Met behulp van een model ontwikkeld door het GCO, wetenschappers hebben met succes de langdurige stromingen van de Zwarte Zee gesimuleerd, zoutwatergehalte en temperatuur voor de eerste keer.

De gemiddelde oppervlaktetemperatuur van de Zwarte Zee is mogelijk niet gestegen, volgens de verrassende resultaten van een nieuwe studie van het GCO.

De studie gebruikte een model om mogelijke temperatuurveranderingen te simuleren en langetermijntrends in de hydrodynamica van de Zwarte Zee te voorspellen.

Hoewel het oppervlak geen opwarmingstrend op lange termijn vertoonde, dezelfde simulaties gaven ook aan dat de gemiddelde temperatuur op 50 meter onder het oppervlak kan stijgen.

De Zwarte Zee heeft unieke natuurlijke omstandigheden zoals een positieve netto zoetwaterbalans en zeer specifieke lokale stromingen. Observationele gegevens over temperatuurverandering zijn gevarieerd en schaars. Als zodanig is het niet duidelijk wat de effecten van klimaatverandering zijn geweest op de watertemperatuur van de Zwarte Zee.

De zee heeft sinds de jaren zeventig een aanzienlijke ecologische achteruitgang ondergaan, grotendeels veroorzaakt door vervuiling, overbevissing en natuurlijke klimaatschommelingen. Het in kaart brengen van trends in het ecosysteem en het simuleren van toekomstscenario's is essentieel om te begrijpen hoe de eigenschappen van de zee zich in de toekomst kunnen ontwikkelen als gevolg van klimaatverandering en beleidsbeslissingen.

Voornaamste bevindingen

De simulaties in dit onderzoek, die vijf decennia beslaan, vertonen geen significante langetermijntrend in de gemiddelde oppervlaktewatertemperatuur van de Zwarte Zee. Dit ontbreken van een trend is een geheel nieuw resultaat op basis van een langetermijnsimulatie die niet eerder met succes was uitgevoerd.

De simulatie werd uitgevoerd voor de volledige periode van 1960 – 2015 en de resultaten werden vergeleken met bekende gegevens, zowel op basis van satellietinformatie die de afgelopen twintig jaar beschikbaar was als op minder volledige gegevens uit eerdere decennia.

Voorafgaand aan de afronding van dit onderzoek, wetenschappers hadden vertrouwd op schaarse oppervlaktetemperatuurgegevens van cruises op schepen om de eigenschappen van de zee in de voorgaande decennia te begrijpen.

Echter, de weinige datapunten die voor deze periode bestaan, waren niet voldoende om een ​​beslissende trend aan te tonen. In feite, in het decennium tussen 1966 en 1975 zijn er praktisch geen waarnemingsgegevens beschikbaar.

De resultaten van de simulatie, terwijl ze de gaten opvullen, kwam ook als een verrassing voor wetenschappers die tussen 1960 en 2015 op zijn minst enige opwarmingstrend verwachtten. De resultaten staan ​​ook in schril contrast met eerdere simulaties van de nabijgelegen Middellandse Zee, die steeds warmer wordt.

Wetenschappers waren ook verrast toen ze een significante dalende trend aantroffen in het oppervlaktezoutgehalte van 0,02% per jaar, weer in schril contrast met het toenemende zoutgehalte van het oppervlak in de Middellandse Zee. De simulaties vonden geen individuele correlatie tussen zoutgehalte en windsnelheid/richting, of zelfs met een toename van de aanvoer van zoet water uit de vele rivieren die in de Zwarte Zee uitmonden.

Dit suggereert dat combinaties van weersomstandigheden verantwoordelijk zijn voor de trend.

Verder, de studie identificeert drie verschillende perioden waarin er een significante verschuiving was in de zoutwater- en temperatuureigenschappen van de Zwarte Zee - 1960-1970, 1970-1995 en 1995-2015. Dit kan te maken hebben met veranderingen in de stromingen van de zee, aangezien de perioden ook werden gekenmerkt door significante veranderingen van een zwakke en gedesintegreerde huidige circulatie in de eerste periode, op een sterke hoofdstroom 'Rim Current' in de tweede en derde periode.

Gedurende de volledige simulatieperiode, de versterking van deze circulatie is te zien, vergezeld van een intensievere vorming van kleine, gelokaliseerde wervelingen die tegen de stroom in lopen.

Het grotere plaatje

De aarde wordt warmer, maar dit gebeurt niet uniform over de hele planeet en sommige regio's warmen sneller op dan andere. Dus hoewel de Zwarte Zee misschien niet sterk wordt beïnvloed, dit wordt waarschijnlijk gecompenseerd door andere regio's die sneller opwarmen dan de hele wereld.

Bijvoorbeeld, de zeewateren in de buurt van Texas, toen orkaan Harvey brulde in de richting van Houston, behoorden tot de warmste op aarde.

Hoewel het misschien goed nieuws klinkt dat de oppervlaktewatertemperatuur van de Zwarte Zee niet op lange termijn is gestegen, dit betekent niet dat het onaangetast is door de opwarming van de aarde. Deze effecten kunnen worden verborgen of verzacht door het feit dat de luchttemperatuur in de regio opwarmt.

Inderdaad, de studie keek ook naar gemiddelde temperatuurtrends op specifieke diepten en vond een positieve trend op 50 meter onder het oppervlak, wat wijst op een opwarming van de diepere wateren voorafgaand aan de oppervlaktelaag.

Achtergrond

Verschillende unieke natuurlijke omstandigheden van de Zwarte Zee zijn bekend:de zogenaamde 'randstroom' van sterke watercirculatie rond de omtrek van de zee; de koude tussenlaag (CIL) van wateren onder het maaiveld; en het hoge gehalte aan zuurstofloos water, die meer dan 90% van het diepwatervolume van het bassin uitmaakt.

Echter, de huidige kennis over de ruimtelijke en temporele dynamiek van het zoutgehalte en de temperatuurkenmerken van de Zwarte Zee is veel beperkter, vanwege een gebrek aan gegevens en een schaarse verspreiding van bestaande metingen.

Met deze kenniskloof in het achterhoofd, onderzoekers van het GCO probeerden een model te ontwikkelen dat de temperatuur en het zoutwatergehalte van de Zwarte Zee op lange termijn kan reproduceren.

Tijdens de studie, uitgevoerd als onderdeel van de EU-scenariosimulaties van het veranderende ecosysteem van de Zwarte Zee (SIMSEA), continue simulaties over de periode 1960-2015 werden uitgevoerd.

De onderzoekers gebruikten een algemeen estuarien transportmodel (GETM) met hoge resolutie met specifieke vergelijkingen die zijn ontworpen om de belangrijkste fysieke kenmerken van de Zwarte Zee nauwkeurig te reproduceren zonder afhankelijk te zijn van schaarse observationele en klimatologische gegevens.

De studie is het eerste succesvolle Zwarte Zee-model op basis van GETM en is gepubliceerd in de Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek . De succesvolle validatie en langetermijntoepassing van het gebruikte model zal worden opgenomen in toekomstige prognoses en simulaties.