Das ENSO-Phänomen

West(ern) Pacific Warm Pool (WPWP)

Zu deutsch etwa ‚Westpazifischer Warmwasserkörper‘; ein Gebiet warmer Wassermassen, das sich etwa von den Gewässern südlich Japans südwärts über Indonesien hinweg im Bereich des tropischen Westpazifik erstreckt, und das vom Südäquatorialstrom aufgebaut wird. Die Meeresoberflächentemperaturen sind hier die höchsten weltweit, oft liegen sie über 30 °C. Zwar können die definitorischen Grenzwerte unterschiedlich sein, aber verbreitet gelten ca. 29 °C als Schwellenwert.
Der Warmwasserkörper weist saisonale Veränderungen hinsichtlich Größe und Lage auf und liegt mit seinem Kern nördlich des Äquators während des nordhemisphärischen Sommers und südlich des Äquators während des Nordwinters. Unter El Niño-Einfluss kann sich der Warmwasserkörper bis weit in den Zentralpazifik hinein ausdehnen.

Bei Betrachtung der Zirkulation von oberflächennahen Wasserschichten zeigt sich, dass der Warm Pool Wasser von zwei antizyklonalen Strömungskreisen (North and South Pacific gyre) bezieht, vor allem aus dem South Pacific gyre über den Südäquatorialstrom. Der Abfluss erfolgt dann über den nordäquatorialen Gegenstrom und den Indonesischen Durchstrom (Indonesian throughflow), sowie an der Westbegrenzung des Pazifik über die polwärtigen Äste der beiden Strömungskreise. Der Verbleib des Wasser im Warm Pool beträgt lediglich 1,3 Jahre, was den Pool empfindlich macht für zwischenjährliche Variationen der Wärmezufuhr.

Mittlere Meeresoberflächentemperaturen in den Tropen und Subtropen - Animation des Jahresverlaufs   Quelle: Vernon Kousky - NOAA (pers. Mitteilung)

Der Warmwasserkörper liegt unter Luftmassen mit ausgeprägter Konvektionstätigkeit und entsprechend hohen Niederschlägen. Diese führen zu einer geringen Salinität des Oberflächenwassers. Die Thermokline liegt im WPWP deutlich tiefer als im Osten, was eine tiefreichende vertikale Durchmischung verhindert. Mit einer Tiefe von ca. 80 m (nach Trenberth 2013 sogar 150 m) liegt sie nahe der unteren Grenze der photischen Zone. Die Thermokline hat einen starken Temperaturgradienten, welcher eine wirksame Sperre für den Transfer von Nährstoffen an die Oberfläche darstellt. Entsprechend ist Upwelling nicht vorhanden. So ist das relativ gleichmäßig temperierte Wasser eher oligotroph mit einer geringen Primärproduktion und weist einen geringen Partialdruck des Kohlendioxids (pCO₂) auf. Während durchschnittlicher klimatischer Bedingungen ist die Biomasse von sowohl Phytoplankton als auch von heterotrophen Organismen in der photischen Zone des Warm Pool nur halb so groß wie die im Bereich der Äquatorial-Pazifischen Divergenz (PEDC). Die Biomasse von heterotrophen Bakterien und von Mikrozooplankton in den tieferen Schichten ist nicht bekannt.

Diese Situation ändert sich deutlich während El Niño-Episoden, wenn die Thermokline bis auf ca. 40 m ansteigt. Wenn dies geschieht, gibt es eine Zunahme der Primärproduktion, angeregt durch den Einstrom von neuen Nährstoffen in die photische Zone unter der Thermokline. Die gesamte Primärproduktion wächst dann auf die doppelte Menge, und die Biomasse von Zooplankton ist 1,5 mal höher. Diese verstärkte Produktivität kommt möglicherweise nicht vollständig in Aufnahmen der Meeresfarbe zum Ausdruck, da Fernerkundungsdaten der oberflächennahen Schichten keine Auskunft geben über die Komponenten des Nahrungsnetzes in tieferen Schichten.

Nach Osten zu ist der WPWP durch starke Gradienten bezüglich Salinität, pCO₂ und Chlorophyll von den deutlich unterschiedlichen Wassermassen des Ostpazifiks abgegrenzt (Warm Pool Edge).

Änderungen der Meeresoberflächentemperatur, die hier wegen der ENSO-Variabilität ablaufen, haben wichtige Auswirkungen auf den Wärmetransport von niedrigen in höhere Breiten. Die Verlagerung des Warmwasserkörpers und der begleitenden konvektiven Aktivität führt zu Veränderungen der Walker- und der Hadley-Zirkulation und beeinflusst dann globale Klima-Variationen.

Wegen seiner Rolle im System von Atmosphäre und Klima spielt der WPWP auch eine wichtige Rolle bei der Bestimmung lang- und kurzfristiger globaler Klimaänderungen.

Es wird wird vermutet, dass die globale Erwärmung u.a. zu einer Expansion des WPWP führen könnte.

W-O-Profil durch den äquatorialen Pazifik Schema des äquatorialen Pazifik mit den Besonderheiten von Ozean und darüber liegender Atmosphäre im Ost- und Westpazifik und im Bereich der Ostgrenze des WPWK (Warm Pool Edge). Der Westpazifik ist durch wärmeres und salzärmeres Wasser gekennzeichnet als der Osten und besitzt hochreichende Konvektionsvorgänge. Die Madden Julian Oscillation (MJO) ist über dem Westpazifik stärker als über dem Osten, und Westwindausbrüche beeinflussen die Meeresoberfläche. Die ozeanische Deckschicht (mixed layer) und die Thermokline sind im Westen tiefer als im Osten. Im Warmwasserkörper können sich Sperrschichten unter der Deckschicht bilden, oftmals aufgrund der Abführung von salzhaltigem Wasser nach Osten. Am Ostrand des Warmpools gibt es starke zonale Gradienten bezüglich Salinität, pCO2 und Chl-a. Quelle: sciencedirect (Open access)