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3.6: Die Erwärmung unserer Ozeane - Biologie

3.6: Die Erwärmung unserer Ozeane - Biologie


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Dieses Thema wird seit Jahren diskutiert und jetzt erst recht mit dem neuen US-Präsidenten. Wissenschaftler auf der ganzen Welt haben jedoch alle relevanten Daten und Fakten durchforstet und sind sich einig, dass sich der Planet tatsächlich erwärmt.

Viele fragen sich vielleicht: „Nun, was genau ist die globale Erwärmung?“. Globale Erwärmung ist der Begriff, der verwendet wird, um einen allmählichen Anstieg der durchschnittlichen Temperatur der Erdatmosphäre und ihrer Ozeane zu beschreiben; eine Veränderung, von der angenommen wird, dass sie das Klima der Erde dauerhaft verändert.

Es gibt harte Fakten, die beweisen, dass der Klimawandel weit verbreitet ist. Die EPA hat über vierzig Datenlieferanten von verschiedenen Regierungsbehörden, die Indikatoren für die Ursachen und Auswirkungen des Klimawandels liefern. Diese Indikatoren wirken sich nachteilig auf die Ozeane aus, wie zum Beispiel thermischer Stress („Stress in einem Körper oder einer Struktur aufgrund von Temperaturungleichheiten“) und die Erwärmung der Ozeane.

Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt ist das Ergebnis von Treibhausgasen, die Wärme in der Erdatmosphäre einschließen, die von der Erde in den Weltraum abgestrahlt wird, was zur Erwärmung der Ozeane und zum Schmelzen der Gletscher führt. Wenn die Gletscher schmelzen, erhöht dies den Meeresspiegel, was den Ozean, der sich bereits ausdehnt, vergrößert.

Beispiele für Treibhausgase sind: Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Lachgas (N2O) und Wasserdampf (H2Ö). Von 1990 bis 2010 sind die vom Menschen verursachten Gasemissionen um 35 % gestiegen. Die Stromerzeugung ist der weltweit größte Verursacher von Emissionen, gefolgt vom Verkehr. Klimaantrieb, das ist eine Änderung des Energiehaushalts der Erde, die zu einer Erwärmung oder Abkühlung des Klimas führt. In den letzten Jahren haben wir auch unseren Verbrauch fossiler Brennstoffe stetig erhöht, was letztendlich zu 5-mal mehr Kohlendioxidemissionen geführt hat. Die folgende Grafik zeigt, wie unser Verbrauch fossiler Brennstoffe in den letzten zehn Jahren in die Höhe geschossen ist.

„Globale Kohlenstoffemission“ von Wikimedia Commons [CC by 2.0]

Wie wirkt sich die Erwärmung des Ozeans auf das Meeresleben aus?

Einer der anfälligsten Organismen für die globale Erwärmung ist Korallen. Höhere Temperaturen führen zu einer Korallenbleiche, die zu Krankheiten, Nährstoffmangel und sogar zum Absterben der Korallen führt. Die Enzymsysteme der Zooxanthellen werden durch steigende Temperaturen beeinflusst, was es schwierig macht, die Koralle vor Toxizität zu schützen. Schon ein Anstieg von 1-2 Grad Celsius kann zu Bleichen führen. Korallenbleiche tritt auf, wenn Korallen Stress wie Temperaturänderungen erfahren. Dies schadet Korallen, da sie einen begrenzten Temperaturbereich haben, in dem sie leben können. Wenn das Wasser über der Idealtemperatur der Korallen liegt, vertreibt die Koralle die symbiotischen Algen, die sich in ihrem Gewebe befinden und es mit Nährstoffen versorgen. Dies färbt die Riffe geisterhaft weiß (daher der Begriff "gebleicht"), und während die Koralle nicht genau tot zu diesem Zeitpunkt ist es anfälliger für Krankheiten, die zum Tod führen.

„Korallenbleiche“ von Wikipedia [CC by 2.0]

Wenn der Mensch fossile Brennstoffe verbrennt und Kohlendioxid freisetzt, gelangen diese Gase in die Atmosphäre und verursachen dort einen Anstieg der globalen Temperatur. Aber wusstest du das nicht das gesamte Kohlendioxid landet in der Atmosphäre? Tatsächlich sollen etwa 40% vom Meerwasser aufgenommen werden. Die Menge an Kohlendioxid, die der Ozean aufnehmen kann, hängt von der Temperatur des Ozeans ab. Kaltes Wasser kann beispielsweise mehr Kohlenstoff absorbieren, während wärmeres Wasser weniger absorbiert. Wissenschaftler gehen heute davon aus, dass die Ozeane mit zunehmender Erwärmung immer weniger in der Lage sein werden, Kohlendioxid aufzunehmen und zu absorbieren. Infolgedessen verbleibt ein größerer Teil unserer Kohlenstoffverschmutzung in der Atmosphäre und trägt somit zur globalen Erwärmung bei. Im Moment gelten die Ozeane als unsere Retter, indem sie große Mengen unserer Kohlenstoffverschmutzung absorbieren. Dies verschafft uns etwas Zeit, um unseren Verbrauch an fossilen Brennstoffen zu reduzieren. Es gibt jedoch immer eine Konsequenz. Die erhöhte Kohlenstoffaufnahme des Ozeans bedeutet, dass das Meerwasser schneller als sonst sauer wird. Diese Versauerung bedroht viele Komponenten der Nahrungskette.

Wenn die Meerestemperatur steigt, kann dies zu einem Engpass in der Nahrungskette führen, was zu einer Unterbrechung des marinen Nahrungsnetzes führen kann. Je höher die Temperatur, desto stärker wächst das Zooplankton. Zooplankton reproduziert sich schneller als das Phytoplankton und frisst am Ende das gesamte Plankton in einem Gebiet. Dies kann drastische Auswirkungen auf jeden Organismus haben, der sich von ihnen ernährt.

Der Anstieg des Meeresspiegels ist eine Folge der Ausdehnung des Ozeans durch die Erwärmung. Wenn der Meeresspiegel steigt, unterbrechen sie Ökosysteme und Lebensräume von Tausenden von Organismen wie Meeresschildkröten und Robben. Ein Anstieg des Meeresspiegels führt zu Küstenüberschwemmungen, die in den Vereinigten Staaten an Küsten wie den Carolinas, New Jersey und Maryland zugenommen haben. Überschwemmungen treten heute zehnmal häufiger auf als noch vor Jahren. Diese Überschwemmungen gefährden Arten und zerstören Lebensräume an der Küste.

„Meeresspiegelanstieg“ von Wikimedia Commons [CC von 2.0]

Die Informationen in diesem Kapitel verdanken wir den inhaltlichen Beiträgen von Haley Zanga und Marisa Benjamin


Rekordverdächtige Meereswärme, die 3,6 Milliarden Hiroshima-Atombombenexplosionen über 25 Jahre entspricht

Ozeantemperaturtrend von 1960 bis 2019 in den drei großen Ozeanbecken von der Oberfläche bis 2.000 m. Die zonalen und vertikalen Abschnitte sind um den Südlichen Ozean in der Mitte herum organisiert. Schwarze Konturen zeigen die zugehörige klimatologische Mitteltemperatur im Abstand von 2 °C. Bildnachweis: Lijing Cheng

Eine neue Analyse zeigt, dass die Ozeane der Welt 2019 die wärmsten waren als je zuvor in der aufgezeichneten Menschheitsgeschichte, insbesondere zwischen der Oberfläche und einer Tiefe von 2.000 Metern. Die Studie, die von einem internationalen Team von 14 Wissenschaftlern aus 11 Instituten auf der ganzen Welt durchgeführt wurde, kommt auch zu dem Schluss, dass die letzten 10 Jahre die wärmsten seit der Aufzeichnung der globalen Ozeantemperaturen waren, wobei die letzten fünf Jahre den höchsten Rekord hielten.

Die Autoren veröffentlichten ihre Ergebnisse am 13. Januar in Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften, mit einem Aufruf zum Handeln an die Menschen, um den Klimawandel umzukehren. Angesichts solch katastrophaler Auswirkungen wie dem 17,9 Millionen Hektar großen australischen Buschfeuer, das bisher 24 Tote und Tausende von Häusern zerstört hat, berichten die Forscher, dass die globale Meerestemperatur nicht nur steigt, sondern sich beschleunigt.

