Okyanuslardaki sıcak hava dalgaları, aylarca sürecek ekstra ısınmayı gizliyor

William & Mary’nin VIMS ve Batten Okulu tarafından yürütülen yeni bir araştırma, bu yaklaşımın deniz ekosistemlerinin aslında maruz kaldığı ısının önemli bir bölümünü göz ardı edebileceğini öne sürüyor. Araştırmacılar, yalnızca orta dereceli sıcak hava dalgaları sırasında değil, aynı zamanda bu dalgalardan önce ve sonra meydana gelebilecek uzun süreli alışılmadık derecede sıcak su dönemlerinde de kümülatif maruziyeti ölçmek için bir çerçeve geliştirdiler.

Denizlerdeki sıcak hava dalgaları, daha uzun süreli ısınma dönemlerinin bir parçasıdır.

Nature’ın Communications Earth & Environment dergisinde yayınlanan çalışma, denizdeki sıcak hava dalgalarından önce ve sonra meydana gelen ısınma dönemlerini sınıflandırıyor. Araştırmacılar, ABD’deki 20 haliçten elde edilen uzun vadeli gözlemleri kullanarak, denizdeki sıcak hava dalgalarını izole olaylar olarak değil, daha geniş ısınma dönemlerinin bir parçası olarak ele alarak toplam ısı maruziyetini ölçmenin bir yolunu geliştirdiler.

“Denizdeki sıcak su dalgalarının her iki tarafında da bu sıcak su anomalilerini fark etmeye başladık ve bunların aslında daha büyük sıcak su dönemlerinin içinde yer aldığını anladık,” diye açıklıyor çalışmanın baş yazarı, VIMS ve Batten Kıyı ve Deniz Bilimleri Okulu’nda yardımcı doçent olan Piero Mazzini ile birlikte çalışan araştırma uzmanı Ricardo Utzig Nardi MS ’25. “Bu çok açık görünüyor, ancak çalışmalar genellikle yalnızca denizdeki sıcak su dalgası penceresine odaklanıyor ve bu, gerçek dünya koşullarının doğru bir temsilini sağlamıyor.”

Nardi, bu alışılmadık derecede sıcak su alanlarının haftalarca hatta aylarca sürebileceğini ve denizdeki sıcak hava dalgasının bu daha uzun süre içinde bir yerde meydana geldiğini tespit etti. Birçok durumda, denizdeki sıcak hava dalgasından önce ve sonraki ısınma, sıcak hava dalgasının kendisinden daha fazla veya ona eşit miktarda kümülatif ısı maruziyetine katkıda bulundu.

Mazzini, “Isınma olaylarının kıyı ve okyanus ekosistemleri üzerindeki etkisini değerlendirirken artık denizdeki sıcak hava dalgalarına tek başına bakamayız,” dedi. “Bunların içinde bulundukları daha geniş çerçeveyi kabul etmeliyiz ve bu araştırma tam da bunu yapmanın bir yolunu sunuyor.”

On yıllarca süren veriler, ısı stresinin hafife alındığını ortaya koyuyor.

Araştırmacılar, yirmi yıl boyunca ABD’deki 20 haliçte kaydedilen 2.580’den fazla deniz ısı dalgasını inceledi. Analizleri, geleneksel değerlendirmelerin toplam ısı maruziyetini ortalama %150’den fazla hafife aldığını ortaya koydu; bu fark, ekosistem sağlığını anlamak açısından önemli sonuçlar doğurabilir.

Nardi, kümülatif ısı maruziyetinin önemini açıklarken, “Güneşte vakit geçirmeyi düşünün,” dedi. “Güneş yanığı riskiniz hem güneş ışığının yoğunluğuna hem de ne kadar süre maruz kaldığınıza bağlıdır. Birkaç dakika az zarar verebilir, ancak saatlerce maruz kalmak ciddi sonuçlar doğurabilir. Deniz organizmaları ve sıcak su için de durum benzerdir. Biyolojik tepkileri sadece suyun ne kadar ısındığına değil, aynı zamanda bu ısınmanın ne kadar sürdüğüne de bağlıdır. Uzun süreli, kümülatif ısı maruziyeti, özellikle diğer stres faktörleriyle birleştiğinde, bazı türlerin hayatta kalamayacağı koşullar yaratabilir.”

Sonuçlar, sıcak hava dalgasından önce ve sonra meydana gelen sıcak su anomalilerinin büyük ölçüde sıcak hava dalgasının kendisinden bağımsız olduğunu göstermektedir. Bu bulgu, bilim insanlarının termal stresi yorumlama biçimine meydan okuyor ve kıyı ekosistemlerinde toplam ısı maruziyetini tahmin etmek için yeni bir yaklaşım sunuyor.

Denizlerde iki tür sıcak hava dalgası ortaya çıkıyor.

