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ENSO-Lexikon

ENSO-Lexikon

I

IMARPE

Span. für Instituto del Mar del Pe; peruanisches Meeresinstitut mit wichtigen ozeanographischen Daten und Informationen zu ENSO.

IMPENSO

Engl. Akronym für Impact of ENSO (Der Einfluß von ENSO auf die Wasserressourcen und die lokale Bevölkerung in einem Regenwaldrandgebiet Indonesiens). IMPENSO ist ein Deutsch-Indonesisches Forschungsprojekt (2001-2006), das die Wasserressourcen und die landwirtschaftliche Produktion im Einzugsgebiet des Palu River in Zentralsulawesi (Indonesien) untersucht und Strategien für den Umgang mit ENSO-bedingten Niederschlagsschwankungen entwickelt.

Indischer Ozean Dipol (IOD)

Engl. Indian Ocean Dipole; eine unregelmäßig auftretende Oszillation der Meeresoberflächentemperaturen (SST-Anomalie) zwischen zwei Gebieten (oder Polen, daher Dipol) - und zwar am äquatorialen Ost- und Westende des Indischen Ozeans. Es werden 'positive', 'neutrale' und 'negative' Phasen unterschieden. Eine positive Phase sieht überdurchschnittliche Meeresoberflächentemperaturen und in der Folge höhere Niederschläge im westlichen Indik, was mit einer Abkühlung der Gewässer im östlichen Indik korrespondiert. Diese Abkühlung bedingt eine Tendenz zu Dürren in den benachbarten Landmassen von Indonesien und Australien. Die negative Phase des IOD bringt die gegenteiligen Verhältnisse mit sich, wärmere Ozeantemperaturen und stärkere Niederschläge im Ostindik und kühlere und trockenere Verhältnisse im Westen.
Zum ersten Mal entdeckt wurde dieses Phänomen 1999. Allerdings belegen Proxydaten aus Korallenriffen, dass der IOD mindestens seit dem mittleren Holozän, d.h. seit etwa 6.500 Jahren besteht. Ähnliche Systeme sind in den anderen beiden Weltmeeren Atlantik (Atlantische Multidekaden-Oszillation) und Pazifik (Pazifische Dekaden-Oszillation) ebenfalls bekannt.

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The Indian Ocean Dipole (IOD)

The IOD is a coupled ocean-atmosphere phenomenon in the Indian Ocean. A positive IOD is normally characterized by anomalous cooling of SST in the south eastern equatorial Indian Ocean and anomalous warming of SST in the western equatorial Indian Ocean. Associated with these changes the normal convection situated over the eastern Indian Ocean warm pool shifts to the west and brings heavy rainfall over the east Africa and severe droughts/forest fires over the Indonesian region.

SST anomalies are shaded (red color is for warm anomalies and blue is for cold). White patches indicate increased convective activities and arrows indicate anomalous wind directions during IOD events.

Quelle: JAMSTEC
 

Die Auswirkungen dieser Meerestemperaturen-Anomalie sind ziemlich unterschiedlich, vor allem im Bezug auf den indischen Monsun. Bei einem positiven IOD Ereignis fällt auf der Westseite des indischen Subkontinents weniger Niederschlag aufgrund des herabgesetzten Meer-Land Temperatur- und damit auch Druckunterschieds, welcher wiederum an der Ostküste nun stärker ausgeprägt ist und hier mehr Niederschlag fällt.

Der IOD teilt den Indik in zwei Regionen, zum Einen in die indonesisch-australische, welche als zusammengehörig zu betrachten ist, und zum Anderen in den Ostküstenbereich Afrikas. In diesen beiden Regionen ergibt sich bei einer nicht neutralen Phase jeweils immer eine der jeweils anderen Region entgegengesetzte niederschlagsarme oder niederschlagsreiche Phase. Die Niederschlagsverteilungen sind hier aber nicht von den monsunalen Luftströmungen wie in Indien bedingt, und damit auch nicht von den Land-/ Meerunterschieden hinsichtlich Temperatur und Druck.
Australien und Indonesien und der erwähnte Teil Ostafrikas befinden sich so nah am Äquator, dass die vorhandenen Druckverhältnisse nicht von den Land-Meer Temperaturunterschieden abhängig sind und der Niederschlag vornehmlich über die Verdunstung und Konvektion über dem Meer gesteuert wird. Dadurch kommt es bei einem regionalen Abfall der SST jeweils zu weniger Konvektion über dem Meer und dadurch weniger Niederschlägen, und die Wahrscheinlichkeit einer Dürre wird erhöht. Bei einem positiven Ereignis gibt es also vor Australien und Indonesien niedrigere SST und damit verbunden weniger Niederschläge, während im äquatornahen Ostafrika erhöhte SST und damit einhergehend mehr Niederschläge fallen. Ein negatives Ereignis hat immer exakt die umgekehrten Folgen.

