Einleitung

Kernraum unserer anfänglichen Betrachtungen zu ENSO ist der tropische Pazifik. Im durchschnittlichen Zustand besteht im tropischen Pazifik ein deutliches Gefälle der Meeresoberflächentemperatur (SST) entlang des Äquators: Der Ostpazifik ist mit etwa 20 °C relativ kalt, im Westpazifik misst man recht hohe Temperaturen bis zu 30 °C (s. Abb.). Diese Differenz spiegelt sich im Klimageschehen beiderseits des äquatorialen Pazifiks wider. Im Westen steigt die Luft über dem sehr warmen Wasser auf, was starke Wolkenbildung und ergiebige Niederschläge auslöst, denen die tropischen Regenwälder Indonesiens ihre Existenz verdanken. Auf der anderen Seite, über dem kalten östlichen Pazifik, sinken großräumig Luftmassen ab und schaffen trockene Bedingungen – Voraussetzung für die küstennahen Wüsten des westlichen Südamerikas (s. Neutralzustand).

Die Meeresoberflächentemperaturen (°C) des tropischen Pazifik im Dezember 1996

Die Grafik veranschaulicht die wichtigsten Punkte während einer durchschnittlichen Sitation des tropischen Pazifiks. Im Westpazifik befindet sich ein Warmwasserkörper, der bis in über 150 m Tiefe reicht. In der Westhälfte des Pazifiks reicht warmes Wasser bis zu ca. 15 °N/S. Im Ostpazifik befindet sich deutlich kälteres Wasser mit einer ausgeprägten Kaltwasserzunge entlang des Äquators. Der Warmwasserkörper pendelt mit dem Sonnenstand über den Äquator, aber die Verteilungsmuster der SST werden durch Winde beeinflusst.

Quelle: Latif 2006

Der äquatoriale Pazifik ist aber auch eine der Regionen des Weltozeans, die durch eine relativ starke Variabilität der Meeresoberflächentemperatur gekennzeichnet ist. Dabei treten im äquatorialen Ostpazifik anomal warme Bedingungen und alternierend anomal kalten Phasen auf, die beide das Klima weit über den äquatorialen Pazifik hinaus beeinflussen.

Der Begriff "El Niño / Southern Oscillation", kurz ENSO, bezeichnet ein gekoppeltes Zirkulationssystem von Ozean und Atmosphäre im Bereich des tropischen Pazifiks. El Niño steht dabei für die ozeanischen Zusammenhänge, während Southern Oscillation (Südliche Oszillation) sich auf die atmosphärischen Zusammenhänge bezieht.

Die Existenz des ENSO-Phänomens hängt ab von den Ost-West-Variationen der Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Pazifik und den engen Verbindungen zu den unterschiedlichen Luftdrücken auf Meereshöhe und damit von den Oberflächenwinden in den Tropen, die ihrerseits die wichtigsten Niederschlagsgebiete bestimmen. Diese Veränderlichkeit der atmosphärischen und ozeanischen Zustände findet seinen Ausdruck darin, dass ENSO drei unterschiedliche Phasen besitzt, die Warmphase El Niño, die Kaltphase La Niña und die Neutralphase, sie werden weiter unten vorgestellt.

Die Temperatur der Meeresoberfläche wird an die darüber liegende Atmosphäre weitergegeben, und da warme Luft weniger dicht ist, steigt sie auf, wohingegen kühlere Luft absinkt. Wenn Luft in Bereiche aufsteigt, wo die Luft dünner ist, dehnt sie sich aus. Dies bewirkt eine Abkühlung, was wiederum zur Kondensation von Luftfeuchte führt und letzlich zu Regen. Niedriger Luftdruck entsteht über warmem Wasser, während höherer Druck sich über kühleren Gebieten bildet. Die mit Feuchtigkeit beladenen Winde wehen in das Gebiet mit tieferem Druck, wo die Luft konvergiert und aufsteigt, was zu schweren Niederschlägen führt. Der Regen fällt aus konvektiven Wolkensystemen, oft mit Gewittern und möglicherweise innerhalb tropischer Stürme. Von besonderer Bedeutung sind die Intertropische Konvergenzzone (ITCZ) und die Südpazifische Konvergenzzone (SPCZ), die durch die äquatoriale Trockenzone getrennt sind. Diese atmosphärischen Merkmale spielen eine Schlüsselrolle bei ENSO, da sich ihr Charakter und ihre Lage ändert, wenn sich die Meeresoberflächentemperaturen ändern.

Der Wärmegehalt des oberen Ozeans hängt von der Ausprägung der Thermokline ab, dem Bereich des Ozeans, der mit einem deutlichen Temperaturgradienten die gut durchmischten Oberflächenschichten vom kühleren Tiefenwasser trennt. Gewöhnlich besitzt die Thermokline im tropischen Westpazifik eine tiefe Lage (ca. 150 m) und der Meeresspiegel ist hoch, da die östlichen Passatwinde die Wassermassen hier auftürmen. Im äquatorialen Ostpazifik ist die Thermokline näher der Oberfläche (ca. 50 m) und der Meeressspiegel ist relativ niedrig. In der Folge steigt die Oberfläche des Pazifiks entlang des Äquators um etwa 60 cm von Ost nach West (s. Abb.).

Obwohl man bei den El Niños und La Niñas oft von 'Ereignissen' spricht, die etwa ein Jahr andauern, ist festzuhalten, dass ENSO einen oszillatorischen Charakter besitzt. Der Ozean ist eine Feuchtigkeitsquelle für die Atmosphäre und seine riesige Wärmekapazität wirkt als Schwungrad, welches das System Ozean-Atmosphäre mit Hilfe seines Gedächtnisses an vergangene Zustände antreibt. Dies führt zu im Wesentlichen sich selbsterhaltenden Abläufen, bei denen sich der Ozean nie im Gleichgewicht mit der Atmosphäre befindet. Die Masse warmen Wassers in den Tropen baut sich vor einem El Niño auf und wird während eines El Niño wieder abgebaut. Während der Kaltphase mit ihrem relativ klaren Himmel erwärmt die Sonnenstrahlung den tropischen Pazifik, die Wärme wird mit Hilfe von Strömungen umverteilt, wobei der größte Teil in dem tiefen westpazifischen Warmwasserkörper gespeichert wird. Während El Niño wird Wärme als Reaktion auf geänderte Strömungsverhältnisse innerhalb des Ozeans aus den Tropen in höhere Breiten abgeführt, und es wird überschüssige Wärme an die Atmosphäre abgegeben, vornehmlich als verstärkte Verdunstung, wobei der Ozean abgekühlt wird.

Zusätzlicher Niederschlag trägt zu einer allgemeinen Erwärmung der globalen Atmosphäre bei, deren Höhepunkt einige Monate nach einem starken El Niño-Ereignis liegt. Man kam daher zu der Überlegung, dass die Zeitskala von ENSO von der Zeit bestimmt wird, die zur Akkumulation von warmem Wasser in den Tropen benötigt wird, um das System wirksam aufzuladen, plus der Zeit für eigentliche Entwicklung des El Niño. Auf diese Weise wird ein wesentlicher Teil des Beginns und der Entwicklung durch die ein- bis zweijährige Vorgeschichte bestimmt. Dies bedeutet auch, dass die künftige Entwicklung für einige Jahreszeiten im Voraus prognostiziert werden kann.

ENSO gilt heute als bedeutendste Ausprägung von Klimavariabilität, die sich im saisonalen bis jahresübergreifenden Zeitmaßstab abspielt. Über seine Einflüsse auf die globale Zirkulation der Atmosphäre beeinflusst ENSO Temperatur- und Niederschlagsmuster, einschließlich von Extremereignissen wie Dürren, Überschwemmungen und tropischen Wirbelstürmen in vielen Gebieten der Erde. Diese Bedingungen haben Auswirkungen auf menschliche Gesellschaften über die Bereiche Landwirtschaft und Sicherheit der Nahrungsmittelversorgung, Wasserressourcen, Gesundheit, Katastrophen und viele andere.

el_nino_plane.2400_web

Die Extremphasen: Animation des El Niño von 2009 und der darauf folgenden La Niña von 2010

Die Farben rot, orange und weiß markieren Gebiete, in denen die Meeresoberflächenhöhe höher ist als normal. Die Farben cyan, blau und violett stehen für anomal geringere Höhen.

Höhenanomalien der Meeresoberfläche (Sea Surface Height Anomalies, SSHA) sind negative und positive Unterschiede gegenüber den durchschnittlich beobachteten Meereshöhen. Wenn die Meereshöhen vor der Westküste Südamerikas und im zentralen Pazifik längere Zeit erhöht sind - in der Animation orange und rot widergegeben - ist dies ein Indikator für ein El Niño-Ereignis.

Demgegenüber stehen Gebiete vor der Westküste Südamerikas und im zentralen Pazifik mit anhaltend niedrigerem Meeresspiegel für ein La Niña-Ereignis, in der Animation in blau und violett dargestellt.

