p Como será a ecologia do Mar Salish no ano de 2095? p É uma questão importante para milhões de pessoas que vivem ao longo e perto das margens deste complexo, rede interconectada de vias navegáveis ​​costeiras, entradas, baías, e estuários que abrangem Puget Sound no estado de Washington e as águas profundas do sudoeste da Colúmbia Britânica.

p Uma equipe de pesquisa do PNNL descobriu que o interior do Mar Salish é resistente, e que a resposta futura às mudanças climáticas - embora significativa - será menos severa do que o oceano aberto.

p Construindo uma imagem da ecologia do Mar de Salish

p A mudança climática é um problema global dos trópicos às regiões polares, mas os impactos costumam ser de grande preocupação localmente. É por isso que o Programa de Preparação e Resiliência Climática do Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA financiou o PNNL para desenvolver uma melhor compreensão do futuro do Mar Salish - como sua ecologia responderá ao aumento das temperaturas, elevação do nível do mar, e cargas crescentes de nutrientes.

p A pesquisa se concentrou em parâmetros-chave, como florescimento de algas, acidificação do oceano, e ocorrências anuais de hipóxia - uma condição caracterizada por baixos níveis de oxigênio dissolvido. Todas essas são questões ecológicas de preocupação no Mar Salish hoje e nas próximas décadas.

p Os pesquisadores usaram o Salish Sea Model, que foi desenvolvido pelo PNNL em colaboração com o Departamento de Ecologia do Estado de Washington e com o apoio financeiro da Agência de Proteção Ambiental dos EUA. O modelo é uma ferramenta de modelagem oceânica preditiva para pesquisas estuarinas costeiras, planejamento de restauração, gestão da qualidade da água, e avaliação da resposta às mudanças climáticas. Em 2018, Os cientistas do PNNL o usaram para simular com precisão a capacidade de resposta do Mar Salish às cargas de nutrientes antropogênicos, tais como escoamento de fertilizantes e descargas de águas residuais (Khangaonkar et al., 2018).

p De acordo com o gerente do programa PNNL Tarang Khangaonkar, aquela conquista do marco de 2018 - previsão bem-sucedida dos ciclos biogeoquímicos do Mar Salish, incluindo a ocorrência, cronometragem, e a duração da hipóxia em locais historicamente conhecidos pela baixa qualidade e matança de peixes - ajudaram a tornar possível o estudo mais recente. "Essa pesquisa estabeleceu que nosso modelo estava funcionando de maneira robusta, então fomos capazes de aplicá-lo para responder a novas perguntas - para descobrir como este corpo de água mudará com a mudança climática, " ele disse.

p Para enfrentar o desafio, Os pesquisadores do PNNL aplicaram resultados reduzidos do modelo de sistema terrestre comunitário do National Center for Atmospheric Research, um modelo climático global bem conhecido e frequentemente aplicado, para dirigir o Salish Sea Model. A equipe simulou uma única projeção de mudança de 95 anos sob o cenário de emissões de gases de efeito estufa da via de concentração representativa 8.5 (RCP8.5), relativo ao ano 2000. Isso corresponde a um cenário de altas emissões no 5º relatório de avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), correspondente a emissões não verificadas de gases de efeito estufa. O Departamento de Ecologia colaborou fornecendo dados de entrada, como bacias hidrográficas e cargas de efluentes de águas residuais no mar, levando em consideração as mudanças futuras no uso da terra e o crescimento populacional.

p Resultados do estudo:O Mar Salish em 2095

p Publicado na revista JGR Oceans, "Salish Sea Response to Global Climate Change, Aumento do nível do mar, e Cargas Futuras de Nutrientes "(Khangaonkar T, Um Nugraha, W Xu, e K Balaguru, 2019) projeta impactos no Mar Salish até 2095, incluindo temperatura mais alta da água (+ 1,5 ° C), níveis mais altos do mar (+1,5 metros), maior acidificação, e diminuição dos níveis de oxigênio dissolvido.

p Uma região de hipóxia recorrente anualmente neste 6, Projeta-se que o corpo de água de 900 milhas quadradas aumente de menos de 1 por cento da área total hoje para cerca de 16 por cento até 2095.

