnych i odpowiednio nią zarządzać.

Falę upałów na morzu w czerwcu 2023 r. należy uznać za sygnał alarmowy. Chociaż zjawiska te nie wydają się obecnie tak długotrwałe i intensywne jak inne fale upałów na świecie, przewiduje się, że będą się nasilać.

Oznacza to, że Wielka Brytania ma wyjątkową okazję, aby skorzystać z naszej przewagi i uczyć się od innych krajów, aby zwiększyć gotowość i zdolność reagowania na przyszłe ekstremalne zdarzenia.