Zum Start der Animation auf Grafik klicken, 'geblockte Inhalte zulassen'

Quelle: NASA GSFC

Nicht ohne Grund besteht die Begriffskombination "El Niño / Southern Oscillation" aus spanisch und englisch. Es waren einerseits peruanische Fischer, die beobachteten, dass sich gegen Jahresende ihre sonst kühlen Küstengewässer erwärmten und die Fischbestände zurückgingen bzw. andere, wärmeliebende Arten auftraten. Sie gaben dieser ihnen seit langem bekannten Erscheinung im 19. Jahrhundert die Bezeichnung „El Niño“, span. für „der Junge“ bzw. jahreszeitengemäß „das Christkind“. Die Bezeichnung „Southern Oscillation“ andererseits geht auf den britischen Meteorologen Sir Gilbert Walker zurück. Er beschrieb zu Anfang des 20. Jahrhunderts ein Wechselspiel zwischen dem südostasiatischen Tiefdruckgebiet und dem südostpazifischen Hochdruckgebiet. Erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts erkannten Wissenschaftler die enge Verbindung zwischen El Niño und Southern Oscillation. Unter Einbeziehung aktueller Erkenntnisse entstand die moderne Auffassung von ENSO, bei der vor allem der Bedeutungswandel von El Niño hervorzuheben ist. El Niño bezeichnet nicht mehr die jährliche und meist mäßige Erwärmung der peruanischen Küstengewässer, sondern eine ausgeprägte Erwärmung der Deckschicht des östlichen und zentralen tropischen Pazifik, die im Mittel etwa alle vier Jahre auftritt.

Eine besondere Bedeutung bezieht das ENSO-Phänomen nicht zuletzt daher, dass es über seinen engeren Wirkungsbereich hinaus auch einen großen Einfluss auf das Klima der Außertropen besitzt und dort für Klimaanomalien verantwortlich sein kann (siehe im Anhang Why do we care about El Niño and La Niña?).

Werfen wir zu Beginn unserer Betrachtungen einen Blick auf die Küstengebiete Ecuadors und des nördlichen Peru, jene 'klassische' Region, die primär, aber längst nicht als einzige von ENSO betroffen ist, und betrachten wir dabei einen von vielen Aspekten, den Niederschlag: Über diesem Teil Südamerikas gehören die Niederschläge bei einem starken El Niño-Ereignis zu den dramatischsten Klimaanomalien weltweit. Ausläufer reichen bis weit nach S ins nördliche Chile. Gebiete, die die meiste Zeit als echte Wüsten gelten mit nur geringem oder gar keinem Regenfall, können in weniger als 6 Monaten 1.000 bis 4.000 mm Niederschlag erhalten. Zur Einordnung dieser Zahlen seien die Werte von Frankfurt a.M. erwähnt: Dort fallen etwas über 600 mm pro Jahr im langjährigen Mittel. Dieser Vergleich veranschaulicht einen Teil der Dramatik, die sich bei starken El Niño-Ereignissen ergeben kann.

piura_ns_dev

Niederschlagsabweichungen Piura in %


Zeitreihe mit relativen Abweichungen vom mittleren Niederschlag für die Station Piura (5°12'S, 80°38'W; ca. 50 m NN) in NW-Peru.

Die Angaben zum mittleren Jahresniederschlag schwanken quellenabhängig zwischen ca. 40 mm/a und ca. 90 mm/a.


Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle: Bendix, A. et al. 2002
 

 

Jüngere ENSO-Ereignisse

In den Jahren 1997/98 war ein außergewöhnlich starkes El Niño-Ereignis aufgetreten, verbunden mit anomal warmem Oberflächenwasser und Starkregen im östlichen Teil des äquatorialen Pazifik und entlang der Küsten von Ecuador und Peru. Dieser extreme El Niño von 1997/98 ist längst aus den Schlagzeilen verschwunden, die große öffentliche Aufmerksamkeit, die das Phänomen damals erfuhr, ist Vergangenheit. Stoßstangenaufkleber mit der Aufschrift "Don't blame me, blame El Niño", die man z.B. in den USA sehen konnte, sind out. Aktienhändler können längst nicht mehr entschuldigend "El Niño" murmeln, wenn die Märkte aus dem Ruder laufen. Aber in den betroffenen Regionen sind seine Auswirkungen wie Überschwemmungen in Peru, tropische Wirbelstürme im pazifischen Teil Mexikos, tropical haze über SO-Asien aus dieser Zeit nicht vergessen. Und für Wissenschaftler dient das Ereignis von 1997/98 wegen seiner Stärke als Referenz, insbesondere für das jüngste Starkereignis, den El Niño von 2015/16 (ESSIC, NASA).

El Niños kalte Schwester La Niña als zweite markante Ausprägung des ENSO genannten ozeanisch-atmosphärischen Phänomens über dem Pazifik hatte nach dem Extremereignis von 1997/98 - wie so häufig - die Aufmerksamkeitslücke gefüllt. Die Wissenschaftler wandten sich ihr zu oder sie werteten Beobachtungsergebnisse der El Niño-Phase aus, verglichen die Richtigkeit ihrer Vorhersagen und arbeiteten an der Verbesserung von Prognose-Modellen.

Vergleich der El Niños von 1997 und 2015 (Anomalien der Meeresspiegel)

Die beiden Darstellungen sind Karten der Meeresspiegelanomalien in cm für die Monate Dezember 1997 und 2015 während der beiden extremen El Niño-Ereignisse.

Altimetrie hilft beim Monitoring und bei der Vorhersage solcher Ereignisse. Beginnend mit der Satellitenmission TOPEX/Poseidon besteht seit 1992 eine kontinuierliche Reihe von Altimeterdaten bis zum aktuellen JASON-2.

Legende:

Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle: CNES/EU Copernicus Marine Service
 

Inzwischen sind weitere ENSO-Zyklen abgelaufen. Seit dem El Niño von 1997/98 traten El Niño-Ereignisse auf in den Jahren 2002-03, 2004-05, 2006-07 und 2009-10, sowie drei bedeutende La Niña-Ereignisse in den Jahren 1998-2001, 2007-09 und 2010-12. Nach diesem letzten Ereignis bestanden bis zum El Niño von 2015/16 neutrale Bedingungen über dem Pazifik.

Etwa seit Mitte 2015 berichteten die Medien verstärkt über seine positiven und negativen Auswirkungen, seien es einerseits die starken Überschwemmungen in Südostindien und Paraguay, die Dürren in Äthiopien und im südlichen Afrika oder andererseits die milden Wintertemperaturen in großen Teilen der USA und die reduzierte Hurrikantätigkeit über dem Atlantik, um nur einige der sogenannten Telekonnektionen von El Niño zu nennen.

Das australische Bureau of Meteorology geht wie die NOAA davon aus, dass der starke El Niño 2015/16 im Dezember 2015 seinen Höhepunkt erreicht hatte und sich danach allmählich abbaute.

Im tropischen Zentral- und Ostpazifik haben sich die Meeresoberflächentemperaturen bis in die Nähe von neutralen Werten abgekühlt, was durch kühle Subsurface-Temperaturen bewirkt wurde. In der Atmosphäre besaß der Southern Oscillation Index (SOI) im Januar nach vorübergehender Abschwächung noch starke Werte, die Schwankungen sind jahreszeitentypisch. Im Februar hatten die Passatwinde die stärksten Werte seit zwei Jahren erreicht. Neuerliche Westwindausbrüche über dem äquatorialen Westpazifik hatten vorübergehend den Abbau des El Niño abgebremst. Die Passate haben Anfang April fast wieder normale Werte erreicht, die noch bestehende, typische El Niño-Bewölkung z.B. im Bereich der Datumsgrenze verschwand allmählich.

Die starke El Niño-Phase von 2015/16 ist seit etwa Mai in eine Neutral-Phase übergegangen, sie war das stärkste Warmereignis seit dem El Niño von 1997/98.

Zu Ende September 2016 befand sich der Pazifik weiterhin in einem neutralen Zustand, zeigte also weder El Niño- noch La Niña-Bedingungen, wobei alle ozeanischen und atmosphärischen Indikatoren etwa Durchschnittswerte aufweisen. Im Bereich des Pazifik bestand trotz einiger La Niña-ähnlicher Muster nur eine beschränkte Verbindung zwischen der Atmosphäre und dem Ozean, insofern müssen die La Niña-Schwellenwerte noch erreicht werden.

Der Southern Oscillation Index zeigte im Sommer 2016 wieder positive Werte und hatte im August/September eine Schwelle (SOI über +7) überschritten, die auf eine künftige La Niña-Entwicklung hinwies. Seit Mitte Oktober bewegen sich die Werte wieder im neutralen Bereich. (BOM 3.1.2017)

Bei der Einschätzung, ob die Bedingungen im tropischen Pazifik ab dem letzten Drittel des Jahres 2016 als La Niña anzusehen sind oder ob neutrale Bedingungen vorliegen, kommen die amerikanische NOAA und das australische BOM wegen unterschiedlicher Schwellenwerte zu verschiedenen Ergebnissen. Für das BOM bestehen seit dem Ende der El Niño-Phase von 2015/16 neutrale Verhältnisse (BOM 3.1.2017), wohingegen die NOAA (2.1.2017) seit Oktober von einer schwachen Kaltphase ausgeht. Diese ist aber Anfang Februar mit leicht unterdurchschnittlichen Meeresoberflächentemperaturen (SST) im zentralen Äquatorialpazifik wieder zu neutralen Bedingungen zurückgekehrt. Die Neutral-Phase wird zumindest über den Nordfrühling 2017 hinweg andauern (NOAA 9.2.2017). Im Ostpazifik sind dagegen mit zunehmender Tendenz überdurchschnittliche SST anzutreffen.

Entladungsphase des El Niño 2016

Dargestellt sind Temperaturanomalien (Abweichungen von Normalwerten), die man für die oberen 300 m des Pazifiks gemittelt hat.
Rote Farbtöne zeigen Gebiete an, in denen die Temperaturen über dem Durchschnitt liegen, blaue Farbtöne markieren solche mit Temperaturen unter dem Durchschnitt.
Mit dem Reifeprozess von El Niño bewegen sich die warmen Wassermassen in den oberen Schichten des äquatorialen Pazifiks weg vom Äquator in äquatorfernere Gebiete. Diesen Vorgang nennt man die Entladungsphase („discharging“ period).
Weshalb tritt diese Entladung auf? Während El Niño ist der Meeresspiegel im östlichen und zentralen Pazifik überdurchschnittlich hoch, und die Winde kommen anomal aus Westen. Wenn die oberflächennahen Strömungen Wasser vom Äquator wegbewegen, strömt kühleres Wasser aus tieferen Bereichen des Ozeans nach oben, so dass es sich nun in Oberflächennähe befindet.