p A população em rápido crescimento da grande Seattle e Vancouver, BC, as áreas metropolitanas - juntamente com o aumento da temperatura da água - também desempenham um papel no futuro estado das águas. Com mais pessoas vêm maiores cargas de nutrientes que contribuem para o crescimento de algas, com biomassa projetada para aumentar em cerca de 23 por cento. Além disso, que a biomassa pode mudar de comunidades dominadas por diatomáceas para outras dominadas por dinoflagelados.

p "Essas mudanças têm um efeito significativo na composição das espécies de fitoplâncton. Algumas espécies, como os dinoflagelados, podem se beneficiar e outras, como as diatomáceas, não. São as espécies que favorecem águas mais quentes que se tornarão mais dominantes, "Khangaonkar disse, observando que os resultados são baseados em avaliações matemáticas que não permitem a adaptação biológica.

p Um corpo de água resiliente

p Apesar da mudança significativa prevista, o estudo indica que a resposta futura às mudanças climáticas no Mar Salish seria menos severa em relação às mudanças previstas no oceano aberto. A maior resiliência pode ser atribuída à forte circulação vertical e à mistura de camadas superficiais com águas profundas que fornecem um amortecedor físico para manter as águas do Mar Salish mais frias, mais oxigenado, e menos ácido.

p "Uma das razões pelas quais iniciamos este estudo foi para aprender o que as mudanças climáticas significarão para nossas áreas próximas à costa do Mar de Salish, "Khangaonkar disse." Será que será mais impactado do que as águas costeiras do Oceano Pacífico? Será menos? "

p A equipe de pesquisa descobriu que a mistura e a circulação de águas profundas no Mar de Salish proporcionam alívio contra os impactos das mudanças climáticas globais muito mais fortes. Embora as temperaturas médias no limite da plataforma do oceano aberto sejam projetadas para aumentar em 2,6 ° C, a média do Mar Salish está projetada para aumentar 1,5 ° C. De forma similar, O oxigênio dissolvido médio no limite da plataforma do oceano aberto deve diminuir em 1,7 miligramas por litro, dentro do Mar Salish, o nível médio de oxigênio dissolvido cai pela metade dessa quantidade.

p A circulação é importante para a qualidade da água. “Quando as pessoas pensam nas mudanças climáticas, "explicou Khangaonkar, "suas primeiras suposições são de temperaturas mais altas e aumento do nível do mar, e que mudará os padrões atuais e os movimentos das marés significativamente. Mas descobrimos que este não era o caso do Mar Salish. "

p A equipe de pesquisa usou o modelo para examinar o fluxo de volume (fluxo de troca) da água que se move para o Mar Salish vindo do Oceano Pacífico. Será que essa quantidade que é quase 20 vezes maior do que todos os influxos de água doce combinados mudaria? E se, afetará a descarga e a qualidade da água? Os resultados do estudo mostraram que dois fatores parecem se contrapor e tornar a mudança na circulação insignificante.

p O derretimento do gelo polar afeta a salinidade do oceano e reduz a força da circulação estuarina impulsionada pelos gradientes de salinidade. Ao mesmo tempo, a elevação do nível do mar aumenta a força de circulação e os dois fatores essencialmente se cancelam para as águas profundas semelhantes a um fiorde do Mar Salish.

p Khangaonkar adverte que a resiliência do Mar Salish está limitada à região de mistura estuarina mais profunda entre a plataforma continental e os rios. "Assim que entrarmos nas áreas entremarés e rio acima, descobrimos que os impactos das mudanças climáticas são maiores, " ele disse.

p Por exemplo, a extensão entre-marés do estuário do rio Snohomish, que é uma sub-bacia interna do Mar Salish, prevê-se que experimente um aumento médio anual da temperatura superficial de até 3 ° C. De forma similar, como resultado do aumento do nível do mar, a intrusão de salinidade está prevista para se estender a montante até 18 km da foz do rio em relação a 7 km em condições históricas para o estuário de Snohomish.

p Trazendo o Salish Sea Model para o mundo

p PNNL realiza inúmeras aplicações do Salish Sea Model para auxiliar no planejamento e projeto de restauração de habitat próximo à costa, análise em apoio ao restabelecimento das vias de migração de peixes, e avaliação dos impactos da qualidade da água em toda a bacia. Os métodos, modelos, e procedimentos usados ​​para reduzir as projeções de mudanças climáticas globais para a região do Mar Salish, poderia ser aplicado para análises semelhantes em outras regiões. Os resultados do aplicativo Salish Sea Model e arquivos de solução são rotineiramente disponibilizados aos colaboradores mediante solicitação.