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Dipole Mode Index (DMI)

The IOD is commonly measured by an index that is the difference between sea surface temperature (SST) in the western (50°E to 70°E and 10°S to 10°N) and eastern (90°E to 110°E and 10°S to 0°S) equatorial Indian Ocean. The index is called the Dipole Mode Index (DMI). The map shows the east and west poles of the IOD for November 1997 at the height of the 1997 positive IOD event. The east and west poles of the IOD are marked with black boxes. Quelle: BOM

 

Wie ENSO ist der IOD ein gekoppeltes Ozean-/Atmosphären-Phänomen. Auch sind seit einigen Jahren Verbindungen bekannt zwischen dem IOD und ENSO über eine Erweiterung der Walker-Zirkulation nach Westen und dem damit verbundenen Indonesischen Durchstrom (Indonesian Throughflow, ein Zustrom von warmem Oberflächenwasser aus dem Pazifik in den Indik). Da der ENSO-Index meist über den Luftdruckunterschied zwischen dem tiefen Druck im Bereich Indonesiens und dem hohen Druck vor der peruanischen Küste definiert wird, sind Wechselwirkungen nicht verwunderlich, da das indonesische Tief auch ein Teilelement des IOD ist. Ein positiver IOD kann von einem positiven ENSO-Ereignis ausgelöst werden, aber auch ein IOD-Ereignis kann ein positives ENSO-Ereignis auslösen.

Negative IOD sind wiederum mit La Niña verbunden. Die interne Variabilität dieses Systems erlaubt aber auch ein Vorkommen unterschiedlicher Phasen ohne äußere Einflüsse. Die vorhandenen Telekonnektionen funktionieren über die Atmosphäre, so kann eine positive IOD-Phase durch Upwelling eine negative SST-Anomalie vor Indonesien und mit dem damit einhergehenden Druckabfall ein Eintreten eines positiven ENSO-Ereignisses bewirken.
Wenn der IOD und ENSO phasengleich verlaufen, sind die Auswirkungen von El Niño und La Niña beispielsweise in Australien oft höchst extrem, wohingegen die Auswirkungen von El Niño und La Niña verringert werden können, wenn sie gegenphasig verlaufen.

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Schematic biennial climate oscillation in the Pacific and Indian oceans

A strong monsoon in the June–September period (red, panel 1) leads to the development of negative anomaly in the Indian Ocean Dipole (IOD) index (red: panel 2). As a consequence of the demise of the negative IOD anomaly, the Pacific trade winds decelerate (red: panel 3), which leads, in turn, to the formation of an El Niño phase and a decrease in the strength of the Walker Circulation (red: panel 4). In response to these changes, the South Asian monsoon weakens (blue, panel 1) and the second annual cycle follows the same pattern, but with opposite signs. Izumo and colleagues suggest that the evolution from an anomaly in the Indian Ocean Dipole to an El Niño or La Niña event could help improve ENSO forecasts at lead times of up to 14 months.

Predicting an El Niño or La Niña event before the preceding spring has proved to be difficult. Taking into account coupled ocean–atmosphere modes in the Indian Ocean region that have a two-year periodicity may provide the basis for longer forecasting lead times.

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Quelle: Peter J. Webster & Carlos D. Hoyos (2010): Beyond the spring barrier?
 
Indonesischer Durchfluss (Indonesian Throughflow, ITF)

Meeresströmung, die warmes und relativ salzarmes Oberflächenwasser (hohe Niederschläge) sowie kühles und relativ salzarmes Wasser im Bereich der Thermokline vom Westpazifik durch die indonesischen Gewässer in den Ostindik transportiert. Der Strom und die Durchmischungsvorgänge des ITF werden von Änderungen der Winde, der Temperatur und der Niederschläge beeinflusst, welche durch saisonale Veränderungen und Klimaphänomene wie El Niño verursacht werden. Wenn die Passate erlahmen und die Gradienten der zonalen Meeresoberflächenhöhe und der -temperatur geringer werden oder sich umkehren, was zu einem El Niño führt, dann sinkt das Ausmaß des ITF. Der gegenteilige Effekt stellt sich bei einem La Niña-Ereignis ein mit seinen verstärkten Passaten, und stärkeren Gradienten bezüglich Höhe der Meeresoberfläche und Meeresoberflächentemperatur, der ITF ist dann anomal groß.

