Het is niet alleen het land dat kreunt onder de hitte - ook de oceaan lijdt onder hittegolven. In de Middellandse Zee langs de Italiaanse en Spaanse kust liggen de watertemperaturen bijvoorbeeld momenteel tot 5 °C hoger dan het langjarig gemiddelde in deze tijd van het jaar. Wetenschappers doen al een paar jaar onderzoek naar mariene hittegolven, bijvoorbeeld aan de Universiteit van Bern. Er is echter relatief weinig bekend over hoe hittegolven op zee samengaan met andere extreme gebeurtenissen in de oceaan. Dergelijke gebeurtenissen staan ​​bekend als samengestelde gebeurtenissen en worden beschouwd als een groot risico op klimaatverandering. Hoewel de processen die leiden tot extreme gebeurtenissen op het land, zoals overstromingen, bosbranden, hittegolven of droogtes en hoe deze met elkaar omgaan in het verleden intensief zijn bestudeerd, is de bevinding dat oceaanweer en klimaatextreme gebeurtenissen ook kunnen voorkomen in combinatie is relatief nieuw.

Een groep onderzoekers van het Oeschger Center for Climate Change Research, onder leiding van Thomas Frölicher, heeft nu onderzocht of mariene hittegolven gelijktijdig voorkomen in combinatie met extreme gebeurtenissen in andere potentiële stressoren van mariene ecosystemen. Naast hitte omvatten potentiële stressoren ook hoge zuurgraad in de oceaan. "Voor de eerste keer hebben we de frequentie gekwantificeerd van samengestelde gebeurtenissen waarbij hittegolven op zee plaatsvinden samen met extreme zuurgraad", zegt Friedrich Burger, postdoctoraal onderzoeker en eerste auteur van de studie die zojuist is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications . Extreme gebeurtenissen met een hoge zuurgraad van de oceaan zijn gebeurtenissen waarbij de protonconcentratie in zeewater hoger is dan normaal.

Samengestelde gebeurtenissen komen vooral veel voor in de subtropische oceanen

De belangrijkste bevinding van het onderzoek, dat is gebaseerd op maandelijkse waarnemingen vanaf de oppervlakte van de open oceaan van 1982 tot 2019, is dat mariene hittegolven en extreme zuurgraad van de oceaan relatief vaak samen voorkomen. Dit betekent dat de negatieve effecten van eerdere hittegolven op zee mogelijk werden verergerd door extreme zure omstandigheden. "We kunnen laten zien", zegt oceaanmodelleur Friedrich Burger, "dat deze samengestelde gebeurtenissen het meest voorkomen in de subtropische oceanen, maar relatief zeldzaam op de hoge breedtegraden en de tropische Stille Oceaan."

Het gelijktijdig optreden van mariene hittegolven en extreme zuurgraad van de oceaan in regio's zoals de subtropische oceanen wordt veroorzaakt door een toename van de zuurgraad bij hogere temperaturen. Als de temperatuurstijging echter ook andere effecten veroorzaakt, zoals minder vermenging van relatief zuurder grondwater met oppervlaktewater, kan een hittegolf ook de zuurgraad verlagen en daarmee de frequentie van samengestelde gebeurtenissen verminderen. Dit gebeurt in de Zuidelijke Oceaan of de tropische Stille Oceaan. "Om de relatieve frequentie van gecombineerde extreme gebeurtenissen te bepalen, is het cruciaal om de effecten van hittegolven op de circulatie, biologie en chemie van het respectieve oceaangebied te begrijpen", zegt Jens Terhaar, co-auteur van het onderzoek.

Samengestelde gebeurtenissen in de oceaan nemen sterk toe

Als gevolg van klimaatverandering en aanhoudende CO₂ emissies, zullen extreme gebeurtenissen zoals hittegolven op zee en extreme zuurgraad van de oceaan in frequentie blijven toenemen, en zo zullen extreme hittegolven op zee en extreme verzuring van de oceaan toenemen. Modelsimulaties van het aardsysteem, uitgevoerd door de onderzoekers van Bern, tonen aan dat het aantal dagen dat mariene hittegolven en gebeurtenissen met een hoge zuurgraad samen voorkomen 22-voudig toeneemt bij een opwarming van de aarde van 2 ° C in vergelijking met pre-industriële omstandigheden. "Deze grote verwachte toename kan ernstige gevolgen hebben voor mariene ecosystemen", zegt Thomas Frölicher, co-auteur.

Een team onder leiding van Frölicher had de impact van mariene hittegolven al laten zien in een Nature 2018 studie. De conclusie was dat hittegolven in de oceaan ecosystemen onomkeerbaar kunnen beschadigen en een bedreiging kunnen vormen voor de visserij. Hoewel er aanwijzingen zijn dat mariene organismen verder kunnen worden geschaad door het samenvallen van warme en zure zeewatercondities, is er nog relatief weinig bekend over de biologische effecten van gelijktijdig optreden van mariene hittegolven en extreme zuurgraad van de oceaan. + Verder verkennen

IAP geeft datasets vrij van frequente mariene hittegolven in de meeste oceaanregio's gedurende twee decennia