Laut der Studie liegt die Meerestemperatur 2019 etwa 0,075 Grad Celsius über dem Durchschnitt von 1981-2010. Um diese Temperatur zu erreichen, hätte der Ozean 228.000.000.000.000.000.000.000 (228 Sextillionen) Joule Wärme aufgenommen.

"Das sind in der Tat viele Nullen. Um es leichter zu verstehen, habe ich eine Rechnung angestellt. Die Atombombe von Hiroshima explodierte mit einer Energie von etwa 63 000 000 000 000 Joule. Die Wärmemenge, die wir in den letzten 25 Jahren in die Weltmeere eingebracht haben." entspricht 3,6 Milliarden Atombombenexplosionen in Hiroshima", sagte Lijing Cheng, leitender Autor des Papiers. Cheng ist außerordentlicher Professor am International Center for Climate and Environmental Sciences am Institute of Atmospheric Physics (IAP) der Chinese Academy of Sciences (CAS). Cheng ist auch mit dem CAS Center for Ocean Mega-Science verbunden. "Diese gemessene Ozeanerwärmung ist unwiderlegbar und ein weiterer Beweis für die globale Erwärmung. Abgesehen von den menschlichen Emissionen von wärmespeichernden Gasen gibt es keine vernünftigen Alternativen, um diese Erwärmung zu erklären."

Die Forscher verwendeten eine relativ neue Analysemethode des IAP, um potenziell spärliche Daten und Zeitabweichungen in Instrumenten zu berücksichtigen, die zuvor zur Messung der Ozeanwärme verwendet wurden, insbesondere von der Meeresoberfläche bis zu einer Tiefe von 2.000 Metern. Die neu verfügbaren Daten ermöglichten es den Forschern, Wärmetrends bis in die 1950er Jahre zu untersuchen. Diese Studie umfasst auch Änderungen der Meerestemperatur, die von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) in den Vereinigten Staaten aufgezeichnet wurden. Die beiden unabhängigen Datensätze zeigen, dass die letzten fünf Jahre die wärmsten seit der Aufzeichnung der globalen Ozeantemperaturen waren.

Der Ozean absorbiert den größten Teil der überschüssigen Wärme aus Treibhausgasemissionen, was zu steigenden Meerestemperaturen führt. Bildnachweis: Jiang Zhu

Die Forscher verglichen auch den Zeitraum der Datenerfassung von 1987 bis 2019 mit dem Zeitraum von 1955 bis 1986. Sie fanden heraus, dass die jüngste Erwärmung in den letzten sechs Jahrzehnten

450 Prozent der früheren Erwärmung, was eine starke Zunahme der globalen Klimaänderung widerspiegelt.

"Es ist wichtig zu verstehen, wie schnell sich die Dinge ändern", sagte John Abraham, Co-Autor und Professor für Maschinenbau an der University of St. Thomas in den Vereinigten Staaten. „Der Schlüssel zur Beantwortung dieser Frage liegt in den Ozeanen – dort landet der Großteil der Wärme. Wenn man die globale Erwärmung verstehen will, muss man die Ozeanerwärmung messen.“

2019 brach die bisherigen Rekorde der Vorjahre für die globale Erwärmung, und die Auswirkungen zeigen sich bereits in Form von extremeren Wetterbedingungen, steigendem Meeresspiegel und Schäden an Meerestieren.

„Die globale Erwärmung ist real und wird immer schlimmer“, sagte Abraham. "Und das ist nur die Spitze des Eisbergs für die Zukunft. Glücklicherweise können wir etwas dagegen tun: Wir können Energie sinnvoller nutzen und wir können unsere Energiequellen diversifizieren. Wir haben die Macht, dieses Problem zu reduzieren."

Laut den Forschern können Menschen daran arbeiten, ihre Auswirkungen auf das Klima umzukehren, aber der Ozean wird länger brauchen, um zu reagieren als die Atmosphären- und Landumgebungen. Seit 1970 gingen mehr als 90 Prozent der globalen Erwärmungswärme in die Ozeane, während weniger als 4 Prozent der Wärme die Atmosphäre und das Land erwärmten, in dem die Menschen leben.

Die Erwärmung der Ozeane gefährdet die Ernährungssicherheit und die Lebensgrundlagen der Menschen. Bildnachweis: Jiang Zhu

„Selbst wenn dieser kleine Anteil die Atmosphäre und das Land beeinflusst, hat die globale Erwärmung 2019 zu einer Zunahme katastrophaler Brände im Amazonas, Kalifornien und Australien geführt, und wir sehen, dass sich dies bis 2020 fortsetzt“, sagte Cheng. "Die globale Ozeanerwärmung hat in der Tasmanischen See und anderen Regionen Meereshitzewellen verursacht."

Eine solche Meereshitzewelle im Nordpazifik, die als „Blob“ bezeichnet wird, wurde erstmals 2013 entdeckt und dauerte bis 2015 an.

„Es ist dokumentiert, dass der Blob einen großen Verlust an Meereslebewesen verursacht hat, von Phytoplankton über Zooplankton über Fische – darunter 100 Millionen Kabeljau – bis hin zu Meerestieren wie Walen“, sagte Kevin Trenberth, Co-Autor und angesehener leitender Wissenschaftler am National Zentrum für Atmosphärenforschung in den Vereinigten Staaten. "Diese Manifestationen der globalen Erwärmung haben schwerwiegende Folgen."

Trenberth stellte auch fest, dass ein Hotspot im Golf von Mexiko im Jahr 2017 den Hurrikan Harvey hervorgebracht hat, der nach Angaben des Rice Kinder Institute for Urban Research zu 82 Todesfällen und Schäden in Höhe von etwa 108 Milliarden US-Dollar führte. Im folgenden Jahr führte ein Hotspot im Atlantik in der Nähe der Carolinas zum Hurrikan Florence. Laut Moody's Analytics, einem Wirtschaftsforschungsinstitut, verursachte der Sturm 53 Tote und einen wirtschaftlichen Schaden zwischen 38 und 50 Milliarden US-Dollar.

„Der Preis, den wir zahlen, ist die Reduzierung des im Ozean gelösten Sauerstoffs, der geschädigten Meereslebewesen, die Verstärkung von Stürmen und die Verringerung der Fischerei und der ozeanischen Wirtschaft“, sagte Cheng. „Je mehr wir jedoch Treibhausgase reduzieren, desto weniger erwärmt sich der Ozean. Reduzieren, wiederverwenden und recyceln und der Übergang zu einer Gesellschaft mit sauberer Energie sind immer noch der wichtigste Weg nach vorne.“

Als nächstes untersuchen die Forscher, wie sich die Erwärmung über die Temperatur hinaus auf die Ozeane auswirkt. Sie wollen untersuchen, wie sich die Wassertemperaturen auf den Auftrieb des Wassers auswirken, der sich direkt auf die Verteilung von Nährstoffen und Wärme auswirkt.


Die Erwärmung des Ozeans könnte das Überleben der Haie beeinträchtigen

Kredit: CC0 Public Domain

Babyhaie, die in den bekannten Meerjungfrauentaschen leben, die an den meisten Stränden in Großbritannien und auf der ganzen Welt zu finden sind, sind aufgrund der Erwärmung des Ozeans anfälliger für Raubtiere, wie neue Forschungsergebnisse zeigen.

Laut Daniel Ripley von der University of Manchester verkürzen höhere Temperaturen die Frostreaktionszeiten, mit denen die Tiere nicht von Raubtieren gefressen werden.

Die Studie des Ökophysiologen wird vom Biotechnology and Biological Sciences Research Council und dem Wissens- und Innovationszentrum für Umweltstabilität der University of Manchester finanziert

Es ist veröffentlicht in der Zeitschrift für Naturschutzphysiologie heute (17. Juni).

Wenn ein Embryo eine Einfrierreaktion einsetzt, stoppt er, sich zu bewegen, damit Raubtiere – einschließlich großer Fische und anderer Haie – sie nicht entdecken.

Das erklärt, warum die Fähigkeit, eine Einfrierreaktion hervorzurufen, der Schlüssel zum Überleben der Prädation während der Embryonalentwicklung ist – und je länger ein Embryo einfrieren kann, desto größer ist die Chance, dass er nicht von Raubtieren entdeckt wird.

Im Labor verglich Ripley die Gefrierreaktionszeit von kleinen gefleckten Katzenhai-Embryonen – die 7 bis 8 cm lang sind – bei einer Wassertemperatur von 15 °C und einer Wassertemperatur von 20 °C.

