Das ENSO-Phänomen

 »

Basisinformationen

• Textversion
• Startseite
• Inhalt
• Impressum

Einleitung

Der extreme El Niño der Jahre 1997/98 ist längst aus den Schlagzeilen verschwunden, Überschwemmungen in Peru, tropische Wirbelstürme im pazifischen Mexiko, tropical haze über SO-Asien sind vergessen. Stoßstangenaufkleber mit der Aufschrift "Don't blame me, blame El Niño" sind out; Aktienhändler können nicht mehr länger entschuldigend "El Niño" murmeln, wenn die Märkte aus dem Ruder laufen.

El Niños kalte Schwester La Niña als zweite markante Ausprägung des ENSO genannten ozeanisch-atmospärischen Phänomens über dem Pazifik hatte danach versucht, diese Lücke zu füllen. Die Wissenschaftler wandten sich ihr zu oder sie werteten Beobachtungsergebnisse der El Niño-Phase aus, verglichen die Richtigkeit ihrer Vorhersagen und arbeiteten an der Verbesserung von Prognose-Modellen.

Inzwischen sind zwei weitere ENSO-Zyklen abgelaufen. Erste Vergleiche (ESSIC, NASA) der Warmphasen von 1997/98 und 2002 liegen wissenschaftlich aufbereitet vor. Im Herbst 2006 zeichnet sich die Ankunft eines moderaten El Niño ab.

Der zeitliche Abstand zu den dramatischen Ereignissen während der El Niño-Phase 1997/98 erlaubt eine unaufgeregte Beschäftigung mit dem Thema und dies in dem Bewußtsein, daß die Kurve der Aktualität und damit des (öffentlichen) Interesses mit Sicherheit wieder nach oben zeigen wird. Denn diese Kurve verläuft parallel zu der Oszillations-Kurve des ENSO-Phänomens, wie sogar wissenschaftlich bestätigt wurde (siehe El Niño Mass Media Index).

Seine immer wiederkehrende öffentliche Beachtung bezieht das ENSO-Phänomen aus der Tatsache, dass es als stärkste natürliche Klimaschwankung im Zeitmaßstab von einigen Monaten bis zu mehreren Jahren gilt, und dass es über seine Nah- und Fernwirkungen starke Effekte auf das tropische und globale Wettergeschehen, auf Ökosysteme, auf Märkte für bestimmte Produkte und auf ganze Volkswirtschaften hat, im positiven wie im negativen Sinne. Entscheidungsträger in den Bereichen Wasserwirtschaft, Landwirtschaft, Energiewirtschaft, Gesundheitswesen und Katastrophenvorsorge sind sehr auf ENSO-bezogenene Wetterinformationen angewiesen. Insofern ist das Interesse der Wissenschaft eher von Konstanz geprägt. Belege dafür sind die weiterhin häufigen Publikationen zu ENSO sowie hochrangig besetzte internationale Konferenzen, z.B. die im Mai 2005 in Guayaquil/Ecuador abgehaltene 1st Alexander von Humboldt International Conference, Leitthema "The El Niño phenomenon and its global impact".

Im Zusammenhang mit ENSO werden häufig drei Zustände dieses eng gekoppelten Systems Ozean-Atmosphäre im pazifischen Raum unterschieden:

• Der neutrale Zustand ohne die Extreme von El Niño oder La Niña
• Die El Niño-Phase
• Die La Niña-Phase

Diese Phasen müssen weder in dieser Reihenfolge auftreten, noch haben sie gleiche Dauer oder Intensität. Insbesondere weisen die individuellen Niños und Niñas eine jeweils sehr unterschiedliche Detailcharakteristik hinsichtlich Entstehung, Verlauf, räumlicher Manifestierung und Intensität auf. Insofern ist die folgende Darstellung als ein Destillat aus mehreren Einzelereignissen aufzufassen.

