På mark, värmeböljor kan vara dödliga för människor och vilda djur och kan förstöra grödor och skogar.

Ovanligt varma perioder kan också förekomma i havet. Dessa kan pågå i veckor eller månader, döda kelpskogar och koraller, och ger andra betydande effekter på marina ekosystem, fiske och vattenbruk.

Men tills nyligen, formationen, distribution och frekvens av marina värmeböljor hade fått liten forskningsuppmärksamhet.

Långsiktig förändring

Klimatförändringarna värmer havets vatten och orsakar förändringar i utbredningen och mängden tång, koraller, fisk och andra marina arter. Till exempel, tropiska fiskarter finns nu vanligtvis i Sydney Harbour.

Men dessa förändringar i havstemperaturer är inte stabila eller jämna, och forskare har saknat verktygen för att definiera, syntetisera och förstå de globala mönstren för marina värmeböljor och deras biologiska effekter.

Vid ett möte i början av 2015, vi sammankallade en grupp forskare med expertis inom atmosfärisk klimatologi, oceanografi och ekologi för att bilda en arbetsgrupp för marina värmeböljor för att utveckla en definition för fenomenet:En lång period med ovanligt varmt vatten på en viss plats för den tiden på året. Viktigt, marina värmeböljor kan uppstå när som helst på året, sommar eller vinter.

Med definitionen i handen, vi kunde äntligen analysera historiska data för att bestämma mönster i deras förekomst.

Analys av marina värmeböljetrender

Under det senaste århundradet, marina värmeböljor har blivit längre och mer frekventa runt om i världen. Antalet marina värmeböljdagar ökade med 54 procent från 1925 till 2016, med en accelererande trend sedan 1982.

Vi samlade in mer än 100 år av havsytemperaturdata runt om i världen från skeppsbaserade mätningar, landstationsrekord och satellitobservationer, och letade efter förändringar i hur ofta marina värmeböljor inträffade och hur länge de varade.

Vi fann att från 1925 till 1954 och 1987 till 2016, värmeböljornas frekvens ökade med 34 procent och deras varaktighet ökade med 17 procent.

Dessa långsiktiga trender kan förklaras av pågående höjningar av havstemperaturen. Med tanke på sannolikheten för fortsatt uppvärmning av havsytan under 2000 -talet, vi kan förvänta oss att se fler marina värmeböljor globalt i framtiden, med konsekvenser för den marina biologiska mångfalden.

'The Blob' -effekten

Siffror och statistik är informativa, men här är vad det betyder under vattnet.

Ett marint ekosystem som hade 30 dagars extrem värme i början av 1900 -talet kan nu uppleva 45 dagars extrem värme. Den extra exponeringen kan ha skadliga effekter på ekosystemets hälsa och de ekonomiska fördelarna, såsom fiske och vattenbruk, härrör från det.

Ett antal senaste marina värmeböljor har gjort just det.

Under 2011, en marin värmebölja utanför västra Australien dödade en kelpskog och ersatte den med torvtång. Ekosystemförskjutningen förblev även efter att vattentemperaturerna återvände till det normala, signalerar en långvarig eller kanske till och med permanent förändring.

Samma händelse ledde till utbredd förlust av sjögräsängar från det ikoniska Shark Bay -området, med konsekvenser för den biologiska mångfalden inklusive ökad bakteriell blomning, minskar i blå krabbor, kammusslor och gröna sköldpaddors hälsa, och minskningar av den långsiktiga kolförvaringen av dessa viktiga livsmiljöer.

Liknande, en marin värmebölja i Mainebukten störde det lukrativa hummerfisket 2012. Det varma vattnet under senvåren tillät hummer att röra sig på stranden tidigare på året än vanligt, vilket ledde till tidiga landningar, och ett oväntat och betydande prisfall.

På senare tid, ett ihållande område med varmt vatten i norra Stilla havet, smeknamnet "The Blob", stannade kvar i åratal (2014-2016), och orsakade fiskestängningar, masssträngningar av marina däggdjur och skadliga algblomningsutbrott längs kusten. Det ändrade till och med stora vädermönster i Stillahavsområdet.

När de globala havstemperaturerna fortsätter att stiga och marina värmeböljor blir mer utbredda, de marina ekosystemen många litar på för mat, försörjning och rekreation blir allt mindre stabila och förutsägbara.

Länken till klimatförändringen

Antropogen, som är orsakad av människor, klimatförändringarna är kopplade till några av de senaste marina värmeböljorna.

Till exempel, mänskliga utsläpp av växthusgaser gjorde den marina värmeböljan 2016 i tropiska Australien, vilket ledde till massiv blekning av Great Barrier Reef, 53 gånger större risk att inträffa.

Ännu mer dramatiskt, den marina värmeböljan 2015-16 i Tasmanhavet som varade i mer än åtta månader och störde Tasmanias fiske- och vattenbruksindustri var över 300 gånger mer sannolikt, tack vare antropogena klimatförändringar.

För forskare, nästa steg är att kvantifiera framtida förändringar under olika uppvärmningsscenarier. Hur mycket oftare kommer de att inträffa? Hur mycket varmare blir de? Och hur länge kommer de att hålla?

I sista hand, forskare bör utveckla prognoser för beslutsfattare, chefer och industri som kan förutsäga de framtida effekterna av marina värmeböljor i veckor eller månader framöver. Att ha den informationen skulle hjälpa fiskecheferna att veta när man ska öppna eller stänga ett fiske, vattenbruksföretag att planera skörddatum och bevarandechefer för att genomföra ytterligare övervakningsinsatser.

Prognoser kan hjälpa till att hantera riskerna, men i slutändan, vi behöver fortfarande brådskande åtgärder för att begränsa utsläppen av växthusgaser och begränsa den globala uppvärmningen. Om inte, marina ekosystem är inställda på en ständigt ökande hamring från extrem havsvärme.

Mer information om detta och relaterade studier finns på www.marineheatwaves.org.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.