Definisjon: En periode der vanntemperaturen er unormalt høy for årstiden i forhold til historiske temperaturer. Den ekstreme varmen varer fra noen dager til flere måneder. Fenomenet kan oppstå hvor som helst i havet, og på en skala opp til flere tusen kilometer.
- Miljødirektoratet.
For at det skal gjelde som marin hetebølge må temperaturen ligge over 90 persentilen i minst fem dager, altså må temperaturen i havoverflaten falle innenfor 10 prosent av de høyeste temperaturene målt opp mot det historiske langtidsgjennomsnittet.
En marin hetebølge er heller ikke det samme over alt, det varierer både utifra årstiden og området. For eksempel vil en uke med 14 grader overflatetemperatur i juli regnes som en marin hetebølge i Barentshavet, men ikke i Mexicogulfen.
Størrelsen og varigheten til marine hetebølger kan variere veldig, fra små regionale hetebølger, til store marine hetebølger som dekker flere tusen kilometer og kan vare i flere måneder. Normalt vil 10 prosent av havoverflaten bli påvirket av marine hetebølger i løpet av sommeren, men sommeren 2023 var hele 40 prosent av havoverflaten påvirket av marine hetebølger.
Hvordan oppstår marine hetebølger?
Marine hetebølger er vanligvis definert ut fra overflatetemperaturen. Nyere forskning viser at marine hetebølger også kan oppstå ved dypere vannlag. For marine hetebølger i havoverflaten kan mye solinnstråling være en kilde til varmen, for eksempel under et vedvarende høytrykk. Karakteren til en marin hetebølge avhenger også av stratifiseringen, det vil si hvor lagdelt vannsøylen er.
En sterk stratifisering kan føre til en raskere oppvarming av havoverflaten. For at en sterk stratifisering skal skje må havet være såpass rolig at det forhindrer sammenblanding av de ulike vannlagene. Sterk vind, storm, bølger, tidevann, havstrømmer og havvirvler kan alle påvirke og bryte opp stratifiseringen av havet.
I nordlige havområder er det stor forskjell på lagdelingen om sommeren og vinteren. Om vinteren avkjøler den kalde atmosfæren havet, som gir mye blanding av vannmassene og fører til en svak stratifisering. Om sommeren varmer solen opp det øvre vannlaget, og gir en sterk stratifisering.
Havet kan generelt deles inn i tre soner, den øverste heter den epipelagiske sonen. Jo mer havet varmes på toppen, desto større vil forskjellen være mellom de forskjellige lagene.
En marin hetebølge betyr altså ikke at hele vannsøylen, fra overflate til havbunn, opplever samme nivå av oppvarming. Ved bruk av satellittbilder kan vi se når det utvikler seg en marin hetebølge på havoverflaten. Det er derimot forsket mindre på hvordan havet varmes opp lengre nede i havsøylen, men noen vitenskapelige undersøkelser viser likevel at marine hetebølger også forekommer på havbunnen.
Årsak, hyppighet, omfang og intensitet
Havet er et svært komplekst system, og det mange faktorer som er med på å påvirke hvordan marine hetebølger oppstår og utvikler seg. Det er ikke nødvendigvis en spesifikk hendelse som forårsaker en marin hetebølge, ofte er det snakk om flere hendelser samtidig som gjør at en marin hetebølge oppstår, og som påvirker hetebølgens intensitet og omfang.
Issmelting
Hvor mye av solvarmen som blir tatt opp av havet varierer av flere forskjellige faktorer. For eksempel kan issmelting gjøre at havet tar opp mer varme fra solen som ellers ville blitt blokkert av sjøisen fra å nå fram til havoverflaten. Det er en av grunnene til at Arktis nå opplever hyppigere og mer intense marine hetebølger enn tidligere.
Havstrømmer
Store havstrømmer, også kalt gyrer, sirkulerer havets vanmasser og danner en stor sirkulasjonscelle som dekker hele havets bredde fra vest til øst. Det er fem store havomfattende gyrer: Nord-Atlanteren, Sør-Atlanteren, Nord-Stillehavet, Sør-Stillehavet og Det indiske hav.
Havstrømmene er ikke i seg selv en årsak til marine hetebølger, men variasjonene i havstrømmene kan være med å legge til rette for større eller mindre sannsynlighet for at marine hetebølger oppstår.
Her i Nord-Europa kan vi takke Golfstrømmen for vårt milde tempererte klima. Den sender varmt vann opp fra Mexicogulfen, via Atlanterhavsstrømmen og videre til Norskehavsstrømmen utenfor Norge. Hvis vannet som kommer til Norskehavsstrømmen er uvanlig varmt, så kan det legge til rette for økt sannsynligheten for at vi også får en marin hetebølge utenfor norskekysten.
El Niño
El Niño–Southern Oscillasjon (ENSO) er et naturlig fenomen som oppstår i det tropiske Stillehavet cirka hvert andre til syvende år. Det er en periode med uvanlig høye temperaturer i vannoverflaten som har en global påvirkning på klimaet. Når havtemperaturen øker, øker også sannsynligheten for en marin hetebølge. Til motsetning har motparten La Nina en kjølende effekt og kan redusere sannsynligheten for marine hetebølger.
Havvirvler
Havet er fult av virvler også kalt eddies som enten trekker kaldt vann opp eller presser kaldt vann ned avhengig av hvilken retning virvlene snurrer i. Disse virvlene kalles også for havets «vær». Havvirvler vil ikke ha en stor påvirkning på marine hetebølger globalt sett, men de kan være med på å skape mindre regionale marine hetebølger.
