Eventos extremos compostos de ondas de calor marinhas e acidificação no Vazamento das Agulhas

Abstract

As ondas de calor marinhas (OCMs) e os eventos extremos de acidificação oceânica (OAXs) têm se intensificado em resposta à s mudanças climáticas, aumentando os riscos para os ecossistemas marinhos. Quando esses extremos ocorrem simultaneamente, são denominados eventos extremos compostos e seus impactos podem ser potencializados. O Vazamento das Agulhas, região do Atlântico Sul onde ocorre a transferência de águas quentes do Oceano à ndico para o Atlântico, apesar de muito importante, ainda é pouco compreendida em termos de eventos extremos. Desta forma, este estudo teve como objetivo caracterizar as OCMs, os OAXs e os eventos compostos no Vazamento das Agulhas no período de 1982â 2024 (OCMs) e 1982â 2021 (OAXs; eventos compostos), comparando análises realizadas com dados originais e dados sem tendência linear para distinguir a influência dessa tendência ao longo do período de análise. Para isso, as OCMs foram identificadas a partir de dados diários de temperatura da superfície do mar, enquanto os OAXs foram determinados com base em dados mensais de concentração de íons hidrogênio ([H+]). Os eventos compostos foram definidos pela ocorrência simultânea de OCMs e OAXs, e sua dependência estatística foi avaliada por meio do Likelihood Multiplication Factor (LMF). Os resultados mostram um aumento expressivo na frequência e na intensidade das OCMs, dos OAXs e dos eventos compostos ao longo do período de estudo quando considerada a série original. A intensidade acumulada das OCMs aumentou 3.7 vezes entre a primeira e a última década analisada, enquanto a intensidade dos OAXs aumentou aproximadamente 17 vezes. Os eventos extremos compostos, praticamente inexistentes nas primeiras décadas, tornaram-se frequentes a partir dos anos 2000 e passaram a ocupar uma parcela crescente da área de estudo. A análise com dados sem tendência linear revelou reduções expressivas nesses aumentos, indicando que a maior parte da intensificação observada está associada à s tendências de aquecimento e acidificação de longo prazo. Apesar disso, a persistência de eventos compostos e de valores de LMF superiores a 1 confirma que a variabilidade climática interna e os processos dinâmicos da região também favorecem sua ocorrência simultânea. Esses resultados demonstram que tanto a mudança climática quanto a dinâmica oceânica regional contribuem para a formação de eventos extremos compostos no Vazamento das Agulhas, ressaltando a importância de combinar análises com e sem tendência para compreender sua evolução e seus potenciais impactos sobre os ecossistemas marinhos.

Abstract: Marine heatwaves (MHWs) and ocean acidification extreme events (OAXs) have intensified in response to climate change, increasing risks to marine ecosystems. When these extremes occur simultaneously, they are referred to as compound extreme events, whose impacts may be amplified. The Agulhas Leakage, a region of the South Atlantic where warm waters are transferred from the Indian Ocean into the Atlantic Ocean, plays a key role in the global climate system but remains poorly understood regarding the occurrence of marine extreme events. Therefore, this study aimed to characterize MHWs, OAXs, and compound events in the Agulhas Leakage during the periods 1982â 2024 (MHWs) and 1982â 2021 (OAXs and compound events), comparing analyses performed using the original datasets and detrended datasets to distinguish the influence of long-term trends over the study period. MHWs were identified from daily sea surface temperature data, whereas OAXs were determined from monthly hydrogen ion concentration ([H+]) data. Compound events were defined as the simultaneous occurrence of MHWs and OAXs, and their statistical dependence was assessed using the Likelihood Multiplication Factor (LMF). The results revealed substantial increases in the frequency and intensity of MHWs, OAXs, and compound events throughout the study period in the original dataset. The cumulative intensity of MHWs increased by a factor of 3.7 between the first and last decades analyzed, while the cumulative intensity of OAXs increased by approximately 17 times. Compound events, which were virtually absent during the first decades, became frequent after the 2000s and expanded over an increasing portion of the study area. Analyses based on detrended datasets showed markedly smaller increases, indicating that most of the observed intensification is associated with long-term warming and ocean acidification trends. Nevertheless, the persistence of compound events and LMF values greater than one demonstrates that internal climate variability and regional ocean dynamics also promote their co-occurrence. These findings demonstrate that both climate change and regional ocean dynamics contribute to the formation of compound extreme events in the Agulhas Leakage, highlighting the importance of combining analyses with and without long-term trends to better understand their evolution and potential impacts on marine ecosystems.