Wenn Hochwasser das Meer erreicht, kann es eine 50 Meter dicke Schicht braunen Wassers hinterlassen und echte Probleme verursachen

In diesem nassen Sommer mussten die Bewohner von Melbourne und Sydney zweimal darüber nachdenken, sich an ihrem örtlichen Strand abzukühlen. Starke Regenfälle haben Flüsse anschwellen lassen und Schadstoffe, Nährstoffe und trübes Süßwasser weit ins Meer gepumpt. An den Stränden von Port Phillip Bay tauchen immer mehr Schwimmer auf mit brauner Schmiere überzogenwährend Sydneys Meere verseucht waren letzte Woche.

Im Jahr 2022 kam es wiederholt zu Überschwemmungen an der Ostküste Australiens, die Schäden in Höhe von schätzungsweise 3,5 Milliarden australischen Dollar und tragische Verluste an Menschenleben verursachten. In Sydney war es das niederschlagsreichste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen. In diesem Jahr fielen 2,2 Meter Regen, doppelt so viel wie üblich. Allein bei dem Starkregenereignis im März und April fielen mehr als 600 Millimeter Regen.

Normalerweise denken wir nicht darüber nach, was mit dem Hochwasser passiert, wenn es ins Meer hinausströmt. Aber wir sollten. Hochwasser ist frisch. Wenn es in großen Mengen auf das Meer trifft, senkt es den Salzgehalt des Küstenmeeres. In unserer neue Forschung veröffentlicht in NaturkommunikationWir haben festgestellt, dass Überschwemmungen im Jahr 2022 vor Sydney zu 116 Tagen mit extrem niedrigem Salzgehalt führten – zehnmal mehr als der Jahresdurchschnitt. Tage mit extrem niedrigem Salzgehalt sind Tage, die unter die unteren 5 % der jemals an diesem Ort gemessenen Salzgehaltswerte fallen.

Normalerweise verschwindet dieser Effekt innerhalb von sechs Tagen. Doch im Jahr 2022 herrschte im Küstenmeer monatelang ein extrem niedriger Salzgehalt. Diese Süßwasserfahnen erstreckten sich bis zu 70 Kilometer vor der Küste – fünfmal weiter als ursprünglich angenommen. Man konnte sie vom Weltraum aus sehen. Für Fische ist das verwirrend und gefährlich. Für Kelpwälder oder Schwammgärten kann es tödlich sein.

Beispiellose Überschwemmungen, beispiellose Auswirkungen

Warum kümmern uns die sehr niedrigen Salzwerte in unseren Küstenmeeren?

Erstens können wir anhand der sich ändernden Salzgehalte verfolgen, wohin das Hochwasser fließt. Dies ist wichtig, da Hochwasser häufig Schadstoffe, Sedimente und andere Schadstoffe vom Land in den Ozean trägt.

Zweitens kann das Eintreffen großer Süßwassermengen tatsächlich die Dichte des Ozeans verändern. Salzwasser ist schwerer (dichter) als Süßwasser, weshalb einige Seevögel bei starkem Regen weit draußen auf dem Meer eine Trinkwasserschicht finden können.

Die Dichte des Ozeans hängt von einer Kombination aus Wassertemperatur und Salzgehalt ab. Vor der Ostküste Australiens wird diese Dichte normalerweise stärker von der Temperatur beeinflusst. Aber im Jahr 2022 haben wir gesehen, dass sich etwas verändert hat. Zum ersten Mal sahen wir, dass die Dichte des Meerwassers durch den Salzgehalt gesteuert wurde.

Anstatt die heißesten Temperaturen immer an der Oberfläche zu beobachten, könnte die Hitze irgendwo in der Wassersäule auftreten, da das Gewicht (oder die Dichte) des Wassers hauptsächlich durch den Salzgehalt und nicht durch die Wärme bestimmt wurde.

Sie könnten auf das Meer schauen und sich vorstellen, dass es überall dort unten so ist. Aber tatsächlich gibt es sehr reale Veränderungen, wenn man die Wassersäule hinuntergeht, und es gibt unterschiedliche Wasserschichten.

