Das ENSO-Phänomen

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.

Innertropische Konvergenzzone (Aufnahme des geostationären GOES-11 vom 17. Mai 2000) Die Innertropische Konvergenzzone oder ITCZ/ITK ist die Region, die die Erde in der Nähe des Äquators umspannt, und in der die Passatwinde der nördlichen und südlichen Hemisphäre zusammenkommen. Die intensive Sonne und das warme Wasser des Äquators erwärmen die Luft in der ITCZ, erhöhen ihre Feuchtigkeit und machen sie auftriebsfähig. Unterstützt durch die Konvergenz der Passatwinde verstärkt sich der Luftauftrieb. Wenn die Luft aufsteigt, dehnt sie sich aus und kühlt sich ab, wobei die angesammelte Feuchtigkeit in einer fast immerwährenden Serie von Gewittern freigesetzt wird. Das Bild links ist eine Kombination aus Wolkendaten des geostationären Umweltsatelliten der NOAA (GOES-11) und farbigen Darstellungen von Landbedeckungsklassifizierungen aus AVHRR-Beobachtungen. Die ITCZ ist das Band aus hellen weißen Wolken, das die Bildmitte durchschneidet. Quelle: NASA Earth Observatory

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.

Jahreszeitliche Verlagerung

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.

Die jahreszeitliche Verlagerung der ITCZ beeinflusst die Niederschläge in vielen äquatorialen Nationen drastisch, was dazu führt, dass es in den Tropen eher zu Nass- und Trockenzeiten kommt als zu den kalten und warmen Jahreszeiten, die in höheren Breitengraden auftreten. Länger andauernde Veränderungen in der ITCZ können zu schweren Dürren oder Überschwemmungen in nahe gelegenen Gebieten führen.

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.