De El Niño-Zuidelijke Oscillation (ENSO) is de krachtigste motor van de klimaatvariabiliteit van jaar tot jaar op de planeet en de invloed ervan op de oceanen van de wereld is diepgaand. ENSO heeft twee verschillende fasen: El Niño, gekenmerkt door warmere dan gemiddelde temperatuur van het zeeoppervlak in het centrale en oostelijke deel van de Stille Oceaan; en La Niña, die koeler-dan-gemiddelde temperatuur van het zeeoppervlak brengt. Dit zijn niet alleen abstracte klimaatafwijkingen; ze zijn fysiek hervormd het mariene milieu, waardoor cascading effecten die rimpelen van microscopisch fytoplankton naar de grootste commerciële visserij. Begrijpen hoe El Niño en La Niña de oceaanomstandigheden veranderen is fundamenteel voor het beheer van marine ecosystemen en de menselijke gemeenschappen die van hen afhankelijk zijn.

De Ocean's Engine: Hoe de ENSO Cycle werkt

Om de biologische en economische gevolgen van ENSO te begrijpen, moet men eerst de basismechanica van de normale toestand van de Stille Oceaan begrijpen. Onder neutrale omstandigheden, waait sterke handelwinden van oost naar west over de equatoriale Stille Oceaan. Deze winden duwen warm oppervlaktewater naar de westelijke Stille Oceaan, waardoor een enorme poel van warm water in de buurt van Indonesië en Australië. Dit proces veroorzaakt koeler, voedingsrijk water naar well omhoog van de oceaandiepten langs de kust van Zuid-Amerika en in de equatoriale oostelijke Stille Oceaan. Deze opwelling van koud, voedings-dense water is de basis van een van 's werelds meest productieve mariene ecosystemen, ondersteunen massale populaties ansjovis, sardines en andere voedervissen.

De indeling van El Niño

Tijdens een evenement in El Niño, de handel winden aanzienlijk verzwakken. Dit maakt het mogelijk de warme poel van water dat normaal gesproken zit in de westelijke Stille Oceaan oostwaarts te sloshen, zich over de gehele equatoriale Stille Oceaan. De verdieping van de thermocline[] (de grens tussen warm oppervlaktewater en koud diep water) in het oostelijke deel van de Stille Oceaan effectief sluit de voedingsvoorziening door te voorkomen dat het koude, voedingsrijke water wordt gemengd tot het oppervlak. Het resultaat is een dramatische verschuiving in oceaan ecologie: primaire productiviteit stort in, en het voedsel web begint te ontrafelen in wat ooit zeer productieve wateren waren.

De intensivering van La Niña

La Niña is in vele opzichten het tegenovergestelde. De handel winden abnormaal versterken, duwen nog warmer water in de westelijke Stille Oceaan en het verhogen van de opwelling van koud water in het oostelijke deel van de Stille Oceaan. De thermocline wordt ondieper, en de opwelling van voedingsstoffen wordt intenser. Hoewel dit kan leiden tot een boom in biologische productiviteit in het oostelijke deel van de Stille Oceaan, kan het ook ongewoon koude en storende omstandigheden brengen aan mariene soorten onaangepast aan hen, veranderen migratiepatronen en het kweken succes.

Herschrijven van de thermische kaart en de voedingscyclus van de oceaan

De meest onmiddellijke en meetbare impact van ENSO is de fysieke transformatie van het temperatuurprofiel van de oceaan. Dit heeft directe gevolgen voor de verspreiding van mariene soorten en de beschikbaarheid van voedsel.

Oppervlaktetemperatuur van de zee Anomalieën

Het bepalende kenmerk van El Niño is de wijdverspreide opwarming van de centrale en oostelijke Stille Oceaan. Deze warmte kan extreem genoeg zijn om wijdverspreide koraal bleken over de Pacifische Eilanden, van Kiribati tot de Galapagos. Soorten gewend aan koelere wateren, zoals de Humboldt pinguïn of bepaalde rotsvissen, kunnen hun habitat gecomprimeerd of geëlimineerd vinden. Omgekeerd, La Niña brengt koeler-dan-gemiddelde zeeoppervlak temperaturen, die de habitats van tropische soorten kunnen verstoren en het bereik van koud-water soorten verder naar de evenaar kunnen uitbreiden.