Dieser Hochwasserstoß veränderte die Struktur und Schichtung der Wassersäule auf ungewöhnliche Weise. In diesem Küstenmeer gibt es normalerweise oben eine dünne Schicht warmen Wassers und darunter kälteres Wasser. Im Jahr 2022 wurde das normale Meerwasser durch zwei zusätzliche Schichten frischeren Wassers aus aufeinanderfolgenden Überschwemmungen ersetzt.

Die 50 Meter tiefe Süßwasserschicht vermischte sich nicht einfach mit Salz. Stattdessen blieb das Hochwasser monatelang vor unserer Küste, eingeschlossen zwischen dem Land und den warmen, schnell fließenden Gewässern des Ostaustralischen Stroms.

Welche Auswirkungen hat Süßwasser auf die Ökosysteme der Ozeane?

Einige Küstenarten wie Brassen vertragen Süßwasser gut. Aber anderen gefällt es überhaupt nicht. Wir gehen davon aus, dass das plötzliche Auftauchen einer sehr großen Süßwasserschicht die Fische zur Bewegung gezwungen hätte. Die Sedimente und Schadstoffe im Hochwasser können die normale Nahrungsversorgung der Meeresbewohner stören.

Wir wissen bereits, dass Hochwasser dazu führen kann zerstören Kelpwälder oder bedecken Sie grüne Seegraswiesen mit Sedimenten, die Auswirkungen haben Schildkröten und Dugongs. Dies kann wiederum dazu führen, dass die Fangmengen einiger Fischereien vorübergehend sinken.

Wie haben wir diese Veränderungen verfolgt?

Vor der Ostküste liegt ein fortschrittliches Netzwerk von Meeressensoren, das im Rahmen Australiens eingesetzt wird Integriertes Meeresbeobachtungssystem. Für unsere Arbeit nutzten wir Daten von ozeanografischen Liegeplätzen – Sensoren, die am Boden verankert sind und sich durch die Wassersäule erstrecken – sowie von Unterwassergleitern, einer Unterwasserdrohne voller Instrumente.

Liegeplätze geben uns detaillierte und konsistente Informationen, jedoch nur an wenigen Standorten. Segelflugzeuge fliegen im Zickzackmuster Hunderte von Kilometern entlang der Küste auf und ab, von der Küste vor der Küste und zurück, und tauchen etwa alle 200 Meter von der Oberfläche auf den Grund.

Wir nutzten Daten von Liegeplätzen, Segelflugzeugen, Satellitendaten und Mündungsüberwachungssensoren des New South Wales Department of Planning and Environment, um ein Bild davon zu erstellen, wohin sich das Hochwasser bewegt hatte.

Obwohl wir über ein gutes Sensorsystem verfügen, sind unsere Beobachtungssysteme auf die Überwachung der Temperatur und nicht auf den Salzgehalt ausgerichtet, was bedeutet, dass diese Art der Analyse nur an bestimmten Küstenabschnitten durchgeführt werden kann, die über die richtigen Instrumente verfügen.

Der Klimawandel verschlimmert die Überschwemmungen. Könnte es den Salzgehalt der Küstenmeere schwächen?

Weltweit gibt es nur wenige Daten darüber, wie salzhaltig unsere Küstenmeere sind – und was Überschwemmungen bewirken, insbesondere in Gebieten, in denen es zeitweise zu starken Niederschlägen kommt, wie zum Beispiel im Osten Australiens. Auch im Jahr 2022 kam es zu schweren Überschwemmungen Pakistan und Südafrika.

In diesen Regionen gibt es noch keine Meeresbeobachtungssysteme, die in der Lage wären, die Auswirkungen von Überschwemmungen auf den Ozean zu erkennen und zu verfolgen. Wir wissen nicht, welche Auswirkungen diese beispiellosen Überschwemmungen auf die Ökosysteme der Ozeane haben – aber es ist wichtig, dass wir es herausfinden.

Es ist mit extremen Regenfällen zu rechnen Zunahme weltweit aufgrund des Klimawandels. Wir müssen herausfinden, was dort unten passiert, um unsere Reaktion zu planen und uns so gut wie möglich anzupassen.

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