Meer algenbloei in Arabische Zee Kees Floor, Zenit juni 2005 De afgelopen zeven jaar is door klimaatverandering en door de opwarming van de aarde de omvang van de sneeuwbedekking in Zuidwest-Azië en de Himalaja in de winter en het voorjaar drastisch afgenomen. Tegelijkertijd begon er in de Arabische Zee vaker algenbloei op te treden. Dat blijkt geen toevallige samenloop van omstandigheden. De zomerse zuidwestmoesson waait nu door de terugtrekkende sneeuw namelijk krachtiger dan vroeger. Dat leidt op zee tot grotere velden met bloeiende algen, wat in extreme gevallen massale vissterfte teweeg kan brengen. Daarnaast vormt zich in zuurstofarm zeewater gemakkelijk lachgas, een broeikasgas dat driehonderd maal effectiever is dan CO2. De Arabische Zee is het noordwestelijk gedeelte van de Indische Oceaan tussen het Arabisch Schiereiland, Pakistan en India. Het is het enige oceaangebied waar de moessonwinden als een gigantische zeewindcirculatie met een stipte halfjaarlijkse regelmaat van richting veranderen. De sterkte van de moesson hangt af van het temperatuurverschil tussen land en water. In de zomerperiode, die er duurt van juni tot en met september of oktober, leidt de verhitting van het landoppervlak tot een lage luchtdruk boven Azië. Boven de Indische Oceaan is de luchtdruk dan hoog. Deze luchtdrukverdeling brengt een zuidwestmoesson op gang en houdt die de hele zomerperiode in stand (figuur 1). In de winter is de situatie omgekeerd. Van november tot en met februari staat er een noodoostmoesson.

a. Algenbloei in de Arabische Zee in ware kleuren, 6 oktober 2004. Het chlorofyl dat het fytoplankton gebruikt om zonlicht om te zetten in voedsel, geeft het zeewater een groene tint. Instrument: SeaWiFS. Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project. b. Chlorofylconcentraties in de Arabische Zee, 6 oktober 2004. De algen groeien in grote wervels, die de stromingen van het oppervlaktewater volgen. De hoogste concentraties doen zich voor langs de kusten waar opwelling een extra aanvoer van voedingsstoffen verzorgt. Instrument: SeaWiFS. Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project. Mouse-over: breng de muis beurtelins op en naast het beeld.

Links: Luchtdrukverschillen boven de Arabische Zee in de zomer. Boven het opgewarmde land van India is de luchtdruk laag. Het water van de Arabische Zee en de Indische Oceaan is relatief koel. Deze luchtdrukverdeling veroorzaakt de zuidwestmoesson, die met pijlen is weergegeven. De ondergrond van de figuur is een chlorofylbeeld van SeaWiFS. Hoge chlorofylconcentraties in het westen van de Arabische Zee hangen samen met opwelling langs de kust. Bron: Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, Boothbay Harbor, Maine en NASA/GSFC SeaWiFS Project. Midden: Afwijkingen van het maandelijks gemiddelde percentage van de omvang van het sneeuwdek in Zuidwest-Azië (rood), de Himalaya en het Hoogland van Tibet (geel) tussen 1967 en 2003. Vooral vanaf 1997 neemt de omvang van het sneeuwdek sterk af. Bron: Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, Boothbay Harbor, Maine. Rechts: Beelden van chlorofylvelden in de Arabische Zee in 1997 en 2003 tonen een sterke toename van de algenbloei. Bron: Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, Boothbay Harbor, Maine en NASA/GSFC SeaWiFS Project. Mouse-over: breng de muis beurtelins op en naast het beeld.