Der Temperaturanstieg um 5 °C führte zu einer 7-fachen Verkürzung der Zeit, in der die Tiere nach einem Raubtier-Simuli einfroren, imitiert durch sanftes Schnippen des Eikastens

Und das könnte in einer sich erwärmenden Welt schwerwiegende Folgen für embryonale Haie haben. Einfrieren zu können ist der Schlüssel zur Vermeidung von Raubtieren, und wenn die Erwärmung bedeutet, dass Säuglingshaie nicht so lange frieren können, könnte dies die Anzahl der Haie, die bis zum Erwachsenenalter überleben, reduzieren.

Etwa 45% der Hai- und Rochenarten legen Eier, die in einer Meerjungfrauentasche wachsen, die etwa ein Jahr halten kann, bevor sie schlüpfen

Das Video zeigt eine Einfrierreaktion in einem lebenden Katzenhai-Embryo. Bildnachweis: Sara De Giorgio

Je nach Haiart gibt es die Geldbörsen in verschiedenen Farben, Formen und Texturen.

Strandräuber entdecken oft die leeren Muschelkisten am Strand, obwohl die lebenden Eierkisten oft mit Seegras in seichten Gewässern und Felsbecken verheddert liegen.

Daniel Ripley sagte: „Diese Studie hat gezeigt, dass viele Hai- und Rochenarten aufgrund der zunehmenden Prädation aufgrund der Erwärmung der Ozeane abnehmen können.

„Es ist schwer zu sagen, wie sich dies genau auf das Ökosystem der Ozeane auswirken wird, aber man kann davon ausgehen, dass es zu einem großen Problem kommen wird, das sich wahrscheinlich verschlimmern wird.

"Viele Meerestiere sind kaltblütig, daher haben steigende Meerestemperaturen wichtige Konsequenzen für sie."

Er fügte hinzu: „Es ist allgemein anerkannt, dass sich die Weltmeere in den nächsten 100 Jahren wahrscheinlich erwärmen werden.

„Und nach Angaben der US-Umweltschutzbehörde waren die Temperaturen an der Meeresoberfläche in den drei Jahrzehnten zuvor so hoch wie nie zuvor seit 1880.

„Die Auswirkungen steigender Meerestemperaturen könnten also katastrophal für Arten von eierlegenden Haien und Rochen sein, wie zum Beispiel den Braunen Bambushai oder den Dornrückenrochen.

„Hai-Embryonen sind in ihren Meerjungfrauen-Taschen bereits sehr anfällig und unsere Studie legt nahe, dass eine ihrer wichtigsten Überlebensstrategien – das Einfrieren, um sich vor Raubtieren zu verstecken – durch die Erwärmung des Ozeans erheblich reduziert werden könnte.

"Einige Arten sind bereits bedroht, und bei anderen wissen wir einfach nicht genug über ihre Anzahl. Aber die Erwärmung der Ozeane könnte ihren Schutz und ihr Überleben weiter beeinträchtigen."

"Ocean Warming Impairs the Predator Avoidance Behavior of Elasmobranch Embryos" wurde im Journal of Conservation Physiology veröffentlicht und eine mit einem Embargo versehene Kopie ist erhältlich.


Sich ändernde Muster des Salzgehalts der Ozeane geben Wissenschaftlern Hinweise auf extreme Wetterbedingungen an Land

Wissenschaftler untersuchen Veränderungen der Niederschlags- und Verdunstungsmuster sowie der Salzkonzentrationen in den Ozeanen, um zu verstehen, wie die globale Erwärmung den Wasserkreislauf der Erde intensiviert, was in einigen Gebieten zu Dürren und in anderen zu Überschwemmungen führt. Bildnachweis: Valery Hache/AFP über Getty Images

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Neue Kartierungen der Salzkonzentrationen in den Weltmeeren bestätigen, was Physik und Klimamodelle seit langem suggerieren: Die globale Erwärmung intensiviert den Wasserkreislauf der Erde, beschleunigt die Geschwindigkeit, mit der Wasser in einem Gebiet verdunstet und an anderer Stelle als Regen oder Schnee fällt.

Diese Intensivierung hat enorme Auswirkungen, weil sie Dürren verschlimmert und extreme Regenfälle und Überschwemmungen verstärkt. Aber es war schwer zu messen, da die Daten über die riesigen Weiten der Ozeane, die mehr als 70 Prozent der Erdoberfläche bedecken, spärlich sind.

Eine am 9. September im Journal of Climate veröffentlichte Studie zeichnet jedoch ein viel klareres Bild davon, wie stark und wo sich der Wasserkreislauf verändert, indem sie verfolgt, wie sich die Salzkonzentrationen in den Ozeanen in den letzten 50 Jahren verändert haben. Diese Messungen wirken wie ein riesiger Regenmesser für die Ozeane, sagte Co-Autor Kevin Trenberth, ein Klimawissenschaftler am National Center for Atmospheric Research.

Trenberth verknüpfte die Ergebnisse mit den jüngsten extremen Waldbränden und Dürren in Kalifornien und Australien.

„Die Waldbrände werden immer schlimmer, wenn die trockenen Gebiete trockener werden“, sagte er. „Dieses Jahr ist es Kalifornien, letztes Jahr Australien. Wenn das Muster anhält, steigen die Chancen, dass sich die Effekte wirklich ansammeln und Schaden anrichten. Es ist sehr einfach zu sagen, dass dies Wetter ist, dies ist nur ein Ereignis, aber die Studie zeigt, dass es Teil eines größeren Musters ist.“

Die Gebiete, die salziger werden, zeigen, wo weniger Regen und mehr Verdunstung stattgefunden haben, was die Salzkonzentration erhöht, während die Gebiete, die frischer werden, diejenigen sind, die mehr Regen bekommen, wodurch der Salzgehalt verdünnt wird. Das betrifft auch Landflächen, denn die Stürme und Wettermuster, die sich über den Ozeanen bilden, ziehen schließlich über die Kontinente.

Basierend auf den sich ändernden Salzkonzentrationen schätzten die Forscher, dass die Gesamtmenge an Wasser, die sich in Form von Verdunstung und Regen durch den Kreislauf bewegt, pro 1,8 Grad Fahrenheit Erwärmung um 2 bis 4 Prozent zugenommen hat. Das reicht aus, um die Trockenheit in dürregefährdeten Gebieten wie dem Südwesten der Vereinigten Staaten zu intensivieren und die Niederschläge in extrem regengefährdeten Gebieten wie dem Mittleren Westen zu erhöhen.

In Gebieten, in denen die Verdunstung zunimmt, verlieren Böden und Pflanzen mehr Wasser an die Luft. Aber diese Feuchtigkeit bleibt nicht ewig in der Atmosphäre. Irgendwann fällt es woanders als Regen oder Schnee, und die neue Kartierung zeigt, dass dies in bereits nassen Gebieten passiert.

Die Salzkonzentration oder Salinität ist ein gutes Maß dafür, wie viel Wasser dem Ozean zugeführt und entnommen wird, sagt Co-Autor Nicolas Gruber, Umweltphysiker an der ETH Zürich.

„Es ist in diesem Zusammenhang viel mehr ein Rekorder für Umweltveränderungen als alles andere“, sagte er. „Es ist ein wirklich gutes Maß für den Wasserkreislauf, und über dem Ozean funktioniert es wirklich gut. Es hilft uns, die Dynamik und die Physik des Problems zu verstehen.“

Die Forscher wiesen darauf hin, dass sich der Wasserkreislauf bei einer Erwärmung von 3,6 Grad Fahrenheit, oberhalb derer katastrophale Klimabedingungen wahrscheinlich sind, um 4 bis 8 Prozent und vielleicht mehr intensivieren wird, wenn die industrielle Luftverschmutzung mit Kühleffekten reduziert wird.

Steigender Salzgehalt beeinflusst Meereslebewesen und Meeresströmungen

Die neue Studie beschreibt regionale Veränderungen – einschließlich steigender Salzkonzentrationen – in Teilen der Karibik und des Indischen Ozeans, was auf weniger Niederschlag hinweist. Andererseits nimmt die Konzentration von Süßwasser über dem Pazifik und im Nordatlantik zu, wo es den Golfstrom und den zugrunde liegenden atlantischen Meridional Overturning Current stören könnte, ein kritisches Förderband für die globale Hitze von der Arktis bis nach des Südlichen Ozeans um die Antarktis, sagte Co-Autor Michael Mann, ein Klimawissenschaftler an der Penn State.

