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O primeiro estudo a observar os condutores de ondas de calor marinhas e períodos de frio na costa rasa ao longo da Corrente da Califórnia – coordenado pela California Polytechnic State University, San Luis Obispo (Cal Poly) e pelo Virginia Institute of Marine Science, William & Mary – descobriram que certas condições ambientais e o estado do oceano podem levar a um risco aumentado de temperaturas extremas no oceano.
As descobertas foram publicadas recentemente no Relatórios Científicos da Natureza em um artigo intitulado “Efeitos dos modos climáticos em escala de bacia e ressurgência em ondas de calor marinhas próximas à costa e períodos de frio na Corrente da Califórnia”.
Ondas de calor marinhas extremas, que podem causar efeitos prejudiciais aos ecossistemas marinhos e à ecologia oceânica, são exacerbadas pelo aumento das temperaturas globais como as de 2023, que se prepara para ser um dos anos mais quentes já registrados em todo o mundo. Usando dados de temperatura que abrangeram quatro décadas, os pesquisadores identificaram condições ambientais que levaram a períodos extremos de calor e frio. Cientistas e gestores ambientais podem usar essas descobertas para informar a preservação e proteção de ecossistemas vitais e críticos para a economia oceânica da Califórnia, conhecida como Economia Azul.
Quando as temperaturas do oceano ao longo da costa da Califórnia esquentam durante os anos de El Niño, como o previsto para ocorrer neste inverno, os ecossistemas marinhos podem ser severamente afetados se as temperaturas ficarem muito altas. No passado, essas ondas de calor marinhas levaram à perda de florestas de algas gigantes, mortandade em massa de aves marinhas e pescas economicamente importantes e proliferação de algas nocivas.
Há uma grande confiança na comunidade científica de que, devido às mudanças climáticas, os eventos do El Niño aumentarão em frequência e intensidade, com potencial para efeitos nocivos nos ecossistemas marinhos e na ecologia oceânica, disse Ryan Walter, professor associado de oceanografia física da Cal Poly e co-autor do artigo.
“E assim, se tivermos eventos de El Niño mais fortes no futuro, esperamos ver ondas de calor marinhas mais frequentes e extremas e todas as consequências que vêm com isso”, disse Walter. Durante o último grande El Niño em 2015-2016, uma onda de calor marinha de longa duração contribuiu para o colapso das icônicas e ricas em espécies florestas de algas em partes da Califórnia.
Juntamente com as condições oceânicas e climáticas variáveis causadas por eventos como os anos El Niño e La Niña, o estudo descobriu que os padrões de ressurgência em uma base de curto prazo também podem iniciar algumas dessas ondas de calor marinhas e períodos de frio, dependendo se a ressurgência e os relacionados efeitos de resfriamento são mais fortes ou mais fracos.
Há muito se sabe que a ressurgência costeira – o transporte de águas profundas e frias impulsionadas pelo vento para áreas rasas ao longo da costa – tem um forte efeito de resfriamento nas águas costeiras, criando camadas marinhas nebulosas e estimulando a produtividade marinha. A ressurgência ajuda a manter a pesca saudável e a vida marinha robusta. As águas frias também ajudam a amortecer o aumento da temperatura da água, frequentemente encontrado mais longe da costa.
“Se não tivéssemos ressurgência ao longo de nossa costa, veríamos muito mais ondas de calor”, disse Walter. “Assim, a ressurgência está esfriando as regiões costeiras ao longo da costa e faz com que o sinal de aquecimento induzido pela mudança climática seja mais abafado. Isso também fornece um refúgio térmico para os organismos marinhos.”
O estresse térmico, tanto quente quanto frio, pode afetar significativamente a aquicultura e a pesca, ambos componentes importantes da Economia Azul da Califórnia. No futuro, será importante entender como as mudanças nos padrões de vento e o aquecimento da superfície devido às mudanças climáticas afetarão a ressurgência ao longo da costa da Califórnia.
“Os sistemas de ressurgência em geral estão entre os ecossistemas mais produtivos do mundo, incluindo muitas das pescas do mundo e belas florestas de algas”, disse Walter. “Como as águas profundas ressurgidas são frias, elas ajudam a mitigar alguns dos extremos de água quente. Além disso, essas águas profundas e frias estão cheias de nutrientes e, quando ressurgem, fertilizam efetivamente a superfície do oceano e levam a uma forte produtividade biológica. “
Michael Dalsin, graduado em física da Cal Poly, foi o principal autor do artigo da revista, juntamente com os co-autores Walter e Piero Mazzini, professor de oceanografia física no Instituto de Ciências Marinhas da Virgínia em William & Mary.
A equipe analisou os dados da temperatura do oceano, de 1978 a 2020, obtidos em um local fixo em águas rasas perto da costa da Usina Nuclear de Diablo Canyon, na costa central da Califórnia. O ponto de referência único é perspicaz porque os dados de temperatura do oceano costeiro com duração de mais de três décadas são menos comuns e necessários para quantificar estatisticamente os eventos extremos. Além disso, os dados de temperatura próximos à costa coletados de satélites têm interferência causada por nevoeiro e baixa resolução, disseram os pesquisadores.
“Este estudo estabelece as bases para a compreensão de como os extremos de temperatura em nosso oceano responderão às mudanças climáticas”, disse Dalsin, um estudante de graduação que ganhou vários prêmios por seu trabalho no estudo, incluindo um prêmio de estudante da American Meteorological Society (AMS) por seu apresentação oral na reunião anual de 2023. Ele também foi um dos 10 alunos selecionados para representar a Cal Poly no Concurso de Pesquisa Estudantil do Estado da Califórnia de 2023.
“Um aspecto fascinante da nossa pesquisa é que podemos prever a probabilidade de um desses eventos marinhos extremos, dado o estado do nosso oceano”, acrescentou Dalsin. “O estado do oceano, determinado por modos climáticos de grande escala e ventos ascendentes em escala local, pode ser usado para prever ondas de calor e períodos de frio no futuro”.
Esta pesquisa fornece uma melhor compreensão de quando, onde e por que esses eventos extremos marinhos ocorrem. “Uma coisa, no entanto, é clara”, disse Walter, “esses eventos de temperatura extrema não vão desaparecer, por isso é fundamental que continuemos a explorar seus fatores e consequências”.
A pesquisa foi apoiada pelo William and Linda Frost Fund no Cal Poly Bailey College of Science and Mathematics.
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