Zu größerer Darstellung und Animation auf Grafik klicken

Quelle: NOAA ENSO Blog (Juni 2016)
 

Das Äquivalent zu El Niño im Indischen Ozean - der positive Indian Ocean Dipole (IOD) - besaß im Oktober 2015 Werte, die er seit 2006 nicht mehr erreicht hat. Im November ist der IOD dann zusammengebrochen, was zu dieser Jahreszeit üblich ist. Die kühlen Meerestemperaturen südlich von Indonesien und nördlich von Australien förderten die trockeneren Bedingungen in der Region und damit den waldbrandbedingten Tropical Haze. Mitte Februar 2016 besaß der IOD neutrale Werte (BOM, IOD), danach waren sie negativ.

Vergangenheit und Gegenwart
comic   cpc_iri_enso_forecast

Eindrucksvolle Veranschaulichung der Probleme mit El Niño.

COAPS führte früher auf seiner Webseite eine Sammlung mit zahlreichen weiteren Karikaturen zu El Niño. Eine Auswahl davon finden Sie auf im Anhang der DVD.

Siehe auch El Nino Made Me Do It (Psychology today)

Quelle: Newsweek 28.12.98 (R.w.)

 

Offizielle probabilistische ENSO-Prognose vom 19. Februar 2015

Die NOAA ging zu dieser Zeit davon aus, dass die neutralen Bedingungen in den Folgemonaten allmählich von El Niño abgelöst werden, zu Recht, wie die Entwicklung belegt.

Quelle: CPC/IRI (hier auch aktuelle Prognosen abrufbar)

Zu größerer Darstellung auf Grafiken klicken

Der zeitliche Abstand zu den dramatischen Ereignissen während der El Niño-Phase 1997/98 erlaubt seit vielen Jahren eine unaufgeregte Beschäftigung mit dem Thema und dies in dem Bewußtsein, daß die Kurve der Aktualität und damit des (öffentlichen) Interesses mit Sicherheit wieder nach oben zeigen wird. Denn diese Kurve verläuft parallel zu der Oszillations-Kurve des ENSO-Phänomens (siehe El Niño Mass Media Index).

Seine immer wiederkehrende öffentliche Beachtung bezieht das ENSO-Phänomen aus der Tatsache, dass es als stärkste natürliche Klimaschwankung im Zeitmaßstab von einigen Monaten bis zu mehreren Jahren gilt, und dass es über seine Nah- und Fernwirkungen starke Effekte auf das tropische und globale Wettergeschehen, auf Ökosysteme, auf Märkte für bestimmte, meist wetterabhängige Produkte und auf ganze Volkswirtschaften hat, im positiven wie im negativen Sinne. Entscheidungsträger in den Bereichen Wasserwirtschaft, Land- und Fischereiwirtschaft, Energiewirtschaft, Gesundheitswesen, Katastrophenvorsorge und nicht zuletzt in der Versicherungsbranche sind sehr auf ENSO-bezogenene Wetterinformationen angewiesen, insbesondere auch auf Prognosen zur Entwicklung der einzelnen Phasen des ENSO-Zyklus. Insofern ist das Interesse von Wissenschaft und Wirtschaft eher von Konstanz geprägt. Belege dafür sind die weiterhin häufigen Publikationen zu ENSO sowie hochrangig besetzte internationale Konferenzen, z.B. die im Mai 2005 in Guayaquil/Ecuador abgehaltene 1st Alexander von Humboldt International Conference, Leitthema "The El Niño phenomenon and its global impact". Gegenwärtig können Klimaanomalien, die mit ENSO in Zusammenhang stehen etwa sechs Monate im Voraus prognostiziert werden.

"The El Niño–Southern Oscillation (ENSO) cycle, a fluctuation between unusually warm (El Niño) and cold (La Niña) conditions in the tropical Pacific, is the most prominent year-to-year climate variation on Earth."

"Then, the extraordinary 1997–1998 El Niño focused worldwide attention on the ENSO cycle, its global impacts, and its socioeconomic consequences. Spurred by the enormity of this event, by some measures the strongest of the 20th century, interest in ENSO exploded in both the research community and the general public.
ENSO, with its cat’s cradle of interconnected scientific and societal issues, has long been fertile ground for interdisciplinary research."

McPhaden, M. J., Zebiak, S. E., Glantz, M. H. (2006): ENSO as an Integrating Concept in Earth Science

Trotz der intensiven wissenschaftlichen Beschäftigung mit ENSO sind die exakten Mechanismen des ENSO-Systems noch immer unzureichend bekannt, und dementsprechend sind die wahrscheinlich eintretenden Veränderungen von El Niño / La Niña-Episoden bezüglich Häufigkeit und Intensität unter zunehmender Klimaerwärmung durch den anthropogenen Treibhauseffekt nur äußerst schwer vorherzusagen.

Um die langfristige Entwicklung des ENSO-Systems besser prognostizieren zu können, müssen dessen natürliche Dynamik und die Steuerungsmechanismen vollständig verstanden werden. Detaillierte Rekonstruktionen der ENSO-Aktivität über den Zeitraum hinaus, für den instrumentelle Messungen vorliegen, können wichtige Daten über die maximale zeitliche und räumliche Variabilität des Systems liefern. Darüber hinaus bieten Rekonstruktionen, die Zeiträume von Jahrhunderten bis Jahrtausenden umfassen, die Möglichkeit, den potentiellen Einfluss sich ändernder Strahlungsverhältnisse (z.B. Insolation oder Milanković-Zyklen) zu evaluieren. Erst die genaue Dokumentation der Ursachen und Folgen der natürlichen Dynamik des ENSO-Systems wird die Vorhersagbarkeit von Extremereignissen im Rahmen von ENSO verbessern und akkurate Langzeitsimulationen ermöglichen.

Wenn Sie an dieser Stelle abkürzen oder das Beschriebene vertiefen möchten, dann klicken Sie einfach auf die entsprechenden Stichworte im ENSO-Lexikon und kehren anschließend zurück.

Weitere Informationen:

 

Die drei Zustände des ENSO-Phänomens

Im Zusammenhang mit ENSO werden häufig drei Zustände oder Phasen dieses eng gekoppelten Systems Ozean-Atmosphäre im pazifischen Raum unterschieden:

Diese Phasen müssen weder in dieser Reihenfolge auftreten, noch haben sie gleiche Dauer oder Intensität. Insbesondere weisen die individuellen Niños und Niñas eine jeweils sehr unterschiedliche Detailcharakteristik hinsichtlich Entstehung, Verlauf, räumlichem Auftreten und Intensität auf.

Um die Geschehnisse während dieser drei Phasen zu verstehen, muss man sich bewusst machen, dass der äquatoriale Pazifik als gekoppeltes System agiert, da der Zustand des Ozeans und der Atmosphäre voneinander abhängen. Wenn die Bedingungen des Ozeans sich ändern, reagiert die Atmosphäre und umgekehrt. Die Hauptindikatoren dieser Änderungen sind der Luftdruck und die Meerestemperaturen.

Diese positive Rückkopplung zwischen Ozean und Atmosphäre, d. h. zwischen Temperaturgradient und Walker-Zirkulation erklärt das Wachstum und damit die Verstärkung einer anfänglichen Störung. Der Grund für die Phasenumkehr, d.h. für die oszillatorische Natur der Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur im äquatorialen Pazifik, also beispielsweise für das Umschwingen von einem El Niño- in einen La Niña-Zustand, liegt in der Wanderung langer ozeanischer Wellen längs des Äquators. Auf sie wird später eingegangen.

Neuerdings unterscheiden manche Wissenschaftler sowohl bei El Niño wie auch bei La Niña zwei Varianten. Neben der normalen Variante gibt es eine, die Modoki genannt wird. Modoki ist japanisch und bedeutet so viel wie «ähnlich, aber verschieden». Bei einem El-Niño-Modoki wird eine Erwärmung im zentralen tropischen Pazifik beobachtet und nicht vor der südamerikanischen Küste. Bei La-Niña-Modoki ist es entsprechend der zentrale Ozeanbereich, der sich am meisten abkühlt.

 

Der neutrale Zustand im Ozean-Atmosphäre-System des Pazifik

Die gemäßigten und häufigeren Zustände des Systems Ozean-Atmosphäre im pazifischen Raum werden oft mit dem Attribut "neutral" bezeichnet. Sie sollen damit von den Extremphasen El Niño und La Niña abgehoben werden. Gelegentlich wird auch das Adjektiv "normal" verwendet. Allerdings kann seine Verwendung zu der Annahme verleiten, die Extremphasen seien anomal im Sinne von "nicht dazu gehörig". Die Abweichungen vom durchschnittlichen Zustand des Systems Ozean-Atmospäre über dem tropischen Pazifik sind jedoch ebenso eine Ausprägungsvariante des Systems wie die Neutralphase.

In einer solchen neutralen Situation besteht über dem Pazifik südlich des Äquators eine ungleiche Luftdruckverteilung: Der Luftdruck über dem östlichen Pazifik an der südamerikanischen Küste (80°-110° w.L.) ist relativ hoch. Das dort befindliche dynamische Hochdruckgebiet wird durch die relativ geringen Wassertemperaturen vor der Küste Perus und Nordchiles stabilisiert. Dadurch gilt es als beständigstes Druckgebilde der Erde. Gleichzeitig ist der Luftdruck über den Inselgebieten zwischen Australien und Indochina (110°-150° ö.L.) infolge hoher Wassertemperaturen (ca. 30 °C) relativ gering. Der westliche Pazifik beheimatet nämlich den größten Warmwasserkörper der Erde und ist eine überreiche Feuchtigkeitsquelle, die den aufsteigenden Ast der Walker-Zirkulation (s.u.) antreibt.

