Klimaatverandering heeft gevolgen voor de zee. Dankzij klimaatwetenschappers en onderzoekers gespecialiseerd in de zee en het zeeleven hebben we daar een beeld van.
Klimaatwetenschap is heel complex. Om te begrijpen hoe het klimaat werkt en wat de gevolgen zijn van veranderingen, gebruiken wetenschappers metingen en modellen. Zo zijn er modellen om in te schatten hoe concentraties aan broeikasgassen in de atmosfeer zich de komende jaren zullen ontwikkelen. Onderstaand college van de Universiteit van Nederland geeft uitleg over hoe deze voorspellingen tot stand komen.
Wetenschappers stellen verschillende scenario’s op over ontwikkelingen van de hoeveelheid broeikasgassen. In het ene scenario komen dankzij strikte maatregelen relatief weinig broeikasgassen in de atmosfeer. In andere scenario’s zijn maatregelen minder strikt (of afwezig) en zullen er hogere concentraties aan broeikasgassen in de atmosfeer komen. Welk scenario het dichtst bij de werkelijkheid ligt, hangt af van het gekozen beleid en de naleving van maatregelen.
Veranderingen in zee
Als gevolg van klimaatverandering zien we de volgende veranderingen in zee:
- opwarming van de zee;
- verandering van zoutgehaltes;
- verzuring;
- vermindering van zuurstof in het water;
- verandering van oceaanstromingen; en
- verandering in hoeveelheid fytoplankton.
Hieronder behandelen we deze punten wat uitgebreider.
Opwarming van de zee
Onder invloed van klimaatverandering zal de zeewatertemperatuur aan het wateroppervlak toenemen. In het klimaatscenario waarbij de afspraken van de klimaattop in Parijs worden nageleefd stijgt de gemiddelde zeewatertemperatuur tussen het jaar 2000 en 2100 met 1 ⁰C. Daarentegen zie je bij een minder rooskleurig scenario, waarbij we gewoon doorgaan zonder klimaatmaatregelen, dat de gemiddelde zeewatertemperatuur stijgt met 2 ⁰C. 1 ⁰C verschil lijkt niet veel maar kan bij sommige dieren in zee het verschil betekenen tussen leven of dood.
Een toename van de watertemperatuur heeft diverse gevolgen: lokaal heeft het een effect op zuurstofgehaltes, zoutgehaltes en verzuring. Op wereldschaal heeft het invloed op oceaanstromingen.
Verandering van zoutgehaltes
Het zoutgehalte van zeewater geeft aan hoeveel zout er opgelost zit in het water. Hoe hoger het zoutgehalte van water, hoe hoger de dichtheid van het water en dus hoe zwaarder het water wordt. Zouter water zal daardoor zinken en dat kan invloed hebben op oceaanstromingen.
Gevolgen van klimaatverandering voor zoutgehaltes verschillen per gebied. Een lager zoutgehalte kan het gevolg zijn van een toename van smeltwater (van zee-ijs of van sneeuw en ijs in de bergen) of regenval (bijvoorbeeld in de Noordzee). Een hoger zoutgehalte kan het gevolg zijn van een toename van verdamping of afname in de hoeveelheid regenval (bijvoorbeeld Middellandse Zee).
Verzuring
Als er meer koolstofdioxide (CO2) in de atmosfeer komt, dan neemt ook de hoeveelheid koolstofdioxide in de oceaan toe. De oceaan neemt namelijk CO2 op uit de atmosfeer. Een hogere concentratie CO2 zorgt voor verzuring: een verlaging van de zuurgraad (pH) van het zeewater. Onderstaande video geeft hierover meer uitleg.
Verzuring is onder andere afhankelijk van zeewatertemperatuur: koud water neemt meer koolstofdioxide op dan warm water. Daardoor is er meer verzuring richting de polen. Ook wisselt de zuurtegraad door de tijd, bijvoorbeeld door variatie in aanvoer van regenwater uit rivieren.
Gemiddeld is de verzuring van de oceanen met 26% toegenomen sinds de industriële revolutie, zoals is te lezen in dit Engelstalige rapport van de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties (FAO).
Zuurstofvermindering
Net als in de lucht, is ook in zeewater zuurstof opgelost. De hoeveelheid opgeloste zuurstof hangt af van de watertemperatuur: hoe warmer het water, hoe minder zuurstof erin op kan lossen. Daardoor is de hoeveelheid zuurstof in het water niet overal gelijk, variërend van zuurstofrijke arctische wateren tot zuurstofarme, warmere kustwateren. Er zijn meerdere factoren die invloed hebben op de hoeveelheid zuurstof, maar opwarming is één van de belangrijkere oorzaken voor de afname van het gemiddelde zuurstofgehalte in al het zeewater.