Indonesischer Durchfluss

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Quelle: BHS

The flow that passes through Indonesia is called the Indonesian Throughflow (ITF), and was first noted by oceanographer Klaus Wyrtki in 1957. Its source is the Philippine Sea and the West Caroline Basin, where the incessant blowing of the trade winds, and the currents they generate, have entrapped water from the great expanse of the Pacific. In the Pacific Ocean northeast of the Indonesian archipelago, the sea level is twenty centimeters above average; in the Indian Ocean south of Indonesia, because of similar forces acting in an opposite direction, the sea level is ten centimeters below average. This thirty centimeter differential sets in motion a massive movement of water.
The volume of this flow is so great that familiar units like cubic meters and gallons quickly become unwieldy, so oceanographers have invented a unit they call the “Sverdrup,” named after Norwegian scientist Harald Sverdrup of the Scripps Institution of Oceanography. One Sverdrup is a flow of one million m³ per second, which is a lot of moving water. Think of a river one hundred meters wide, ten meters deep, and flowing at two knots, and then imagine one thousand of these rivers - that’s one Sverdrup. The Indonesian Throughflow, scientists estimate, represents 15 Sv, or fifteen thousand of these rivers.
Three quarters of this flow is carried in the upper few hundred meters, and the rest moves through Indonesia’s network of deep basins. The seasons affect the rate of the Indonesian Throughflow, and it is strongest during the southeast monsoon, peaking in August. An El Niño year disrupts this pattern by diverting the equatorial trade winds, pushing the water east, away from Indonesia.

 
 
Indo-pazifischer Warmwasserkörper (Indo-Pacific Warm Pool, IPWP)

Engl. Indo-Pacific Warm Pool (IPWP); ein ozeanübergreifender Warmwasserkörper in den Tropen, bestehend aus dem Ostindik-Warmwasserkörper (Eastern Indian Ocean Warm Pool, EIWP) und dem Westpazifischen Warmwasserkörper (Western Pacific Warm Pool, WPWP). Diese global größte Warmwasserregion ist durch Meeresoberflächentemperaturen von über 28 °C (Schwellenwert) charakterisiert.

Besonders im WPWP mit seinen höchsten Wassertemperaturen vollziehen sich intensive Konvektionsvorgänge mit weltweiter Bedeutung. Die hochreichende Konvektion vermag das weltweite Klima zu beeinflussen, beispielsweise über die Hadley- und die Walkerzirkulation und sie ist eine wichtige Quelle für Wärme- und Wassertransport. Die Gegend gehört zu den niederschlagsreichsten der Erde. Die Niederschlagsmenge kann die Verdunstungsmenge um fast 2 m übersteigen. Als Folge besitzt das Meer in dieser Region eine flache salzarme Schicht an der Oberfläche, die auf dichterem und kälterem Salzwasser treibt.

Das betreffende Gebiet unterliegt flächenmäßigen Fluktuationen, verschwindet aber nie. Der Teil im Indischen Ozean ist im März am größten, der pazifische Teil im August. Die Ausdehnung des Warm Pools im Pazifik ist positiv korreliert mit dem Auftreten von Westwindausbrüchen (westerly wind bursts) im Westpazifik, von denen man weiß, dass sie für die Entstehung von El Niño-Ereignissen von Bedeutung sind. Verlagerungen des Warm Pools und Intensitätsschwankungen beeinflussen Start, Intensität und Dauer von ENSO-Ereignissen.
Der WPWP fand wegen seiner engen Beziehung zu ENSO seit 1980 starke Beachtung von Seiten der Wissenschaft, wohingegen für den EIWP Nachholbedarf besteht.

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Meeresoberflächentemperaturen im IPWP

  • Irregular oscillations in IPWP area, some times in phase on the EIWP and WPWP sides
  • SST oscillations largely in phase with area oscillations
  • Average oscillation period ~ 8-10 years; irregular on EIWP side
  • Warmest SSTs move along the SPCZ
  • SSTs in tropical North Pacific near the Central American coast oscillate in phase with WPWP
  • EIWP area highly variable; some times disappears completely, some times extends to the African coast
  • EIWP and WPWP some times expand-contract together or move east-west together
  • Equatorial and SPCZ arms of WPWP oscillate in phase

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Quelle: CRCES
 

Weitere Informationen:

Innertropische Konvergenzzone (ITK)

Syn.: Äquatoriale Tiefdruckrinne, engl. intertropical convergence zone (ITCZ); erdumspannendes, wenige hundert Kilometer breites Band tiefen Luftdrucks über den Gebieten mit den am stärksten erwärmten Wasser- und Landmassen in den Tropen. In der durch ein flaches Luftdruckminimum geprägten ITK findet ein Zusammenströmen (Konvergenz) der sich hier auflösenden SO- und NO-Passate statt. Die geographische Lage der ITK (steiler Einfallswinkel der Sonnenstrahlen) und die Konvergenzvorgänge führen zu aufsteigender Luftbewegung (aufsteigender Ast der Hadley-Zelle), zu Wärme- und Feuchtigkeitsaufnahme und zu labiler Schichtung der Luftmassen mit entsprechenden konvektiven Niederschlägen. Die einzelnen Konvektionszellen dieser mächtigen Gewitter mit Cumulonimbus-Bewölkung können die in ca. 17 km Höhe liegende Tropopause durchstoßen und damit Luft in die Stratosphäre befördern. In der ITK wechseln sich oftmals Windstille und kurze tropischen Gewitterstürme ab.
Das deutsche Akronym ITK für 'innertropische Konvergenzzone' wurde in Anlehnung an Schönwiese (2003) übernommen.