Den Druckunterschied zwischen Ost- und Westpazifik suchen Passatwinde aus östlichen Richtungen auszugleichen. Ihre Kraft ist stärker über dem Ostpazifik, hingegen schwächer über dem Westpazifik. Über der südostasiatischen Inselwelt steigen die nunmehr erwärmten und weniger dichten Luftmassen auf (Konvektion). Hier treffen die Wirkungen der Innertropischen Konvergenzzone, der Südpazifischen Konvergenzzone und von Westwinden aus dem indo-pazifischen Archipel zusammen. Diese Kombination macht die Region zu dem größten Gebiet dauerhafter Bewölkung in den Tropen.

In höheren Schichten der Atmosphäre weht der Wind nun in entgegengesetzte Richtung, also nach Osten mit einem absinkenden Abschnitt über dem Ostpazifik. Der dortige hohe Bodendruck wird dadurch weiter verstärkt. Insgesamt entsteht eine Zonalzirkulation, die sogenannte "Walker-Zirkulation". Sie ist der klassischen Meridional-Zirkulation (Hadley-Zelle) zwischen den dynamischen Subtropenhochs und der Innertropischen Konvergenzzone überlagert.

Animation1

Walker-Zirkulation
beim neutralen Zustand
des Systems Ozean-Atmosphäre



Stark überhöht und vereinfacht!


Animation von Nicolas Marschall
nach einer Vorlage der DLR

An der Westküste Südamerikas werden die oberflächennahen Ozeanschichten meerwärts getrieben. Ursache ist der Passat, der teils aus südöstlicher Richtung weht (ablandig), meist aber S-N gerichtet ist und dann über die sogenannte Ekman-Spirale das Oberflächenwasser nach W drängt. Durch den meerwärtigen Ekmantransport entsteht eine Vertiefung der Meeresoberfläche vor der Küste. In gleicher Tiefe herrscht unter der höheren (seewärtigen) Wassersäule ein höherer Druck als unter der niedrigeren (küstennahen) Wassersäule. Somit besteht ein Druckgefälle zur Küste hin. Zum Ausgleich strömt dort kaltes, nährstoffreiches Tiefenwasser nach oben ("Upwelling"). Die Thermokline liegt in diesen Auftriebsgebieten in einer Tiefe von weniger als 50 m. Der kalte Charakter des küstennahen Wassers kann in geringem Maße noch verstärkt werden durch den aus antarktischen Gewässern stammenden Humboldt-/Perustrom. Der sich dann aus dem Humboldtstrom entwickelnde, äquatorparallel nach Westen setzende Südäquatorialstrom weist in seinem ersten Abschnitt verhältnismäßig niedrige Oberflächentemperaturen auf. Letztlich entsteht eine westwärts gerichtete Kaltwasserzunge, die bis zur Datumsgrenze (vgl. Atlas) reicht. Auch in diesem Bereich ist Auftrieb von kaltem Wasser ursächlich für die in diesen Breiten anomal kühlen Wassertemperaturen.

Die kalten Wassertemperaturen wirken einem Aufsteigen von Luftmassen entgegen, welches nötig wäre um Niederschläge auszulösen. Die generell absinkenden Luftmassen der Passatströmung unterstützen diese Vorbedingung zur Niederschlagsarmut. Auch über Land hindern sie die tagsüber aufgewärmte Luft daran, hoch aufzusteigen. Die konvektive Abkühlung dieser unteren Luftschicht reicht höchstens aus zu Kondensation und Nebelbildung. Die Grenzschicht der beiden Luftmassen stellt eine ausgeprägte Passatinversion dar. Extreme Küsten- und Binnenwüsten (Atacama) sind das Resultat dieser Verhältnisse. Fast 3.500 km lang erstreckt sich dieses Wüstenband die Westküste Südamerikas entlang (5-30°S). Es wird nur gelegentlich durch Flüsse aus den Anden durchbrochen, die die Anlage von Flussoasen erlauben.

Auf dem Weg nach Asien erwärmt sich das Oberflächenwasser (Südäquatorialstrom), und die Oberflächentemperatur (SST) beträgt schließlich in der indonesischen Inselwelt über 29 °C (ca. 9 °C mehr als vor der Küste Südamerikas). Es entsteht der westpazifische Warmwasserkörper, der von der Datumsgrenze bis zum indo-pazifischen Archipel sowie maximal von 10°N bis 20°S reicht und etwa durch die 29 °C-Isotherme abgegrenzt werden kann. Auftrieb kann wegen des tiefreichenden Warmwasserkörpers kein Kaltwasser an die Oberfläche befördern, sondern nur warmes Wasser.

Das warme Wasser erwärmt die Atmosphäre, verdunstet und nährt die starken Monsunniederschläge in Südostasien und Nordaustralien. Neuguinea - auf gleicher Breite wie Nordperu gelegen - ist so durch ausgesprochene Sommerregen gekennzeichnet und besitzt einen mittleren Jahresniederschlag von über 3.000 mm.

Gleichzeitig liegt der Meeresspiegel um Indonesien als Folge der östlichen Winde um mehr als einen halben Meter (!) höher als vor der Küste von Ecuador. Unter der Meeresoberfläche setzt sich dieser Stau noch deutlicher fort. Die Thermokline wird hier auf 200 m Tiefe hinuntergedrückt.

Der höhere Wasserspiegel im Westpazifik erklärt sich vor allem aus der geringeren Dichte des warmen Wassers, ferner durch den Wind, der das Wasser im Westen hält und so für einen mächtigen Warmwasserkörper mit einer tief liegenden Thermokline sorgt. Unbedeutend ist die Rolle der wegen des starken Niederschlags geringeren Salinität. Die sich daraus ergebende geringere Dichte wirkt sich höchstens auf die oberen paar Meter aus.

Um den Zustrom des Oberflächenwassers und den entstehenden Druckgradienten auszugleichen, besteht in 100 m Tiefe ein ostwärtiger Strom entlang des Äquators.

zirkul_normal

Ozeanische und atmosphärische Zirkulation in einem Normaljahr


zirkul_legende


Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle:
Endlicher, W. u.a. (1989): Zum El Niño-Southern Oscillation-Ereignis 1983 und seinen Auswirkungen im peruanischen Küstengebiet. In: Mitteilungen Fränkische Geographische Gesellschaft Nr. 35/36, S. 175-201

Im Südwinter ist das Subtropenhoch über dem Südostpazifik besonders stark. Als Folge sind auch der SO-Passat, der Kaltwasserauftrieb vor Nordchile und Peru, die erwähnte Kaltwasserzunge, der Luftdruckgegensatz zwischen Ost- und Westpazifik und damit auch die Walker-Zelle besonders intensiv ausgeprägt. Gleichzeitig wird die Hadley-Zirkulation durch die niedrigen Wassertemperaturen des Südäquatorialstroms geschwächt.

Die nun in diesem Gebiet hoch liegende Thermokline ermöglicht es dem kalten und an Nährstoffen reichen Tiefenwasserkörper bis nahe an die Oberfläche zu gelangen, bzw. über Auftriebsvorgänge die lichtdurchflutete Schicht (euphotische Zone) zu erreichen. Die Nährstoffzufuhr ermöglicht hier über die Photosynthese eine umfangreiche Primärproduktion.

Es gehört aber gleichfalls zum jährlichen und 'normalen' Ablauf der ozeanischen und atmosphärischen Verhältnisse in diesem Raum, dass im südhemisphärischen Sommer die Passate nachlassen, die Kraft des ozeanischen Auftriebs sich abschwächt und die oberflächennahen Wassermassen sich erwärmen. Die Population der begehrten Fischwelt weicht in kühlere Gewässer aus oder ist anders zusammengesetzt. Die Erwärmung dauert gewöhnlich einige Monate, und etwa im März stellt sich wieder das starke Upwelling ein. Da diese Erscheinung typischerweise um die Weihnachtszeit einsetzt, prägten peruanische Fischer - es sei wiederholt - dafür die Bezeichnung 'El Niño', die spanische Bezeichnung für Christkind. Dies ist die ursprüngliche, aber heute überkommene Auffassung des Begriffes, sie ist von der im folgenden Kapitel dargestellten Definition zu unterscheiden.

 

Der Zustand während eines El Niño-Ereignisses

In Intervallen von etwa 3 bis 8 Jahren kommt es aus noch immer ungeklärten Gründen zu einer Erhöhung des Luftdrucks über Südostasien und dem westlichen Pazifik, während er im östlichen Pazifik sinkt. Als Folge verringert sich der Druckgegensatz über dem Pazifik, und die normalen Passatwinde, die das Oberflächenwasser des Humboldtstroms von Südamerika westwärts nach Indonesien "schieben" (Windstress), flauen fast völlig ab. Über Monate hinweg kann im australisch-indonesischen Bereich gar höherer Luftdruck als über dem mittleren Pazifik herrschen, bis wohin normalerweise der Westrand des südostpazifischen Hochs reicht. Entsprechend besitzt dann z.B. die nordaustralische Wetterstation Darwin einen höheren mittleren Monatswert des Luftdrucks als Stationen im östlichen Pazifik, wie Tahiti oder die Osterinsel. Diese Schwankung des Luftdrucks ist mit El Niño eng verbunden und wird als Southern Oscillation bezeichnet.