Der neutrale Zustand im Ozean-Atmosphäre-System des Pazifik

Die gemäßigten und häufigeren Zustände des Systems Ozean-Atmosphäre im pazifischen Raum werden häufig mit dem Attribut "neutral" bezeichnet. Sie sollen damit von den Extremphasen El Niño und La Niña abgehoben werden. Gelegentlich wird auch das Adjektiv "normal" verwendet. Allerdings kann seine Verwendung zu der Annahme verleiten, die Extremphasen seien anomal im Sinne von "nicht dazu gehörig". Die Abweichungen vom durchschnittlichen Zustand des Systems Ozean-Atmospäre über dem tropischen Pazifik sind jedoch ebenso eine Ausprägungsvariante des Systems wie die Neutralphase.

In einer solchen neutralen Situation besteht über dem Pazifik südlich des Äquators eine ungleiche Luftdruckverteilung: Der Luftdruck über dem östlichen Pazifik an der südamerikanischen Küste (80°-110° w.L.) ist relativ hoch. Das dort befindliche dynamische Hochdruckgebiet wird durch die geringen Wassertemperaturen vor der Küste Perus und Nordchiles stabilisiert. Dadurch gilt es als beständigstes Druckgebilde der Erde. Gleichzeitig ist der Luftdruck über den Inselgebieten zwischen Australien und Indochina (110°-150° ö.L.) infolge hoher Wassertemperaturen (ca. 30 °C) relativ gering. Diesen Druckunterschied suchen Passatwinde aus östlichen Richtungen auszugleichen. Ihre Kraft ist stärker über dem Ostpazifik, schwächer über dem Westpazifik. Über der südostasiatischen Inselwelt steigen die nunmehr erwärmten und weniger dichten Luftmassen auf (Konvektion). Diese Region gilt als größtes Gebiet dauerhafter Bewölkung in den Tropen. Hier treffen die Wirkungen der Innertropischen Konvergenzzone, der Südpazifischen Konvergenzzone und von Westwinden aus dem indo-pazifischen Archipel zusammen. Diese Kombination führt zu dem größten Gebiet dauerhafter Bewölkung in den Tropen.

In höheren Schichten der Atmosphäre weht der Wind nun in entgegengesetzte Richtung, also nach Osten mit einem absinkenden Abschnitt über dem Ostpazifik. Der dortige hohe Bodendruck wird dadurch weiter verstärkt. Insgesamt entsteht eine Zonalzirkulation, die sogenannte "Walker-Zirkulation". Sie ist der klassischen Meridional-Zirkulation (Hadley-Zelle) zwischen den dynamischen Subtropenhochs und der Innertropischen Konvergenzzone überlagert.

An der Westküste Südamerikas werden die oberflächennahen Ozeanschichten meerwärts getrieben. Ursache ist der Passat, der teils aus südöstlicher Richtung weht (ablandig), teils S-N gerichtet ist und dann über die sogenannte Ekman-Spirale das Oberflächenwasser nach W drängt. Durch den meerwärtigen Ekmantransport entsteht eine Vertiefung der Meeresoberfläche vor der Küste. In gleicher Tiefe herrscht unter der höheren (seewärtigen) Wassersäule ein höherer Druck als unter der niedrigeren (küstennahen) Wassersäule. Somit besteht ein Druckgefälle zur Küste hin. Zum Ausgleich strömt dort kaltes, nährstoffreiches Tiefenwasser nach oben ("upwelling"). Die Thermokline liegt in diesen Auftriebsgebieten in einer Tiefe von weniger als 50 m. Der kalte Charakter des küstennahen Wassers kann in geringem Maße noch verstärkt werden durch den aus antarktischen Gewässern stammenden Humboldt-/Perustrom. Der sich aus dem Humboldtstrom entwickelnde, äquatorparallel nach Westen setzende Südäquatorialstrom weist in seinem ersten Abschnitt verhältnismäßig niedrige Oberflächentemperaturen auf. Letztlich entsteht eine westwärts gerichtete Kaltwasserzunge, die bis zur Datumsgrenze (vgl. Atlas) reicht. Auch in diesem Bereich ist Auftrieb von kaltem Wasser ursächlich für die in diesen Breiten anomal kühlen Wassertemperaturen.

