Das ENSO-Phänomen

Tropische Zirkulation

Die tropische Zirkulation der Atmosphäre besteht modellhaft aus einem meridionalen (Hadley-Zelle) und einem zonalen (Walker-Zirkulation) Zirkulationsmuster. Beide haben thermische Ursachen.

In der oberen Troposphäre strömen die in Äquatornähe aufgestiegenen Luftmassen zunächst Richtung gemäßigte Breiten. Im Bereich der subtropischen Hochdruckzellen sinkt Luft ab. Infolge des Druckgefälles zur äquatorialen Tiefdruckrinne entsteht unter dem Einfluss der Coriolisablenkung eine Ostströmung. Erst in Bodennähe bilden sich durch Reibung die Nordost- bzw. Südostpassate aus, welche in Äquatornähe zur Innertropischen Konvergenzzone (ITK) zusammenströmen. Modellhaft ist damit die Passatzirkulation geschlossen.

Im jahreszeitlichen Verlauf verändert sich durch die unterschiedlich starke Erwärmung der Nord- bzw. Südhalbkugel die Lage der ITK. Dabei kommt es zur Aufspaltung in eine stark ausgeprägte ITK (thermischer oder meteorologischer Äquator) und eine schwächere ITK am mathematischen Äquator. Die unterschiedliche Erwärmung von Festlands- und Wasserflächen führt im Bereich des Äquators zu einer zonalen Zirkulation, die nach dem Entdecker der Southern Oscillation als Walker-Zirkulation bezeichnet wird. So steigt im Bereich der Sundainseln in Äquatornähe feuchtwarme Luft über dem warmen Oberflächenwasser auf, wobei intensive Niederschläge entstehen. Im östlichen tropischen Pazifik dagegen sinkt trockene Luft über dem kühlen Oberflächenwasser (Humboldtstrom) ab. Aus dem so entstandenen Druckgefälle entsteht in Bodennähe eine Luftströmung entlang des Äquators von Ost nach West, die Teil eines großen zonalen Zirkulationsrades ist.

Hadley-Zelle und Walker-Zirkulation sind lediglich schematische Abstraktionen. So wird in Wirklichkeit ein Luftpaket, das im Bereich des Äquators am Boden einer Ost-West-Strömung unterliegt, keinen geschlossenen Weg in einem Walker-Zirkulationsrad zurücklegen, da es aufgrund der Hadley-Zirkulation auch eine meridionale Bewegungskomponente besitzt.

Beide Systeme besitzen bei unterschiedlichen Phasen des ENSO-Zyklus unterschiedliche Ausprägungen.

Modell der globalen Zirkulation der Atmosphäre mit den tropischen Hadley-Zellen Quelle: NASA JPL	Die pazifische Walker-Zirkulation, eine große Schleife über fast der Hälfte des Erdumfangs Quelle: EurekAlert