Opwarming overschrijdt kritisch kantelpunt voor koraalriffen

Koraalriffen zijn van groot belang voor mens en natuur. Ze spelen een sleutelrol in het behoud van biodiversiteit en mariene voedselketens, beschermen kustgebieden tegen erosie en extreme weersomstandigheden, en zijn belangrijk voor zowel toerisme als visserijen. In ons eerdere klimaatbericht werd uitgelegd dat levend koraal in hoog tempo verdwijnt door mariene hittegolven, oceaanverzuring en lokale stressfactoren. De nieuwe bevindingen uit het GTP-rapport laten zien dat deze ontwikkelingen niet langer alleen zorgwekkend zijn, maar mogelijk ook een kantelpunt hebben bereikt: een drempel waarbij de schade op lange termijn zo groot is dat herstel steeds moeilijker wordt en koraalriffen mogelijk onomkeerbaar beschadigd raken. Het kantelpunt voor koraal wordt in het GTP-rapport geschat op 1,2°C opwarming ten opzichte van eind 19e eeuw, met een range van 1,0 tot 1,5°C. Op dit moment bedraagt de wereldwijde opwarming 1,4°C, wat inhoudt dat het kantelpunt waarschijnlijk al overschreden is.

Kantelpunt overschreden

Het kantelpunt voor koraalriffen zou de eerste zijn die bereikt is in een reeks kantelpunten

Het kantelpunt voor koraalriffen zou de eerste zijn die bereikt is in een reeks kantelpunten, waaronder de verzwakking van de AMOC, die met verdergaande opwarming steeds dichterbij komen. Koraalriffen zijn namelijk heel kwetsbaar voor stijgingen in temperatuur. Dat komt doordat koraal bij toenemende temperatuur de algen afstoot waar het mee samenleeft. De algen voorzien het koraal onder normale omstandigheden van essentiële voedingsstoffen en zuurstof. Het afstoten van de kleurrijke algen leidt tot verbleking van het koraal, een duidelijk teken van verminderde vitaliteit. Koraalriffen ervaren zulke hittestress al vanaf een temperatuurstijging van 1,0°C. De verwachting van het VN-klimaatpanel IPCC is dat bij een mondiale opwarming van 2,0°C 99 procent van de wereldwijde koraalriffen afgestorven zal zijn. Dit percentage ligt op 70 tot 90 procent bij een opwarming van 1,5°C, een grens die op korte termijn overschreden zal worden.

DHW-waarde: een goede indicator voor hittestress

Waar koralen nog bestendig zijn tegen kortdurende pieken boven deze drempelwaarde, treedt verbleking doorgaans op bij langdurige overschrijding.

Dat het slecht gesteld is met koraalriffen, blijkt niet alleen uit het overschrijden van het kantelpunt. Een andere belangrijke maatstaf voor de gezondheid van koraalriffen is de Degree Heating Week (DHW). De DHW laat zien hoeveel hittestress zich in een periode van twaalf weken heeft opgebouwd. Daarbij wordt gekeken naar twee factoren: hoeveel warmer het zeewater is dan de drempeltemperatuur waarboven koralen hittestress ervaren en hoe lang die overschrijding aanhoudt. Die drempeltemperatuur is niet één vastgestelde waarde voor alle koraalriffen wereldwijd, maar staat voor een waarde van 1,0°C boven de hoogste maandgemiddelde temperatuur die koralen in een bepaald gebied gewend zijn. Waar koralen nog bestendig zijn tegen kortdurende pieken boven deze drempelwaarde, treedt verbleking doorgaans op bij langdurige overschrijding.

Doordat de DHW zowel de duur als intensiteit van de overschrijding van de drempeltemperatuur combineert, is het een goede indicator van de hittestress die het koraal ervaart. Als de lokale drempelwaarde bijvoorbeeld rond de 30°C ligt, en het zeewater blijft vier van de twaalf weken ongeveer 1°C boven die drempel, dan loopt de DHW op tot 4°C-weken.