Die kalten Wassertemperaturen wirken einem Aufsteigen von Luftmassen entgegen, welches nötig wäre um Niederschläge auszulösen. Die generell absinkenden Luftmassen der Passatströmung unterstützen diese Vorbedingung zur Niederschlagsarmut. Auch über Land hindern sie Luft, die tagsüber aufgewärmt wird daran, hoch aufzusteigen. Die konvektive Abkühlung dieser unteren Luftschicht reicht höchstens aus zu Kondensation und Nebelbildung. Die Grenzschicht der beiden Luftmassen stellt eine ausgeprägte Passatinversion dar. Extreme Küsten- und Binnenwüsten (Atacama) sind das Resultat dieser Verhältnisse. Fast 3.500 km lang erstreckt sich dieses Wüstenband die Westküste Südamerikas entlang (5-30°S). Es wird nur gelegentlich durch Flüsse aus den Anden durchbrochen, die die Anlage von Flussoasen erlauben.

Auf dem Weg nach Asien erwärmt sich das Oberflächenwasser (Südäquatorialstrom), und die Oberflächentemperatur (SST= sea surface temperature) beträgt schließlich in der indonesischen Inselwelt über 29°C (ca. 9 °C mehr als vor der Küste Südamerikas). Es entsteht der westpazifische Warmwasserkörper, der von der Datumsgrenze bis zum indo-pazifischen Archipel sowie maximal von 10°N bis 20°S reicht und etwa durch die 29 °C-Isotherme abgegrenzt werden kann. Auftrieb kann wegen des tiefreichenden Warmwasserkörpers kein Kaltwasser an die Oberfläche befördern, sondern nur warmes Wasser.

Das warme Wasser erwärmt die Atmosphäre, verdunstet und nährt die starken Monsunniederschläge in Südostasien und Nordaustralien. Neuguinea - auf gleicher Breite wie Nordperu gelegen - ist so durch ausgesprochene Sommerregen gekennzeichnet und besitzt einen mittleren Jahresniederschlag von über 3.000 mm.

Gleichzeitig liegt der Meeresspiegel um Indonesien als Folge der östlichen Winde um mehr als einen halben Meter (!) höher als vor der Küste von Ecuador. Unter der Meeresoberfläche setzt sich dieser Stau noch deutlicher fort. Die Thermokline wird hier auf 200 m Tiefe hinuntergedrückt.

Der höhere Wasserspiegel im Westpazifik erklärt sich vor allem aus der geringeren Dichte des warmen Wassers, ferner dem Wind, der das Wasser im Westen hält und so für einen mächtigen Warmwasserkörper mit einer tief liegenden Thermokline sorgt. Unbedeutend ist die Rolle der wegen des starken Niederschlags geringeren Salinität. Die sich daraus ergebende geringere Dichte wirkt sich höchstens auf die oberen paar Meter aus.

Um den Zustrom des Oberflächenwassers und den entstehenden Druckgradienten auszugleichen, besteht in 100 m Tiefe ein ostwärtiger Strom entlang des Äquators.

Im Südwinter ist das Subtropenhoch über dem Südostpazifik besonders stark. Als Folge sind auch der SO-Passat, der Kaltwasserauftrieb vor Nordchile und Peru, die erwähnte Kaltwasserzunge, der Luftdruckgegensatz zwischen Ost- und Westpazifik und damit auch die Walker-Zelle besonders intensiv ausgeprägt. Gleichzeitig wird die Hadley-Zirkulation durch die niedrigen Wassertemperaturen des Südäquatorialstroms geschwächt.

