Ondata di caldo marino - Marine heatwave

Un'ondata di caldo marine (MHW) è un breve periodo di anormalmente alte temperature in un mare o oceano . Le ondate di calore marine sono causate da una varietà di fattori e sono state associate a gravi cambiamenti della biodiversità come la malattia da deperimento delle stelle marine , le fioriture di alghe tossiche e la mortalità di massa delle comunità bentoniche .

I principali eventi di ondate di calore marino come la Grande Barriera Corallina 2002, Mediterraneo 2003, Atlantico nordoccidentale 2012 e Pacifico nordorientale 2013-2016 hanno avuto impatti drastici e a lungo termine sulle condizioni oceanografiche e biologiche in quelle aree. Il rapporto dell'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) sul riscaldamento globale di 1,5 °C è "virtualmente certo" che l'oceano globale ha assorbito più del 90% del calore in eccesso nei nostri sistemi climatici, il tasso di riscaldamento degli oceani è raddoppiato e Gli eventi MHW sono raddoppiati in frequenza dal 1982. Con gli scenari RCP 4.5 e RCP 6.0, ci saranno gravi impatti sugli ecosistemi terrestri e oceanici mentre l'oceano continua a riscaldarsi.

Definizione

Un'ondata di caldo marino è un evento di acqua calda anormalmente prolungata discreta. I requisiti per gli eventi di acqua calda da descrivere come MHW sono una durata di 5 o più giorni, temperature superiori al 90° percentile di misurazioni locali di 30 anni, non più di 3 giorni di raffreddamento e che si verificano in una regione specifica.

Il recente lavoro del Marine Heatwaves International Working Group ha proposto un sistema di categorizzazione per consentire ai ricercatori e ai responsabili politici di definire questi eventi estremi e studiarne gli effetti sui sistemi biologici.

Categorie

Categorie di ondate di calore marine definite in Hobday et al. (2018)

La categorizzazione quantitativa e qualitativa di MHW, definita dal Marine Heatwaves International Working Group, stabilisce un sistema di denominazione, tipologia e caratteristiche per gli eventi MHW. Il sistema di denominazione è applicato per località e anno; per esempio Mediterraneo 2003. Ciò consente ai ricercatori di confrontare i driver e le caratteristiche di ciascun evento, le tendenze geografiche e storiche di MHW e comunicare facilmente gli eventi MHW mentre si verificano in tempo reale. Il sistema di categorizzazione è una scala da 1 a 4. La categoria 1 è un evento moderato, la categoria 2 è un evento forte, la categoria 3 è un evento grave e la categoria 4 è un evento estremo. La Categoria applicata a ciascun evento in tempo reale è definita principalmente Anomalie della temperatura superficiale del mare (SSTA), ma a lungo termine include tipologia e caratteristiche. I tipi di MHW sono simmetrico, insorgenza lenta, insorgenza rapida, bassa intensità e alta intensità. Gli eventi MHW possono avere più categorie, ad esempio ad insorgenza lenta e ad alta intensità. Le caratteristiche degli eventi MHW includono durata, intensità (max, media, cumulativa), tasso di insorgenza, tasso di declino, regioni e frequenza.

Autisti

Esempi di oscillazioni regionali ENSO, ASO e NAO presi da NOAA.org

I driver per gli eventi MHW possono essere suddivisi in processi locali, processi di teleconnessione e modelli climatici regionali . Sono state proposte due misurazioni quantitative di questi driver per identificare MHW, temperatura media della superficie del mare e variabilità della temperatura della superficie del mare. A livello locale gli eventi MHW sono dominati dall'oceano avvezione , flussi aria-mare, termoclino stabilità e lo stress del vento . I processi di teleconnessione si riferiscono a modelli climatici e meteorologici che collegano aree geograficamente distanti. Per MHW, i processi di teleconnessione che giocano un ruolo dominante sono il blocco / subsidenza atmosferica , la posizione del getto d'acqua , le onde kelvin oceaniche , lo stress del vento regionale , la temperatura dell'aria superficiale calda e le oscillazioni climatiche stagionali . Questi processi contribuiscono alle tendenze di riscaldamento regionale che influenzano in modo sproporzionato le correnti di confine occidentali. I modelli climatici regionali come le oscillazioni interdecadali come El Niño Southern Oscillation (ENSO) hanno contribuito a eventi MHW come " The Blob " nel Pacifico nord-orientale. I driver che operano sulla scala dei regni biogeografici o della Terra nel suo insieme sono le oscillazioni decadali, come le oscillazioni decadal del Pacifico (PDO) e il riscaldamento antropogenico degli oceani.