Atmosfære
Når det er varmt i luften vil det også etter hvert bli varmt i havet. Havet bruker lengre tid på å varme seg opp enn atmosfæren, men hvis atmosfæren holder seg stabilt varmt lenge nok vil det også øke temperaturen i havoverflaten.
Sand og skydekke
Et tett skydekke blokkerer mye av solens varmeenergi fra å nå havoverflaten, mens et lite skydekke gjør at mer solenergi kan bli absorbert av havet. Det samme gjelder også for eksempel sand som blåser over Atlanterhavet fra Sahara. En av grunnene til at den marine hetebølgen i Atlanterhavet 2023 ble såpass stor og intens er at det blåste mindre sand fra Sahara enn normalt, noe som gjorde at mer solenergi ble tatt opp av havet.
Global oppvarming
Siden den industrielle revolusjonen har det blitt gradvis varmere på jorden, noe som også påvirker hyppigheten og intensiteten til marine hetebølger. Når atmosfæren og havet generelt blir varmere øker det sannsynligheten for at marine hetebølger oppstår, samtidig som det endrer langtidsgjennomsnittet.
Vi måler langtidsgjennomsnittet mot de siste 30 årene, hvis det gjennomsnittet øker vil også 90 persentilen bli høyere. Det som er en marin hetebølge i dag, vil ikke nødvendigvis også være en marin hetebølge om 30 år.
Figur 6.b viser gjennomsnittsanomalien for marine hetebølger nord for 60°N (den grønne linjen for 90 persentilen) fra år 1980 til 2020. Selv om det er naturlige svingninger, har det likevel vært en jevn økning fra midten av 2000-tallet og frem til 2020.
Det er spesielt på intensiteten og varigheten av marine hetebølger at vi ser de største endringene, figur 6.d viser gjennomsnittsvarigheten av marine hetebølger i antall dager målt etter 90-persentilen (den grønne linjen). Figuren viser en økning fra et gjennomsnitt på 10 dager med marine hetebølger i 1980 til over 40 dager i gjennomsnitt i 2020.
Økologiske konsekvenser
I de siste 10 000 årene har vi hatt et svært stabilt klima på kloden. Det har gjort at dyre- og planteliv er tilpasset et stabilt klima med forutsigbare sykluser. Marine hetebølger er ekstrem tilstander som dyre- og plantelivet må tilpasse seg i perioder. Når hyppigheten, omfanget og intensiteten til marine hetebølgen øker, vil det også legge et større press på livet i havet som må tilpasse seg enda høyere temperaturer i lengre perioder enn før.
Marine økosystemer er svært komplekse og sammensatte, og marine hetebølger kan ha både direkte og indirekte konsekvenser. Mobile arter som torsk og tunfisk kan flytte på seg hvis de opplever ubehagelige temperaturer, men de økologiske systemene som de er avhengige av som tareskog og korallrev har ikke den samme muligheten og må holde ut til den marine hetebølgen er over.
Hvis dette økosystemet blir skadet eller ødelagt vil det ha langsiktige konsekvenser på resten av det marine livet i havet. Dersom store mengder fisk beveger seg lenger ned i havsøylen eller flytter til et kjøligere område, kan det også ha en større samfunnsøkonomisk innvirkning på akvakultur og andre marine næringsvirksomheter.
Noen arter trives godt når temperaturen i havet øker, for eksempel kan varmere temperaturer føre til algeoppblomstring. Enkelte bakterier og parasitter kan også øke som følge av marine hetebølger. Mange vibrio-bakterier trenger temperaturer på over 20 grader for å florere. Selv om de fleste er ufarlige for mennesker har det fortsatt vært hendelser med skadelige vibrio-bakterier i Norge. Under den marine hetebølgen i 2018 var det flere som ble syke av oppblomstring av vibrio-bakterier rundt Oslofjorden.
Prediksjon – kan vi forutse marine hetebølger?
Marine hetebølger kan ha store konsekvenser på marine økosystemer – men er det mulig å forutse når marine hetebølger inntreffer?
Svaret er både ja og nei – avhengig av hvilket år man ser på. I Bjerknes Climate Prediction Unit og Climate Futures i Bergen har vi forsket på hvor godt vi kan forutse marine hetebølger i Barentshavet. Mens modellen var god på å forutse en marine hetebølge i 2016 klarte den ikke like godt å forutse en annen marine hetebølge i 2013.
Forskningen viser at det er muligheter for å varsle marine hetebølger, men det er enda ikke sikkert når varselet slår til eller ikke. Når vi jobber med klimavarsling, ser vi ofte på sannsynligheter for at noe skal inntreffe, for eksempel høy eller lav sannsynlighet for marine hetebølger.
Referanser
- https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2021GL095590
- https://www.miljodirektoratet.no/ansvarsomrader/klima/fns-klimapanel-ipcc/dette-sier-fns-klimapanel/klimabegreper-pa-norsk/
- https://coralreefwatch.noaa.gov/product/marine_heatwave/
- https://www.miljodirektoratet.no/publikasjoner/2022/mars/marine-heatwaves-in-northern-sea-areas-occurrence-effects-and-expected-frequencies/
- https://www.pml.ac.uk/news/What-we-know-about-marine-heatwaves
- https://www.met.no/nyhetsarkiv/na-er-det-kaldt.men-hvorfor-var-kloden-var-sa-varm-i-fjor
- https://sml.snl.no/Vibrio
- https://www.nature.com/articles/s41467-023-36567-0
- https://www.nature.com/articles/s41467-023-38811-z
- https://www.nature.com/articles/s41467-023-42219-0
- https://www.nature.com/articles/s43247-024-01413-8
- https://www.nature.com/articles/s41586-022-04573-9