Observations and Predictions of Arctic Climatic Change: Potential Effects on Marine Mammals

• Published in: ARCTIC
• Main Authors: Tynan, Cynthia T., DeMaster, Douglas P.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: The Arctic Institute of North America 1997
• Subjects: Arctic Ocean; climate change; sea ice extent; global warming; marginal ice edge zone; bowhead whale; Balaena mysticetus; ice-associated seals; ringed seal; Phoca hispida; beluga; Delphinapterus leucas; océan Arctique; changement climatique; étendue de la glace de mer; réchauffement de la planète; zone de la marge glaciaire; phoques associés à la glace; phoque annelé; bélouga; Arctic; Baleine; la Baleine; Mer de Beaufort; Phoques; Arctic cod; Arctique*; baleine boréale; Beaufort Sea; Beluga; Beluga*; Boreogadus saida; Climate change; Global warming; Océan Arctique; Sea ice
• Online Access: https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/64169

Recent analyses have revealed trends over the past 20-30 years of decreasing sea ice extent in the Arctic Ocean coincident with warming trends. Such trends may be indicative of the polar amplifications of warming predicted for the next several decades in response to increasing atmospheric CO2. We have summarized these predictions and nonuniform patterns of arctic climate change in order to address their potential effects on marine mammals. Since recent trends in sea ice extent are nonuniform, the direct and indirect effects on marine mammals are expected to vary geographically. Changes in the extent and concentration of sea ice may alter the seasonal distributions, geographic ranges, patterns of migration, nutritional status, reproductive success, and ultimately the abundance and stock structure of some species. Ice-associated seals, which rely on suitable ice substrate for resting, pupping, and molting, may be especially vulnerable to such changes. As recent decreases in ice coverage have been more extensive in the Siberian Arctic (60 E-180 E) than in the Beaufort Sea and western sectors, we speculate that marine mammal populations in the Siberian Arctic may be among the first to experience climate-induced geographic shifts or altered reproductive capacity due to persistent changes in ice extent. Alteration in the extent and productivity of ice-edge systems may affect the density and distribution of important ice-associated prey of marine mammals, such as arctic cod, Boreogadus saida, and sympagic ("with ice") amphipods. Present climate models, however, are insufficient to predict regional ice dynamics, winds, mesoscale features, and mechanisms of nutrient resupply, which must be known to predict productivity and trophic response. Therefore, it is critical that mesoscale process-oriented studies identify the biophysical coupling required to maintain suitable prey availability and ice-associated habitat for marine mammals on regional arctic scales. Only an integrated ecosystems approach can address the complexity of factors determining reproductivity and cascading trophic dynamics in a warmer Arctic. This approach, integrated with monitoring of key indicator species (e.g., bowhead whale, ringed seal, and beluga), should be a high priority. Des analyses récentes ont fait apparaître des tendances, au cours des 20 à 30 dernières années, à la diminution de l'étendue des glaces de mer dans l'océan Arctique qui coïncident avec des tendances au réchauffement. Ces tendances pourraient être symptomatiques de l'amplification polaire du réchauffement prédit pour les prochaines décennies suite à la hausse de CO2 dans l'atmosphère. Cet article offre un résumé de ces prédictions et des schémas non uniformes de changement climatique dans l'Arctique, en vue d'examiner leurs retombées potentielles sur les mammifères marins. Vu que les tendances récentes de l'étendue des glaces de mer ne sont pas uniformes, les retombées directes et indirectes sur les mammifères marins devraient varier sur le plan géographique. Des changements dans l'étendue et la concentration de la glace de mer peuvent modifier les distributions saisonnières, les aires géographiques, les schémas de migration, l'état nutritionnel, le succès de la reproduction, et, en fin de compte, l'abondance et la structure de la population de certaines espèces. Les phoques associés à la glace, qui dépendent d'un support glaciel pour le repos, la mise bas et la mue, seraient particulièrement affectés par de tels changements. Vu que les diminutions récentes de couverture de glace ont été plus importantes dans l'Arctique sibérien (de 60° E. à 180° E.) que dans la mer de Beaufort et les secteurs occidentaux, on pense que les populations de mammifères marins dans l'Arctique sibérien pourraient être les premières à faire l'expérience de variations géographiques dues au climat ou d'une modification de leur capacité de reproduction causée par des changements chroniques dans l'étendue de glace. Une modification de l'étendue et de la productivité des systèmes de la marge glaciaire pourrait affecter la densité et la distribution de proies associées à la glace importantes pour les mammifères marins, comme la morue arctique Boreogadus saida et les amphipodes vivant en contact avec la glace. Les modèles climatologiques actuels ne sont toutefois pas en mesure de prédire les dynamiques régionales de la glace, les vents, les caractéristiques à mésoéchelle ainsi que les mécanismes de réapprovisionnement en éléments nutritifs, tous éléments que l'on doit connaître pour pouvoir prédire la productivité et la réponse trophique. Il est par conséquent critique que des études à mésoéchelle axées sur les processus identifient les interactions du milieu naturel nécessaires pour maintenir, à des échelles arctiques régionales, une disponibilité de proies et un habitat associé à la glace appropriés aux mammifères marins. Seule une approche intégrée des écosystèmes peut envisager la complexité des facteurs déterminant la productivité et les dynamiques trophiques qui en résultent dans un Arctique plus tempéré. Cette approche, intégrée avec la surveillance d'espèces indicateurs clés (p. ex., la baleine boréale, le phoque annelé et le bélouga), devrait constituer une haute priorité.