Zu wissen, wo mehr Wasser aus dem Ozean verdunstet, kann auch dazu beitragen, zu erkennen, wo mehr Regen fallen wird, sodass das Verständnis und die Verfolgung der regionalen Änderungen der Salzkonzentration die Prognosen für zukünftige extreme Niederschlagsänderungen verbessern können.

Co-Autor John Fasullo vom National Center for Atmospheric Research sagte, dass die neue Studie ein wichtiges globales Verständnis der Veränderungen der Salzkonzentration liefert, das dazu beitragen wird, Schätzungen zukünftiger regionaler Veränderungen zu treffen.

Das Verständnis der Veränderungen der Salzkonzentration im Meer ist nicht nur wichtig, weil sie Klima und Wetter beeinflussen. Es gebe auch direkte Auswirkungen auf den Ozean, sagte Mann.

„Erstens sind Meeresorganismen an bestimmte Salzgehalte angepasst“, sagte er. „Wenn sich diese ändern, beginnt dies zusammen mit der Erwärmung und der Versauerung der Ozeane, die Anpassungsfähigkeit der Meeresorganismen und letztendlich die Nahrungskette der Ozeane und uns herauszufordern.“

Der Salzgehalt beeinflusst auch die Dichte des Meerwassers, die die Verteilung von warmen und kalten Wasserschichten im Ozean bestimmt. Diese Schichtung hat Auswirkungen auf die Ozeanzirkulation, tropische Stürme, den Sauerstoffgehalt der Ozeane und die Nährstoffe im oberen Ozean, fügte Mann hinzu. Die Studie erstellt einen Salzgehaltsindex, der „ein besonders sauberes, rauscharmes und hohes Signal bietet, um das Signal des Klimawandels zu erkennen“, sagte er.

Die Prozesse von Niederschlag und Verdunstung beschleunigen sich aufgrund der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung, und „der vielleicht größte Einfluss hat die Wasserbewegung“, fügte John P. Abraham, Ingenieur und Klimaforscher an der St. Thomas University in Minnesota, hinzu ein Mitautor der Studie.

„Da salziges Wasser schwer ist, möchte es von der Meeresoberfläche auf den Meeresboden fallen, das sogenannte Downwelling Water“, sagte er. „Gebiete, die weniger salzig werden, sind heller und neigen dazu, an der Oberfläche zu bleiben. Die Auf- und Abwärtsbewegung des Wassers ist für Meeresströmungen super wichtig, weil sie Nährstoffe für Fische an die Oberfläche bringt und das Klima auf der ganzen Welt reguliert.“

Die Veränderungen bei Niederschlag und Verdunstung, sagte er, "werden das Wetter auf dem Planeten verändern".

Bob Berwyn

Freiberufler

Bob Berwyn ist ein in Österreich ansässiger freiberuflicher Reporter, der seit mehr als einem Jahrzehnt über Klimawissenschaft und internationale Klimapolitik berichtet. Zuvor berichtete er für mehrere Zeitungen in Colorado über Umwelt, bedrohte Arten und öffentliches Land und arbeitete auch als Redakteur und stellvertretender Redakteur bei Gemeindezeitungen in den Colorado Rockies.


Ein Meer voller Wüsten

Wissenschaftler und Satelliten beobachten, wie sich die am wenigsten produktiven Gebiete der Ozeane ausdehnen.

Die Weltmeere liefern uns die Meeresfrüchte, die unsere Teller füllen und unsere Geschmacksknospen verführen: Thunfisch, Lachs, Hummer, Jakobsmuscheln. All dieses Meeresleben ist Teil eines komplexen Nahrungsnetzes, das eine reiche und vielfältige Palette von Pflanzen und Tieren ernähren kann. Wie ein Kartenhaus ruht dieses Nahrungsnetz auf seinen niedrigsten und am wenigsten bekannten Teilnehmern, wenn die erste Ebene wackelt, auch alle Ebenen darüber schwanken. Die unterste Ebene im Nahrungsnetz der Ozeane besteht aus historisch reichlich vorhandenem und produktivem Phytoplankton, winzigen Meerespflanzen, die Kohlendioxid in organischen Kohlenstoff umwandeln und deren grünes Chlorophyll aus dem Weltraum sichtbar ist. Satelliten können dieses Chlorophyll erkennen, und Wissenschaftler verwenden die Daten, um die Produktivität der Ozeane abzuschätzen, ein Maß für die Menge an organischem Kohlenstoff, die zur Unterstützung des Nahrungsnetzes verfügbar ist.

Allerdings scheint die Menge an Phytoplankton zu schrumpfen. Der Meeresbiologe und Satellitendaten-Enthusiast Jeffrey Polovina sagte: „Wir haben gesehen, dass sich das Gebiet mit geringer Produktivität im Westpazifik ausdehnt, und wir haben uns gefragt, ob es einzigartig ist oder ob es weltweit passiert.“ Modelle sagen voraus, dass die wärmsten Teile der Weltmeere aufgrund des Klimawandels weniger produktiv sein werden. Manche Leute nennen diese Regionen mit geringer Produktivität „biologische Wüsten“. Polovina sagte: „Die Klimamodelle entsprechen der Zeitskala von Jahrhunderten und deuten darauf hin, dass die Expansionsrate dieser Gebiete mit erwarteter geringer Produktivität langsam sein wird.“ Aber die Wissenschaftler wollten diese modellierten Erwartungen mit Beobachtungen vergleichen.

Das Nahrungsnetz der Ozeane ist hier mit wenig bekannten Arten von Fischen und Meerestieren gefüllt, ein schwarz-gelber Drachenkopf schwimmt in Monterey Bay, Kalifornien. (Mit freundlicher Genehmigung von J. Pederson)

Phytoplankton und Meerestemperatur

Um den Lebensraum des Ozeans aus dem Weltraum zu bewerten, müssen Wissenschaftler ihn zunächst aus der Nähe verstehen. Die Vermischung verschiedener Wasserschichten ist ein Grund dafür, dass in den Weltmeeren Gebiete mit hoher Produktivität existieren. Eine der Signaturen der globalen Erwärmung sind die steigenden Meerestemperaturen. Wenn sich die Oberflächenschicht des Ozeans erwärmt, wird das Wasser weniger dicht und bleibt oben, anstatt sich zu vermischen, damit kühleres, nährstoffreiches Wasser aufsteigen kann. Im Laufe der Zeit zeigen Gebiete mit weniger Durchmischung eine reduzierte Produktivität, weniger Phytoplankton und damit weniger Chlorophyll. Polovina sagte: "Regionen mit dem niedrigsten Chlorophyllgehalt sind biologischen Wüsten ähnlich, da sich weniger Energie durch das Nahrungsnetz ausbreitet."

Um die Bildung von Ozeanwüsten zu untersuchen, arbeitete Polovina mit den Kollegen Evan Howell und Mélanie Abécassis zusammen, um Oberflächen-Chlorophylldaten zu verwenden. Die Daten stammen vom NASA Sea-Viewing Wide Field-of-View Sensor (SeaWiFS), der von GeoEye betrieben und vom Ocean Biology Distributed Active Archive Center (OB.DAAC) der NASA beim Goddard Space Flight verarbeitet, archiviert und verteilt wird Center, half ihnen, Gebiete zu finden, in denen sich chlorophyllarme Regionen während ihrer neunjährigen Datenreihe ausdehnten. Abécassis, der bei der Verarbeitung der Daten half, sagte: „Der Datensatz ist erstaunlich, mit fantastischer Auflösung und globaler Abdeckung.“ Darüber hinaus boten die Daten dem Team Qualitätsinformationen. „Die einzige Herausforderung bei der Arbeit mit den Daten war auch eines der besten Dinge: Wir mussten alle Daten erneut herunterladen und neu verarbeiten, weil die NASA nach der Behebung eines Sensordefekts eine neue Version veröffentlicht hat“, sagte sie. "Es hat mehr Zeit gedauert, aber unsere Ergebnisse wurden dadurch immer genauer."

Unter der Meeresoberfläche hängen seine Nahrungsnetze von kleinen und großen Kreaturen ab, wie dieser Döbelschule im Kure Atoll State Wildlife Refuge im Papahānaumokuākea National Monument. (Mit freundlicher Genehmigung von P. Marin)

Das Team nutzte auch Daten zur Meeresoberflächentemperatur des Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), das beim Physical Oceanography DAAC (PO.DAAC) der NASA verfügbar ist. Während viele Faktoren die Produktivität der Ökosysteme verringern können – zum Beispiel Überfischung oder El Niño, ein zyklischer Zustand, der durch überdurchschnittlich hohe Meeresoberflächentemperaturen gekennzeichnet ist – wird erwartet, dass die globale Erwärmung besonders große Produktivitätsrückgänge ankündigt. Studien sagen voraus, dass bei einer Intensivierung der globalen Erwärmung Gebiete mit abnehmendem Chlorophyll mit Gebieten mit steigender Meeresoberflächentemperatur übereinstimmen werden.