Das System Ozean-Atmosphäre gerät in eine Schleife mit positiver Rückkopplung, bei der eine Schwächung der Passate zu warmen Meeresoberflächentemperaturen (SST) und zu einem Meeresspiegelanstieg im östlichen Pazifik führt und umgekehrt. Gleichzeitig sinkt im Westpazifik die SST, ebenso der Meeresspiegel, wohingegen die Thermokline hier ansteigt.

Man spricht von einem El Niño- oder einem Warmereignis des ENSO-Phänomens (Auffassung des Begriffes "El Niño" im modernen Sinne).

Die Intensität der mit einem solchen Warmereignis zusammen hängenden Erscheinungen übertrifft deutlich die Symptome, die auftreten, wenn sich die Passate im jährlichen Rhythmus im Südsommer über dem Südostpazifik abschwächen. Letzteres geschieht als Folge der zenitstandsabhängigen Südverlagerung der Innertropischen Konvergenzzone. Dieser "El Niño" (Christkind) im ursprünglichen Sinne der einheimischen Fischer ist ein jahreszeitliches, um die Weihnachtszeit auftretendes Lokalphänomen und beeinflusst nur die ecuadorianische und den nördlichen Teil der peruanischen Küste.

Wegen desr räumlich unterschiedlich gelegenen Maximums der SST-Anomalien und der damit einher gehenden atmosphärischen Erwärmung werden El Niño-Ereignisse seit einigen Jahren in ostpazifische und in zentralpazifische Warmereignisse unterschieden. Die Bestimmung von zwei unterschiedlichen El Niño-Typen öffnet einen neuen Weg um globale Auswirkungen von El Niño zu untersuchen und zu prüfen, wie El Niño auf das sich wandelnde Klima reagiert, bzw. selbst darauf Einfluss nimmt.

zirkul_nino

Ozeanische und atmosphärische Zirkulation während einem El Niño-Ereignis



Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle:
Endlicher, W. in: Mitteilungen Fränkische Geographische Gesellschaft Nr. 35/36, S. 175-201

Im Extremfall eines El Niño nach modernem Verständnis kann sich die atmosphärische Walker-Zirkulation komplett umkehren. Dies heißt, über dem westlichen Pazifik dominieren absinkende Luftmassen mit Niederschlagsarmut, im östlichen, nunmehr erwärmten Teil, überwiegt Konvektion mit entsprechenden Niederschlägen und relativ geringem Luftdruck.

Nach einer anderen Auffassung kommt es unter den beschriebenen Druckbedingungen nicht zu einer Umkehr der Walker-Zirkulation sondern zu deren Verschiebung Richtung Atlantik. Danach bildet sich gleichzeitig im brasilianischen Nordosten (Nordeste) hoher Luftdruck mit absinkenden Luftmassen aus. Zwischen diesem Hoch und dem ostpazifischen tiefen Druck entsteht eine neue Walker-Zelle, deren absteigender Ast dem Nordeste verheerende Trockenheit bringen kann.

Animation2

Walker-Zirkulation
während
eines El Niño-Ereignisses


Animation von Nicolas Marschall
nach einer Vorlage der DLR

Da mit dem Abflauen der Passatwinde auch der "Motor" des Humboldtstroms außer Kraft gesetzt wird, kommt dieser fast zum Erliegen. Das Gleiche gilt auch für seine Fortsetzung, den westwärts gerichteten Südäquatorialstrom. Das im Westpazifik während einer Normal- oder La Niña-Phase aufgestaute Wasser fließt - bildhaft ausgedrückt - zurück, gewissermaßen "bergab".

Dieser Rückfluss kann auch als Verstärkung des W-O-fließenden Äquatorialen Gegenstroms gesehen werden. Der warme Äquatoriale Gegenstrom, der sonst etwas weiter nördlich fließt, gelangt so an die Küste Südamerikas und trägt dort zu den erwähnten heftigen Niederschlägen bei. Denn mit der Verlagerung der warmen Wassermassen wird auch der Bereich verlagert, der durch starke Konvektion, begleitende Cumulonimbus-Bewölkung und Starkniederschläge gekennzeichnet ist. Die starken Niederschläge können für Landflächen je nach Verteilung, Menge, Bedarf oder Wasseraufnahmefähigkeit der Böden sowohl katastrophal wie auch nützlich sein. Als Folge der ausbleibenden Passate kommt auch der äquatoriale Kaltwasserauftrieb zum Erliegen, die Kaltwasserzunge entlang des Äquators im Ostpazifik verschwindet.

Das "Zurückfließen" oder "Zurückschwappen" warmer Wassermassen vom West- in den Ostpazifik ist ein in der Literatur häufig gebrauchtes Bild, um das Absinken des ausgeprägten Warmwasserkörpers im Westpazifik und das Auftreten von Warmwassermassen im Ostpazifik zu veranschaulichen. Zwar kommt es in der Tat als Folge der nachlassenden Passate zu einer konkreten Verlagerung von Warmwassermassen von West nach Ost, sie ist jedoch nach heutiger Auffassung nur von untergeordneter Bedeutung.

"The relaxed winds at the surface create an anomalous current to the east so there is also a real transport of some water. This moves heat eastward and accounts for some of the warming."

Persönliche Mitteilung
Kevin E. Trenberth, NCAR, Boulder, 04.01.01

"During brief periods of a few weeks we have observed an intensification of the eastward Equatorial Undercurrent at the thermocline depth and sometimes also above that." [...] "As Kelvin waves are being generated in the west and propagate eastward, we often see an acceleration of surface drifters toward the east. However, a drifter thrown off a ship in the west never gets to the Galapagos islands (not even close)."

Persönliche Mitteilung
David B. Enfield, NOAA/AOML/PHOD, Miami, 10.01.01

Somit ist es falsch anzunehmen, die Hauptmasse der konkreten Warmwassermoleküle würde von West nach Ost verlagert und dort die Erwärmung verursachen. Dem stehen alleine schon die relativ geringen Geschwindigkeiten ozeanischer Oberflächenströmungen entgegen, die auf dem offenen Meer 3 - 6 km/Tag betragen. Heute geht man vielmehr von einem sehr komplizierten und schwer vermittelbaren Modell ozeanischer Wellen (Kelvin-Welle und Rossby-Welle) aus, die Signale transportieren können. Beim Niño ist es ein Erwärmungssignal.

Die Wanderung solcher ozeanischer Wellen lässt sich mit Temperaturmessungen der oberen 400-Meter-Schicht des äquatorialen Pazifiks verfolgen (s. Abb. unten). Derartige Messungen werden mit einem Netz von fest verankerten Bojen (TAO-Array) routinemäßig gewonnen.

Die Bedeutung dieser zwei Wellen-Mechanismen ist bei den verschiedenen ENSO-Ereignissen unterschiedlich stark und vermag unterschiedlich große Areale betreffen. Als zusätzliche Variation wird auch beobachtet, dass Warmwasseranomalien bei El Niño-Ereignissen zunächst vor Peru auftreten, sich dann nach Westen fortsetzen und dort auf den schon vorher bestehenden Warmwasserkörper stoßen.

Die folgenden, den äquatorialen Pazifik überspannenden Tiefenprofile dokumentieren die Entstehung des El Niño von 1997/98. Zusätzlich zu den Temperaturprofilen sind die entsprechenden Temperaturanomalien beigefügt, die die Temperaturabweichungen vom langjährigen Mittel für die betreffenden Monate darstellen. Der Zeitabschnitt entspricht dem Anfangs- und dem Reifestadium des 1997/98 El Niño-Ereignis. Deutlich erkennbar ist der übliche Warmwasserkörper im Westpazifik und die damit verbundene tiefe Lage der Thermokline (Dezember 1996) und dann das von dort ausgehende ostwärtige Vordringen wärmerer Wassertemperaturen (positive Temperaturanomalien) im Verlauf des Warmereignisses. Diese Anomalie kann man mit einem Kelvin-Wellen-Paket identifizieren. Interessant ist, dass diese Wellen ihre stärkste Ausprägung in der Tiefe haben.
Beachtenswert ist die ausgedehnte Masse ungewöhnlich warmen Oberflächenwassers im Ostpazifik (Dezember 1997), Vorbote für die Ankunft des Niño in den südamerikanischen Küstengewässern. Es lässt sich leicht vorstellen, dass das Vorhandensein dieses extremen Warmwasserkörpers den Kaltwasserauftrieb und die damit verbundenen biologischen Prozesse beeinträchtigt. Das Vorhersagepotenzial von ENSO beruht auf diesen ostwärtigen Wanderungen von warmen und kalten Anomalien.

Serie von transpazifischen Tiefenprofilen der mittleren Temperatur entlang des Äquators für die Monate

Dezember 1996 und April, August und Dezember 1997

mtao1
mtao2
mtao3
mtao4
Quelle: NOAA

Auslöser für W - O verlaufende Kelvin-Wellen sind häufig Wellenberge im Westpazifik, die ihrerseits durch Westwindanomalien (Westerly Wind Bursts) verursacht werden. Vermutlich ist aber der allmähliche Aufbau eines Wärmevorrats in den oberen Ozeanschichten des Westpazifiks während der Normalphase eine zusätzliche Vorbedingung, so dass es nur noch eines kleinen Anstoßes bedarf, um die Schwelle zur Instabilität zu überschreiten und die Kelvin-Wellen in Bewegung zu setzen.

