Das ENSO-Phänomen

Bjerknes-Rückkopplung

Engl. Bjerknes feedback; Rückkopplungsmechanismus mit zentraler Rolle im El Niño/Southern Oscillation-Phänomen, das die zwischenjährliche Variabilität im äquatorialen Pazifik beherrscht. Es handelt sich um ein positives Feedback entlang des Äquators, bei dem ein geschwächter (verstärkter) äquatorialer zonaler Gradient der Meeresoberflächentemperatur (SST) den Passatwind schwächt (verstärkt), was wiederum den zonalen SST-Gradient weiter reduziert (erhöht).

Im Bereich des äquatorialen Pazifik befindet sich üblicherweise eine ausgeprägte Asymmetrie. Diese kommt zum einen in der Atmosphäre zum Ausdruck durch die Walkerzirkulation mit ihren oberflächennahen östlichen Winden (Ost-West Luftdruckgradient), zum anderen im Ozean mit seiner ostpazifischen Kaltwasserzunge der Meeresoberflächentemperaturen (SST) als Folge der windbedingt hochliegenden Thermokline im Ostpazifik. Das Aufquellen von kaltem Wasser im Osten wird durch die Passatwinde verstärkt und damit auch der Temperaturgradient. Diese positive Rückkopplung wird als Bjerknes feedback bezeichnet. Ist dieser Zustand besonders stark ausgeprägt, wird von La Niña gesprochen.

Der Bjerknes feedback verstärkt anfängliche Störungen in diesem System. Der Mechanismus, der der Rückkopplung zugrunde liegt, besteht aus drei Komponenten:

1. Eine Schwächung der äquatorialen Passatwinde durch auftretende Westwindanomalien im westlichen Teil des Pazifikbeckens bewirkt eine Absenkung der Thermokline im Osten.
2. Die abgesenkte Thermokline verringert die Intensität und die Wirksamkeit des Upwellings und führt zu einer Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen (SST) im Osten.
3. Warme Oberflächentemperaturen schwächen die äquatorialen Passate noch weiter. In der Folge verschiebt sich auch die Region der stärksten Konvektion. Gebiete mit normalerweise starken Regenfällen (Westpazifik) erfahren ein Niederschlagsdefizit, andere Gebiete werden überschwemmt (westl. Südamerika).