Die nun in diesem Gebiet hoch liegende Thermokline ermöglicht es dem kalten und an Nährstoffen reichen Tiefenwasserkörper bis nahe an die Oberfläche zu gelangen, bzw. über Auftriebsvorgänge die lichtdurchflutete Schicht (euphotische Zone) zu erreichen. Die Nährstoffzufuhr ermöglicht hier über die Photosynthese eine umfangreiche Primärproduktion.

Es gehört aber gleichfalls zum jährlichen und 'normalen' Ablauf der ozeanischen und atmosphärischen Verhältnisse in diesem Raum, daß im südhemisphärischen Sommer die Passate nachlassen, die Kraft des ozeanischen Auftriebs sich abschwächt und die oberflächennahen Wassermassen sich erwärmen. Die Population der begehrten Fischwelt weicht in kühlere Gewässer aus oder ist anders zusammengesetzt. Die Erwärmung dauert gewöhnlich einige Monate, und etwa im März stellt sich wieder das starke Upwelling ein. Da diese Erscheinung typischerweise um die Weihnachtszeit einsetzt, prägten peruanische Fischer dafür die Bezeichnung 'El Niño', die spanische Bezeichnung für Christkind. Dies ist die ursprüngliche, aber heute überkommene Auffassung des Begriffes, sie ist von der im folgenden Kapitel dargestellten Definition zu unterscheiden.

Der Zustand während eines El Niño-Ereignisses

In Intervallen von etwa 3 bis 8 Jahren kommt es aus ungeklärten Gründen zu einer Erhöhung des Luftdrucks über Südostasien und dem westlichen Pazifik, während er im östlichen Pazifik sinkt. Als Folge verringert sich der Druckgegensatz über dem Pazifik, und die normalen Passatwinde, die das Oberflächenwasser des Humboldtstroms von Südamerika westwärts nach Indonesien "schieben" (Windstress), flauen fast völlig ab. Über Monate hinweg kann im australisch-indonesischen Bereich gar höherer Luftdruck als über dem mittleren Pazifik herrschen, bis wohin normalerweise der Westrand des südostpazifischen Hochs reicht. Entsprechend besitzt dann z.B. die nordaustralische Wetterstation Darwin einen höheren mittleren Monatswert des Luftdrucks als Stationen im östlichen Pazifik, wie Tahiti oder die Osterinsel. Diese Schwankung des Luftdrucks ist mit El Niño eng verbunden und wird als Southern Oscillation bezeichnet.

Das System Ozean-Atmosphäre gerät in eine Schleife mit positiver Rückkopplung, bei der eine Schwächung der Passate zu warmen Meeresoberflächentemperaturen (SST) und zu einem Meeresspiegelanstieg im östlichen Pazifik führen und umgekehrt. Gleichzeitig sinkt im Westpazifik die SST, ebenso der Meeresspiegel, die Thermokline steigt.

Man spricht von einem El Niño- oder einem Warmereignis des ENSO-Phänomens (Auffassung des Begriffes "El Niño" im modernen Sinne).

Die Intensität der mit einem solchen Warmereignis zusammen hängenden Erscheinungen übertrifft deutlich die Symptome, die auftreten, wenn sich die Passate im jährlichen Rhythmus im Südsommer über dem Südostpazifik abschwächen. Letzteres geschieht als Folge der zenitstandsabhängigen Südverlagerung der Innertropischen Konvergenzzone. Dieser "El Niño" (Christkind) im ursprünglichen Sinne der einheimischen Fischer ist ein jahreszeitliches, um die Weihnachtszeit auftretendes Lokalphänomen und beeinflusst nur die ecuadorianische und den nördlichen Teil der peruanischen Küste.

Im Extremfall eines El Niño nach modernem Verständnis kann sich die atmosphärische Walker-Zirkulation komplett umkehren. Dies heißt, über dem westlichen Pazifik dominieren absinkende Luftmassen mit Niederschlagsarmut, im östlichen, nunmehr erwärmten Teil, überwiegt Konvektion mit entsprechenden Niederschlägen und relativ geringem Luftdruck.