Optrekken, Thermocline, en Nutriënt Beschikbaarheid

De productiviteit van de oceaan is direct verbonden met de beschikbaarheid van voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor. Het proces van opwelling brengt deze voedingsstoffen van de diepe oceaan naar het zon verlichte oppervlak, waar ze de groei van fytoplankton brandstof. Tijdens El Niño, de verdieping van de thermocline in het oosten van de Stille Oceaan betekent dat het opgetilde water warmer en veel armer in voedingsstoffen is. De fytoplankton bloei, de basis van het mariene voedsel web, niet in staat om te materialiseren. Chlorofylconcentraties, gemeten door satellieten, plummet. Deze vermindering van de primaire productiviteit is de eerste domino die valt, wat leidt tot voedseltekorten op elk niveau van de voedselketen. Tijdens La Niña, kan de verbeterde opwelling deze productiviteit verhogen, wat leidt tot een aantal van de hoogste biologische productiviteit gezien in de oceaan.

Cascading effecten via het mariene voedselweb

De fysieke veranderingen die ENSO veroorzaakt, creëren een cascade van ecologische effecten die het voedselweb opschuiven, van primaire producenten tot top roofdieren. Deze effecten variëren per regio en per soort, maar het algemene patroon is er een van aanzienlijke verstoring en reorganisatie.

plankton- en voedervis

De impact op plankton vormt de basis voor het ENSO-effect. Met minder fytoplankton neemt ook zoöplanktonpopulaties af. Dit heeft direct gevolgen voor de kleine, onderwijsgevende voedergewassen zoals de Peruaanse ansjovis (Engraulis ringens) en diverse soorten van de sardines die zich op hen voeden. Tijdens El Niño ervaren deze vissen slechte voederomstandigheden, wat leidt tot verminderde groei, lagere voortplantingssucces en hoge sterfte. Hun populaties kunnen dramatisch crashen, en hun verspreiding verschuift vaak naarmate ze naar koelere, productievere wateren zoeken. Sommige bestanden bewegen zich naar het zuiden langs de kust, terwijl anderen verder naar de kust trekken. La Niña-omstandigheden, met hun verrijkte opwelling, laten vaak toe dat de populaties van de vissen zich herstellen en floreren.

Hogere Trofische niveaus: zeevogels, zoogdieren en grote vissen

Het leed dat de populatie van de foerage vis ondervindt, escaleert snel naar hogere trofische niveaus. [Seabirds[ zijn bijzonder hard getroffen tijdens El Niño. Soorten zoals de blauwvoetige booby, de Guanay aalscholver en de Galapagos-pinguïn zijn sterk afhankelijk van overvloedige ansjovis en sardines. Wanneer deze visbestanden instorten of buiten bereik komen, verlaten zeevogels vaak hun nesten en kuikens, wat leidt tot catastrofale broeduitval en massale uitsterving.

Zeezoogdieren, waaronder zeeleeuwen, pelsrobben en sommige dolfijnen, hebben ook aanzienlijke gevolgen. Zwangere vrouwtjes en jonge pups zijn bijzonder kwetsbaar voor honger als hun prooi schaars wordt. De Californische zeeleeuwen torenrookies op de Kanaaleilanden hebben meerdere jaren van zeer hoge pupsterfte ervaren tijdens sterke El Niño gebeurtenissen.

Grote roofvissen, zoals tuna en billfish[], ondergaan grootschalige distributieverschuivingen. Skipjacktonijn bijvoorbeeld, heeft de neiging om tijdens El Niño naar het oosten over de Stille Oceaan te bewegen, na het warmere water. Deze verschuiving kan de visgronden voor hele vloten volledig hertekenen, wat leidt tot politieke en economische conflicten over de toegang tot visserij binnen verschillende exclusieve economische zones (EEZ's).

Koraalriffen en kusthabitats

De thermische stress van El Niño is een primaire motor van wereldwijde koraal bleken gebeurtenissen. Wanneer de oceaan temperaturen de normale zomer maximum met slechts een paar graden, koralen verdrijven de symbiotische algen (zooxanthellae) leven in hun weefsels, waardoor ze wit. Langdurig of ernstig bleken kan leiden tot wijdverspreide koraaldood, het vernietigen van de complexe habitat structuur die een ongelooflijke diversiteit van het mariene leven ondersteunt. De 2015-2016 El Niño, bijvoorbeeld, veroorzaakte een wereldwijde koraal bleken gebeurtenis die riffen van Hawaï getroffen tot het Great Barrier Reef, fundamenteel veranderen van de structuur en functie van deze vitale ecosystemen. La Niña's koelere temperaturen kunnen soms bieden een reprieve van thermische stress, maar de versterkte stormen kunnen leiden tot fysieke schade aan rif structuren.

