Das ENSO-Phänomen

Pacific Equatorial Divergence (PEQD)

Zu dt. etwa ‚Äquatorial-Pazifische Divergenz‘; Gebiet divergierender Wassermassen im äquatorialen Pazifik zwischen der Equatorial Convergent Front (ECF) im Norden und dem unregelmäßig fließenden südäquatorialen Gegenstrom im Süden. An der Datumslinie, als mittlere Westgrenze angegeben, liegen diese Fronten bei ca. 5°N und ca. 5° S, sowie bei ca. 12° N und fast 20° S im Ostpazifik.

Die PEQD entsteht durch die Einwirkung der Corioliskraft auf den Südäquatorialstrom (South Equatorial Current, SEC). Als Auswirkung dieser Divergenz kommt es zu bedeutendem Upwelling von neuen Nährstoffen von unterhalb der photischen Zone, was die reichsten Oberflächengewässer des tropischen Pazifiks entstehen lässt. Die Wassermassen sind hier gekennzeichnet durch höhere Werte bezüglich Salinität, Partialdruck des Kohlendioxids (pCO₂), Nährstoffkonzentration und Phytoplankton (Chlorophyll a).

Vier typische Fälle unterschiedlicher vertikaler hydrographischer Struktur und ihr Effekt auf die Produktion von Phytoplankton im tropischen Pazifik. Fall 1: Die Thermokline liegt tief, befindet sich aber noch in der photischen Zone; die Primärproduktion basiert vorwiegend auf wiederverwerteten Nährstoffen (RP), wird aber durch die Zufuhr von neu produzierten Nährstoffen (NP) von unterhalb der Thermokline ergänzt. Fall 2: Die Deckschicht bleibt nährstoffarm (oligotroph), aber ein Anstieg der Thermokline ermöglicht es kaltem, nährstoffreichem Wasser sowohl die wiederverwertende Nährstoffproduktion, als auch die Neuproduktion in der photischen Zone unterhalb der Thermokline beträchtlich zu verstärken. Fall 3: Die Thermokline ist schwach und tief und ermöglicht einen gewissen Zustrom von ‚neuen‘ Nährstoffen aus den tiefen oligotrophen Wasserschichten in die photische Zone. Die durch das Plankton dargestellte Biomassen ist jedoch niedrig und wird hauptsächlich durch wiederverwertete Nährstoffe (RP) gebildet. Fall 4: Neue Nährstoffe versorgen über Upwelling die gesamte photische Zone obwohl die Thermokline tief liegt, was beträchtliche Neuproduktion von Nährstoffen ermöglicht und eine hohe Rate von wiederverwerteten Nährstoffen. Die photische Zone ist in den Fällen 2 und 4 flacher, da die höherer Planktonkonzentration das Eindringen von Licht mindert. Quelle: SPC

Diese nährstoffreichen Wassermassen umfassen einen großen Teil des äquatorialen Pazifiks und treiben polwärts bis sie an der Konvergenz mit dem nordäquatorialen Gegenstrom (North Equatorial Counter Current, NECC) bei ca. 5° N und dem südäquatorialen Gegenstrom (South Equatorial Counter Current, SECC) bei ca. 6° S - 8° S abtauchen. Bei diesen Konvergenzen sinken organische Partikel ab und werden mineralisiert, was zu geringen Sauerstoffgehalten führt.

Upwelling im Bereich der Pacific Equatorial Divergence (PEQD) Nährstoffreiche Wassermassen vom Äquatorialen Unterstrom (EUC) werden durch Upwelling an die Oberfläche gebracht und nach Norden und Süden verfrachtet. Schließlich tauchen sie an den Konvergenzen zwischen dem Südäquatorialstrom (SEC) und dem südäquatorialen Gegenstrom (SECC) und zwischen dem SEC und dem nordäquatorialen Gegenstrom (SECC) in die Tiefe. Der SEC tranportiert das Auftriebswasser auch nach Westen bis es mit dem Warm Pool an einer Salinitätsfront konvergiert, einer Region mit deutlichen Konzentrationen von gelöstem Kohlendioxid, Nährstoffen und Phytoplankton. Quelle: SPC

Die oberflächennahen Wassermassen der PEQD treiben auch nach Westen bis sie mit dem Western Pacific Warm Pool konvergieren. Die Grenze zwischen PEQD und Warm Pool ist durch eine klare ‚Front‘ gekennzeichnet bezüglich der Werte von Salinität, pCO₂, Chlorophyll a und Zooplankton. Die Konvergenzzone zwischen PEQD und Warm Pool ändert sich in Abhängigkeit von Stärke und longitudinaler Ausdehnung des Südäquatorialstroms zwischen den Jahreszeiten und auch von Jahr zu Jahr als Reaktion auf ENSO-Ereignisse. Während starken La Niña-Episoden reicht die Front weit in den Westen des äquatorialen Pazifiks und verursacht damit eine deutliche Verkleinerung des Warm Pools. Während El Niño-Ereignissen bewegt sich die Front nach Osten und kann bis zu den Galápagos-Inselnreichen, womit sie die PEQD praktisch zum Verschwinden bringt.

Solche Größenfluktuationen der Oberflächen von PEQD und Warm Pool können mithilfe von (Satelliten-)Bildern der Meeresfarbe (ocean colour) veranschaulicht werden und über Klimaindizes, z.B. den Southern Oscillation Index (SOI) vorhergesagt werden. In der Zeit von 1980 bis 2000 lag die Grenze zwischen PEQD und Warm Pool bei 178° W, d.h. nahezu bei der Datumsgrenze.