Kelvin-Wellen, die das Wärmesignal von W nach O übermitteln, sind an den Äquator gebunden und sind durch abwärtige Wasserbewegung (Downwelling) gekennzeichnet. Man kann sie in einem gewissen Sinne mit einem riesigen, langgestreckten Schwimmkörper vergleichen. Dessen größter Teil ist unter Wasser, die Thermokline wird deutlich abgesenkt. Sein geringerer Teil ragt bis zu 150 mm über den mittleren Meeresspiegel. Dies erklärt sich daraus, daß warmes Wasser weniger dicht als kaltes Wasser ist und teils daraus, dass El Niño-Wasser einen geringeren Salzgehalt aufweist als normales Meerwasser und auch aus diesem Grund weniger dicht ist (in El Niño-Gebieten regnet es sehr häufig und Regenwasser vermindert die Salzkonzentration). Beide Bedingungen tragen zu einem Auftrieb des Warmwasserkörpers bei. An der Oberfläche macht sich die äquatoriale Kelvinwelle in Form von breiten, niedrigen Wellen bemerkbar, die nach ca. 6 - 8 Wochen auf den südamerikanischen Kontinent prallen und als Küsten-Kelvinwellen vor allem nach Süden bis nach Zentralchile abgelenkt werden, aber auch im Norden bis nach Alaska nachweisbar sind.

Eine Analogie für den Signal-Transport durch Kelvin-Wellen

"Die Reaktion des Ozeans auf Veränderungen des Winds erfolgt in Form von großräumigen Wellen, die sich viel schneller ausbreiten, als das Wasser fließen kann; ein Vorgang, der mit der Ausbreitung von Wellen in einem gefüllten Wasserschlauch vergleichbar ist. Beim Aufdrehen des Wasserhahns am hinteren Ende fließt sogleich Wasser aus der vorderen Öffnung, ohne dass ein Wasserteilchen die Möglichkeit gehabt hätte, den Weg dazwischen zurückzulegen. Die Druckzunahme, die mit dem Aufdrehen des Wasserhahns verbunden ist, wird mit der Geschwindigkeit von Schallwellen durch den Schlauch übertragen. Sie bewirkt das Fließen des Wassers jeweils in den Teilen des Schlauches, in denen die Druckwelle angekommen ist."

Aus: Arntz/Fahrbach (1991)

Typisch sind auch bei den Küsten-Kelvinwellen die Erhöhung des Meeresspiegels und die Absenkung der Thermokline als wichtigste Ursache der Erwärmung. Die tiefe Lage der Thermokline lässt ein Aufströmen kalten Tiefenwassers nicht oder nur stark verringert zu. Da die ablandigen bzw. küstenparallelen Winde, welche unter Normalbedingungen eine Ursache für das Aufquellen von kaltem Tiefenwasser sind, ausbleiben, besteht ein weiterer Faktor, der eine Erwärmung des Oberflächenwassers entlang der Westküste der Amerikas bewirkt. Zusätzlich ermöglichen El Niño-Bedingungen vor der südamerikanischen Küste eine stärkere Sonneneinstrahlung. Denn mit der Erwärmung der oberen Wassermassen werden die über den sonst kalten Wassermassen übliche Stratocumulus-Bewölkung und der häufige Nebel deutlich reduziert. So wird über eine positive Rückkopplung die Meeresoberfläche weiter erwärmt.

Auch der Zustrom warmen, salzarmen Wassers vom Äquator kann zur Erhöhung der Oberflächentemperaturen vor Südamerika beitragen.

Für den küstenfernen äquatorialen Ostpazifik scheint letztlich auch die Verlangsamung des Südäquatorialstroms eine Rolle bei der Erwärmung zu spielen, da bei gleichbleibendem Wärmezustrom auf die oberen Wasserschichten die Wärme auf geringere Wassermassen verteilt wird. Demnach entsteht die Erwärmung im Wesentlichen vor Ort.

ensorain

Niederschläge
von Januar bis März 1998 (in mm)



Quelle: NOAA Climate Prediction Center
 

Bei einem normalen Niño beträgt die Temperaturerhöhung vor Südamerika ca. 2 - 4 °C und beschränkt sich auf die Oberflächenschichten bis etwa 50 m. Ein starkes Ereignis bewirkt Temperaturerhöhungen bis zu 10 °C, und der Wasserkörper wird über die Schelfkante hinaus bis etwa 300 m Tiefe erwärmt. Auch wird als Folge der Erwärmung der Meeresspiegel um 20-40 cm gehoben, was mit einem Absinken der Temperatursprungschicht (Thermokline) sowie höheren Sauerstoffwerten verbunden ist. All dies hat weitreichende Folgen für die Ökologie der südamerikanischen Pazifikküste. Das Absinken der Thermokline erschwert und reduziert ein Aufquellen von nährstoffreichem Tiefenwasser. Vielmehr strömt jetzt relativ warmes, nährstoffarmes Wasser von oberhalb der Thermokline an die Oberfläche. Als Folge wird die Primärproduktion und damit die ganze Nahrungskette stark beeinträchtigt.

motendlicher

Vergleich von Meeresoberflächentemperaturen, Nitratgehalt, Chlorophyll A-Konzentration und Primärproduktion

Der Vergleich erfolgt entlang einem Transekt durch den Pazifik bei 5° Süd vor der peruanischen Küste während Normalbedingungen im Juli 1983 und während dem Höhepunkt der ENSO-Episode im Mai desselben Jahres


 

Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle:
Endlicher, W. in: Zum El Niño-Southern Oscillation-Ereignis 1983
und seinen Auswirkungen im peruanischen Küstengebiet.
Nach: Barber & Chavez, 1983, vereinfacht.
 

Der nachlassende Anschub des Kaltwasserstroms von Süden (Humboldtstrom) und damit die Schwächung des westwärts gerichteten Südäquatorialstroms verhindert andererseits den Warmwassertransport in Richtung Westpazifik. Als Folge verdunstet im Raum Indonesien und Australien weniger Wasser und die Monsun-Niederschläge werden deutlich abgeschwächt oder bleiben aus. Dies führt zu Dürreperioden.

wsstlr

Durchschnittlicher zonaler Oberflächenwind (a),
Meeresoberflächentemperatur (b) und
Langwellenstrahlung (c)


Angaben für die Zeit von September 1996 bis August 1998 entlang des pazifischen Äquators

Quelle:
McPhaden in: The 1997-1998 El Niño Event: A Scientific and Technical Retrospective (WMO Retrospektive)
 

Ein weiterer Effekt von El Niño: Durch die abgeschwächten Passatwinde entstehen im Westpazifik Wellen, die dort mit verstärktem Auftrieb von kaltem Wasser an die Oberfläche einhergehen. Diese Temperaturanomalie im Westen stellt die Vorbereitung zu einer Niña-Phase dar. Wiederum Kelvin-Wellen transportieren das Abkühlungssignal ostwärts. Im Ostpazifik angekommen, kühlen diese Wellen die Wassermassen ab und leiten den Umschwung zu einem La Niña-Ereignis ein.

sst_statisch sstw_statisch

Animationen zum Verlauf des El Niño 1997/98

linke Animation: Abweichung der Oberflächentemperatur des Pazifiks (SST) in der Zeit von Januar 1997 bis Jan 1998.

rechte Animation: Entwicklung von Wassertemperatur, Strömung und Wind in der Zeit von April 1996 bis März 2000.

Zum Start der Animationen und für Zusatzinformationen auf die jeweilige Grafik klicken
(nur in der DVD-Version verfügbar).

Quelle: NOAA
 
elnino

Multivariater ENSO Index für die 7 stärksten El Niño-
Ereignisse seit 1950 im Vergleich zu 2009-2010


How does the 2009-10 El Niño event compare against the seven previous of the 2009-10 event that reached the top six ranking twice. Compared to the previous version of this figure, 1997-98 now reaches very similar peak values to the 1982-83 event, just above the +3.0 sigma threshold.


Eine Erklärung zum Multivarianten ENSO-Index
befindet sich im Lexikon.



Quelle und aktuellste Version:
NOAA-CIRES Climate Diagnostics Center
 

Die Variante El Niño Modoki

Es wird in jüngerer Zeit zunehmend anerkannt, dass wenigstens zwei verschiedene El Niño-Typen (engl. types oder flavors) im tropischen Pazifik auftreten, und zwar in Bezug auf ihre räumlichen und zeitlichen Charakteristika sowie ihre Fernwirkungsmuster (z.B. Wang und Weisberg 2000; Trenberth und Stepaniak 2001; Ashok et al. 2007; Yu und Kao 2007; Weng et al. 2007; Kug et al. 2009; Ashok and Yamagata 2009).

Die bislang geschilderte traditionelle Variante von El Niño in der ostpazifischen Kaltwasserzunge wird ergänzt durch die Modoki-Variante, bei der eine Erwärmung im zentralen tropischen Pazifik beobachtet wird und nicht vor der südamerikanischen Küste. Dabei wird die Wärmeanomalie auf beiden Seiten des Pazifikbeckens von kühleren Meerestemperaturen flankiert.

'Modoki' ist japanisch, bedeutet 'ähnlich aber verschieden' und wurde zuerst von Prof. Yamagata so bezeichnet.

Alternative Bezeichnungen sind „Datumsgrenzen-El Niño“ (engl. "dateline El Niño") weil die stärkste Erwärmung in der Nähe der Datumsgrenze beim 180. Längengrad auftritt, sowie „Zentralpazifik-El Niño“ (engl. "Central Pacific (CP) El Niño"). Demgegenüber wird der traditionelle Niño auch als „Ostpazifik-El Niño“ (engl. "Eastern Pacific (EP) El Niño") bezeichnet, da dessen positive Temperaturanomalien im Ostpazifik auftreten.

Zusammen mit seinem Gegenpart, der La Niña Modoki, bei der der kältere Zentralpazifik vom wärmeren Ost- und Westpazifik flankiert wird, erhielt El Niño die Bezeichnung 'ENSO Modoki', die beiden Phasen (kalt und warm) des neuen Phänomens umfassend.

Bei den beiden El Niño-Typen zeigen sich deutliche Unterschiede bei der räumlichen Struktur, der Entwicklung und der Dynamik (Wang et al. 2012). Diese Unterschiede betreffen die Meeresoberflächentemperatur (SST), die Thermokline, die Wind- und Niederschlagsverhältnisse.

