Eine australasiatische Universitätskollaboration hat ein neues Licht auf marine Hitzewellen in den Küstengewässern Neuseelands geworfen, indem die beiden am längsten laufenden täglichen In-situ-Meerestemperaturaufzeichnungen in der südlichen Hemisphäre verwendet wurden.
Die Forschung stellt eine der wenigen eingehenden Bewertungen weltweit zu marinen Hitzewellen in küstennahen Ökosystemen wie felsigen Riffen, Häfen und Mündungsumgebungen dar und hebt die bedeutende Rolle der lokalen atmosphärischen Bedingungen bei der Modulation des Auftretens extremer Temperaturereignisse in diesen Meeresökosystemen hervor .
Leitender Forscher Felix Cook, ein Ph.D. Student am Department of Marine Science an der University of Otago, sagt, dass diese modulierende Rolle der lokalen atmosphärischen Bedingungen dazu führen kann, dass sich die Temperaturdynamik in diesen Ökosystemen von denen in den nahe gelegenen Umgebungen des offenen Ozeans entkoppelt.
„Wir haben festgestellt, dass marine Hitzewellen in küstennahen Küstengewässern typischerweise über Zeiträume auftreten, die mit großräumigen Wettersystemen von 9 bis 13 Tagen übereinstimmen, und dass ihr Ausbruch mit einer Kombination von Faktoren verbunden ist, darunter das Blockieren von Hochdrucksystemen, niedrige Windgeschwindigkeiten und reduziert Wärmeverlust an die Atmosphäre“, sagt Cook.
Die Forschung fand auch ein komplexes Muster von langfristigen Trends in marinen Hitzewelleneigenschaften an zwei Langzeit-Küstenüberwachungsstationen im Hafen von Otago in Ōtepoti Dunedin und in Leigh nördlich von Tāmaki Makaurau Auckland.
Die Anzahl der Tage pro Jahr, an denen die Gewässer im Hafen von Otago Hitzewellen ausgesetzt sind, hat sich zwischen 1967 und 2020 von etwa 19 auf 40 Tage pro Jahr verdoppelt, während es keine Hinweise auf eine Zunahme der Exposition gegenüber Hitzewellen in Küstengewässern gab Leigh über den gleichen Zeitraum.
„Dieses Muster stimmt mit breit angelegten Erwärmungstrends überein, die zuvor an diesen beiden Orten dokumentiert wurden, mit Unterschieden im Zusammenhang mit Änderungen in großräumigen Ozeanzirkulationsmustern um Neuseeland herum“, sagt Cook.
Die heute veröffentlichte Studie in Grenzen im Klimaist Teil des Moana-Projekts, einer 5-jährigen MBIE Endeavour-Meeresforschungsinitiative im Wert von 11,5 Millionen US-Dollar, die darauf abzielt, das Verständnis der Küstenozeanzirkulation, der Larvenkonnektivität und der marinen Hitzewellen zu verbessern, um ein nachhaltiges Wachstum des neuseeländischen Meeresfrüchtesektors zu unterstützen.
Das Auftreten von Hitzewellen im Meer kann verheerende Auswirkungen auf Ökosysteme, Industrie und Gemeinden haben, erklärt Cook, wie beispielsweise das Ereignis im Sommer 2021/22 in den Marlborough Sounds, bei dem etwa 40 Prozent der Lachse in einer Reihe von Aquakulturanlagen getötet wurden, was zu einem Verlust von 73 Millionen US-Dollar beitrug für das betroffene Unternehmen und den Verlust von 139 lokalen Arbeitsplätzen.
„Die Verbesserung unseres Verständnisses der Treiber von Hitzewellen an Küstenmeeren unterstützt die Entwicklung von Prognosewerkzeugen im Moana-Projekt, die unseren wichtigen Meeresindustrien und Küstengemeinden mehr Gewissheit und Warnungen geben werden, um sich auf die Auswirkungen zukünftiger Hitzewellen im Meer vorzubereiten“, sagte Cook sagt.
Die Forschung wurde durch eine Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern der University of Otago, der University of Auckland und der University of New South Wales ermöglicht und nutzte Messungen der Meeresoberflächentemperatur, die seit 1953 manuell von einem Pier im Portobello Marine Laboratory in New South Wales erfasst wurden Otago Harbour und seit 1967 rund um das Leigh Marine Laboratory nördlich von Auckland.
Dr. Robert Smith, einer von Felix‘ Vorgesetzten und Physikalischer Ozeanograph am Department of Marine Science, sagt, dass langfristige Küstenaufzeichnungen wie diese wichtig sind, um Klimavariabilität und -veränderungen zu verstehen.
„Es ist sehr schwierig, Änderungen zuzuordnen, es sei denn, Sie haben Datensätze aus mehreren Jahrzehnten. Diese beiden Datensätze, die von Wissenschaftlern, Fachleuten und Studenten der University of Otago und der University of Auckland gepflegt werden, sind von globaler Bedeutung, da sie die beiden längsten darstellen kontinuierliche tägliche In-situ-Aufzeichnungen der Ozeantemperatur in der südlichen Hemisphäre“, sagt er.
Die im Portobello Marine Laboratory gesammelten Daten wurden 2021 automatisiert, und sowohl Echtzeit- als auch historische Daten der neuen Sensoren stehen Forschern und der Öffentlichkeit jetzt über eine Webseite der University of Otago frei zur Verfügung.
„Dies war eine aufregende jüngste Entwicklung, da in Neuseeland ein Mangel an Echtzeit-Meeresdaten vorhanden ist. Die Verbesserung des Zugangs zu Meeresdaten kann Wissenschaftlern, Fischern, Ressourcenmanagern und der Öffentlichkeit helfen, die Auswirkungen dieser Extreme zu überwachen und sich darauf vorzubereiten Temperaturereignisse.“
„Da der Klimawandel unsere Ozeane beeinflusst, wird erwartet, dass marine Hitzewellen häufiger, intensiver und länger andauern werden“, sagt Dr. Smith.
„Unser Meeresleben rund um Neuseeland hat sich so entwickelt, dass es in kühleren Meeren gedeiht, sodass das zunehmende Auftreten von Hitzewellen im Meer verheerende Auswirkungen auf diese empfindlichen Ökosysteme in Küstennähe haben könnte.“
Mehr Informationen:
Felix Cook et al, Marine Hitzewellen in flachen Küstenökosystemen sind mit der Atmosphäre gekoppelt: Erkenntnisse aus einem halben Jahrhundert täglicher In-situ-Temperaturaufzeichnungen, Grenzen im Klima (2022). DOI: 10.3389/fclim.2022.1012022