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Innertropische Konvergenzzone (Aufnahme des geostationären GOES-11 vom 17. Mai 2000)

 

In this poster, the GOES-11 visible images of the clouds are overlaid on a color map of the western hemisphere derived from NOAA's AVHRR observations from polar orbit (color land cover classification data).

The Intertropical Convergence Zone, or ITCZ, is the region that circles the Earth, near the equator, where the trade winds of the Northern and Southern Hemispheres come together. The intense sun and warm water of the equator heats the air in the ITCZ, raising its humidity and making it buoyant. Aided by the convergence of the trade winds, the buoyant air rises. As the air rises it expands and cools, releasing the accumulated moisture in an almost perpetual series of thunderstorms.

Seasonal shifts in the location of the ITCZ drastically affects rainfall in many equatorial nations, resulting in the wet and dry seasons of the tropics rather than the cold and warm seasons of higher latitudes. Longer term changes in the ITCZ can result in severe droughts or flooding in nearby areas.

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Quelle: NASA GOES Project
 

Die Cumulonimbuswolken sind weder gleichmäßig verteilt, noch zufällig verstreut. Vielmehr sind sie innerhalb von Wolkenclustern zu finden, von denen jedes einige hundert bis zu 1.000 km Durchmesser aufweist. Jedes Cluster enthält Gruppen (mesoskalige Zellen) mit Cumulonimbusaktivität, die typischerweise horizontale Größen von einigen Zehnern von Kilometern bis zu 100 km im Durchmesser haben. Die einzelnen Wolken sind ca. 10 km im Durchmesser. Sie besitzen einen 3-5 km breiten zentralen Kern. Innerhalb der Aufwinde werden Geschwindigkeiten von 10-15 m/s (37-55 km/h) erreicht. Auf Satellitenbildern können mesoskalige Zellen und individuelle Cumulonimbuswolken nicht unterschieden werden, da sie von der ausgedehnten Zirrusbewölkung bedeckt wird, die sich aus den auseinanderströmenden Ambossen der Cumulonimbuswolken bildet.

In der ITK findet man schwache, oft westliche Winde. Sie können allerdings häufig in ihrer Richtung Hinundherspringen und werden deshalb als Mallungen oder Doldrums bezeichnet.

Die ITK ist kein stationäres Band, sondern wandert, insbesondere über Land, im Jahresverlauf der vom Zenitstand der Sonne abhängigen Zone stärkster Erwärmung mit ca. 1 Monat Verzögerung hinterher. Sie liegt - bedingt durch die größere Landmasse auf der Nordhemisphäre - im Mittel etwas nördlich des Äquators.

Je größer die beeinflussende Landmasse ist, um so mehr weicht die ITK (Monsuntrog) vom Äquator nach Norden (am weitesten über Asien) und Süden (am weitesten über Südamerika und dem südlichen Afrika) ab. Diese sehr große Nord- bzw. Süd-Abweichung der ITK vom Äquator führt zur Ausbildung der Monsune:

  • Vor dem Überqueren der vom Äquator heranrückenden ITK herrscht zumeist trockener Nordost-Monsun auf der Nordhalbkugel- bzw. Südost-Monsun auf der Südhalbkugel (auch Nordost- bzw. Südost-Passat genannt).
  • Nach dem Überqueren der vom Äquator gekommenen ITK (oder des ITK-ähnlichen Monsuntroges) herrscht zumeist feuchter Südwest-Monsun auf der Nordhalbkugel- bzw. Nordwest-Monsun auf der Südhalbkugel.

Man trifft diese tropischen Monsune innerhalb eines breiten Gürtels an, der vom tropischen Westafrika über den tropischen Indik bzw .den indischen Subkontinent bis in den Raum Nordaustralien/Indonesien/Südchina reicht. Über Amerika und den anderen Ozeanen sind die Monsune nicht so stark ausgeprägt.

Im Gegensatz zu den Verhältnissen über Land schwankt die Lage der ITK über den Ozeanen (Nordatlantik und Nordpazifik) nur gering um die Lage des sogenannten "Meteorologischen Äquators", der sich (bedingt durch die gegenüber der Südhalbkugel deutlich größeren Landmassen der Nordhalbkugel) etwas nördlich des geographischen Äquators befindet. Nur selten bildet sich über dem tropischen Atlantik (in Küstennähe Nordost-Brasiliens) und dem Ost-Pazifik eine ITK südlich des Äquators aus, was insbesondere im Ost-Pazifik auf die Wirkungen des globalen Witterungsphänomens ENSO (El Nino - Southern Oszillation) zurückzuführen ist. Während El Niño-Bedingungen ist die normale Wanderung der ITK wegen der außergewöhnlich warmen Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Pazifik unterbrochen.