Die Telekonnektionen dieses Halbbruders (wenn man so will) des „Christkinds“ sind nicht weniger markant, aber teilweise genau umgekehrt wie bei einem klassischen El Niño. In Peru und Kolumbien fallen die El Niño-typischen Starkniederschläge aus: Das Tiefdruckzone, die sonst mit den warmen Wassermassen vor dem westlichen Südamerika auftritt, bleibt bei El Niño Modoki im Zentralpazifik. In Australien vermindert sich der Niederschlag erheblich stärker als in normalen El Niño-Jahren, oft kommt es zu einer extrem kurzen Regenzeit. In einigen Regionen, die sonst von El Niño nur wenig betroffen sind, spielt das Wetter während eines El Niño Modoki dagegen verrückt. In Japan und Ostasien etwa kommt es zu Dürren und Hitzewellen. Der Niederschlag des indischen Monsuns kann vom CP-El Niño stärker unterdrückt werden als vom EP-El Niño.

Modoki

Die Varianten von El Niño und
La Niña


Der Begriff 'El Niño Modoki' wurde von Prof. Yamagata 2004 eingeführt, als er versuchte, das anomale Sommerwetter über Japan zu erklären.
Seither ist er besonders in den japanischen Massenmedien verwendet worden. 'Modoki' ist ein klassisches japanisches Wort mit der Bedeutung 'ähnlich aber verschieden'.


Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle: meteoradar
 

Im Atlantik tritt ein recht nachteiliger Effekt von El Niño Modoki auf. Er hebt dort den Hurrikanschutz auf, den normale El Niño-Bedingungen dort bewirken. Im El Niño-Modoki-Jahr 2004 kam es beispielsweise zu zwölf tropischen Stürmen, darunter „Ivan“, einem der stärksten Hurrikane im Atlantik seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Insgesamt verursachten die Stürme etwa genauso große Schäden wie der Super-El Niño von 1997.

In Zukunft sind diese untypischen El Niños häufiger zu erwarten. Wissenschaftler vom Korea Ocean Research and Development Institute (Yeh et al. 2009) stellten fest, dass es zwischen 1850 und 1990 insgesamt 32 normale El Niños und 7 El Niño Modokis gab. Nach 1990 ereigneten sich nur noch 4 normale El Niños, aber 6 El Niño Modokis. Von den fünf El Niño-Ereignissen im 21. Jh. waren drei vom Central Pacific-Typ. Modellrechnungen des Teams ergaben, dass der Halbbruder in einem wärmeren Klima viel häufiger auftritt als in der Vergangenheit. Der aktuelle El Niño (2015) gehört zum Ostpazik-Typ.

Allerdings gibt es noch eine wissenschaftliche Debatte darüber, ob die neue Variante überhaupt existiert und mit den vorhandenen Daten ausreichend sicher belegt werden kann, insbesondere angesichts der kurzen Datenreihe von nur wenigen Dekaden. Die bereits beobachteten Veränderungen des El-Niño-Musters könnten auch auf einer natürlichen Schwankung mit einem Zehn- bis Hundertjahresturnus beruhen. "El Niño Modoki" könnte demnach in vielleicht 30 Jahren wieder verschwunden sein.

Die El Niño-Vorhersagen, zum Beispiel von der US-Klimabehörde NOAA, unterscheiden zurzeit (2015) noch nicht zwischen einem traditionellen El Niño und seiner neu beschriebenen Variante. Dementsprechend unzuverlässig sind die Prognosen für die Witterungsbedingungen in einzelnen Regionen.

Eine im Bulletin of the American Meteorological Society veröffentlichte Arbeit gibt den Kenntnisstand von 2015 wider (Understanding ENSO Diversity).

El Nino Modoki 2009-10

El Niño Modoki 2009/10

Sea surface temperature anomaly during the peak of the 2009-10 El Niño, the strongest Central Pacific El Niño observed to date.

Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle: NOAA
 

Der El Niño von 1977/78 ist ein typisches Beispiel für einen Central-Pacific El Niño. Während dieses Warmereignisses waren die SST-Anomalien überwiegend im äquatorialen Zentralpazifik von 160° O bis 120° W konzentriert, wobei sie die Nino3.4- und die Nino4-Region abdeckten. Im Gegensatz dazu waren bei dem typischen Eastern Pacific El Niño von 1997/98 die SST-Anomalien überwiegend im östlichen Teil des tropischen Pazifik lokalisiert. Sie erstreckten sich von der südamerikanischen Küste bei etwa 80° W bis 160° W und deckten die Regionen Nino1+2 und Nino3 ab.




SST anomaly patterns for

(a) the 1997-98 El Niño (anomalies averaged from November 1997 to January 1998)

(b) the 1977-78 El Niño (anomalies averaged from November 1977 to January 1978)

Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle: Wang et al. 2012

 

Der Zustand während eines La Niña-Ereignisses

Aufgrund des Interesses für El Niño und seine Auswirkungen auf die Welt wurde die Erforschung der zweiten Extremphase innerhalb des ENSO-Systems - La Niña - zunächst etwas vernachlässigt.

Obwohl La Niña als kaltes Gegenstück von El Niño gilt, hat es nicht einfach die gegensätzlichen Auswirkungen. Während eines La Niña-Ereignisses sinkt die schon normal kühle Meeresoberflächentemperaturen (SST) im östlichen und zentralen Pazifik noch weiter ab. Die normal wärmere SST im tropischen West-Pazifik tendiert zu noch höheren Temperaturen. Gleichzeitig ist der Luftdruck über Indonesien und Nordamerika niedriger, über dem tropischen Ostpazifik hingegen höher als normal.

Die westwärts gerichteten Passatwinde entlang des Äquators verstärken sich. Insgesamt ist die normale Walker-Zirkulation während des nordhemisphärischen Winters und Frühjahrs deutlich stärker. Sie bewirkt schon in der Normalphase einerseits Konvektion, Bewölkung und Niederschlag über Indonesien und dem westlichen Pazifik und andererseits absinkende Luft über dem äquatorialen Ostpazifik.

Die Thermokline verlagert sich im Bereich des östlichen und zentralen äquatorialen Pazifiks mehr an die Oberfläche. Letztendlich kann mehr kaltes Tiefenwasser an der Westküste Südamerikas und entlang des Äquators an die Oberfläche kommen. Eine Kaltwasserzunge reicht bis weit nach Westen. Das außergewöhnlich kalte Wasser unterdrückt Konvektion, Bewölkung und letztlich den Niederschlag, besonders während des nordhemisphärischen Winters und Frühjahrs.

La Niña tritt etwa alle 3 bis 5 Jahre auf und dauert dann normalerweise 9 bis 12 Monate, kann aber auch bis zu 2 Jahre andauern. Ein La Niña-Ereignis kann, muß aber nicht direkt auf ein El Niño-Ereignis folgen. Man ist sich nicht sicher, ob aufgrund der globalen Erwärmung es in nächster Zeit mehr El Niño-Ereignisse geben wird.

oni_ggw

Jahre mit El Niño und La Niña
mit der jeweiligen Intensität der Ereignisse


Die Angaben basieren auf dem Oceanic Niño Index (ONI), der zu einem de facto-Standard der NOAA geworden ist, um Warm- und Kaltereignisse im tropischen Pazifik zu identifizieren.
Eine Tabelle mit den aktuellen Werten finden Sie beim NOAA CPC



Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle und aktuellste Version:
Golden Gate Weather Services
 

Wie El Niño hat auch La Niña Telekonnektionen. Allgemein ist während einer Niña mit überdurchschnittlichen Niederschlägen in folgenden Gebieten zu rechnen: Westlicher Pazifik und ozeanisch beeinflußte Kontinentteile (z.B. Mozambik 2000), Südasien (während des SW-Monsuns), Nord- und NO-Australien, südliches Afrika, nördliches Südamerika, (einschließlich NO-Brasilien), Mittelamerika, Hawaii-Inseln.

Dem gegenüber treten unterdurchschnittliche Niederschlagsmengen häufig in folgenden Gebieten auf: Äquatornahe Inseln im zentralen Pazifik, mittleres Ostafrika, Teile des südöstlichen und südwestlichen Südamerika. Im SW der USA und in Nord-Mexiko kann es im Spätsommer bis in den folgenden Winter zu trockeneren Verhältnissen kommen. Die Inneren Ebenen Nordamerikas erhalten im Herbst, der SO im Winter unterdurchschnittliche Niederschlagsmengen. Hingegen ist der pazifische NW der USA im Spätherbst und Frühwinter eher feuchter. Die La Niña-Winter sind im SO der USA wärmer und im NW kälter als normal. Nach den Untersuchungen von Dr. William Gray der Colorado State University und von chinesischen Forschern steigt die Wahrscheinlichkeit eines Hurrikans in den USA oder in der Karibik während eines La Niña-Ereignisses an.

Der Hurrikan Mitch, der während der La Niña-Episode von 1998 auftrat, war einer der stärksten je beobachteten atlantischen Hurrikane und verursachte mehr Todesopfer als jeder andere Hurrikan der letzten 200 Jahre. Mitch verwüstete Mittelamerika, kostete 10.000 Menschen das Leben und verursachte Sachschäden in Höhe von $6 Mrd., was einem Siebtel des Bruttosozialprodukts der ganzen Region entspricht.

