Det är inte bara på land som värmeböljor kan skapa problem. På grund av klimatförändringen har det blivit allt vanligare att havet, både globala och svenska havsområden, också drabbas av värmeböljor. Dessa kallas marina värmeböljor och innebär att vattentemperaturen för en viss plats stiger betydligt över det normala för säsongen under en längre tid. Marina värmeböljor uppstår ofta i havets ytlager, men kan även spridas ner till botten i grundare hav. De kan ha en förödande effekt på livet under ytan, särskilt i känsliga ekosystem som våra svenska havsområden.
Hur definieras marina värmeböljor?
En vanlig definition1 för marina värmeböljor är att temperaturen i havet överstiger den 90:e percentilen av ett 30-årigt historiskt medelvärde av temperaturmätningar, en så kallad klimatologi, för en viss plats och en viss tid på året. Detta innebär att temperaturen är varmare än nittio procent av alla mätvärden och tillhör de varmaste tio procenten för en given plats och tid. För att det ska kallas marin värmebölja måste den höga temperaturen också hålla i sig under minst fem dygn.
Den marina värmeböljan räknas som avslutad när temperaturen inte längre överstiger gränsvärdet. Men om det är det en lucka mellan två identifierade värmeböljor på två dagar eller mindre så betraktas dessa som en sammanhängande värmebölja. En marin värmebölja kan inträffa vilken tid som helst på året, men de största effekterna på ekosystemen sker generellt vid de högsta temperaturerna under sommarhalvåret. En anledning till detta är att gränsen för hur hög temperatur olika organismer i havet kan klara av kan överskridas.
Marina värmeböljor delas in i fyra kategorier baserat på hur mycket temperaturen överstiger det historiska medelvärdet, klimatologin, för en plats. Klassificeringen använder avståndet mellan klimatologin och den 90:e percentilen som ett mått för att kategorisera allvarlighetsgraden av värmeböljan för en viss plats och tid på året enligt följande:
Kategori 1 (Måttlig): Temperaturen är över den 90:e percentilen, men inte så mycket att den når upp till nästa kategori. Detta klassificeras som en ”måttlig” värmebölja.
Kategori 2 (Kraftig): Temperaturen överstiger klimatologin med mellan 2 och 3 gånger avståndet mellan den 90:e percentilen och klimatologin.
Kategori 3 (Allvarlig): Temperaturen överstiger klimatologin med mellan 3 och 4 gånger avståndet mellan den 90:e percentilen och klimatologin.
Kategori 4 (Extrem): Temperaturen överstiger klimatologin med mer än 4 gånger avståndet mellan den 90:e percentilen och klimatologin.
Definitionen och kategoriseringen av marina värmeböljor underlättar förståelsen för hur allvarlig en marin värmebölja är och för bedömningen av möjliga biologiska effekter. Systematisk mätning och övervakning av havets temperatur över tid ger oss möjlighet att observera varaktighet, intensitet och geografisk spridning av marina värmeböljor. Detta är viktigt i arbetet för att minska risken för och lindra konsekvenserna av värmeböljor.
Marina värmeböljor förväntas bli värre
Att havet blir varmare är en direkt följd av den pågående klimatförändringen. Havet har tagit upp över 90 procent av den överskottsvärme som genereras av människans utsläpp av växthusgaser, vilket leder till en successiv uppvärmning av havsvattnet. Den globala uppvärmningen gör alltså att vi ser fler och kraftigare marina värmeböljor än tidigare. Östersjön är det kustnära hav i världen som värmts upp snabbast under de senaste decennierna och är därmed särskilt utsatt2.
Enligt FN:s klimatpanel IPCC har marina värmeböljor blivit dubbelt så vanliga sedan 1980-talet och har dessutom blivit längre och mer intensiva. Framtidsprognoserna visar tyvärr att denna trend kommer att fortsätta och förstärkas. Marina värmeböljor väntas öka i frekvens, varaktighet, utbredning och intensitet. För ett framtida scenario med låga utsläpp (SSP1-2.6) kan värmeböljor bli fyra gånger vanligare mellan 1995–2014 och 2081–2100. Med högre utsläpp (SSP5-8.5) kan de bli upp till åtta gånger vanligare. Den största ökningen förväntas ske i tropiska och arktiska regioner.
Flera orsaker till värmeböljor i havet
Temperaturen i havet stiger som en följd av den globala uppvärmningen eftersom havet absorberar överskottsvärme från atmosfären. Även om detta är en långsam process kan kortare perioder med extrema havstemperaturer, det vill säga marina värmeböljor, utlösas av faktorer som förändringar i havsströmmar, vindmönster eller ökad solinstrålning på grund av minskat molntäcke. Dessa väderdrivna faktorer samspelar ofta med varandra och kan förvärras av klimatförändringarna.
Även naturliga klimatsvängningar som El Niño–Southern Oscillation (ENSO) kan påverka marina värmeböljor, också i nordiska vatten. ENSO har sin källa i Stilla havet, men påverkar globala vädermönster. Vid väderfenomenet El Niño, som är det ena ytterläget av ENSO (det andra kallas La Niña), ökar risken för intensiva och långvariga marina värmeböljor. North Atlantic Oscillation (NAO) påverkar väder- och havstemperaturer i Nordatlanten, inklusive Östersjön och Västerhavet. När starkt högtryck över Azorerna och lågtryck över Island dominerar väderläget, vilket kallas för en positiv NAO-fas, ökar inflödet av varmare Atlantvatten. Denna situation kan förstärka förekomsten av värmeböljor i nordiska vatten.
