Morskie fale upałów oraz ich wpływ na ekosystemy

Rosnące temperatury powietrza i powierzchni morza oraz ich konsekwencje stanowią poważny problem na całym świecie od kilku ostatnich dekad, a region Morza Czarnego nie jest wyjątkiem. Niniejsza praca dyplomowa dotyczy morskich fal upałów (ang. marine heatwaves, MHWs), czyli zdarzeń, w których temperatura powierzchni morza (ang. sea surface temperatures, SST) przekracza wybraną normę klimatologiczną (w danym przypadku 1991–2020) przez pięć dni lub dłużej (zgodnie z definicją Hobdaya i in. (2016)). Analizie poddano okres czterdziestu lat (1986–2025), wykorzystano podstawowe statystyki stosowane w badaniach środowiskowych oraz trendy występowania, czasu trwania i intensywności. Dokładniej rzecz ujmując, do badań wybrano sezon ciepły (kwiecień–wrzesień) oraz dwie lokalizacje: jedną położoną na zachodnim wybrzeżu w pobliżu Warny w Republice Bułgarii, a drugą we wschodniej części morza, w pobliżu Batumi w Gruzji. Stwierdzono, że zarówno częstość występowania, czas trwania oraz intensywność raptownie wzrosły w obu lokalizacjach od końca lat 2000, przy jednoczesnym wykazywaniu pewnych cyklicznych wzorców. Szczególnie wysokie wartości zanotowano w rekordowych latach 2018 i 2024 (w obu lokalizacjach odnotowano po 5 zdarzeń). Ponadto w 2021 r. w lokalizacji bułgarskiej nie wystąpiły żadne MHWs, co kontrastuje z pozostałymi latami, a także z sytuacją w lokalizacji gruzińskiej w tym samym roku. Całkowita liczba MHWs jest taka sama w Bułgarii i Gruzji (50 MHWs w każdej lokalizacji), z niewielką różnicą 15 dni w całkowitej liczbie dni MHW zaobserwowanych na korzyść Gruzji. Wręcz przeciwnie, średnia całkowita liczba dni MHW jest ponad dwukrotnie wyższa dla wybrzeża wschodniego (średnio 62 dni) niż dla wybrzeża zachodniego (30 dni). Całkowita nadwyżka ciepła w ciągu analizowanych 40 lat wyniosła na zachodzie 522,7°C, a na wschodzie 553,9°C, przy czym średnia dla obu regionów to odpowiednio 21,8°C i 25,2°C. Kontekst tych ustaleń został dokładniej zbadany z wykorzystaniem odpowiedniej literatury, w szczególności warunków meteorologicznych w latach 2018, 2021 i 2024, a także wcześniejszych badań dotyczących potencjalnego wpływu nadmorskich pasm górskich na cyrkulację atmosferyczną. Omówiono również kwestie środowiskowe związane ze wzrostem SST w Morzu Czarnym, ze szczególnym uwzględnieniem masowej śmiertelności ryb i bezkręgowców oraz wynikających z tego zakłóceń w lokalnych łańcuchach pokarmowych i przemyśle rybnym.

The rising air and sea temperatures and their consequences have been a major concern for several past decades globally, and the Black Sea region is no exception. This diploma thesis covers marine heatwaves (MHWs), or events of sea surface temperatures exceeding the selected climatological norm (in the given case, it concerns the years 1991-2020) for five days or more (according to Hobday et al.’s (2016) definition) over the span of forty years (1986-2025) and uses statistical analysis for their characteristics and trends in occurrence, duration, and intensity. More specifically, the warmer season (April-September) and two locations have been chosen for the study, one situated on the western coast near Varna, Republic of Bulgaria, and the other one found in the eastern part of the sea, near Batumi, Georgia.Occurrence, duration, and intensity have been found to have sharply increased in both locations since the late 2000s, while having some cyclical patterns, and with especially high values compared to all other years during the record years of 2018 and 2024 (both locations experiencing 5 events each in both years). Additionally, no MHWs have occurred in the Bulgarian location in 2021, which contrasts with the years before and after, as well as the situation in the Georgian location the same year. The total number of MHWs is equal between Bulgaria and Georgia (50 MHWs each), with a small difference of 15 days in the total number of MHW days observed in favour of Georgia. On the contrary, the mean of the total days of MHW is over twice as high for the eastern coast (62 days on average) as for the western one (30 days). As for the total heat surplus over the course of the given 40 years, the total of 522,7°C has been observed for the West, and 553,9°C for the East, with the average for both being 21,8°C and 25,2°C, respectively.The background behind such findings is further explored using the appropriate literature, specifically on the meteorological conditions in the years 2018, 2021 and 2024, as well as on the previous studies concerning the potential influence of coastal mountain ranges on the atmospheric circulation. Also, environmental issues related to the increased SSTs in the Black Sea are discussed, especially focusing on the mass mortality of fish and invertebrates, and consequential disruptions to local food chains and the fisheries industry.