Nach einer anderen Auffassung kommt es unter den beschriebenen Druckbedingungen nicht zu einer Umkehr der Walker-Zirkulation sondern zu deren Verschiebung Richtung Atlantik. Danach bildet sich gleichzeitig im brasilianischen Nordosten (Nordeste) hoher Luftdruck mit absinkenden Luftmassen aus. Zwischen diesem Hoch und dem ostpazifischen tiefen Druck entsteht eine neue Walker-Zelle, deren absteigender Ast dem Nordeste verheerende Trockenheit bringen kann.

Da mit dem Abflauen der Passatwinde auch der "Motor" des Humboldtstroms außer Kraft gesetzt wird, kommt dieser fast zum Erliegen. Das Gleiche gilt auch für seine Fortsetzung, den westwärts gerichteten Südäquatorialstrom. Das im Westpazifik während einer Normal- oder La Niña-Phase aufgestaute Wasser fließt bildhaft ausgedrückt zurück, gewissermaßen "bergab".

Dieser Rückfluss kann auch als Verstärkung des W-O-fließenden Äquatorialen Gegenstroms gesehen werden. Der warme Äquatoriale Gegenstrom, der sonst etwas weiter nördlich fließt, gelangt so an die Küste Südamerikas und trägt dort zu den erwähnten heftigen Niederschlägen bei. Denn mit der Verlagerung der warmen Wassermassen wird auch der Bereich mit starker Konvektion, begleitender Cumulonimbus-Bewölkung und Starkniederschlägen verlagert, die für Landflächen sowohl katastrophal wie auch nützlich sein können. Als Folge der ausbleibenden Passate kommt auch der äquatoriale Kaltwasserauftrieb zum Erliegen, die Kaltwasserzunge entlang des Äquators im Ostpazifik verschwindet.

Das "Zurückfließen" oder "Zurückschwappen" warmer Wassermassen vom West- in den Ostpazifik ist ein in der Literatur häufig gebrauchtes Bild, um das Absinken des ausgeprägten Warmwasserkörpers im Westpazifik und das Auftreten von Warmwassermassen im Ostpazifik zu veranschaulichen. Zwar kommt es in der Tat als Folge der nachlassenden Passate zu einer konkreten Verlagerung von Warmwassermassen von West nach Ost, sie ist jedoch nach heutiger Auffassung nur von untergeordneter Bedeutung.

"The relaxed winds at the surface create an anomalous current to the east so there is also a real transport of some water. This moves heat eastward and accounts for some of the warming."

Persönliche Mitteilung
Kevin E. Trenberth, NCAR, Boulder, 04.01.01

"During brief periods of a few weeks we have observed an intensification of the eastward Equatorial Undercurrent at the thermocline depth and sometimes also above that." ... "As Kelvin waves are being generated in the west and propagate eastward, we often see an acceleration of surface drifters toward the east. However, a drifter thrown off a ship in the west never gets to the Galapagos islands (not even close)."

Persönliche Mitteilung
David B. Enfield, NOAA/AOML/PHOD, Miami, 10.01.01

Somit ist es falsch anzunehmen, die Hauptmasse der konkreten Warmwasserpartikel würde von West nach Ost verlagert und dort die Erwärmung verursachen. Dem stehen alleine schon die relativ geringen Geschwindigkeiten ozeanischer Oberflächenströmungen entgegen, die auf dem offenen Meer 3 - 6 km/Tag betragen. Heute geht man vielmehr von einem sehr komplizierten und schwer vermittelbaren Modell ozeanischer Wellen (Kelvin-Welle und Rossby-Welle), die Signale transportieren können. Beim Niño ist es ein Erwärmungssignal.

Die Wanderung solcher ozeanischer Wellen lässt sich mit Temperaturmessungen der oberen 400-Meter-Schicht des äquatorialen Pazifiks verfolgen (s. Abb. unten). Derartige Messungen werden mit einem Netz von fest verankerten Bojen (TAO-Array) routinemäßig gewonnen.