Polovina sagte: „Mit Chlorophyll- und Temperaturdaten könnten wir beginnen herauszufinden, was mit der globalen Ozeanproduktivität passiert.“

Die wachsende Wüste

Die Ergebnisse des Teams waren bemerkenswert. Polovina sagte: „Wir waren sehr überrascht. Wir haben uns den Nordatlantik, den Südatlantik, den Indischen Ozean angeschaut – wir haben überall auf der Welt die gleichen Trends gesehen. Im Laufe des letzten Jahrzehnts weiteten sich Regionen mit geringem Oberflächen-Chlorophyll in nahegelegene Ozeanbecken aus. Der Gesamtflächenverlust war ziemlich groß.“ Die Fläche der neuen globalen Ozeanwüste summierte sich auf 6,6 Millionen Quadratkilometer (2,5 Millionen Quadratmeilen), was zwischen 1998 und 2006 einer etwa 15-prozentigen Ausdehnung des Gebiets der am wenigsten produktiven Gewässer entspricht. Außerdem war der Zusammenhang mit der Meeresoberflächentemperatur klar . „Die Ausdehnung von Gewässern mit geringer Produktivität ging mit einem signifikanten Anstieg der Meeresoberflächentemperatur einher“, sagte Polovina.

Phytoplankton sind mikroskopisch kleine Meerespflanzen, die die Basis von Meeresökosystemen bilden. Sie sind so reichlich vorhanden, dass sie aus dem Weltraum sichtbar sind. Hier ist das durchschnittliche Chlorophyll von 1998 bis 2006 grün dargestellt und weist auf Gebiete mit hoher biologischer Produktivität hin. (Mit freundlicher Genehmigung von SeaWiFS Project/NASA GSFC und GeoEye, Inc.)

Das Team stellte auch fest, dass die Veränderungen in den letzten zehn Jahren saisonabhängig waren. „Die Expansion war von einem Winter zum nächsten stärker als von einem Sommer zum nächsten“, sagte Polovina. „Im Sommer dehnten sich Gebiete mit niedrigem Chlorophyll aus, im Winter würden diese Gebiete natürlich schrumpfen – aber auf eine größere Größe als in den Jahren zuvor.“ So verlief die Ausdehnung der Ozeanwüsten schrittweise über die neunjährige Zeitreihe.

Der vielleicht überraschendste Aspekt der Ergebnisse des Teams war jedoch die Expansionsrate: Diese schrittweise Wüstenbildung hat zu einem Verlust von 1 bis 4 Prozent an produktiven Gewässern pro Jahr geführt. Abécassis sagte: „Die tatsächliche Expansionsrate war viel größer als von den Modellen vorhergesagt.“

Eine aktuelle Studie mit sechs Klimamodellen ergab, dass zwischen dem Beginn der Industriellen Revolution und 2050 das Gesamtwachstum in Gebieten mit geringer Produktivität auf der Nord- und Südhalbkugel je nach verschiedenen Parametern zwischen 0,7 und 8,1 Prozent liegen würde. Polovina sagte: "Wir haben in nur neun Jahren mehr als selbst den hohen Bereich gemessen."

Eine unproduktive Zukunft

Die Frage, die für Polovina unbeantwortet bleibt, ist, warum sich Ozeanwüsten ausbreiten. "Wir sehen diese Veränderungen in allen Weltmeeren", sagte er, "was entweder auf ein zehnjähriges globales Signal oder einen langfristigen Trend der globalen Erwärmung hindeutet." Also was ist es?

Das Team weist darauf hin, dass ihre Studie neun Jahre umfasst, ungefähr so ​​lange, wie SeaWiFS Daten erfasst. Obwohl neun Jahre eine relativ lange Zeitreihe sind, ziehen es Wissenschaftler vor, ihre Forschung auf längere Zeitreihen von dreißig oder mehr Jahren zu stützen, um sicherzustellen, dass natürliche Zyklen wie El Niño und sein Gegenteil, La Niña, durch niedrigere als normale Meeresoberflächentemperaturen gekennzeichnet sind , berücksichtigt worden. „Während des Zeitraums unserer Studie gab es mehrere La Niña-Ereignisse, daher war das großräumige Klima einzigartig“, sagte Polovina. „Es ist möglich, dass sich der Trend im kommenden Jahrzehnt umkehrt. Oder es könnte sein, dass der Trend hält und die Verluste wirklich schlimmer sind, als die Modelle anzeigen, dass sie sein sollten.“ In jedem Fall ist Polovina der Meinung, dass die Forschung einen Einfluss auf die globale Erwärmung hat. Er sagte: „Auch wenn dieser Trend nur ein dekadisches Signal ist, das sich umkehrt, ist dies die Art von Expansion, die wir unter der globalen Erwärmung erwarten würden. Auf solche Veränderungen müssen wir vorbereitet sein.“

Das Wachstum von biologischen Wüsten in den Weltmeeren und was in Zukunft damit einhergehen kann, hat Polovinas Aufmerksamkeit. „Dies ist ein einzigartiges biologisches Signal, das wir sehen. Das bedeutet, dass die Fähigkeit der Ozeane, Leben zu erhalten, abgenommen hat“, sagte er. "Die Dichte von Mahi-Mahi, Hai, Thunfisch usw. wird geringer sein." Abécassis stimmte dem zu und sagte: „Die Ausweitung von Gebieten mit geringer Produktivität ist ein großes Problem – mit Auswirkungen auf die Nahrungsnetze der Ozeane und möglicherweise vielen Veränderungen für die Fischerei.“ Scientists like Polovina and Abécassis can help tell the story of the unfolding changes now happening to our oceans. With scientific information behind them, fisheries and policy makers may be able to plan and prepare, softening the blow on particular species and preserving the ocean ecosystem’s long-standing food web.

Polovina, J., E. Howell,and M. Abécassis. 2008. Ocean’s least productive waters are expanding. Geophysikalische Forschungsbriefe 35, L03618, doi:10.1029/2007GL031745.

Sarmiento, J. L., et al. 2004. Response of ocean ecosystems to climate warming. Global Biogeochemical Cycles 18, GB3003, doi:10.1029/2003GB002134.


3.6: The Warming of Our Oceans - Biology

Plastic Bagshave been banned in some regions, see list under In Action tab, Cities and Towns page.

It is not very often everyone agrees on anything. Remarkably, the world’s top scientists and marine researchers virtually all agree on the issues facing our oceans health, and the demands being placed on what is arguably life’s greatest resource on the planet. Here are 11 of the top issues facing the health of our oceans, and our planet.

The oceans are among our biggest resource for life on earth, and also our biggest dumping grounds. That kind of paradox could give anyone an identity crisis. We seem to think we can take all the goodies out and put all our garbage in, and then expect them to keep happily ticking away indefinitely. However, while it's true the oceans can provide us with some amazing eco-solutions like alternative energy, they're are undergoing some serious stress factors. Here are the some of the biggest problems facing the oceans. Making changes in our daily lives often starts with awareness. Solutions are as simple as eating the right sort of seafood, to ensuring garbage stays out of our waterways and Oceans.

1) Overfishing

Many marine scientists consider overfishing to be the worst impact humans are having on the oceans. The Food and Agriculture Organization estimates that over 70% of the world’s fish species have been entirely exploited or depleted. By capturing fish faster than they can reproduce, we are harming entire ecosystems that interact with those species, from the food they eat to the predators that eat them. These losses make the ecosystems more vulnerable to other disturbances, such as pollution. A complete overhaul of fishing policies, requiring global cooperation, is needed to achieve a sustainable system.Overfishing is having some serious impacts on our oceans. Not only does it work towards wiping out a species, but also the other species of marine animals that are dependent upon those fish for survival. It's been shown that overfishing can cause marine animals to starve, since we're taking food from their mouths in too large of numbers for them to be able to get their fill. It is also estimated that most seas already need long term fishing bans if certain species are to recover at all.

