Værfenomen i Stillehavet påvirker fisk i Atlanterhavet

Når El Niño slår til i Stillehavet, forventer du kanskje ikke at fiskere utenfor kysten av Senegal eller Brasil skal merke effektene. Men det gjør de, og på måter som er både overraskende og komplekse, ifølge en ny forskningsartikkel.

- Over 600 millioner mennesker bor i kystregioner i det tropiske og sørlige Atlanterhavet. Mange av dem er avhengige av fiske for mat og inntekt, sier Belén Rodríguez de Fonseca ved Complutense-universitetet i Madrid. Hun er en del av forskningsteamet og hovedforfatter bak artikkelen.

Selv om de befinner seg på den andre siden av kloden fra Stillehavet, kan endringer i La Niña og El Niño (ENSO) fortsatt påvirke dem. Hva skjer når Stillehavet ikke holder seg i Stillehavet? Å forstå disse utstrakte forbindelsene er avgjørende for kystsamfunn som er avhengige av havet.

Atmosfæriske forbindelser mellom havene

Så hvordan kan en oppvarmingshendelse i Stillehavet ende opp med å påvirke fiskefangster på den andre siden av verden? Svaret ligger i det forskere kaller «telekoblinger» – atmosfæriske forbindelser som knytter sammen fjerntliggende deler av kloden.

- Hvordan ENSO påvirker det tropiske Atlanterhavet er ganske godt kjent når det gjelder de fysiske systemene, sier Noel Keenlyside, professor ved Universitetet i Bergen og Bjerknessenteret, og en av forskerne bak artikkelen.

- Vi vet hvordan vindene vil endre seg, hvordan nedbørsmønstrene vil endre seg, og hvordan dette igjen påvirker havoverflatetemperaturen (SST), fortsetter han. Det vi vet mindre om, er hvordan det marine økosystemet faktisk responderer. Denne artikkelen fokuserer på å sammenstille det vi vet, identifisere kunnskapshullene og peker på veien videre.

Det finnes to hovedveier disse forbindelsene tar for å nå Atlanterhavet: den tropiske og den ekstratropiske banen.

Den tropiske banen virker gjennom endringer i Walker-sirkulasjonen, en enorm øst–vest-sirkulasjon av luft i tropene. Når El Niño varmer opp Stillehavet, forskyves områdene der regnet faller og luften synker, noe som påvirker alt fra Amazonas til Kongo.

Den ekstratropiske banen fungerer annerledes og er hovedsakelig knyttet til atmosfæriske Rossby-bølger som er store, lavfrekvente bølger i en roterende væske, som Jordens atmosfære og hav, forårsaket av Jordens rotasjon.

Avhengig av hvor disse banene virker, kan de endre flere klimatiske faktorer som er viktige for fiskebestander, som vind, nedbør, elveavrenning og oppvelling.

Når mer regn betyr mer fisk (noen ganger)

Effektene av disse forbindelsene varierer dramatisk fra sted til sted. For eksempel La Plata-bassenget i Sør-Amerika. Under El Niño fører økt nedbør til større elveavrenning, som tilfører havet næringsstoffer. Klorofyllnivåene øker, fiskebiomassen vokser, og fangstene av arter som hake og flyndre tenderer til å øke.

- Noen regioner, som La Plata-elven, får mer regn under El Niño. Men mer regn er ikke alltid en god ting, sier Belén.
-  Noen ganger, som i Amazonas der turbiditeten er høy, fører mer regn og mer skydekke til at mindre lys når ned i havet, og fotosyntesen blir mindre effektiv.

Like nord, i Patos-lagunen, kan den samme økningen i nedbør og ferskvannstilførsel faktisk redusere fangstene av dypvannsreker. Gjennomsnittlig fangst faller fra 4 200 tonn under La Niña til bare 1 100 tonn under El Niño. Ferskvannslagene som dannes, hindrer unge multer (fisk) i å svømme inn i lagunen og endrer utbredelsen av den voksne bestanden.

