Wie zukünftige Hitzewellen auf See die Meeresökosysteme und Fischereien des Vereinigten Königreichs zerstören könnten

Die Ozeane erwärmen sich mit alarmierender Geschwindigkeit. Das Jahr 2023 brach Rekorde in den Weltmeeren und war das erste Mal, dass die Meerestemperaturen 1 °C über dem vorindustriellen Niveau überstiegen. Dies führte zur Entstehung einer Reihe mariner Hitzewellenereignisse auf beiden Hemisphären, von den Gewässern um Japan, rund um Südamerika und über den weiteren Nordatlantik.

Marine Hitzewellen sind Perioden extrem warmer Meerestemperaturen, die sich an recht begrenzten Hotspots bilden können, sich aber auch über weite Teile von Meeresbecken erstrecken. Per Definition müssen sie fünf Tage andauern, um als Meereshitzewelle eingestuft zu werden, aber einige Großereignisse dauerten Monate – im Extremfall sogar Jahre.

Bemerkenswerte Ereignisse haben zu katastrophalen Auswirkungen auf die Meeresökosysteme, die Wirtschaft und die Küstengemeinden geführt. Beispielsweise hat die Korallenbleiche in den Tropen enorme Verluste für die Tourismusbranche verursacht, Massensterben oder große Veränderungen in der Fischerei haben sich weltweit auf die Fischereiindustrie ausgewirkt und enorme Verluste an Seegraswiesen und Kelpwäldern haben das Naturkapital der Länder dezimiert.

Wir schließen eine entscheidende Lücke in unserem Verständnis

Das Vereinigte Königreich ist weitgehend von größeren Hitzewellen im Meer verschont geblieben, die erhebliche Auswirkungen auf die Meeresökosysteme und die blaue Wirtschaft hätten haben können. Im Juni 2023 ereignete sich jedoch ein kurzlebiges, aber intensives Ereignis an den Küsten des Vereinigten Königreichs und Irlands, das in den Medien umfassend dokumentiert wurde.

Die Auswirkungen dieser Hitzewelle bleiben unbekannt, was eine entscheidende Lücke in unserem Verständnis der Merkmale früherer Meereshitzewellen im Vereinigten Königreich und ihrer möglichen zukünftigen Auswirkungen verdeutlicht.

In einem Artikel in Grenzen in der Meereswissenschaftcharakterisieren Forscher zum ersten Mal sowohl Meereshitzewellen als auch ihre Gegenstücke – Meereskälteperioden – im gesamten Vereinigten Königreich.

Britische Gewässer scheinen im weiteren Nordatlantik kein großer Hotspot zu sein, wobei der Golfstrom und der zentrale subpolare Wirbel die größte Hitzewellen- bzw. Kälteperiodenaktivität verzeichnen. Wenn man jedoch die Gewässer des Vereinigten Königreichs näher betrachtet, werden regionale Unterschiede deutlich, insbesondere bei Hitzewellen im Meer.

Im Durchschnitt kommt es in der südlichen Nordsee und im Ärmelkanal tendenziell zu längeren (etwa einen Monat) und mäßig intensiven (Höchsttemperaturen, die 1,5 °C höher sind als erwartet) Hitzewellen, während in der östlichen Nordsee tendenziell kürzere (zwei bis vier Monate) Hitzewellen auftreten drei Wochen), aber intensivere (Höchsttemperaturen >3°C) Hitzewellen.

Es besteht eine erhebliche Variabilität

Überall im Vereinigten Königreich sind Meereshitzewellen dokumentiert, die bis zu fünf Monate andauern und das ganze Jahr über, sogar im Winter, auftreten. Bei der Untersuchung einzelner Ereignisse zeigt sich, dass hinsichtlich Ort, Intensität, Dauer und Jahreszeit erhebliche Schwankungen bestehen. Diese hohe Variabilität erklärt möglicherweise auch die inkonsistente Reaktion bei Chlorophyll-a, einem Indikator für die Phytoplanktonhäufigkeit.