There is much to be desired in the ways we fish. First, we humans use some pretty destructive methods in how we pull catches, including bottom trawling which destroys sea floor habitat and scoops up many unwanted fish and animals that are tossed aside. We also pull far too many fish to be sustainable, pushing many species to the point of being listed as threatened and endangered.

Reasons for overfishing are obvious in some ways, in that there are a lot of people who like to eat a lot of fish. The more fish, the more money for the fishermen. However there are other elements at work that promote overfishing that are less obvious, such as promoting the health benefits of one fish over another, or the health of fish oils.

Knowledge of what seafood can be sustainably eaten, whether that is the species of seafood or the method by which it is caught, is a must in order to help keep the ocean's fisheries healthy. It's our job as eaters to question restaurant servers, sushi chefs, and seafood purveyors about the sources of their fish, and read labels when we buy from store shelves. There are helpful tools that can assist us in buying and ordering seafood as well, from handouts to carry in our wallets to FishPhone. And of course there are our sustainable seafood slideshows that will show you what you want to look for when you're choosing your next meal, and what to avoid.

2) Irresponsible Fish Farming

Fish farming, or aquaculture, is the growing response to wild fish stocks rapidly depleting. While it sounds like a good idea in theory, it unfortunately has many negative consequences due to poorly managed operations. Nutrient and chemical pollution can occur easily in open-ocean operations when fish feed, excrement, and medication is released into the environment. Farmed fish accidentally released into wild populations can also have destructive effects, such as loss of native stocks, disease transmission, and damaging changes in habitat. Unfortunately, the biggest hindrance to overcoming the challenges of an industry that supplies nearly 50% of the world’s fish food supply is that it currently remains relatively unregulated.

3) Ghost Fishing

Ghost fishing is an environmentally harmful issue caused when lost or discarded fishing gear continues to catch fish and other marine life. Often times, the traps trigger a chain-reaction problem when larger predators come to eat the smaller ones that have been ensnared, only to get tangled in the mess themselves. The issue of ghost fishing is most common with passive gear that has been abandoned, and also poses a serious threat to other ocean vessels. Stray gear can be caught in the propeller of a boat, damaging or even disabling it. Many solutions have been offered, such as fishing gear made from biodegradable materials or incentives like the Republic of Korea’s buy-back program , which rewards fisherman for turning in old gear.

6 Garbage Patches in our oceans. This one is the most obvious. It’s astounding how much of our trash finds its way into the ocean. Animals become easily entangled and trapped in our garbage, and it can destroy delicate sea life like coral and sponges. In addition, sea turtles and dolphins often mistake plastic bags for their favorite foods, jellyfish and squids, choking them or clogging their digestive system. If that’s not bad enough, hopefully the bigger-than-Texas trash vortex in the Pacific Ocean and its smaller cousin in the Atlantic will help serve as a wakeup call. One more depressing one before we move on to something fun and exciting. We certainly can't ignore a giant patch of plastic soup the size of Texas sitting smack dab in the middle of the Pacific ocean.

Taking a look at the Great Pacific Garbage Patch is a sobering way to realize there is no "away" when it comes to trash, especially trash that lacks the ability to decompose. The patch was discovered by Captain Charles Moore , who has been actively vocal about it ever since.

Luckily, the Great Pacific Garbage Patch getting a lot of attention from eco-organizations, including Project Kaisei, which is launching the first clean-up effort and experimentation, and David de Rothschild who will sail a boat made of plastic out to the patch to bring awareness to it.

Article: Clean Our Oceans: The Impact of the Great Pacific Garbage Patch

This article was sent to us by David, a student in Colorado, USA. Thank You David.

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5) Acidification

The ocean absorbs as much as one third of the CO2 emitted worldwide, which keeps us cooler but makes the ocean surface much more acidic. This has the effect of limiting calcium carbonate needed by coral, plankton, and other marine life that use it to build the skeletal frames and shells that protect them. Oceanic acidity has increased by 25% since the industrial revolution, and will eventually destroy much marine life if it increases at this rate.

Die Versauerung der Ozeane ist kein kleines Problem. The basic science behind acidification is that the ocean absorbs CO2 through natural processes, but at the rate at which we're pumping it into the atmosphere through burning fossil fuels, the ocean's pH balance is dropping to the point where life within the ocean is having trouble coping.

"Ocean acidification is more rapid than ever in the history of the earth and if you look at the pCO2 (partial pressure of carbon dioxide) levels we have reached now, you have to go back 35 million years in time to find the equivalents" said Jelle Bijma, chair of the EuroCLIMATE programme Scientific Committee and a biogeochemist at the Alfred-Wegener-Institute Bremerhaven.

Freakig, oder? At some point in time, there is a tipping point where the oceans become to acidic to support life that can't quickly adjust. In other words, many species are going to be wiped out , from shellfish to corals and the fish that depend on them.

6) Dead Zones

Dead zones are areas where the sea floor has little to no dissolved oxygen. These areas are often found at the mouths of large rivers, and are caused primarily by fertilizers that are being carried in the runoff. Unfortunately, the lack of oxygen kills many creatures and destroys entire habitats. At our current rate, dead zones will increase by 50% before the end of the century. Dead zones are swaths of ocean that don't support life due to a lack of oxygen, and global warming is a prime suspect for what's behind the shifts in ocean behavior that cause dead zones. The number of dead zones is growing at an alarming rate , with over 400 known to exist , and the number is expected to grow .

Dead zone research underscores the interconnectedness of our planet. It appears that crop biodiversity on land could help prevent dead zones in the ocean by reducing or eliminating the use of fertilizers and pesticides that run off into the open ocean and are part of the cause of dead zones. Knowing what we dump into the oceans is important in being aware of our role in creating areas of lifelessness in an ecosystem upon which we depend.

7) Mercury Pollution

Scientists report that our ocean’s mercury levels have risen over 30% the last 20 years, and will increase another 50% in the next few decades. Emissions from coal power plants are the primary culprit , dispensing poisonous mercury that works its way up the food chain, eventually coming to us through the fish we eat. This neurotoxin can alter brain development of fetuses and has been linked with learning problems. Pollution is running rampant in the oceans but one of the scariest pollutants is mercury because, well, it ends up on the dinner table. The worst part is mercury levels in the oceans are predicted to rise . So where does the mercury come from? You can probably guess. Mainly coal plants. In fact, according to the Environmental Protection Agency, coal-fired power plants are the largest industrial source of mercury pollution in the country. And, mercury has already contaminated water bodies in all 50 states, let alone our oceans. The mercury is absorbed by organisms on the bottom of the food chain and as bigger fish eat bigger fish, it works its way back up the food chain right to us, most notably in the form of tuna .

You can calculate how much tuna you can safely eat , and while the though that calculating your fish intake to avoid poisoning is really depressing, at least we're aware of the dangers so that we can, hopefully, straighten up our act.

8) Offshore Drilling

Offshore drilling continues to be a debate, but it’s clear that proceeding with oil production will only exacerbate the dilemmas of our oceans. The use of fossil fuels is the reason our oceans have been heating up and becoming more acidic, but offshore drilling takes the risks even further. When oil is extracted from the ocean floor, other chemicals like mercury, arsenic, and lead come up with it. Also, the seismic waves used to find oil harm aquatic mammals and disorient whales. In 2008, 100 whales had beached themselves as a result of ExxonMobil exploring for oil with these techniques. Furthermore, the infrastructure projects to transport the oil often create worse problems, eroding the coastline. These realities are another reason

9) Whaling and Shark Finning

The destruction of the ocean’s most important predators has significant consequences that ripple down the food chain. 50 to 100 million sharks are killed each year, either as bycatch from fishing vessels or directly hunted for their dorsal fins, used in an expensive soup popular across Asia. When finned, the sharks are thrown back into the water, often still alive and left to bleed to death. Unfortunately, sharks reproduce fairly slowly and don’t have a large amount of offspring, so these actions have long-lasting effects on the delicate ecosystems they help regulate. Despite the 1986 moratorium on many types of whaling, it still continues to be a problem, with some nations like Japan looking for loopholes and lobbying for lax regulations. Overfishing is an issue that extends beyond familiar species like bluefin tuna and orange roughy. It's also a serious issue with sharks. Sharks are killed in the tens of millions each year , mainly for their fins. It is a common practice to catch sharks, cut off their fins, and toss them back into the ocean where they are left to die. The fins are sold as an ingredient for soup. And the waste is extraordinary.