Ein Einfluss von La Niña-Ereignissen auf Europa wird vermutet, ist jedoch noch nicht endgültig nachgewiesen. Auch ist umstritten, ob der eventuelle Einfluss von La Niña stärker oder schwächer ist als der von El Niño.

lanina

Multivariater ENSO Index für die 7 stärksten La Niña-Ereignisse seit 1949

How does the 2010-12 La Niña event compare against the six previous biggest La Niña events since 1949? This figure includes only strong events (with at least three bimonthly rankings in the top six), after replacing the slightly weaker 2007-09 event with 2010-12. La Niña events have lasted up to and over three years since 1949, in fact, they do tend to last longer on average than El Niño events. The longest two events included here lasted through most of 1954-56 and 1973-75. The longest event NOT included here occurred in 1999-2001 which reached the 'strong' threshold (top six rankings) just once.

Eine Erklärung zum Multivariaten ENSO-Index
befindet sich im Lexikon.

Quelle und aktuelle Daten:
NOAA-CIRES Climate Diagnostics Center
 

Die Variante La Niña Modoki

Die traditionelle La Niña, auch als Ostpazifik-La Niña (engl. Eastern Pacific (EP) La Niña) bezeichnet, ist mit Temperaturanomalien im Ostpazifik verbunden (KAO 2009). Allerdings wurden in den vergangenen zwei Dekaden nicht-traditionelle La Niñas beobachtet, bei denen die übliche Region der Temperaturanomalie (Niño 1 and 2) nicht betroffen ist, sondern eine Anomalie im zentralen Pazifik (Niño 3.4) auftritt. Das Phänomen wird demnach als Zentralpazifik-La Niña (engl. Central Pacific (CP) La Niña) bezeichnet. Weitere Benennungen sind Datumsgrenzen-La Niña (engl. dateline La Niña) wegen ihres Auftretens unweit der Datumsgrenze und La Niña Modoki (Yuan 2012, Cai 2009). Modoki ist japanisch für ‚ähnlich‘, aber verschieden‘.

In weiterer Differenzierung, erkennen manche Wissenschaftler zusätzliche Varianten (flavors) der EP-La Niña sowie der CP-La Niña, und wieder andere sehen ENSO als Kontinuum, das oft als Mischform auftritt (Johnson 2013).

Die Auswirkungen der CP-La Niña sind verschieden von denen der traditionellen EP-La Niña. Beispielsweise führt die 'neue' La Niña eher zu einer Niederschlagszunahme über NW-Australien und im nördlichen Murray-Darling-Becken, als im Osten Australiens wie bei einer konventionellen La Niña (Cai 2009). Auch verstärkt die Modoki-La Niña die Häufigkeit von Zyklonen über der Bucht von Bengalen, aber reduziert das Auftreten von starken Stürmen über dem Indik (RameshKumar 2014)

Die Entdeckung von ENSO-Modoki lässt einige Forscher einen Zusammenhang mit der globalen Erwärmung vermuten (Yeh 2009). Allerdings gibt es noch keinen wissenschaftlichen Konsens über eine Verbindung zwischen ENSO und globaler Erwärmung, weder grundsätzlich noch bezüglich der möglichen Mechanismen (Collins 2010).

Es gibt auch eine wissenschaftliche Auseinandersetzung darüber, ob es die neuen ENSO-Typen überhaupt gibt. Eine Reihe von Studien bestreiten, dass die aus statistischen Daten getroffene Unterscheidung die Realität widerspiegelt, bzw. dass die neuen Typen verstärkt auftreten oder beides (Nicholls 2008, McPhaden 2011). Sie sehen z.B. die zeitliche Kürze der Beobachtungsreihen als schwache Basis, um daraus eine solche Unterscheidung ableiten zu können oder sie schlagen vor, dass vielmehr andere Typen unterschieden werden sollten, z.B. Enso-Ereignisse mit Standardcharakter und solche mit Extremcharakter. (Giese 2011, Newman 2011, Yeh 2011, Na 2011, L'Heureux 2012, Lengaigne 2010, Takahashi 2011)

Weitere Informationen:

 

Forschungs- und Handlungsbedarf

"My impression is that our understanding of ENSO has reached a sort of saturation point where progress has become slow and we are mainly filling in the niches of our ignorance but not making great strides in prediction." (David B. Enfield 2011)

Auch wenn in den vergangenen Dekaden das Verständnis des ENSO-Phänomens stark verbessert wurde, sind einige Aspekte von ENSO noch immer nicht gut verstanden. Solche Aspekte sind z.B. die Saisonalität von ENSO, d.h. die Eigenschaft von ENSO im nordhemisphärischen Winter seine stärkste Ausprägung zu erreichen und die Asymmetrie von ENSO, d.h. die Tatsache, dass El Niño-Ereignisse für gewöhnlich stärker ausfallen als La Niña-Ereignisse. Ebenso sind die möglichen Effekte des Klimawandels auf ENSO und die Einflüsse des tropischen Indischen und des tropischen Atlantischen Ozeans auf ENSO noch unzureichend bekannt und damit Gegenstand aktueller Forschung. Und nach wie vor ist sich die Forschung uneins in der Antwort auf Bob Kesslers (2003) Frage, ob ENSO ein Zyklus oder eine Abfolge von Einzelereignissen ist.

Ferner sind die Erklärungs- und Vorhersagemodelle zu ENSO trotz eines passablen Niveaus noch nicht zuverlässig und aussagekräftig genug, falls sie dies angesichts der großen Variabilität von ENSO in gewünschtem Maße je sein können. Insbesondere bei der Vorhersage der Intensität eines ENSO-Ereignisses bleiben sie noch Antworten schuldig. Auch die zuverlässigere Datenbeschaffung - z.B. waren 2014 80 % der Messbojen im Ostpazifik wegen unterbliebener Wartung ausgefallen -, bessere Simulationen von Oberflächentemperaturen und Süßwasserflüssen, bessere Einbeziehung von relevanten Prozessen außerhalb des tropischen Pazifiks können zu verbesserten Vorhersagen führen.

Ein ENSO-Workshop in Sydney (Australien) stellte im Februar 2015 unter dem Eindruck des für 2014 falsch prognostizierten El Niño folgende Liste an Themen zusammen, die die Forscher in den kommenden Jahren beschäftigen werden:

  1. Wie belastbar sind ENSO-Projektionen vor dem Hintergrund von Modellunsicherheiten und relativ kurzen Datenreihen, die auf Instrumenten basieren?
  2. Wie können Bjerknes-Rückkopplungen und andere Rückkopplungen korrekt in Klimamodellen dagestellt werden?
  3. Soll man Flusskorrekturen in Klimamodellen verwenden?
  4. Wie sind Variationen des Hintergrundzustands (z.B. IPO) mit ENSO verknüpft?
  5. Welches ist die Dynamik und die Charakteristik von extremen ENSO-Ereignissen?
  6. Wie vorhersehbar sind extreme ENSO-Ereignisse?
  7. Welches sind die Mechanismen, die die Bindung von ENSO-Phasen an Jahreszeiten bestimmen (auch: jahreszeitliche Synchronisierung von ENSO; engl. ENSO seasonal phase locking)?
  8. Welches ist die Dynamik der ENSO-Diversität oder ist ENSO Modoki ein wirklich unabhängiger Typ der ENSO-Variabilität?
  9. Wie wirken sich Rückkopplungs-Interaktionen innerhalb des Pazifik-Beckens auf ENSO aus?
  10. Welches sind die ozeanischen und atmosphärischen Fernwirkungsprozesse (teleconnection processes) von extremen ENSO-Ereignissen?
  11. Welche Paläo-Proxydaten können zur Untersuchung der räumlichen Entwicklung von ENSO-Ereignissen verwendet werden?

Die El Niño 2015 Conference am International Research Institute for Climate and Society (IRI) listete in ihrer Concluding Perspective unter anderem auch die folgenden Kernbereiche auf, die es anzugehen gilt, um Fortschritte zu erzielen (leicht verändert):

  1. Auf allen Gebieten sind Verbesserungen vonnöten, in der Forschung (einschließlich der Sozialwissenschaften), bei den Daten, Modellen, dem Engagement beteiligter Gruppen, bei zugeschnittenen Produkten, bei Kommunikation und Rückmeldung, bei der Dokumentation und Evaluation von Ergebnissen.
  2. Wissenschaftliche Prioritäten müssen gesetzt werden, beispielsweise gibt es noch immer Probleme den Beginn eines Ereignisses vorherzusagen, bevor es sich in den Meeresoberflächentemperaturen bereits zeigt.
  3. Beobachtungssysteme müssen kontinuierlich gestärkt werden.
  4. Gesellschaftliche Verwundbarkeiten und Anpassungsmöglichkeiten müssen besser verstanden werden, die letzteren müssen besser kommuniziert werden, um vom wissenschaftlichen Fortschritt stärker zu profitieren.
  5. Es besteht der Bedarf, die verstreuten Anstrengungen von relevanten Klimadiensten systematisch zusammenzuführen, ob sie nun historischen, maßgeschneiderten Charakter haben, sich auf unterschiedliche Zeitskalen beziehen oder primär auf Staatenebene fokussiert sind. Das Global Framework for Climate Services kann in dieser Hinsicht eine zentrale Rolle spielen.
  6. Die effektive Nutzung von Klimainformationen, um mit Gefahren fertig zu werden und die Belastbarkeit zu erhöhen, erfordert eine beständige Partnerschaft zwischen allen Beteiligten. Zu diesem Zweck muss die Klimagemeinde sich nachdrücklich Bereichen widmen wie Kommunikation, Visualisierung und Evaluation, um die Bildung einer breiten Gemeinschaft zu fördern, die mit den Klimainformationen in einem praktischen Kontext effektiv umgehen kann.
  7. Ergebnisse von El Niño-Vorhersagen sind stark vom angemessenen Handeln auf Länder- und lokaler Ebene abhängig. Dies bedeutet, dass die verfügbaren Klimainformationen konsequenter in Handeln umgesetzt werden müssen, um effektiv zu sein.