Er bestaan gebieden waar weinig tot geen zuurstof in het water zit, de zogenoemde zuurstof minimum zones (oxygen minimum zones in het Engels). In deze gebieden is er niet genoeg zuurstof voor dieren in de oceaan om te overleven. Deze zones komen op bepaalde plekken van nature voor, maar de opwarming van het zeewater zorgt ervoor dat de zones zich verder en sneller uitbreiden.
Verandering van oceaanstromingen
Oceaanstromingen hebben veel invloed op het weer. Zij zijn bepalend voor temperatuur en neerslag.
Warme golfstroom
Voor ons in Noordwest-Europa heeft de warme golfstroom het grootste effect op het weer. In de noordelijke IJszee bij Groenland zinkt koud geworden zeewater naar grotere dieptes en stroomt naar de kust van Noord-Amerika. Het water wordt opgewarmd in de oceaan ten noorden van het Caribisch gebied en stroomt aan de oppervlakte als warme golfstroom naar de andere kant van de Atlantische oceaan. Boven Scandinavië arriveert het inmiddels afgekoelde water weer in de Noordelijke ijszee en begint aan een nieuwe kringloop.
De door de golfstroom getransporteerde hoeveelheid warmte is zo groot dat de gemiddelde temperatuur in Noordwest-Europa ca. 6 tot 10 °C hoger is dan zonder deze warme golfstroom, zoals is te lezen in dit artikel. Onderstaand college beschrijft wat er kan gebeuren als deze zeestroom in de Atlantische oceaan zou veranderen.
Onlangs werd uit onderzoek bekend dat de warme golfstroom aan het afzwakken is. Dit onderzoek kreeg veel aandacht in de media, zoals in deze artikelen van NOS, NU.nl en weer.nl. Zo blijkt uit het nieuwe onderzoek dat de oceaanstroming sinds het midden van de vorige eeuw zo’n 15 procent zwakker is geworden; de sterkste afremming in zeker duizend jaar. Bovendien verwachten onderzoekers dat de stroming tegen het eind van deze eeuw 34 tot 45 procent zwakker zal zijn. Daarna kan die in het slechtste geval zelfs instabiel worden en stilvallen. Het gehele Engelse wetenschappelijke artikel kun je hier vinden.
Verandering oceaanstromen wereldwijd
Klimaatverandering kan zorgen voor opwarming in de noordelijkere gebieden waardoor het water minder afkoelt en dus minder snel zinkt. Daarmee wordt de temperatuuraandrijving van de oceaanstroming afgezwakt. Tegelijkertijd speelt ook het zoutgehalte een rol: het zeewater in de tropen wordt zwaarder door toenemende zoutgehaltes. En bij de polen neemt het zoutgehalte af (door smeltend zee-ijs) waardoor het minder wil zinken. Dat heeft dus een tegengestelde werking op de temperatuuraandrijving.
Als de aandrijving door het zoutgehalte sterker wordt dan de aandrijving door temperatuur, dan kunnen oceaanstromingen stilvallen of omkeren. Het keren van oceaanstromingen kan zeer grote gevolgen hebben, zoals we ook zien in onderstaande video over El Niño.
Hoeveelheid fytoplankton
Veel van de bovengenoemde factoren hebben invloed op de hoeveelheid fytoplankton in zee. Primaire productie is de term die door biologen wordt gebruikt voor de productie van fytoplankton, oftewel hele kleine algen. Zij staan aan de basis van de hele voedselketen in zee: ze zetten zonlicht om in energie en dienen als voedsel voor alle dieren in de zee, dus ook de vis, schaal- en schelpdieren die vissers vangen.
Primaire productie wordt beïnvloed door veel factoren die ook allemaal weer invloed op elkaar hebben. Wetenschappers schatten op dit moment in dat gedurende de 21ste eeuw die primaire productie door klimaatverandering ongeveer 10% zal afnemen in de Noordoost Atlantische oceaan. Ook in de Noordzee zal de productie minder worden, zoals in dit Engelstalige rapport van CERES valt te lezen. De belangrijkste factoren die een rol spelen bij de te verwachten afname in de Noordzee zijn het opwarmen van het zeewater en de verminderde toevoer van nutriënten door rivieren.
Wat betekent dit allemaal voor het leven in zee?
Alle mogelijke gevolgen van klimaatverandering zullen ook effect hebben op het leven in de zee. Maar wat zijn die effecten? Daar gaan we in het artikel ‘Klimaatverandering: wat doet het met de vis?‘ dieper op in.