Die Bedeutung dieser zwei Wellen-Mechanismen ist bei den verschiedenen ENSO-Ereignissen unterschiedlich stark und vermag unterschiedlich große Areale zu betreffen. Als zusätzliche Variation wird auch beobachtet, dass Warmwasseranomalien bei El Niño-Ereignissen zunächst vor Peru auftreten, sich dann nach Westen fortsetzen und dort auf den schon vorher bestehenden Warmwasserkörper stoßen.

Auslöser für W - O verlaufende Kelvin-Wellen sind häufig Wellenberge im Westpazifik, die ihrerseits durch Westwindanomalien (westerly wind bursts) verursacht werden. Vermutlich ist aber der allmähliche Aufbau eines Wärmevorrats in den oberen Ozeanschichten des Westpazifiks während der Normalphase eine zusätzliche Vorbedingung, so dass es nur noch eines kleinen Anstoßes bedarf, um die Schwelle zur Instabilität zu überschreiten und die Kelvin-Wellen in Bewegung zu setzen.

Kelvin-Wellen, die das Wärmesignal von W nach O übermitteln, sind an den Äquator gebunden und sind durch abwärtige Wasserbewegung (downwelling) gekennzeichnet. Man kann sie in einem gewissen Sinne mit einem riesigen, langgestreckten Schwimmkörper vergleichen. Dessen größter Teil ist unter Wasser, die Thermokline wird deutlich abgesenkt. Sein geringerer Teil ragt bis zu 150 mm über den mittleren Meeresspiegel. Dies erklärt sich daraus, daß warmes Wasser weniger dicht als kaltes Wasser ist und teils daraus, dass El Niño-Wasser einen geringeren Salzgehalt aufweist als normales Meerwasser und auch aus diesem Grund weniger dicht ist (in El Niño-Gebieten regnet es sehr häufig und Regenwasser vermindert die Salzkonzentration). Beide Bedingungen tragen zu einem Auftrieb des Warmwasserkörpers bei. An der Oberfläche macht sich die äquatoriale Kelvinwelle in Form von breiten, niedrigen Wellen bemerkbar, die nach ca. 6 - 8 Wochen auf den südamerikanischen Kontinent prallen und als Küsten-Kelvinwellen vor allem nach Süden bis nach Zentralchile abgelenkt werden, aber auch im Norden bis nach Alaska nachweisbar sind.

Eine Analogie für den Signal-Transport durch Kelvin-Wellen

"Die Reaktion des Ozeans auf Veränderungen des Winds erfolgt in Form von großräumigen Wellen, die sich viel schneller ausbreiten, als das Wasser fließen kann; ein Vorgang, der mit der Ausbreitung von Wellen in einem gefüllten Wasserschlauch vergleichbar ist. Beim Aufdrehen des Wasserhahns am hinteren Ende fließt sogleich Wasser aus der vorderen Öffnung, ohne dass ein Wasserteilchen die Möglichkeit gehabt hätte, den Weg dazwischen zurückzulegen. Die Druckzunahme, die mit dem Aufdrehen des Wasserhahns verbunden ist, wird mit der Geschwindigkeit von Schallwellen durch den Schlauch übertragen. Sie bewirkt das Fließen des Wassers jeweils in den Teilen des Schlauches, in denen die Druckwelle angekommen ist."

Aus: Arntz/Fahrbach (1991)

Typisch sind auch bei den Küsten-Kelvinwellen die Erhöhung des Meeresspiegels und die Absenkung der Thermokline als wichtigste Ursache der Erwärmung. Die tiefe Lage der Thermokline lässt ein Aufströmen kalten Tiefenwassers nicht oder nur stark verringert zu. Da die ablandigen bzw. küstenparallelen Winde, welche unter Normalbedingungen eine Ursache für das Aufquellen von kaltem Tiefenwasser sind, ausbleiben, besteht ein weiterer Faktor, der eine Erwärmung des Oberflächenwassers entlang der Westküste der Amerikas bewirkt. Zusätzlich ermöglichen El Niño-Bedingungen vor der südamerikanischen Küste eine stärkere Sonneneinstrahlung. Denn mit der Erwärmung der oberen Wassermassen werden die über den sonst kalten Wassermassen übliche Stratocumulus-Bewölkung und der häufige Nebel deutlich reduziert. So wird über eine positive Rückkopplung die Meeresoberfläche weiter erwärmt.