De impact van ENSO op de visserij in de wereld

De biologische verstoringen die ENSO veroorzaakt hebben directe en vaak ernstige economische gevolgen voor de visserij in de wereld. De verschuiving van de visbestanden, de schommeling van de vangstcijfers en de volledige economische calculus van een visseizoen kan worden opgeheven. Het begrijpen van deze effecten is van cruciaal belang voor het vaststellen van duurzame vangstbeperkingen en het waarborgen van de gezondheid op lange termijn van vispopulaties.

De Peruaanse ansjovis: Een Boom-en-Bust visserij

De visvisserij in Peruvian ansjovis is 's werelds grootste visserij voor een enkele soort, en is hypergevoelig voor de ENSO-cyclus. Deze kleine, kortlevende vis gedijt in de koude, voedingsrijke wateren van de Humboldt-stroom. Tijdens de gebeurtenissen in El Niño kan het bestand spectaculair instorten. De 1972-73 El Niño, gecombineerd met overbevissing, leidde tot een dramatische val van het ansjovisbestand, decimeren van de Peruaanse visserijindustrie en het sturen van schokgolven door de wereldwijde vismeelmarkt. Dit evenement dient als een klassieke casestudy in visserijbeheer en de gevaren van het negeren van milieusignalen. Vandaag de dag gebruiken Peruaanse visserijbeheerders ENSO voorspellingen om meer voorzorgsmaatregelen vast te stellen, maar de industrie blijft aan de genade van de klimaatcyclus. Tijdens La Niña herstelt het ansjovisbestand zich snel, waardoor het bestand veerkrachtig, indien vluchtig, bestand is.

Pacific Salmon en de Rivier-Ocean Connection

Zalm is anadroom, wat betekent dat ze in de oceaan leven maar terugkeren naar zoetwaterstromen om te paaien. Hun overleving in de oceaanfase is sterk afhankelijk van de omstandigheden in de oceaan. Voor zalmbestanden langs de westkust van de Verenigde Staten en Canada, ocean productiviteit[] is vaak gekoppeld aan de ENSO-cyclus. El Niño brengt warme, voedingsarme omstandigheden die het overleven van jonge zalm verminderen als ze de oceaan in gaan, wat jaren later leidt tot een slechte terugkeer van de volwassene. La Niña, met zijn koelere, productievere wateren, creëert over het algemeen gunstige omstandigheden voor zalmgroei en overleving. De 1997-1998 El Niño, bijvoorbeeld, werd gekoppeld aan slechte opbrengsten voor veel zalmbestanden, terwijl de daaropvolgende 1999-2001 La Niña bijgedragen aan veel sterkere opbrengsten. Deze variabiliteit vormt een grote uitdaging voor visserijbeheerders die proberen om de omvang van de visserij te voorspellen en duurzame oogstniveaus vast te stellen voor commerciële, recreatieve en tribalvisserij.

Visserij op tonijn in een verschuifbare Oceaan

De verdeling van commercieel waardevolle tonijnsoorten .skipjack, geelvin, en grootoog . is nauw gekoppeld aan de temperatuur van de oceaan en thermocline diepte . Tijdens El Niño , het warme zwembad breidt oostwaarts , het verschuiven van het centrum van tonijn biomassa in het centrale Pacific . Dit ten goede komt eiland naties zoals Kiribati en Tuvalu , die grote EEZ's in die regio . Omgekeerd schuift tijdens La Niña , de tonijn biomassa terug naar de westelijke Stille Oceaan , ten gunste van naties zoals Papoea-Nieuw-Guinea , Indonesië en de Filippijnen . Deze oscillatie zorgt voor aanzienlijke uitdagingen voor regionale visserijorganisaties (ROV's), aangezien de toewijzing van de vangstquota wordt een politiek geladen probleem dat sterk wordt beïnvloed door de fase van de ENSO cyclus .