I Kongo-regionen har El Niño en tendens til å øke avrenningen, det motsatte av hva som skjer i Amazonas. Dette bringer mer næringsstoffer til kysten, noe som gir et løft til fiskebestandene.

Den livgivende oppvellingen

For mange fiskerier i Atlanterhavet handler det ikke om nedbør, men om oppvelling. Oppvelling bringer kaldt, næringsrikt vann fra dypet opp til overflaten, noe som gir næring til hele det marine næringsnettet.

- Oppvelling bringer næringsstoffer fra bunnen, samt ferskt vann og oksygen – med andre ord, det bringer liv, sier Belén.

Utenfor kysten av Mauritania og Senegal svekker El Niño passatvindene, noe som reduserer oppvellingen. Næringstilgangen stuper, klorofyllkonsentrasjonen faller med opptil 20 %, og fiskefangstene går ned. Bestandene av sardinella (Madeiran sardinella) synker når maten blir knapp og gytingssuksessen avtar.

- Oppvelling bringer mer næringsstoffer og mer klorofyll. Disse vindene kommer fra nord mot ekvator og reduserer passatvindene. På grunn av denne reduksjonen i passatvinden blir det færre næringsstoffer, sier Belén.

Men beveger man seg sørover til Guineabukta, snur bildet. Der fører El Niño faktisk til sterkere oppvelling, som gir næringstilførsel og øker bestandene av sildefisken Sardinella aurita. Dette var særlig tydelig på 1980-tallet, da havstrømmene skapte ideelle forhold for overlevelse av egg og larver.

Ikke alle fisker reagerer likt

Kanskje det mest fascinerende, og utfordrende, aspektet ved ENSOs innflytelse er hvor artsspesifikke reaksjonene er.

I Amazonas-regionen viser den totale fiskebiomassen ingen klar trend, men en type reke (farfantepenaeus subtilis), som utgjør 90 % av rekefangstene på den nordbrasilianske sokkelen, øker faktisk under El Niño. Redusert elveavrenning gir klarere vann, noe som slipper gjennom mer lys. Dette gagner migrasjonen av larver og øker overlevelsesraten. Samtidig viser andre fiskearter som lever på havbunnen i samme region, ingen klar respons i det hele tatt.

Forskerne påpeker at mangelen på tydelige signaler ikke nødvendigvis betyr fravær av påvirkning. Snarere reflekterer det at ulike artsspesifikke reaksjoner utjevner hverandre. Noen arter øker, andre minker, og de samlede tallene kan skjule hva som faktisk skjer.

Et bevegelig mål

Hvis alt dette høres komplisert ut, så blir det enda mer komplekst. Disse sammenhengene er nemlig ikke stabile over tid.

- Det er variasjoner på lavere tidsskalaer, sier Belén. For eksempel kan signalene endre seg over en tiårsperiode. Noen ganger følger El Niño én sti, men på grunn av tiårsvariasjoner endres stien. Så når noe fungerer på en bestemt måte i én region, kan det i et annet tiår fungere i en annen region.

Forbindelsen mellom ENSO og avrenningen fra Kongo-elven har for eksempel endret seg dramatisk. Før 1990-tallet var El Niño forbundet med redusert avrenning. Etter midten av 90-tallet snudde forholdet til økt avrenning. På samme måte begynte sardinella-bestander utenfor Vest-Afrika først å vise tydelige reaksjoner på ENSO etter midten av 1990-tallet.

Disse skiftene skjer fordi ENSO i seg selv ikke alltid er lik. Det finnes ulike varianter av El Niño (østlige Stillehavet kontra sentrale Stillehavet), og de utløser ulike fjernforbindelsesmønstre. Det skjedde også et skifte på slutten av 1970-tallet, da hendelser i det sentrale Stillehavet ble hyppigere, noe som fundamentalt endret hvordan ENSO-effektene nådde Atlanterhavet. 