Besonderheiten:

  • Über dem Norden Afrikas entstehen die meisten Niederschläge etwas südlich der sommerlichen ITK-Lage (Monsuntrog-Lage), weil die trockene Luft über der Sahara die Wolken- und Niederschlagsbildung deutlich reduziert (zu hohe potenzielle Verdunstung).
  • Im Südpazifik und (etwas schwächer) im Südatlantik kommt es oftmals zur Herausbildung von tropischen Konvergenzzonen (variable Monsuntröge, zum Beispiel im Südpazifik "SPCZ" genannt), welche im vieljährigen Mittel von Nordwest (über den tropischen Bereichen) nach Südost verlaufen und teilweise sogar bis in die subtropischen Breiten reichen. Sie sind mit langgestreckten schmalen Höhentrögen verbunden und befinden sich zumeist über denjenigen Meeresregionen, deren Oberflächentemperatur gegenüber dem vieljährigen Mittel deutlich erhöht ist.
  • Über dem südlichen Zentralpazifik besteht häufig noch eine zweite Zone mit konvergierenden Oberflächenwinden, die Südpazifische Konvergenzzone. Sie liegt im Durchschnitt einige Grad südlich des Äquators.
  • Innerhalb der ITK-Bereiche (Monsuntrog-Bereiche) können sich Gewitterwolken zu großen Wolkenclustern zusammenschließen und dabei den Luftdruck am Boden absenken und in der Höhe die tropische Ostströmung deformieren. Das führt zur Bildung von sogenannten "Tropischen Störungen" oder "Tropischen Wellen", die sich dann unabhängig von der ITK bewegen können. Gelangen sie über Meeresgebiete, können sich daraus "Tropische Zyklone" bilden.

Globale Durchschnittswerte des Niederschlags gemittelt über die Jahre 1998-2011

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Die nebenstehende Grafik wurde aus Daten des NASA/JAXA-Satelliten 'Tropical Rainfall Measuring Mission' (TRMM) erstellt. In dieser grafischen Datenauswertung wird die Konzentration der Bereiche höchster Niederschläge auf die Tropen deutlich. Gleichzeitig zeigt die dortige Niederschlagsverteilung Muster, die stark von der Land-/Wasserverteilung der Erdoberfläche geprägt sind.

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Für eine leicht ältere Version dieser Niederschlagskarte hat der Deutsche Wetterdienst eine kommentierte Fassung mit den Lagen der wichtigsten Intertropischen Konvergenzzonen (Monsuntröge) erstellt.

Quelle: NASA

Weitere Informationen:

interannuell

Syn. interannuär, in der klimatologischen Literatur häufig verwendeter, aus dem Englischen (interannual) eingedeutschter Begriff für "Jahr-zu-Jahr", um die Veränderlichkeit des Zustandes der Atmosphäre im angegebenen Zeitraum zu bezeichnen; vgl. Zeitskalen in der Atmosphäre

interne Klimavariabilität

Bezeichnung für die inneren Schwankungen des Klimasystems, die ausschließlich der internen Dynamik des Klimasystems geschuldet sind und in ihrem Wirken eines äußeren Antriebs nicht bedürfen. Beteiligt sind dabei Prozesse innerhalb einzelner Erdsystemkomponenten (Atmosphäre, Land, Ozean, Land- und Meereis u.w.) oder Wechselwirkungen verschiedener Klimakomponenten miteinander. Von besonderem Interesse sind Schwankungen, die durch die Wechselwirkung zwischen Atmosphäre und Ozean entstehen.
Die Erforschung der internen Klimavariabilität ist wesentlich um mögliche Signale des anthropogenen Klimawandels vom natürlichen Klimarauschen zu trennen. Allerdings wird die interne Klimavariabilität Ihrerseits vom Klimawandel beeinflusst.

Inversion

Wenige Zehner bis wenige hundert Meter mächtige, als Grenze wirkende Luftschicht in der Atmosphäre, innerhalb derer die Temperatur mit der Höhe nicht ab- sondern zunimmt (Temperaturumkehr). Inversionen entstehen durch

  • das Übereinanderführen verschiedener Luftmassen
  • durch die Ansammlung kalter Luft am Boden (Strahlungsinversion)
  • durch das Absinken sich erwärmender Luftmassen in Hochdruckgebieten (Absinkinversion).

Sie wirken als Sperre für hochreichende konvektive Vorgänge und verursachen eine Anreicherung von Staub und Dunst an der Umkehrschicht. Gleichzeitig kann sich dort eine ausgeprägte Wolkendecke bilden.

IPCC

Engl. Akronym für Intergovernmental Panel on Climate Change (Zwischenstaatlicher Ausschuss über Klimaveränderung, im Deutschen oft als Weltklimarat bezeichnet); im November 1988 von WMO und UNEP eingerichtetes Gremium zur Bewertung aktueller wissenschaftlicher, technischer und sozio-ökonomischer Informationen, die für das Verständnis von Klimaveränderungen und deren Auswirkungen sowie für damit zusammenhängende Anpassungs- und Vorsorgemaßnahmen bedeutsam sind. Zielgruppen sind insbesondere politische Entscheidungsträger. Der Sitz des IPCC-Sekretariats befindet sich in Genf.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) richteten 1998 die Deutsche IPCC-Koordinierungsstelle am Projektträger des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn ein.

