Seasonal to decadal Changes Affecting Marine Productivity: an Interdisciplinary investigation

Målet med det tverrfaglige SCAMPI prosjektet har vært å identifisere og analysere mønstre i dekade-variabilitet i det marine miljø og økosystem rundt det sørlige Afrika. Til dette er i-havet målinger og satellitt observasjoner benyttet sammen med analyse verktøy og simuleringsmodeller. Simuleringene har vært sammenlignet med observasjons data og gitt mulighet for å studere de prosesser som har styrt endringene og hvorledes disse har forplantet seg fra en romlig skala og tidsepoke til en annen. Prosjektet har vært inndelt og utført gjennom tre arbeidspakker (AP) og grupper: AP1: Innvirkning av sesong til dekade variasjoner på marine ressurser ledet av Joël Durant (UiO, Norge) og Lynne Shannon (UCT, Sør Afrika) med deltakelse av Coleen Moloney, Hilkka Ndjaula og Yunne Shin. Denne gruppen inkluderte også PhD student Nandipha Twatwa, MSc studentene Moagabo Ragoasha, Eirik Walle, og Fisokuhle Mbatha og BSc studentene James de Haast og Danielle Boyd. WP2: Testing av økosystem respons til sesong og dekade variasjoner og endringer ledet av Bjørn Backeberg (UCT/CSIR, Sør Afrika) og Annette Samuelsen (NERSC, Norge) med deltakelse av Marjolaine Krug, Coleen Moloney, Lynne Shannon, Anne Treasure, Anton Korosov og Jenny Veitch. Gruppen inkluderte også MSc student Khushboo Jhugroo. WP3: Miljø drivere, dominerende vekselvirknings-prosesser, indikatorer og variabilitet ledet av Johnny A. Johannessen (NERSC, Norge) and Mathieu Rouault (UCT, Sør Afrika) med deltakelse av Bjørn Backeberg, Francois Counillon, Bastien Dieppois, Issufo Halo, Marcello Vichi, Noel Keenlyside, Marjolaine Krug, Morten Hansen, Anton Korosov og Frank Shillington. Gruppen inkluderte også Phd studentene Neil Malan, Laura Braby, Arielle Stela Nkwinkwa Njouodo og Rodrigue Anicet Imbol Koungue, MSc studentene Kyle Cooper, Daniel Schilperoort, Karen Fosse Sivertsen, Marc de Vos, Mark Hague og Tharone Rapeti og BSc studentene William Middleton og Caitlin Sole. SCAMPI prosjektet har alt i alt støttet 26 postdoc og studenter ved UCT inklusiv 4 postdoc, 9 PhD studenter, 8 MSc studenter and 5 BSc Honours studenter. Av de 20 Sør Afrikanske postdocs and studenter var 5 svarte, mens hele 14 (50%) av alle studentene var kvinner. I tillegg var det 8 internasjonale studenter from 3 andre Afrikanske land inklusiv Cameroon, Mauritius og Mozambique and 2 Norske studenter, 1 fra UiB og 1 fra UiO. Nesten 40 utvekslings-besøk fant sted I løpet av prosjektet. 4 MSc grader (2 ved UCT, 1 ved UiO og 1 ved UiB) er tatt, og ytterligere 2 MSc grader er forventet ved UCT senere i 2017. 1 BSc honours grad er også tatt ved UCT. I tillegg er det forventet at 3 PhD grader ved UCT vil avsluttes senere i 2017 eller i 2018. Måloppnåelsen har vært tilfredsstillende og gjennomføringen av de tre store prosjekt-oppgavene har bidratt til en ny tverrfaglig kunnskap og en rekke interessante resultater, og bidragene fra postdocs, PhD, MSc and BSc honours studentene har svært viktig. Herunder kan for eksempel nevnes: Vannet på kontinental-sokkelen påvirkes av ustabile tilstander i Agulhasstrømmens frontområder inn mot sokkelskråningen og kysten. Agulhasstrømmen er svært kraftig og ikke-lineær med hyppige tilstander av kompleks dynamikk og vekselvirkningsprosesser som gjør det vanskelig å etablere gode indikator verdier. Sesong og kort-tidsendringer i de ledende fiskegruppene i området har sammenheng med og påvirkes av storskala tilstandsendringer i det marine miljø. Vindene som brukes til å drive havmodeller og reanalyser inkluderer ikke effekten av de sterke overflatestrømmene og temperaturendringene i området og har derfor stedvis og periodevis avvik fra den reelle vindtilstand. Klyngeformasjoner etablert gjennom Prinsipal Komponent Analyser gir brukbare regionale mønstre i planteplankton sykluser og vekst i det sørlige Atlanterhavet. Det varme overflatevannet som fraktes med Agulhasstrømmen fra det Indiske Hav påvirker fordampning og dermed det lokale og regional nedbørsforløp. Avvik i vindfeltet i det tropisk Atlanterhavet påvirker og forklarer det meste av de episodiske varme og kalde tilstandene som brer seg sørover langs vestkysten av det Sørlige Afrika helt til Benguela oppstrømningsområdet. En finner positive korrelasjon mellom rekruteringsindeksen for dypvanns lysing og avvik i vindfeltet for sommermånedene. Økosystem-basert fiskeriforvaltning kan om mulig innføres og styrkes ved systematisk overvåking under hekking av havsulene i Cape området. Det er klare signaler på at endringer i forekomster av ansjos og sardiner kan knyttes til mattilgang. Prosjektet har levert 8 vitenskapelige artikler i fagfelle-vurderte journaler. I tillegg er 2 artikler under evaluering, mens ytterligere 6 artikler er under bearbeiding. Det har videre vært gitt 26 presentasjoner av prosjektet på konferanser og workshops.

The project aims to use available data and a variety of analysis and statistical tools to identify seasonal to decadal patterns of variability in the marine ecosystems off South Africa and how these change in time and space. It further aims to use atmosph eric, physical and biological models to complement these observations, testing hypothesis and causes of change and the ways in which processes impacted at one scale might propagate to other scales. The main focus of the project is on processes that occur on time scales of less than one year, which includes, for example, seasonal changes and changes associated with coastal upwelling events, transient eddies and filaments. These short-term processes influence primary and secondary production, and changes in the timing, frequency and intensity of these events over the medium- to long-term can cause shifts in the structure and functioning of the marine ecosystem. The project aims to predict the likely implications of such change for biodiversity and marine li ving resources. The project is designed as an interdisciplinary collaboration among partners at the University of Cape Town, the Nansen Environmental and Remote Sensing Centre in Bergen, the University of Bergen and the University of Oslo. The expertise associated with the project spans the disciplines of atmospheric science, physical oceanography and marine biology, with skill sets encompassing data acquisition (especially from satellites), data analysis, statistics and modelling. The project is divide d into three connected work packages, each of which covers at least two disciplines, and which are themselves linked through exchange of data and data products. Work package 1: Influence of seasonal to decadal variability on fished marine resources and t heir predators Work package 2: Testing ecosystem responses to variability and change Work package 3: Environmental drivers, interactions, indicators and variability