Sharks are top-of-the-food-chain predators, which means their reproduction rate is slow. Their numbers don't bounce back easily from overfishing. On top of that, their predator status also helps regulate the numbers of other species. When a major predator is take out of the loop, it's usually the case that species lower on the food chain start to overpopulate their habitat, creating a destructive downward spiral of the ecosystem.

Shark finning is a practice that needs to end if our oceans are to maintain some semblance of balance. Luckily, a growing awareness around the unsustainability of the practice is helping to lower the popularity of shark fin soup .

10) Ocean Warming

The oceans are rising and getting warmer faster than predicted. 71% of our planet is covered by oceans, yet we still neglect them, harming the innumerable creatures that live in them, and polluting one of our largest resources.

In the fight for the environment, the health of our oceans should be a top priority. Global warming is creating a climate time bomb by storing enormous amounts of heat in the waters of the north Atlantic, UK scientists have discovered.

Marine researchers at Southampton and Plymouth universities have found that the upper 1,500 metres of the ocean from western Europe to the eastern US have warmed by 0.015C in seven years. The capacity of the oceans to store heat means that a water temperature rise of that size is enough to warm the atmosphere above by almost 9C.

Neil Wells, a scientist on the project at the National Oceanographic Centre in Southampton, said: "People might think it doesn't sound like a big temperature rise but it's very significant." The findings were announced in the journal Geophysical Research Letters as James Lovelock, the UK scientist who developed the gaia theory of life on Earth, warned that such ocean warming could stifle marine life and accelerate climate change.

Professor Lovelock said that thermal mixing of water and nutrients shuts down when the upper layer of ocean water reaches about 12C. "That's why the tropical waters are clear blue and the water in the Arctic looks like soup," he said. Such a change would affect marine life, which research suggests could help form clouds over the oceans. Warmer waters would receive less protection from sunlight, which would warm them further.

The Southampton and Plymouth study suggests heat stored in the oceans could be released into the atmosphere in future, tempering efforts to stabilize global temperatures with cuts in manmade greenhouse gas emissions.

11) Destruction of Habitat and Coral Reefs

Keeping the coral reefs healthy is another major buzz topic right now. A focus on how to protect the coral reefs is important considering coral reefs support a huge amount of small sea life, which in turn supports both larger sea life and people, not only for immediate food needs but also economically .

Global warming is a primary cause of coral bleaching, but there are other causes as well. Science is working on ways , but it also is a matter of setting aside marine conservation areas. Figuring out ways to protect this "life support system" is a must for the overall health of the oceans.


87% of Our Oceans Are Damaged By Human Impact, Report Warns

The world’s oceans are rapidly becoming unrecognizable as impacts from human activity strip them of marine life, according to a report published in the journal Current Biology.

In fact, just 13% of the world’s oceans have intact marine ecosystems, while the rest have been plundered and degraded.

The majority of healthy ocean space, meanwhile, exists in the high seas, outside of national marine protected areas. As a result, these sections are vulnerable to being exploited, making the creation of international treaties to protect the oceans all the more urgent, according to the Guardian. The good news is that the United Nations is spearheading an effort to comprehensively protect the high seas later this year.

“We were astonished by just how little marine wilderness remains,” Kendall Jones, lead author of the report, told the Guardian. “The ocean is immense, covering over 70% of our planet, but we’ve managed to significantly impact almost all of this vast ecosystem.”

Oceans are being harmed in a variety of ways.

The world’s oceans are also absorbing much of the excess carbon dioxide being produced by human activity, which causes waters to become more acidic and inhospitable to marine life.

The global fishing industry is overexploiting fish populations, and killing various species unintended for capture such as dolphins, sharks, and whales.

Image: WWF/Michael Gunther

The authors of the report argue that countries must stop subsidizing high seas fishing, which costs $4 billion annually, to allow marine creatures to flourish in these areas.

The report also urges countries to protect the Arctic, which is rapidly becoming accessible to fishing vessels. A proposal to create the largest marine sanctuaries in the world in the Arctic is currently underway.

Industrial pollution from farms, factories, and boats fills marine environments with harmful chemicals, while plastic pollution is turning large sections of ocean into hazardous obstacle courses, the report notes.

Image: Jedimentat44/Flickr.

On this front, the UN recommends that countries expand marine protected areas and curb the release of plastic and other forms of pollution into waters.

In recent years, fighting plastic pollution has become a rallying point for environmentalists and more than 60 countries have so far taken action to reduce plastic production.

Reversing the overall decline of the oceans, however, will be challenging, according to the report.

Image: California Artificial Reef Enhancement

Beyond establishing international treaties, regulating the fishing industry, and reducing pollution, countries have to mitigate climate change, which may pose the biggest long-term risk.

Failing to do so, according to the authors, could be catastrophic.

“Beyond just valuing nature for nature’s sake, having these large intact seascapes that function in a way that they always have done is really important for the Earth,” Jones told the Guardian. They maintain the ecological processes that are how the climate and Earth system function – [without them] you can start seeing big knock-on effects with drastic and unforeseen consequences.”


US East Coast to see higher sea levels

One of the main impacts of the slowing ocean circulation is on sea levels, especially those of the US East Coast.

"The northward surface flow of the AMOC leads to a deflection of water masses to the right, away from the US East Coast. This is due to Earth's rotation that diverts moving objects such as currents to the right in the Northern Hemisphere and to the left in the Southern Hemisphere. As the current slows down, this effect weakens and more water can pile up at the US East Coast, leading to an enhanced sea-level rise," said Levke Caesar, one of the authors of the report.

Sea-level rise is already happening due to factors like melting ice sheets and warming oceans. According to the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), water levels have risen by 8 to 9 inches on average within the past 140 years.

The rate at which these waters are rising has also increased in recent years.

"The pace of global sea-level rise more than doubled from 1.4 mm per year throughout most of the twentieth century to 3.6 mm per year from 2006-2015," said NOAA.

A further slowdown of global ocean circulation, especially along the crucial Gulf Stream current off the eastern coastline of the US, could combine with the already accelerating sea-level rise to make major Northeastern cities even more vulnerable to flooding.


Oceans Are Warming Faster Than Predicted

Up to 90 percent of the warming caused by human carbon emissions is absorbed by the world&rsquos oceans, scientists estimate. And researchers increasingly agree that the oceans are warming faster than previously thought.

Multiple studies in the past few years have found that previous estimates from the Intergovernmental Panel on Climate Change may be too low. A new review of the research, published yesterday in Wissenschaft, concludes that &ldquomultiple lines of evidence from four independent groups thus now suggest a stronger observed [ocean heat content] warming.&rdquo

Taken together, the research suggests that the oceans are heating up about 40 percent faster than previously estimated by the IPCC. Since the 1950s, studies generally suggest that the oceans have been absorbing at least 10 times as much energy annually, measured in joules, as humans consume worldwide in a year.

While much of the human concern about climate change focuses on its effects over land&mdashrising air temperatures, changes in weather patterns and so on&mdashaccurate estimates of ocean warming are deeply important to scientists&rsquo understanding of global warming. Determining how fast the oceans are warming helps scientists calculate how sensitive the planet is to greenhouse gas emissions and how quickly it may warm in the future.

&ldquoThe ocean, in many ways, is the best thermometer we have for the planet,&rdquo said Zeke Hausfather, a climate scientist at the University of California, Berkeley, and a co-author of the new analysis.

Accelerated warming is also a big concern for ocean ecosystems, driving mass coral bleaching events all over the world and forcing some species to migrate to cooler waters. Warming also causes ocean water to expand in volume, which can contribute to sea-level rise.

For nearly two decades, scientists have used a network of floats distributed throughout the ocean to constantly monitor water temperatures worldwide. But before the early 2000s, when the network was launched, scientists mainly relied on measurements taken from passing ships as they made their way across the seas. This meant ocean temperature observations, worldwide, were sparser and that scientists had to use statistical methods or models to fill in the gaps.

In recent years, improved data from the float network and improvements in the models and statistical tools used to analyze previous measurements have helped scientists develop more accurate reconstructions of ocean warming over the past century.

As the new review reports, multiple studies now agree that the oceans are warming at a faster rate than older estimates suggested. And these revised calculations also match up better with climate model simulations than previous estimates, giving scientists more confidence that model projections for the future are on track.

And if the models are accurate, continuing to emit greenhouse gases at the current rate could result in dire consequences for the global oceans. As the new analysis points out, models suggest that a business-as-usual climate scenario could cause nearly 1.5 degrees of ocean warming&mdashthe equivalent of nearly a foot of sea-level rise by the end of the century. Meeting the Paris Agreement&rsquos climate goals, on the other hand, could cut that warming in half.