Der IPCC betreibt selbst keine Forschung, sondern trägt die Ergebnisse der Forschungen in den verschiedenen Disziplinen zusammen, darunter besonders der Klimatologie. Er bildet eine kohärente Darstellung dieses Materials in so genannten Sachstandsberichten ab, den IPCC Assessment Reports. Die Berichte des IPCC werden in Arbeitsgruppen erstellt und vom Plenum akzeptiert. Jeder beteiligte Forscher kann in drei aufeinanderfolgenden Versionen Kommentare, Kritik und Vorschläge einbringen. Mehr als hundert Forscher haben dies getan; unabhängige Review Editors achten darauf, ob die Endfassung alles angemessen berücksichtigt.

Der IPCC organisiert sich in drei Arbeitsgruppen und einer Task-Force:

  • Arbeitsgruppe I befasst sich mit den wissenschaftlichen Aspekten des Klimasystems und der Klimaänderung.
  • Arbeitsgruppe II befasst sich mit der Verwundbarkeit von sozioökonomischen und ökologischen Systemen durch Klimaänderungen.
  • Arbeitsgruppe III befasst sich mit Maßnahmen zur Eindämmung des Klimawandels.
  • Eine Task Force befasst sich mit der Entwicklung von Methodologien und der Standardisierung von Verfahren beispielsweise bei der Erhebung von Emissionsdaten von Treibhausgasen in den einzelnen Ländern.

Der IPCC veröffentlicht Berichte in vier Kategorien:

  • Sachstandsberichte (assessment reports),
  • Sonderberichte (special reports),
  • technische Berichte (technical papers) und
  • methodologische Berichte (methodology papers).

Weitere Informationen:

IRI

Engl. Akronym für International Research Institute for Climate and Society; Aufgabe von IRI ist es, die Fähigkeit der menschlichen Gesellschaft zu erhöhen, Klimaauswirkungen zu verstehen, vorherzusehen und zu bewältigen, um dadurch das menschliche Wohlergehen und den Zustand der Umwelt zu verbesseren, insbesondere in Entwicklungsländern. Das IRI verfolgt dieses Ziel mit strategischer und angewandter Forschung, Bildung und Capacity Building, sowie durch die Bereitstellung von Vorhersage- und Informationsprodukten mit einem Schwerpunkt auf praxisorientiertem und überprüfbarem Nutzwert, alles unter dem Aspekt partnerschaftlicher Herangehensweise. Ein thematischer Schwerpunkt der Arbeit von IRI ist ENSO mit Ausführungen zum ENSO-Status, Monitoring, Auswirkungen, illustriert mit vielen grafischen Darstellungen.

IRI ist der Columbia University angeschlossen.

Weitere Informationen:

El Niño, La Niña and the Southern Oscillation (IRI)

Islandtief

s. Aleutentief

Isotherme

Linie gleicher Temperaturwerte

J

Jahreszeitenvorhersage

Meteorologische Verfahren, die zum Ziel haben, Witterungs- und Klimazustände für Jahreszeiten vorherzusagen, verbunden mit Aussagen zu ihrer Eintrittswahrscheinlichkeit..

Während Wettervorhersagen für den Kurz- und Mittelfristzeitraum den Wetterzustand in der Form einer Punkt-Termin-Aussage oder als Region-Zeitintervall-Aussage beschreiben, wird bei einer Jahreszeitenvorhersage der mittlere Zustand der Atmosphäre charakterisiert. Die Vorhersage wird dabei stets in Relation zum langjährigen klimatologischen Mittelwert für die betreffende Jahreszeit und für eine größere Region formuliert und enthält qualitative Aussagen wie: zu warm / zu kühl, zu feucht / zu trocken u.ä. Zur Gewinnung von Jahreszeitenvorhersagen existieren weltweit unterschiedliche Prognosetechniken.

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) wird Partner bei EUROSIP, ein Projekt, in welchem die Jahreszeitenvorhersage im Multi-Modellansatz am Europäischen Zentrum für Mittelfrist-Wettervorhersagen (EZMWF) erstellt wird. Im Zuge der Implementierung der operationellen Kette soll eine kontinuierliche Überwachung der Ozeanmodellergebnisse anhand von Satellitendaten installiert werden. Der Schwerpunkt der Evaluierung liegt bei physikalischen Größen an der Meeres- und Meereisoberfläche.
Ein Großteil der Beobachtungs-Datensätze für dieses Projekt kann zunächst durch die Copernicus-Daten aus MyOcean abgedeckt werden. Aus der kommenden Satellitengeneration der Sentinels sollen Daten wie Altimetrie, Oberflächentemperatur sowie Meereisparameter genutzt werden. Diese Anwendung geht hinsichtlich ihres Potenzials über das Gewässermonitoring hinaus, insofern die Evaluation des Ozeanmodells die Grundlage für eine bessere Jahreszeiten-Prognose für Land und auch den Ozean liefert.