DHW-waarden worden ingedeeld naar het risico op verbleking en sterfte van het koraal, dat overeenkomt met een bepaald bleekwaarschuwingsniveau (zie onderstaande tabel). Zo laten koraalgebieden met waarden boven de 4°C-weken doorgaans duidelijke verbleking zien (Alert Level 1), terwijl boven de 8°C-weken vaak ook sterfte van koraal optreedt (Alert Level 2). Een belangrijke voorwaarde voor de toename in DHW-waarde is dat het zeewater dagelijks ook boven de drempeltemperatuur komt. Dat wordt aangegeven door de HotSpot, een maat voor het aantal graden waarmee het zeewater dagelijks warmer is dan de hoogste gemiddelde maandtemperatuur. Alleen bij een dagelijkse HotSpot van 1,0°C en hoger neemt de DHW-waarde toe en vindt er significante opbouw van hittestress voor het koraal plaats.

Onderstaande korte animatie toont voor dit jaar het wereldwijde verloop van de DHW-waarden (boven) en bijbehorende regionale bleekwaarschuwingsniveaus voor het gebied met Caribisch Nederland (linksonder) en het gebied rond Zuidoost-Azië en Australië (rechtsonder). De DHW-waarden worden weergegeven voor de gehele oceaan. De waarschuwingsniveaus voor de twee uitgelichte regio’s worden alleen getoond voor de locaties waar koraalriffen voorkomen.

Grote delen van de oceaan hebben te maken hebben met verhoogde DHW-waarden, die lokaal leiden tot aanhoudende hittestress voor koraalrifgebieden

In de animatie is te zien dat de DHW-waarden in het voorjaar vooral oplopen in het zuidelijk halfrond, met hoge DHW-waarden en bleekwaarschuwingsniveaus voor de koraalgebieden rond Zuidoost-Azië en Australië. In het najaar nemen de DHW-waarden en bleekwaarschuwingsniveaus daarentegen juist toe in het noordelijk halfrond, waaronder het Caribisch gebied. Dit laat zien dat grote delen van de oceaan op seizoensgebonden wijze te maken hebben met verhoogde DHW-waarden, die lokaal leiden tot aanhoudende hittestress voor koraalrifgebieden. Die hittestress zorgt vervolgens voor een verhoogd risico op grootschalige koraalverbleking en sterfte.

Ook met het blote oog zijn duidelijke verschillen waarneembaar tussen verschillende stadia van koraalgezondheid. Afbeelding 1 laat de opeenvolgende stadia zien die het koraal binnen een kolonie doorloopt bij afnemende vitaliteit. Waar stadium 1 nog gezond en levend koraal met intacte poliepen toont, neemt de verbleking in de daaropvolgende stadia toe, wat wijst op het verlies van de algen waar het koraal afhankelijk van is. Uiteindelijk leidt dit tot afsterven van het koraal en begroeiing door andere algensoorten, waarmee de oorspronkelijke koraalstructuur steeds minder herkenbaar wordt.

Het overschrijden van het kantelpunt betekent niet noodzakelijk dat alle koraalriffen op korte termijn zullen afsterven

Toch zijn er ook lichte nuances denkbaar voor de bevinding dat het kantelpunt voor koraalriffen mogelijk is overschreden, evenals voor het zorgwekkende beeld dat de DHW-waarden laten zien. Het overschrijden van het kantelpunt betekent niet noodzakelijk dat alle koraalriffen op korte termijn zullen afsterven. Het uitgangspunt van die bevinding is namelijk de gemiddelde mondiale temperatuurstijging, terwijl de vitaliteit van koraalriffen ook wordt bepaald door lokale leefomstandigheden. Deze omstandigheden worden ook niet volledig meegenomen in de bepaling van DHW-waarden. Kijkend naar Caribisch Nederland zijn die omstandigheden soms gunstiger voor koraalriffen dan de mondiale opwarming en DHW-waarden doen vermoeden. Zo ontvangen de riffen rond Aruba, Bonaire en Curaçao koeler water en ligt de Sababank, waar het grootste koraalrif van de Cariben te vinden is, wat dieper in de oceaan, waardoor ook hier het water koeler is.

Hoewel de lokale omstandigheden soms verzachtende effecten bieden, vertoonden de koraalriffen van Caribisch Nederland in 2023 en 2024 ook duidelijke tekenen van hittestress. Dit laat zien dat de lokale omstandigheden beperkte bescherming bieden. De verwachte gevolgen van een overschrijding van het kantelpunt zijn daarom ook groot, wat het belang laat zien van het terugdringen van de opwarming om koraalriffen zoveel mogelijk te kunnen behouden.

KNMI-klimaatbericht door Remco Sleiderink