- Effektene av El Niño og La Niña er litt som å kaste en stein i en dam og se hvor ringene sprer seg. I noen tiår kastes steinen ett sted i dammen, i andre tiår et annet sted, og det påvirker hvilke områder som treffes av ringene. Derfor er ENSO-effektene tiårige, forklarer Belén.

Hva bringer fremtiden?

Klimamodeller forutser at ENSO-variabiliteten vil øke i fremtiden, med hyppigere ekstreme El Niño- og La Niña-hendelser. Men paradoksalt nok forventes det historiske signalet som knytter ENSO til Atlanterhavet å svekkes.

Jevn oppvarming av havoverflaten vil ha en tendens til å svekke Walker-sirkulasjonen. Økt lagdeling (stratifisering) av havet kan redusere effekten av vinddrevet oppvelling med opptil 25 %. Og endringer i plassering og intensitet av subtropiske høytrykkssystemer vil endre hvor og hvordan ENSO-effekter oppstår.

Usikkerheten i disse prognosene er betydelig, og det er et problem for samfunn som må planlegge og tilpasse seg, og som rammes negativt av klimaendringer.

- Når vi snakker om klimaendringer, snakker vi om en trend. Men i denne trenden har du noen ganger El Niño og noen ganger La Niña. Dette åpner vinduer av muligheter. Noen ganger på en dårlig måte fordi klimaendringene forsterker virkningene, men noen ganger finnes det også positive muligheter, sier Belén.

Å fylle kunnskapshullene

Forskerne bak denne omfattende gjennomgangen er tydelige på hva som trengs videre: bedre data og bedre modeller. Fysiske og biologiske variabler er utilstrekkelig kartlagt til å kunne fullt ut forstå ENSO-effektene. Dette inkluderer estimater for elveavrenning, næringsstoffer og primærproduktivitet.

Langsiktige observasjonsserier er avgjørende, men ofte mangelfulle, særlig i regioner som sørlige Benguela og elvemunninger. Satellittobservasjoner har høy oppløsning, men tidsseriene er for korte til å fange opp variasjoner over flere tiår, og de kan slite med uklart vann og skydekke

Marine økosystemmodeller må også forbedres. De må bedre representere hvordan ulike arter reagerer på endringer i temperatur, oksygen og pH. De må inkludere næringsnett på en mer realistisk måte og ta hensyn til fiskens bevegelser og interaksjoner mellom arter.

Det er avgjørende å utvikle høyoppløselige modeller som integrerer fysiske, biogeokjemiske og biologiske prosesser, understreker forfatterne, sammen med observasjonsdata om fiskebevegelser og biogeokjemiske variabler.

Hvorfor det betyr noe

For de millioner av mennesker som er avhengige av fiskeriene i Atlanterhavet, er det å forstå disse sammenhengene ikke bare en akademisk øvelse. Plutselige endringer i havoverflatetemperatur eller oppvellingsstyrke forplanter seg gjennom det marine næringsnettet og påvirker til slutt lokale fiskebestander og samfunnene som er avhengige av dem.

- Områdene som er studert i TRIATLAS har historisk sett fått mindre oppmerksomhet enn lignende regioner, som California-oppvellingen og Humboldt-oppvellingen, sier Belén.

-  Menneskene som bor i disse områdene har lav inntekt og er avhengige av fiske for å leve. De møter klimaendringer gjennom havnivåstigning og erosjon, forklarer hun.

Forskerne etterlyser forbedrede varslingsmodeller kombinert med strategier for adaptiv forvaltning. Dette innebærer styrket overvåking, større støtte til fleksible fiskeripolitiske tiltak og en tverrfaglig tilnærming som involverer interessenter, forskere og beslutningstakere.

Slike tiltak vil ha stor betydning for utviklingen av effektive tidlige varslingssystemer og beredskapstiltak for å redusere ENSO-relaterte konsekvenser for fiskeri og matsikkerhet, konkluderer de.