Seit Oktober 2016 ist das German Climate Forecast System (GCFS) online, ein System zur routinemäßigen globalen Jahreszeitenvorhersage, die einmal pro Monat berechnet wird. Das GCFS ist eine gemeinsame Arbeit von Klimaforschenden des Centrums für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) der Universität Hamburg und des Max-Planck- Instituts für Meteorologie (MPI-M) in Zusammenarbeit mit den Meteorologinnen und Meteorologen vom Deutschen Wetterdienst (DWD). MPI-M und CEN bringen hierfür ihre Expertise auf dem Gebiet der Klimamodellierung ein. Der Deutsche Wetterdienst ergänzt dies durch seine Erfahrungen im operationellen Betrieb der Modellvorhersage, der Qualitätsbewertung sowie der Nutzerprodukte.

Bei einer Prognose über einen Zeitraum von mehreren Monaten sind viele Komponenten des Klimasystems zu berücksichtigen: nicht nur die untere Schicht der Atmosphäre (die Troposphäre, bis in maximal 16 Kilometer Höhe), sondern auch höhere Luftschichten, der Boden sowie Ozean und Meereis. Für die Jahreszeitenvorhersage wird ein mit all diesen Komponenten gekoppeltes Klimamodell genutzt.
Die Grundlage für die saisonale Vorhersage bildet das Erdsystem-Modell des Max-Planck-Instituts für Meteorologie (MPI-ESM), welches alle oben genannten Komponenten enthält. Diese Konfiguration wurde auf die Bedürfnisse der Jahreszeitenvorhersage angepasst. Jetzt können Startfelder erzeugt werden, die den Zustand des Klimasystems zum Startpunkt der Vorhersage für das Modell aufbereiten und Ensembles rechnen, die eine Vorhersage mit minimalen Änderungen im System wiederholen.

Die Methodik hinter dem GCFS unterscheidet sich grundlegend von der der Wettervorhersage. Denn statt detaillierter Aussagen gibt eine Jahreszeitenvorhersage Auskunft über jahreszeitlich gemittelte Trends. Es geht also um Aussagen zu Wahrscheinlichkeiten, mit denen Abweichungen gegenüber dem Langzeitklima erwartet werden. Auf den Karten der Website sieht man also die für die kommenden Monate prognostizierten Temperaturabweichungen von der Durchschnittstemperatur.

Ein wichtiger Bereich der Website widmet sich dem Naturphänomen El Niño-Southern Oscillation (ENSO) im tropischen Pazifik. In den äquatorialen Breiten, die von ENSO stark bestimmt werden, funktioniert die operationelle Jahreszeitenvorhersage bereits sehr gut. Für die Wahrscheinlichkeitsprognose zu ENSO bietet die Webseite ein monatlich aktualisiertes Blockbild des äquatorialen Pazifiks von 160° O bis 90° W und von 9° N bis 9° S. Der dargestellte Wasserkörper reicht bis in 300 m Tiefe. Ergänzt ist die Darstellung durch einen Schnitt durch die Atmosphäre bis in ca. 12 km Höhe. Die 3D-Darstellung enthält die Meerestemperaturen,

In dem Blockbild sind die Anomalien der Temperatur des Ozeans von der Oberfläche bis in 300 m Tiefe dargestellt. Außerdem sind auf der Oberseite des Blockbildes zusätzlich die Anomalien der Windstärke und Windrichtung für die Höhe der unteren Wolkengrenze (850 hPa) abgebildet. Die jeweils aktuellen Darstellungen können interaktiv verglichen werden mit den älteren Prognosen, insbesondere auch mit den Darstellungen von zwei Extremereignissen in den neunziger Jahren.

Vorhersage vom Oktober 2016

Reanalyse für das starke El Niño-Ereignis 1997/98

Reanalyse für das starke La Niña-Ereignis 1998/99

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Quelle: DWD

Weitere Informationen:

Jet-Stream (Strahlstrom)

Bandförmiger Luftstrom mit außerordentlich hohen Windgeschwindigkeiten (max. ca. 600 km/h) in der oberen Troposphäre oder unteren Stratosphäre, der durch große horizontale Temperaturunterschiede und die Corioliskraft verursacht wird. Länge: einige 1.000 km, Breite: einige 100 km, vertikale Mächtigkeit: einige km.

