2023 erlebten die Ozeane außergewöhnlich starke und langanhaltende Hitzewellen, vor allem im Nordatlantik, im tropischen Ostpazifik, im Nordpazifik sowie im Südwestpazifik. Mehr als 96 Prozent der Meeresoberfläche waren betroffen. Die marinen Hitzewellen übertrafen alle vorherigen sowohl in Intensität und Dauer als auch in Ausdehnung, wie eine Studie eines internationalen Forschungsteams um Tianyun Dong in »Science« zeigt. Marine Hitzewellen sind Zeiträume, in denen die Wassertemperatur mindestens fünf Tage lang deutlich über dem klimatischen Durchschnitt liegt. Sie können Wochen bis Monate andauern und die Ökosysteme belasten. Korallen sterben, Fischbestände wandern ab oder brechen ein, Nahrungsnetze geraten aus dem Gleichgewicht. Auch wirtschaftlich hat das Folgen, etwa für die Fischerei.

Für ihre Analyse nutzen die Forscher sowohl Satellitendaten als auch das hochauflösende ECCO2-Ozeanmodell (Estimating the Circulation and Climate of the Ocean-Phase II). Sie untersuchten, wie sich die Wärme in der oberen Meeresschicht über die Zeit veränderte und welche Ursachen dazu führten. Dabei zeigte sich, dass marinen Hitzewellen rund viermal so lang andauerten wie im historischen Durchschnitt. Eine Hitzewelle im Nordatlantik, die bereits Mitte 2022 begann, hielt beispiellose 525 Tage an. Auslöser waren abgeschwächte Winde und eine erhöhte Sonneneinstrahlung durch eine geringere Wolkendecke. Lokal lagen die Temperaturen bis zu drei Grad Celsius über dem langjährigen Mittel – ein Wert, der viele Meeresorganismen, die überwiegend an sehr gleichmäßige Temperaturen angepasst sind, an ihre thermische Belastungsgrenze bringt.

Im Südwestpazifik hielt eine Hitzewelle 410 Tage an. Sie reichte bis in Tiefen von fast 1000 Metern und entstand durch ungewöhnlich starke Hochdrucklagen, veränderte Meeresströmungen und ebenfalls verstärkte Sonneneinstrahlung. Im tropischen Ostpazifik heizte sich das Wasser besonders stark auf – verstärkt durch die Entwicklung eines El-Niño-Ereignisses, das für schwächere Passatwinde und eine geringere Durchmischung des Oberflächenwassers sorgte. Im Nordpazifik führte eine Kombination aus intensiver Sonneneinstrahlung und verringertem Wärmeverlust durch Verdunstung zu einer marinen Hitzewelle.

Diese gleichzeitige und außergewöhnlich starke Erwärmung in vielen Regionen der Welt deutet laut den Autorinnen und Autoren auf eine grundlegende Veränderung im Zusammenspiel von Ozean und Atmosphäre hin. Frühere Studien hatten bereits einen Anstieg mariner Hitzewellen durch den menschengemachten Klimawandel dokumentiert. Neu an den Ereignissen 2023 ist ihre globale Gleichzeitigkeit, extreme Dauer und regionale Ausprägung. Die Forscher betonen, wie wichtig es ist, Beobachtungssysteme auszubauen, Warnmechanismen zu verbessern und die physikalischen Grundlagen mariner Extremereignisse besser in Klimamodelle zu integrieren. Die marinen Hitzewellen 2023 markieren laut ihnen einen Wendepunkt in der Beobachtung und Bewertung ozeanischer Klimaextreme.