Das ENSO-Phänomen

Pacific Meridional Mode (PMM)

Der Pacific Meridional Mode (PMM, dt. etwa Pazifisch-meridionaler Modus) ist ein Klimamodus im Nordpazifik. Der Begriff "meridionaler Modus" wurde in den 1990er Jahren eingeführt, um diese Art von Schwankungen von der eher zonalen ENSO-Variabilität zu unterscheiden. ENSO ist in der Regel durch Variationen und Entwicklungen in Ost-West-Richtung (zonal) gekennzeichnet, während meridionale Modi eher Variationen in Nord-Süd-Richtung (meridional) beinhalten - daher der Begriff "meridional". Und der Begriff "Mode" bezieht sich lediglich auf die kohärenten Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre.

In seinem positiven Zustand ist der PMM durch die Kopplung schwächerer Passatwinde im nordöstlichen Pazifik zwischen Hawaii und Baja California mit einer geringeren Verdunstung über dem Ozean gekennzeichnet, was zu einem Anstieg der Meeresoberflächentemperaturen (SST) führt; in seinem negativen Zustand ist es genau umgekehrt. Diese Kopplung entwickelt sich in den Wintermonaten und breitet sich im Frühjahr nach Südwesten in Richtung Äquator und Zentral- und Westpazifik aus, bis sie die intertropische Konvergenzzone (ITCZ) erreicht, die sich als Reaktion auf eine positive PMM tendenziell nach Norden verschiebt.

Die Nordpazifische Oszillation (NPO) und der "Nordamerikanische Dipol" - zwei Klimaschwankungen über dem Nordpazifik und Nordamerika - lösen im Winter PMM-Modi aus. Temperaturschwankungen im Nordatlantik und im Westpazifik sowie Veränderungen im arktischen Meereis wurden ebenfalls als Auslöser für PMM-Ereignisse vorgeschlagen.

PMM ist nicht dasselbe wie die El Niño-Südliche Oszillation (ENSO), aber es gibt Hinweise darauf, dass PPM-Ereignisse ENSO-Ereignisse auslösen können, insbesondere zentralpazifische El Niño-Ereignisse. Der PMM-Zustand kann auch die Hurrikanaktivität im Ostpazifik und die Taifunaktivität im Westpazifik beeinflussen und die Niederschläge auf den den Pazifik umgebenden Kontinenten verändern. Im Südpazifik gibt es einen PMM-ähnlichen Modus, der als "South Pacific Meridional Mode" (SPMM) bekannt ist und ebenfalls den ENSO-Zyklus beeinflusst.

Muster in Verbindung mit dem positiven Zustand der pazifischen und atlantischen Meridionalen Modi Tropische Muster in Verbindung mit dem positiven Zustand der pazifischen (links) und atlantischen (rechts) Meridionalen Modi. Die oberen Felder zeigen die SST-Anomalien (Schattierung) und die Anomalien der oberflächennahen Winde (Vektoren), die unteren Felder die Niederschlagsänderungen. Rote (grüne) Schattierungen zeigen überdurchschnittliche SST (Niederschläge) und blaue (braune) Schattierungen unterdurchschnittliche SST (Niederschläge) an. Die Abbildungen basieren auf Chiang und Vimont (2004) und wurden von Climate.gov geändert. Quelle: ENSO Blog 2016

ENSO und PMM

• Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurden die Intensität des El Niño-Ereignisses 2014-16 und die sehr aktive pazifische Hurrikan- und Taifun-Saison 2018 auf positive PMM-Ereignisse zurückgeführt. Mit der anthropogenen globalen Erwärmung wird die PMM-Aktivität wahrscheinlich zunehmen, und einige Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass der Verlust des antarktischen und insbesondere des arktischen Meereises künftig positive PMM-Ereignisse auslösen wird.
• Die PMM unterscheidet sich von der El Niño-Südlichen Oszillation, die die wichtigste Klimaschwankung im Pazifischen Ozean darstellt. Die beiden Klimamodi sind jedoch nicht leicht voneinander zu trennen, da sie beide zu dekadischen Klimaschwankungen im Pazifik beitragen. Auch die Abgrenzung der dekadischen pazifischen Oszillation/interdekadischen pazifischen Oszillation vom PMM ist schwierig.
• PMM-Ereignisse im Frühjahr sind ein wichtiger Prädiktor für den späteren ENSO-Zustand. Mechanistisch gesehen beeinflusst PMM den ENSO-Zustand über mehrere Wege:
• Die gekoppelten Wind- und SST-Anomalien breiten sich im Frühjahr und Frühsommer in Richtung Äquator aus.
  Im zeitigen Frühjahr und Winter laden die mit PMM verbundenen Windanomalien die unterirdische Wärme am Äquator auf, ein Prozess, der als "Passatwindaufladung" bekannt ist.
• PMM-Ereignisse erzeugen ozeanische und außerequatoriale Rossby-Wellen und Kelvin-Wellen, die ihrerseits durch Windanomalien entlang des Äquators äquatoriale Kelvin-Wellen bilden.
• PMM-bedingte Veränderungen in der Position der ITCZ im Sommer und Herbst beeinflussen das äquatoriale Klima.
• Positive PMM-Ereignisse führen zu Wind- und SST-Anomalien, die denjenigen ähneln, die optimalen El Niño-Bedingungen und Westwindausbrüchen vorausgehen, und modulieren auch den mit der El Niño-Entwicklung verbundenen Wärmegehalt des Ozeans unter der Oberfläche. Sie legen ferner nahe, dass das PMM die Saisonalität von El Niño-Ereignissen beeinflussen könnte, da PMM-Ereignisse hauptsächlich im Frühjahr auftreten.
• Das PMM führt hauptsächlich zu warmen Ereignissen (El Niño) und nicht zu kalten Ereignissen (La Niña) und ist ein zuverlässigerer Prädiktor für erstere als für letztere. Das PMM scheint sich stärker auf den zentralen und westlichen Pazifik als auf den östlichen Pazifik auszuwirken und begünstigt somit die Entwicklung von zentralpazifischen El Niño-Ereignissen (CP Niño oder El Niño Modoki), obwohl es keinen klaren Konsens über diesen Zusammenhang gibt. Die zonale Advektion von SST-Anomalien aus dem zentralen in den östlichen Pazifik könnte es dem PMM ermöglichen, einen kanonischen El Niño auszulösen.
• Das PMM beeinflusst auch das Ende eines ENSO-Ereignisses, insbesondere die Entwicklung von mehrjährigen ENSO-Ereignissen.