Auch der Zustrom warmen, salzarmen Wassers vom Äquator kann zur Erhöhung der Oberflächentemperaturen vor Südamerika beitragen.

Für den küstenfernen äquatorialen Ostpazifik scheint letztlich auch die Verlangsamung des Südäquatorialstroms eine Rolle bei der Erwärmung zu spielen, da bei gleichbleibendem Wärmezustrom auf die oberen Wasserschichten die Wärme auf geringere Wassermassen verteilt wird.

Demnach entsteht die Erwärmung wesentlich vor Ort.

Bei einem normalen Niño beträgt die Temperaturerhöhung vor Südamerika ca. 2 - 4 °C und beschränkt sich auf die Oberflächenschichten bis etwa 50 m. Ein starkes Ereignis bewirkt Temperaturerhöhungen bis zu 10 °C, und der Wasserkörper wird über die Schelfkante hinaus bis etwa 300 m Tiefe erwärmt. Auch wird als Folge der Erwärmung der Meeresspiegel um 20-40 cm gehoben, was mit einem Absinken der sogenannten Temperatursprungschicht (Thermokline) sowie höheren Sauerstoffwerten verbunden ist. All dies hat weitreichende Folgen für die Ökologie der südamerikanischen Pazifikküste. Das Absinken der Thermokline erschwert und reduziert ein Aufquellen von nährstoffreichem Tiefenwasser. Vielmehr strömt jetzt relativ warmes, nährstoffarmes Wasser von oberhalb der Thermokline an die Oberfläche. Als Folge wird die Primärproduktion und damit die ganze Nahrungskette stark beeinträchtigt.

Der nachlassende Anschub des Kaltwasserstroms von Süden (Humboldtstrom) und damit die Schwächung des westwärts gerichteten Südäquatorialstroms verhindert andererseits den Warmwassertransport in Richtung Westpazifik. Als Folge verdunstet im Raum Indonesien und Australien weniger Wasser und die Monsun-Niederschläge werden deutlich abgeschwächt oder bleiben aus. Das führt dort zu nachteiligen Trocken- bis Dürreperioden.

Ein weiterer Effekt von El Niño: Durch die abgeschwächten Passatwinde entstehen im Westpazifik Wellen, die dort mit verstärktem Auftrieb von kaltem Wasser an die Oberfläche einhergehen. Diese Temperaturanomalie im Westen stellt die Vorbereitung einer Niña-Phase dar. Wiederum Kelvin-Wellen transportieren das Abkühlungssignal ostwärts. Im Ostpazifik angekommen, kühlen diese Wellen die Wassermassen ab und leiten den Umschwung zu einem La Niña-Ereignis ein.

Der Zustand während eines La Niña-Ereignisses

Aufgrund des Interesses für El Niño und seine Auswirkungen auf die Welt wurde die Erforschung und Ergründung des zweiten wichtigen Elementes innerhalb des ENSO-Systems - La Niña - vernachlässigt.

Obwohl La Niña das Gegenteil von El Niño ist, hat es nicht einfach die gegensätzlichen Auswirkungen. Während eines La Niña-Ereignisses sinkt die schon normal kühle Meeresoberflächentemperaturen (SST) im östlichen und zentralen Pazifik noch weiter ab. Die normal wärmere SST im tropischen West-Pazifik tendiert zu noch höheren Temperaturen. Gleichzeitig ist der Luftdruck über Indonesien und Nordamerika niedriger, über dem tropischen Ostpazifik hingegen höher als normal.