Eventi

Il MHW chiamato " The Blob " che si è verificato nel Pacifico nord-orientale dal 2013 al 2016.

Le temperature della superficie del mare sono state registrate dal 1904 a Port Erin, nel Regno Unito, e continuano attraverso organizzazioni globali come IPCC , Marine Heatwaves International Working Group, NOAA , NASA e molte altre. Gli eventi possono essere identificati dal 1925 fino ai giorni nostri. L'elenco che segue non è una rappresentazione completa di tutti gli eventi MHW che sono stati registrati.

Elenco: 1) Mediterraneo 1999, 2003, 2006 2) Australia occidentale 1999, 2011 3) Atlantico nordoccidentale 2012, 2016 4) Pacifico nordorientale 2013–2016, "The Blob" 5) Grande barriera corallina 1998, 2002, 2016 6) Mar di Tasman 2015


Ripartizione delle MHW 1999–2019
Nome Categoria Durata (giorni) Intensità (°C) Area (Mkm 2 )
Mediterraneo 1999 1 8 1.9 N / A
Mediterraneo 2003 2 10 5,5 0,5
Mediterraneo 2003 2 28 4.6 1.2
Mediterraneo 2006 2 33 4.0 N / A
Australia occidentale 1999 3 132 2.1 N / A
Australia occidentale 2011 4 66 4.9 0,95
Grande barriera corallina 2016 2 55 4.0 2.6
Mar di Tasman 2015 2 252 2.7 N / A
Atlantico nordoccidentale 2012 3 132 4.3 0,1–0,3
Pacifico nord-orientale 2015 3 711 2.6 4,5-11,7
Santa Barbara 2015 3 93 5.1 N / A

Impatti biologici

I cambiamenti nell'ambiente termico degli organismi terrestri e marini possono avere effetti drastici sulla loro salute e benessere. È stato dimostrato che gli eventi MHW aumentano il degrado dell'habitat, modificano la dispersione dell'areale delle specie, complicano la gestione delle attività di pesca importanti dal punto di vista ambientale ed economico, contribuiscono alla mortalità di massa delle specie e in generale rimodellano gli ecosistemi. Il degrado dell'habitat avviene attraverso alterazioni dell'ambiente termico e successiva ristrutturazione e talvolta completa perdita di habitat biogeni come praterie di fanerogame , coralli e foreste di alghe . Questi habitat contengono una parte significativa della biodiversità degli oceani. I cambiamenti nei sistemi di correnti oceaniche e negli ambienti termici locali hanno spostato molte specie tropicali verso nord, mentre le specie temperate hanno perso i loro limiti meridionali. I grandi cambiamenti di gamma insieme a focolai di fioriture algali tossiche hanno avuto un impatto su molte specie attraverso i taxa. La gestione di queste specie colpite diventa sempre più difficile man mano che migrano attraverso i confini di gestione e le dinamiche della rete alimentare cambiano. Un calo dell'abbondanza di specie come la mortalità di massa di 25 specie bentoniche nel Mediterraneo nel 2003, la Sea Star Wasting Disease e gli eventi di sbiancamento dei coralli sono stati collegati all'aumento della temperatura della superficie del mare. L'impatto di eventi MHW più frequenti e prolungati avrà implicazioni drastiche per la distribuzione delle specie.

Effetti proiettati

I cambiamenti dell'atmosfera oceanica tra il 1925 e il 1954 e il 1987-2016 mostrano un aumento del 34% della frequenza, del 17% della durata e del 54% dei giorni annuali totali sotto MHW utilizzando la simulazione IPCC RCP Previsione media globale MHW RCP 4.5 e RCP 6.0. Il 24 settembre 2019, l'IPCC ha pubblicato il suo rapporto su "L'oceano e la criosfera in un clima che cambia", e in questo rapporto le MHW sono citate 72 volte. Gli scenari RCP 2,6–8,5 mostrano una temperatura superficiale media globale in aumento di 1,6–2,0 °C tra il 2031–2050 e continua a salire fino a 1,6–4,3 °C tra il 2081 e il 2100. Per le temperature della superficie del mare ciò si traduce in un aumento medio di 0,9–1,3 °C tra il 2031–2050 e un aumento di 1,0–3,7 °C tra il 2081 e il 2020. Molte specie subiscono già questi sbalzi di temperatura nel corso degli eventi MHW. Ci sono molti fattori di rischio aumentati e impatti sulla salute di molte comunità costiere e interne con l'aumento della temperatura media globale e degli eventi di caldo estremo.

Riferimenti

link esterno