Araştırmacılar ayrıca MHW’leri iki geniş kategoriye ayırdılar. Yaklaşık üçte ikisi “bireysel” olaylar olarak sınıflandırıldı. Bunlar, MHW’nin kendisinin ötesine uzanan yüksek sıcaklıkların yaklaşık 60 günü içinde meydana geldi.

Geriye kalan üçte birlik kısım ise “bileşik” olaylar olarak sınıflandırıldı. Bunlar, Orta Asya Dalgaları’ndan önce ve sonra çok daha uzun ısınma dönemleriyle (yaklaşık 90 gün) ilişkiliydi ve Orta Asya Dalgası’nın kendisinin ürettiği kümülatif ısı maruziyetinin üç katından fazla ısı üretti.

“Gördüğünüz gibi, bunlar oldukça uzun süreli termal maruz kalma dönemleri,” diye açıkladı Mazzini. “Birçok laboratuvar deneyi, toplamda birkaç gün veya hafta boyunca sıcaklıkları artırarak denizdeki sıcak hava dalgalarını simüle eder. Bulgularımız, bu deneylerin değerli olmasına rağmen, organizmaların doğada yaşadığı uzun süreli termal maruziyeti çoğu zaman yakalayamadığını göstermektedir. Araştırmamız, doğal deniz sıcak hava dalgası koşullarını yansıtan ve kümülatif ısı maruziyetini ölçen deneyler tasarlamak için yeni bir çerçeve sunarak, bilim insanlarının denizdeki sıcak hava dalgalarının ekosistemler üzerindeki biyolojik etkilerini daha iyi değerlendirmelerine olanak tanıyor.”

Denizlerdeki sıcak hava dalgalarının incelenme biçimini yeniden düşünmek

Bu çalışma, VIMS ve Batten Okulu’ndaki öğretim üyeleri ve araştırmacılar tarafından yürütülen, deniz ısı dalgaları üzerine yapılan giderek büyüyen araştırmalar kümesine katkıda bulunuyor. Mazzini ve üçüncü sınıf doktora öğrencisi Nathan Shunk, yakın zamanda Körfez’de “dikey deniz ısı dalgalarını” tanımlayan ve bunlar için bir sınıflandırma sistemi geliştiren bir çalışma yayınladılar.

Geçtiğimiz yıl Nardi ve Mazzini, ABD Doğu Kıyısı boyunca deniz ısı dalgalarında bir artış öngören bir araştırma da yayınladılar. Bu çalışma, deniz ısı dalgaları ile El Niño ve Pasifik On Yıllık Salınımı da dahil olmak üzere büyük ölçekli iklim modelleri arasında bağlantılar tespit etti.

“Bu çalışma, haliçlerdeki su kalitesi koşulları ile sıcaklık arasındaki ilişkiye dair basit bir sorudan doğan olağanüstü bir bilimsel çalışmanın örneğidir,” dedi Mazzini. “Bu çalışma, NOAA’nın Ulusal Haliç Araştırma Rezerv Sistemi ve uzun vadeli, yüksek frekanslı sıcaklık gözlemleri sayesinde mümkün oldu. Bu gibi kapsamlı izleme programları, daha büyük sorular sormamıza ve aksi takdirde gizli kalacak kalıpları ortaya çıkarmamıza olanak tanıyor.”

Küresel ısınmanın daha uzun sürmesi ekosistem üzerindeki stresi artırabilir.

Bulgular ayrıca kıyı topluluklarının ve kaynak yöneticilerinin uzun süreli ısınmanın deniz ortamlarını nasıl etkilediğini daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir. Uzun süreli yüksek su sıcaklıkları, düşük oksijen koşulları ve zararlı alg patlamaları da dahil olmak üzere diğer çevresel baskıları yoğunlaştırabilir.

Bu stres faktörleri bir araya geldiğinde, deniz çayırlarından mercan resiflerine kadar uzanan ekosistemler üzerinde ek baskı oluşturabilir. Ekolojik değerlendirmelere ve laboratuvar deneylerine deniz ısı dalgalarından önceki ve sonraki ısınma dönemlerini dahil etmek, araştırmacıların ekosistem kırılganlığına ilişkin daha gerçekçi tahminler oluşturmasına ve koruma ve yönetim kararları için daha iyi bilgiler sağlamasına yardımcı olabilir.

Nardi, “Bu araştırma, odağımızı sıcak hava dalgası penceresinin ötesine genişleterek ve sıcaklığın zaman içindeki tüm etkisini dikkate alarak, ısınan suların ekosistem sağlığındaki rolüne dair anlayışımızı değiştirme potansiyeline sahip,” diye açıkladı. “Bu yeni bakış açısıyla daha önce gözden kaçırmış olabileceğimiz şeyleri keşfetmek için heyecanlıyım.”

Deniz ısı dalgaları daha sık ve yoğun hale geldikçe, bunların kümülatif etkisinin tam olarak ölçülmesi, kıyı kaynaklarını korumak ve toplulukların gelecekteki çevresel değişikliklere hazırlanmasına yardımcı olmak açısından giderek daha önemli hale gelebilir.