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Jet-Streams innerhalb der globalen Drucksysteme und Zirkulationszellen

 

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Quelle: RAO

 

 

Auf beiden Halbkugeln treten auf:

a) der sehr beständige, aber weniger intensive Subtropen-Jet über dem subtropischen Hochdruckgürtel etwa längs einer gedachten Linie von den Bermudas über die Kanaren, Nordafrika, den Persischen Golf, Indien, Südchina, den Pazifik bis Kalifornien. Auf der Nordhalbkugel liegt er im Sommer konstant auf ca. 40°N und im Winter ebenfalls konstant auf 30°N (zonales westliches Starkwindband). Seine mittlere Höhe beträgt etwa 12 km über Grund, also etwas unterhalb der dortigen Tropopause.

b) der wellenförmige, stellenweise unterbrochene Polarfront-Jet (Höhe ca. 10 km) in den höheren Mittelbreiten (zwischen 50° und 75° Breite). Seine geographische Lage ist eng an die der Polarfront (Grenze zwischen warmer und kalter Luft) gekoppelt und ist daher stark veränderlich. Wegen der hohen räumlichen Variabilität des Polarfront-Jets, der vor allem über den Ozeanen stark mäandriert, ist im Gegensatz zu modellhaften Darstellungen eine räumliche Trennung beider Jets, vor allem auf der Nordhemisphäre und speziell in den Westteilen von Atlantik und Pazifik schlecht oder gar nicht zu erkennen. Insbesondere in Karten mit zeitlichen Mittelwerten des 200 hPa-Niveau-Zonalwindes tritt der Subtropenjet viel deutlicher hervor, als der Polarfrontjet, da letzterer durch die großen Schwankungen der Polarfront ebenfalls großen Verlangerungen unterliegt. Daher wird oft vom Subtropenjet als dem Jetstream gesprochen.

Neben den bekannten großen Jetstreams gibt es aber auch noch

  • den Tropical Easterly Jet (TEJ): Er erstreckt sich ausgehend von der tibetischen Hochebene bis zur innertropischen Konvergenzzone (ITC) und ist hier vor allem als Höhenostwind bis in den Norden Afrikas wetterwirksam. Insbesondere handelt es sich also nicht um einen Westwind wie beim PFJ oder STJ, sondern um einen Ostwind. Seine stärkste Ausprägung erfährt er im Nordsommer, also während des indischen Sommermonsuns.
  • die low altitude jets: Sie treten in der Nähe von Wirbelstürmen auf (low altitude = geringe Höhe).
  • den nocturnal jet: Ein nächtlicher low-altitude-Jetstream.
  • stratosphärische bzw. mesosphärische Jetstreams
  • Ein Supersturm ist eine Jetstreamverwirbelung aus einem polaren Strahlstrom (PFJ – Polarfrontjetstream) und einem subtropischen Strahlstrom (STJ – Subtropenjetstream).

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Jahreszeitliche Verlagerung des Polarfrontjets
über den USA

 

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Quelle:
UCAR - MetEd (Zugang nach kostenfreier Registrierung)

Während eines El Niño-Ereignisses bewegen sich die Jet-Streams von Westen nach Osten über den nördlichen Golf von Mexico und Nordflorida. Daher treten in diesen Gegenden vermehrt Tornados auf.

Lage der Jet-Streams (Januar - März) bei einem El Niño- und bei einem La Niña-Ereignis

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During winter El Niño episodes feature a strong jet stream and storm track across the southern part of the United States, and less storminess and milder-than-average conditions across the North. La Niña episodes feature a very wave-like jet stream flow over the United States and Canada, with colder and stormier than average conditions across the North, and warmer and less stormy conditions across the South.

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Quelle: NOAA - CPC

Während eines La Niña-Ereignisses verlagern sich die Jet-Streams allerdings von den zentralen Rocky Mountains ostnordöstlich zu den östlichen Grossen Seen. Das heisst, dass die Tornados mehr nördlich und westlich anzutreffen sind, als während El Niño.

Weitere Informationen:

JMA-Index

Syn. Niño3-Index; Index der Japan Meteorological Agency zur Abgrenzung von Warm-, Kalt- und Neutral-Phasen innerhalb des ENSO-Zyklus. Der Index beruht auf den Anomalien der Meeresoberflächentemperatur (SST) im Gebiet von 4° N bis 4° S und 150° W bis 90° W.
Von einem El Niño wird dann gesprochen, wenn der fünfmonatige Durchschnitt der SST-Anomalien während wenigstens 6 aufeinanderfolgenden Monaten größer als 0,5 °C ist. Das Ereignis muß vor September beginnen und die Monate Oktober, November und Dezember umfassen.
Für La Niña gilt Entsprechendes mit einem um 0,5 °C unter dem Durchschnitt liegenden Wert. Jahre, die beide Bedingungen nicht erfüllen, werden als neutral eingestuft.

jma

JMA Index 1976 - 2015

 

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Quelle und aktuelle Version:
Center for Ocean-Atmospheric Prediction Studies

 

 

 

Im Kapitel 'Aktueller Zustand des Pazifiks' befinden sich Links zu Webseiten, auf denen man aktuell die neuesten Werte des JMA-Index findet. Vor einigen Jahren wurde von amerikanischer Seite der Oceanic Niño Index (ONI) etabliert, der eine ähnliche Grundlage hat und inzwischen als einheitlicher Messindex und Definition für El Niño und La Niña herangezogen wird. Siehe auch Oceanic Niño Index, Multivariater ENSO Index, Southern Oscillation Index, TOPEX/Poseidon-El Niño-Index.

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