Därför är svenska havsområden extra utsatta
Svenska hav är extra utsatta för ökande temperaturer. Östersjön har värmts upp ungefär tre gånger snabbare än det globala medelvärdet sedan 1980. Bidragande orsaker är att det är ett grunt innanhav med begränsat vattenutbyte med världshavet. Den permanenta skiktningen som uppstår på grund av överskott av sötvatten från land försvårar nerblandning av varmt ytvatten. I de norra, säsongsmässigt istäckta delarna av Bottenhavet påskyndas dessutom uppvärmningen av den havsisens minskande utbredning.
Klimatuppvärmningen är grundorsaken till att marina värmeböljor blir vanligare. Men utlösande faktorer för att de ska inträffa sker över kortare tidsskalor. Forskning3 visar att värmeböljor i Östersjön under sommaren ofta uppstår när högtryckssystem dominerar över Skandinavien. Detta stabila vädermönster leder till hög solinstrålning, svaga vindar och begränsad vertikal omblandning. Denna situation gör att ytvattnet kan värmas upp utan att svalare, djupare vatten blandas in. Detta är särskilt problematiskt i grunt vatten, där marina värmeböljor kan leda till syrebrist (hypoxi), vilket påverkar det marina livet negativt.
Värmeböljor under vinterhalvåret orsakas främst av inflödande varm och fuktig luft från Nordatlanten, en situation som ofta uppstår under en positiv NAO-fas. Här bidrar kraftiga vindar också till att öka den vertikala omblandningen, vilket kan höja temperaturen i ytlagret. Detta eftersom vindarna rör upp djupare vattenlager, som på vintern är varmare än ytvattnet.
Allvarliga effekter på marina ekosystem
Marina värmeböljor är ett växande hot mot global biodiversitet och viktiga ekosystemtjänster. Perioderna av extrem värme orsakar skador på känsliga arter och habitat som korallrev, ålgräsängar och kelpskogar. Det kan leda till omfattande förändringar i ekosystemens struktur och funktion. Koraller är mycket känsliga för temperaturförändringar. När vattnet blir för varmt bleks de, vilket innebär att de stöter bort algerna som de lever i symbios med. Utan algerna får korallerna svårt att överleva, och de bleka korallerna riskerar att dö. Globala utbrott av korallblekning, när omfattande blekning sker i samtliga av de stora världshaven, utlöses av omfattande marina värmeböljor. I april 2024 inträffade enligt den amerikanska miljömyndigheten NOAA den fjärde globala massblekningen sedan övervakningen började 1985.
Effekterna av marina värmeböljor inkluderar massdöd av marina djur och växter, förändrade mönster för migration och förlust av biotopfunktioner som reglering av koldioxid och cirkulation av näringsämnen. Värmeböljorna påverkar särskilt arter som lever i områden som gränsar mot varmare hav, där temperaturökningar ofta medför att deras värmetolerans överskrids. Stora effekter observeras i polarområdena, där förlust av havsis orsakar snabb ökning av temperaturen i ytlagret.
Kustnära ekosystem är särskilt känsliga eftersom de förutom temperaturhöjningen påverkas av andra mänskliga påfrestningar som övergödning och föroreningar. Östersjöns ekosystem, inklusive dess fiskbestånd, bottenlevande arter och kustnära habitat, är särskilt sårbara. Värmeböljor orsakar ofta syrebrist i grundare kustvatten, där syrehalten redan är låg. Dessa syrefattiga förhållanden påverkar marina arter negativt, särskilt de som är känsliga för låga syrenivåer. Värmeböljorna kan också leda till en ökning av algblomningar och förändrade näringskedjor, eftersom höga temperaturer ofta gynnar invasiva arter som passar på att dra fördel av den nya situationen.
Så kan vi lindra effekterna
För att minska frekvensen och intensiteten av marina värmeböljor krävs framför allt att vi drastiskt minskar våra utsläpp av växthusgaser. Genom att bromsa klimatförändringen kan vi bidra till att stabilisera temperaturerna i havet och skydda dess känsliga ekosystem. Utöver detta är det avgörande att skydda och restaurera viktiga livsmiljöer som ålgräsängar och korallrev, då de hjälper till att skapa svalare livsmiljöer för marina organismer och dessutom bidrar till att öka den biologiska mångfalden.
Eftersom många marina ekosystem påverkas av flera faktorer, exempelvis föroreningar och överfiske, är det angeläget att utöka de skyddade områdena i havet. Att minska övergödningen och skydda känsliga arter är betydelsefulla åtgärder. Om vi fiskar hållbart och låter bestånden återhämta sig blir de mer motståndskraftiga mot miljöförändringar, inklusive marina värmeböljor.
Referenser:
1Hobday, Alistair J., et al. "A hierarchical approach to defining marine heatwaves." Progress in oceanography 141 (2016): 227-238 och Hobday, Alistair J., et al. "Categorizing and naming marine heatwaves." Oceanography 31.2 (2018): 162-173.
2Safonova, Kseniia, et al. "Summer heatwaves on the Baltic Sea seabed contribute to oxygen deficiency in shallow areas." Communications Earth & Environment 5.1 (2024): 106.
3Gröger, Matthias, et al. "Drivers of marine heatwaves in a stratified marginal sea." Climate Dynamics 62.5 (2024): 3231-3243.