Beheer van de visserij in een tijdperk van klimaatvariabiliteit

De inherente variabiliteit van de ENSO-cyclus dwingt visserijbeheerders om zich te onttrekken aan statische beheermodellen. Een quotum dat duurzaam is tijdens een productieve La Niña kan destructief zijn tijdens een El Niño. Hierdoor is er een groeiende duw in de richting van dynamisch oceaanbeheer en klimaatresponsieve strategieën.

ENSO-voorspellingen, geproduceerd door centra zoals het klimaatvoorspellingscentrum van NOAA, zijn nu een standaardinstrument in veel visserijtakken. Managers kunnen een prognose bekijken voor een sterke El Niño en proactief de vangstbeperkingen voor kwetsbare soorten verlagen, kwetsbare gebieden voor de visserij sluiten of seizoenssluitingen aanpassen om paaiaggregaties te beschermen. Bijvoorbeeld, managers van de Pacifische wijting (heek) visserij voor de Amerikaanse westkust gebruiken milieuomstandigheden om hun voorraadbeoordelingen en vangstaanbevelingen aan te passen. Het vermogen om te voorspellen en zich aan te passen aan ENSO-gedreven veranderingen wordt een essentiële vorm van risicogebaseerd visserijbeheer[].

Bovendien kan de oprichting van goed ontworpen beschermde mariene gebieden (MPA's) als buffer fungeren tegen enkele van de ergste effecten van El Niño. Door een netwerk van habitats te beschermen, kunnen MPA's ervoor zorgen dat er bronpopulaties vissen en ongewervelden zijn die gebieden kunnen herbevolken die door thermische stress of lage productiviteit kunnen worden beïnvloed.

ENSO en de Overkoepelende dreiging van klimaatverandering

De toekomst van ENSO's interactie met het mariene leven wordt geschreven in de context van wereldwijde klimaatverandering. Een vraag over de geest van elke mariene wetenschapper is: Hoe zal klimaatverandering de intensiteit en frequentie van gebeurtenissen in El Niño en La Niña veranderen?

Klimaatmodellen zijn het niet helemaal eens, maar er zijn aanwijzingen dat de effecten van ENSO gebeurtenissen zullen worden versterkt in een warmere wereld. Een "super El Niño" bovenop een reeds warme oceaan duwt temperaturen voorbij kritieke drempels, wat leidt tot meer extreme koraal bleken en meer stress op mariene organismen. De basistemperatuur van de oceaan stijgt, wat betekent dat zelfs een gematigde El Niño kan nu veroorzaken de soort thermische stress die slechts eens geassocieerd met zeer sterke gebeurtenissen. Op dezelfde manier, mariene hittegolven (vertrokken perioden van extreem warme oceaantemperaturen) steeds vaker en intenser, en ze vaak co-occurrency met El Niño.

Het veranderende klimaat bedreigt ook de stabiliteit van opwellingsystemen. Hoewel sommige modellen suggereren dat La Niña-achtige omstandigheden kunnen leiden tot een sterkere opwelling in sommige regio's, kan deze opwelling warmer, minder zuurstofrijk en zuurder water, waardoor minder voordelen voor het mariene leven. De synergistische effecten van oceaanverzuring, deoxygenering en ENSO-gedreven thermische stress vormen een enorme uitdaging voor de veerkracht van mariene ecosystemen en de visserij die zij ondersteunen.

Conclusie: Aanpassing aan een variabele oceaan

De verhalen van El Niño en La Niña zijn uiteindelijk verhalen van diep onderling verbonden. Een verzwakking van de handel winden in een deel van de Stille Oceaan stuurt een schokgolf door het hele wereldwijde ecosysteem, crashen ansjovis bestanden, hongerende zeeleeuwen, verschuiven van tonijn vloten, en bleken koraalriffen duizenden kilometers verder. Voor de visserijgemeenschappen die afhankelijk zijn van deze hulpbronnen, begrip en aanpassing aan de ENSO-cyclus is niet een academische oefening het is essentieel voor hun economische overleving en voor wereldwijde voedselzekerheid.

Door te investeren in oceaanobservatiesystemen, klimaatvoorspellingen te verbeteren en flexibele, op wetenschap gebaseerde beheersstrategieën uit te voeren, kunnen we een veerkrachtiger toekomst opbouwen voor zowel onze oceaanecosystemen als de menselijke samenlevingen die op hen vertrouwen. De oceaan is geen statische omgeving; ze schommelt wild. Onze aanpak van het beheer van haar hulpbronnen moet even dynamisch zijn.