Moesson en opwelling
De zomerse moessonwinden vanuit het zuidwesten genereren de regen voor een derde van de wereldbevolking. De wind waait min of meer evenwijdig aan de kusten van Somalië, Jemen en Oman en kan af en toe windkracht 8 bereiken. Het weggeblazen oceaanwater wordt aangevuld door water dat afkomstig is uit de diepere lagen van de oceaan. Dit proces heet opwelling. Hierdoor komt voedselrijk water naar het oceaanoppervlak, waarvan de algen profiteren. De wind voert soms nog mineralen mee van het vasteland, die in zee neerdalen en daar een extra aanvulling van voedingsstoffen voor algen leveren. Langs de genoemde kusten komt dan ook veel fytoplankton en biomassa voor. Dit staat aan de basis van de voedselketen in de oceaan en fungeert om zo te zeggen als visvoer. Het gebied wordt dan ook tot de rijkste visgronden ter wereld gerekend.
Een krachtiger moesson veroorzaakt meer opwelling en neemt meer mineralen mee. Dat levert meer voedingsstoffen op voor de algen, die daardoor beter gedijen. Voorwaarde is overigens wel dat er voldoende zonlicht beschikbaar is. In juni en juli is het boven grote delen van de Arabische Zee overwegend bewolkt, waardoor de hoeveelheid zonlicht die op het oceaanoppervlak invalt, niet maximaal is. Daardoor is de piek van algenbloei in dat gebied gewoonlijk in de periode van augustus tot oktober. Dat is later dan elders. In de noordelijke Atlantische Oceaan bijvoorbeeld piekt de algenbloei in april. In de loop van oktober begint de wind te draaien, als overgang naar de winterse noordoostmoesson. Daarbij loopt de beschikbare hoeveelheid voedingsstoffen terug, zodat de algenbloei over zijn hoogtepunt heen raakt. Door deze gang van zaken is er een grotere jaarlijkse gang in de productie van biomassa dan waar ook ter wereld.

Sneeuw en algenbloei
De sterkte van de zomerse zuidwestmoesson blijkt mede te worden bepaald door de omvang van de sneeuwbedekking boven het Aziatische vastland in de voorafgaande winter. Als er 's winters meer sneeuw ligt, is de bodem in de daarop volgende zomer minder warm. De binnenkomende energie van de voorjaarszon gaat eerst op aan het smelten van het sneeuwdek en het verdampen van de door smeltwater nat geworden bodem. Als er veel sneeuw ligt, wordt er ook meer zonlicht teruggekaatst. Dat leidt tot aanhoudend lagere wintertemperaturen en daarmee tot een koudere start van de zomer. Is er minder sneeuw dan normaal, dan is het omgekeerde het geval. Het land warmt in dat geval zomers sterker op, wat de zuidwestmoesson doet aantrekken.
Weerwaarnemingen laten zien dat de omvang van het sneeuwdek in Zuidwest-Azie, in het gebied van de Himalaya en op het Hoogland van Tibet sterk aan het afnemen is, vooral sinds 1997 (figuur 2). Tegelijkertijd nam de kracht van de zuidwestmoesson toe. Ook werden de velden met algenbloei groter, zoals uit metingen van de Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS) op de satelliet Seastar kon worden afgeleid (figuur 3). Daarmee neemt echter niet alleen de voor vis beschikbare hoeveelheid voedsel toe. De kans op zuurstoftekorten in het diepere oceaanwater onder de velden met algenbloei, wordt eveneens groter. Dat vormt juist een bedreiging voor de visstand. Volgens medewerkers van de vakgroep oceanografie en visserij van de Sultan Qaboos Universiteit in Oman zijn er al enkele gevallen van massale vissterfte opgetreden.
Over zuurstofarm water maakt men zich ook om andere redenen zorgen. Het levert de ideale omstandigheden voor de groei van bacteriën die nitraten afbreken. Daarbij ontstaat onder andere N2O, beter bekend als lachgas. Dit broeikasgas is driehonderd maal effectiever dan koolstofdioxide.
Zo versterkt de opwarming van de aarde uiteindelijk zichzelf. Dat gebeurt dus via de lange 'omweg' van een afname van de sneeuw in Azië, een krachtiger worden van de zuidwestmoesson boven de Arabische Zee, een toename van de algenbloei ter plaatse, het ontstaan van zuurstofarm zeewater tijdens extreme bloeiperioden, de groei van bacteriën die nitraten afbreken, en de vorming van lachgas, dat uit de oceaan weglekt, in de atmosfeer terecht komt en bijdraagt aan het versterkte broeikaseffect.

Literatuur:
Goes et al., Warming of the Eurasian Landmass Is Making the Arabian Sea More Productive, Science 2005 308: 545-547, 22 april.