Scientists aren&rsquot only interested in how much heat the oceans are soaking up. How that heat moves around the planet can reveal important clues about how high the seas might rise in different locations, for instance.

Another study, published earlier this week in Proceedings of the National Academy of Sciences, also concluded that the oceans are taking up at least 90 percent of the excess heat in the atmosphere. It also found that they&rsquove been warming since at least the late 1800s, although its estimates for the rate of warming may be a bit lower than what some of the other recent studies have suggested.

The study suggests that the oceans&rsquo large-scale currents and circulation patterns have been changing in recent decades&mdashfor reasons scientists are still investigating&mdashand that these changes are affecting the places where ocean heat ends up.

The study suggests that up to half the extra heat stored up in the midlatitude regions of the Atlantic Ocean since the 1950s was actually transported there from other parts of the ocean. This means that heat-related sea-level rise in this part of the ocean is being influenced by changing circulation patterns.

That&rsquos important to pay attention to, the researchers note, because future climate change may cause even bigger shifts in ocean currents, many of which are heavily influenced by winds and atmospheric patterns that may be affected by global warming. Monitoring these changes could help scientists predict which parts of the ocean will warm&mdashand expand&mdashthe fastest in the future.

&ldquoFuture changes in ocean transport could have severe consequences for regional sea-level rise and the risk of coastal flooding,&rdquo the authors write.


Sea Level Could Rise at Least 6 Meters

Even if world manages to limit global warming to 2°C &mdash the target number for current climate negotiations &mdash sea levels may still rise at least 6 meters (20 feet) above their current heights, radically reshaping the world&rsquos coastline and affecting millions in the process.

That finding comes from a new paper published on Thursday in Science that shows how high sea levels rose the last time carbon dioxide levels were this high.

That was about 3 million years ago, when the globe was about 3-5°F warmer on average, the Arctic 14.4°F warmer, megasharks swam the oceans, and sea levels stood at least 20 feet above their current heights.

The megasharks aren&rsquot coming back but those sea levels could be no matter what happens in December&rsquos climate summit in Paris.

&ldquoEven if we meet that 2°C target, in the past with those types of temperatures, we may be committing ourselves to this level of sea level rise in the long term,&rdquoAndrea Dutton, a geochemist at the University of Florida and one of the study&rsquos co-authors, said. &ldquoThe decisions we make now about where we want to be in 2100 commit us on a pathway where we can&rsquot go back. Once these ice sheets start to melt, the changes become irreversible.&rdquo

The study examined past changes and laid out a framework for using them to refine our understanding of what the future holds for coastal communities. According to separate research by Climate Central, a 20-foot sea level rise would reshape the U.S. coast, causing Louisiana to lose its boot and transforming the Bay Area into the Bays Area by forming a second inland bay. It would also threaten the world's coastal nations and megacities.

Sea levels have already risen about 8 inches compared to pre-industrial times. That rise has helped boost the surge and flooding damage from storms like Sandy and Typhoon Haiyan, and dramatically increased the occurrence of everyday flooding during high tide in cities from Baltimore to Honolulu.

The most recent projections from the Intergovernmental Panel on Climate Change indicate that if emissions continue on their current trend, sea levels could continue to rise another 39 inches by the end of this century.

By 2050, 26 major U.S. cities will face an &ldquoemerging flooding crisis.&rdquo Globally, storm damage could cost cities from Hong Kong to Dhaka to New York trillions annually unless adaptation measures are taken. According to Climate Central estimates, 150 million or more people are currently living on land that will either be submerged or exposed to chronic flooding by 2100.

Nations with the Most Population on Affected Land

COUNTRY
POPULATION AFFECTED % OF NATIONAL POPULATION
1. China
2. Vietnam
3. India
4. Indonesia
5. Bangladesh
6. Japan
7. U.S.
8. Egypt
9. Brazil
10. Netherlands
11. Philippines
12. Thailand
13. Myanmar
14. Nigeria
15. United Kingdom
16. Mexico
17. Italy
18. Germany
19. Malaysia
20. France
85,000,000
32,000,000
28,000,000
23,000,000
22,000,000
21,000,000
17,000,000
12,000,000
11,000,000
10,000,000
10,000,000
9,000,000
7,000,000
5,000,000
5,000,000
4,000,000
4,000,000
3,000,000
3,000,000
3,000,000
6%
36%
2%
10%
14%
16%
5%
15%
6%
62%
10%
13%
13%
3%
8%
3%
6%
4%
10%
4%

But sea level rise isn&rsquot going to just turn off after 2100 and according to climate scientists, current greenhouse gases are baking much more than 3 feet of sea level rise into the system. The world&rsquos oceans, ice sheets and climate are constantly performing an intricate dance. The current rate of warming could have them dancing a different routine forcing ice sheets to accommodate by melting, and sea levels in turn to rise.

&ldquoIce sheets as we see them today appear to be out of equilibrium with the present climate,&rdquo Dutton said.

Recent research showed the West Antarctic Ice Sheet, which contains enough ice to lift sea levels 10-13 feet, appears to have entered collapse, mostly driven by warm water and, to a lesser degree, air melting its ice shelves from above and below. Those ice shelves essentially act as doorstops, keeping the rest of Antarctica&rsquos massive stores of ice on land. Losing them would send ice tumbling to the sea and, after it melted, lapping up against the shorelines around the world.

Other parts of the Antarctic ice sheet are also less stable than previously believed and could further drive sea level rise from the southern hemisphere&rsquos store of ice.

Cities with the Most Population
on Affected Land
CITY POPULATION AFFECTED
1. New York City
2. Virginia Beach
3. Miami
4. New Orleans
5. Jacksonville
6. Sacramento
7. Norfolk
8. Stockton, CA
9. Hialeah, FL
10. Boston
1,870,000
407,000
399,000
343,000
290,000
286,000
242,000
241,000
225,000
220,000

The planet&rsquos other major cache of land ice is Greenland. Its melt and contribution to sea level rise have increased over the past decade and scientists project that it will play an increasingly larger role in raising the oceans.

In addition to looking at the deep past, Dutton&rsquos analysis also considered the more (geologically) recent past by looking at periods around 400,000 and 125,000 years ago when global temperatures were 3.6°F and 1.8°F above pre-industrial times, respectively. Because they&rsquore more recent, Dutton&rsquos analysis was able to get better estimates of the upper bounds of sea level rise. And those results don&rsquot bode well for the world&rsquos coastlines as they showed that sea levels were up to 42 feet higher than the present.

&ldquoThese numbers are consistent with our study on sea level commitment,&rdquo Anders Levermann, a sea level rise expert at the Potsdam Institute for Climate Impact Research who authored a 2013 study, said.

Levermann said the Dutton&rsquos approach of breaking down sea level rise by the different ice sheets could help with regional sea level estimates. For example, Greenland&rsquos melt could drive up sea levels on the Eastern Seaboard in addition to having a potential impact on ocean circulation.

&ldquoWe&rsquore going to reach temperatures we had in the past periods in the next couple decades. Understanding which are most vulnerable sectors of polar ice sheets is critical to projecting future pattern of sea level rise regionally,&rdquo Dutton said.

The big outstanding question &mdash and the one that&rsquos most relevant to people living along the coasts &mdash is just how long it could take sea levels to rise to such great heights. The process isn&rsquot linear. It&rsquos currently accelerating and that trend is expected to continue. Dutton said her group is working on new techniques to better define the rates of rise, but other efforts have shown tipping points could cause sudden, rapid rises faster than previous estimates.

&ldquoThere are some recent modeling efforts that now show you could get a section of the Antarctic ice sheet, several meters worth of sea level rise, to go in a decade. We used to think it was centuries,&rdquo she said.

Click on the images for an interactive version.

The Climate Central research, mapping and data visualization associated with this page have received support from the Kresge Foundation, National Science Foundation grant ARC 1203415, and additional sources.

This article is reproduced with permission from Climate Central. The article was first published on July 9, 2015.


Schau das Video: Warum vermischen sich die Meere nicht? Grenze zwischen ATLANTIK und PAZIFIK (Juni 2022).


Bemerkungen:

  1. Clayborne

    Ich glaube, dass du falsch liegst. Senden Sie mir eine E -Mail an PM.

  2. Vucage

    I can not participate now

  3. Evrawg

    Ausgezeichnete Frage

  4. Leodegan

    Super, das sind sehr wertvolle Informationen.



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