Unsere Forschung zeigt, dass Chlorophyll-a-Extreme nicht mit Temperaturextremen in britischen Gewässern zusammenfallen, obwohl es Hinweise darauf gibt, dass hochproduktive Ereignisse, für die wir den Begriff „Greenwaves“ geprägt haben, in der südlichen Nordsee und in der näheren Umgebung häufiger auftreten die Küste.

Im weiteren Nordatlantik ist es wahrscheinlicher, dass Meereshitzewellen in den Tropen und Subtropen zusammen mit „blauen Wellen“ (niedriges Chlorophyll-a-Extreme) auftreten, während Kälteperioden in höheren Breiten eher zusammen mit grünen Wellen auftreten.

Der direkte Zusammenhang zwischen dieser Art von Extremen ist inkonsistent und bedarf im gesamten Vereinigten Königreich weiterer Untersuchungen. Dies könnte daran liegen, dass das Vereinigte Königreich zwischen mittleren und hohen Breiten liegt. Auch die Saisonalität kann eine entscheidende Rolle spielen.

Saisonale Unterschiede

Der Zeitpunkt der Ereignisse wird sich auch stark auf die Auswirkungen auf das gesamte Meeresökosystem auswirken. Tritt beispielsweise im Hochsommer eine Hitzewelle im Meer auf, können die thermischen Grenzen von Arten wie Seegras oder Algen überschritten werden, was zu erheblichen Schäden oder sogar zum Tod führen kann, was an anderen Orten auf der Welt dokumentiert wurde.

Sollte jedoch ein Ereignis im Winter oder Frühling eintreten, könnten die für die Jahreszeit ungewöhnlich warmen Temperaturen Phytoplanktonblüten auslösen, was möglicherweise entweder zu einer vorübergehenden Steigerung der Produktivität führt, was der Fischerei erheblich zugute kommt, oder zu schädlichen Algenblüten führt, die negative Auswirkungen haben.

Unsere Forschung zeigt auch, dass bei Meereshitzewellen in der relativ flachen südlichen Nordsee und im Ärmelkanal die Sauerstoffkonzentrationen in Bodennähe tendenziell extrem niedrig sind, was benthische Ökosysteme einem erhöhten Stress aussetzt.

An anderen Orten im Vereinigten Königreich ist dieser Zusammenhang in der ersten Jahreshälfte offensichtlich, wenn die Wassersäule gut durchmischt ist und die Auswirkungen extremer Oberflächentemperaturen den Meeresboden erreichen können. Im Sommer ist die Wassersäule nicht so gut durchmischt, sodass die Auswirkungen der Meereshitzewelle auf die Oberfläche beschränkt bleiben.

Einmalige Gelegenheit

Angesichts der Komplexität dieser Region ist es von entscheidender Bedeutung, dass gezieltere Forschung betrieben wird, um die zukünftigen Auswirkungen mariner Hitzewellen auf Meeresökosysteme, die blaue Wirtschaft und die Gesellschaft zu verstehen. Wenn Hochrisikoregionen identifiziert werden können, kann die Widerstandsfähigkeit von Arten und Küstengemeinschaften beurteilt und angemessen gemanagt werden.

Die Meereshitzewelle im Juni 2023 sollte als Alarmglocke wahrgenommen werden. Obwohl diese Ereignisse derzeit nicht so lang anhaltend oder intensiv zu sein scheinen wie andere Hitzewellen auf der ganzen Welt, wird mit einer Zunahme gerechnet.

Dies bedeutet, dass das Vereinigte Königreich eine einzigartige Gelegenheit erhält, unseren Vorsprung zu nutzen und von anderen Nationen zu lernen, um die Vorbereitungs- und Reaktionsfähigkeit für künftige Extremereignisse zu verbessern.