Several studies have documented fish populations changing in response to long-term warming. Over the past decade, sea surface temperatures in the Gulf of Maine increased faster than 99% of the global ocean. The warming, which was related to a northward shift in the Gulf Stream and to changes in the Atlantic Multidecadal Oscillation and Pacific Decadal Oscillation, led to reduced recruitment and increased mortality in the region’s Atlantic cod ( Gadus morhua ) stock. Failure to recognize the impact of warming on cod contributed to overfishing. Recovery of this fishery depends on sound management, but the size of the stock depends on future temperature conditions. The experience in the Gulf of Maine highlights the need to incorporate environmental factors into resource management.

Global climate models were used to assess changes in the mean, variability and extreme sea surface temperatures (SSTs) in northern oceans with a focus on large marine ecosystems (LMEs) adjacent to North America, Europe, and the Arctic Ocean. Results were obtained from 26 models in the Community Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) archive and 30 simulations from the National Center for Atmospheric Research Large Ensemble Community Project (CESM-LENS). All of the simulations used the observed greenhouse gas concentrations for 1976–2005 and the RCP8.5 “business as usual” scenario for greenhouse gases through the remainder of the 21st century. In general, differences between models are substantially larger than among the simulations in the CESM-LENS, indicating that the SST changes are more strongly affected by model formulation than internal climate variability. The annual SST trends over 1976–2099 in the 18 LMEs examined here are all positive ranging from 0.05 to 0.5°C decade–1. SST changes by the end of the 21st century are primarily due to a positive shift in the mean with only modest changes in the variability in most LMEs, resulting in a substantial increase in warm extremes and decrease in cold extremes. The shift in the mean is so large that in many regions SSTs during 2070–2099 will always be warmer than the warmest year during 1976–2005. The SST trends are generally stronger in summer than in winter, as greenhouse gas heating is integrated over a much shallower climatological mixed layer depth in summer than in winter, which amplifies the seasonal cycle of SST over the 21st century. In the Arctic, the mean SST and its variability increases substantially during summer, when it is ice free, but not during winter when a thin layer of ice reforms and SSTs remain near the freezing point.

Climate change is dramatically altering the environmental context in which marine resources are harvested and managed. A growing field of academic literature has begun to explore the adaptive capacity of fishers and managers to respond to this change, but much of this field is abstract and theory-driven. Therefore, it is unclear whether this literature accurately reflects the adaptation priorities of fishery management practitioners, or whether there are gaps in the literature that these practitioners could fill with on-the-ground knowledge. Second, even if these principles of adaptive capacity are perfectly aligned with management practitioners' priorities, it is unclear to what extent these principles are actively considered in the decision making process, and if not, why. This study seeks to address these questions by confronting fisheries professionals with academic ideas around adaptive capacity through a series of semi-structured interviews with federal fishery managers and scientists whose work informs decision making in the United States regional fishery management system. The study then uses these interviews to identify three low-cost, high-impact action items that could make concepts from the academic literature more accessible and useful to these practitioners and expand the literature by incorporating practitioners' expertise. These action items are: 1) distinguish adaptive capacity from adaptive management, 2) use practitioner insights to contextualize the elements of adaptive capacity within the constraints and opportunities of governance systems, and 3) expand academic research to explicitly consider the capacity to adapt on appropriate timelines given the scale and pace of systemic change.

Abstract Aquatic foods hold a unique potential to contribute to a much-needed transformation of food systems thanks to their high nutritional value, cultural significance, and relatively low environmental impact. However, realizing this potential requires a transformative approach to help overcome two grand challenges: sustainably increasing the production of nutritious aquatic foods and ensuring equitable access to these resources. This paper highlights the key recommendations from the White Paper on Challenge 3 (‘Sustainably nourish the global population’) of the United Nations Decade of Ocean Science for Sustainable Development (hereafter, the Ocean Decade), developed by a group of experts under the Vision 2030 process, on the science needed to support a ‘Blue Transformation’. A holistic, interdisciplinary science agenda is proposed, emphasizing strengthened institutional and public–private partnerships, prioritizing the inclusion of small-scale actors, women, and youth, and focusing on delivering science targeted to solve specific challenges. The Ocean Decade provides a platform to catalyse these efforts, fostering a paradigm shift towards inclusive, co-created science. Achieving these goals will enable aquatic food systems to contribute significantly to global food security and the Sustainable Development Goals by 2030.