Die westwärts gerichteten Passatwinde entlang des Äquators verstärken sich. Insgesamt ist die normale Walker-Zirkulation während des nordhemisphärischen Winters und Frühjahrs, die einerseits Konvektion, Bewölkung und Niederschlag über Indonesien und dem westlichen Pazifik bedeutet und andererseits absinkende Luft über dem äquatorialen Ostpazifik, deutlich stärker.

Die Thermokline verlagert sich im Bereich des östlichen und zentralen äquatorialen Pazifiks mehr an die Oberfläche. Letztendlich kann mehr kaltes Tiefenwasser an der Westküste Südamerikas und entlang des Äquators an die Oberfläche kommen. Eine Kaltwasserzunge reicht bis weit nach Westen. Das außergewöhnlich kalte Wasser unterdrückt Konvektion, Bewölkung und letztlich den Niederschlag, besonders während des nordhemisphärischen Winters und Frühjahrs.

La Niña tritt etwa alle 3 bis 5 Jahre auf und dauert dann normalerweise 9 bis 12 Monate, kann aber auch bis zu 2 Jahre andauern. Ein La Niña-Ereignis kann, muß aber nicht direkt auf ein El Niño-Ereignis folgen. Man ist sich nicht sicher, ob aufgrund der globalen Erwärmung es in nächster Zeit mehr El Niño-Ereignisse geben wird. Jedenfalls gibt es seit 1975 nur noch halb so viele La Niña-Ereignisse wie El Niño-Ereignisse. Die bisherigen La Niñas dieses Jahrhunderts begannen in den Jahren 1903, 1906, 1909, 1916, 1924, 1928, 1938, 1950, 1954, 1964, 1970, 1973, 1975, 1988, 1995 und 1998 (s. Grafik unten). Möglicherweise werden aber die La Niña-Ereignisse als Folge einer Kühlphase der Pacific Decadal Oscillation in den kommenden Jahrzehnten häufiger auftreten.

Wie El Niño hat auch La Niña Telekonnektionen. Allgemein ist während einer Niña mit überdurchschnittlichen Niederschlägen in folgenden Gebieten zu rechnen: Westlicher Pazifik und ozeanisch beeinflußte Kontinentteile (z.B. Mozambik 2000), Südasien (während des SW-Monsuns), Nord- und NO-Australien, südliches Afrika, nördliches Südamerika, (einschließlich NO-Brasilien), Mittelamerika, Hawaii-Inseln.

Dem gegenüber treten unterdurchschnittliche Niederschlagsmengen häufig in folgenden Gebieten auf: Äquatornahe Inseln im zentralen Pazifik, mittleres Ostafrika, Teile des südöstlichen und südwestlichen Südamerika. Im SW der USA und in Nord-Mexiko kann es im Spätsommer bis in den folgenden Winter zu trockeneren Verhältnissen kommen. Die Inneren Ebenen erhalten im Herbst, der SO im Winter unterdurchschnittliche Niederschlagsmengen. Hingegen ist der pazifische NW der USA im Spätherbst und Frühwinter eher feuchter. Die La Niña-Winter sind im SO der USA wärmer und im NW kälter als normal. Nach den Untersuchungen von Dr. William Gray der Colorado State University und von chinesischen Forschern steigt die Wahrscheinlichkeit eines Hurrikans in den USA oder in der Karibik während eines La Niña-Ereignisses an.

Der Hurrikan Mitch, der während der La Niña-Episode von 1998 auftrat, war einer der stärksten je beobachteten atlantischen Hurrikane und verursachte mehr Todesopfer als jeder andere Hurrikan der letzten 200 Jahre. Mitch verwüstete Mittelamerika, kostete 10.000 Menschen das Leben und verursachte Sachschäden in Höhe von $6 Mrd., was einem Siebtel des Bruttosozialprodukts der ganzen Region entspricht.

Ein Einfluss von La Niña-Ereignissen auf Europa wird vermutet, ist jedoch noch nicht endgültig nachgewiesen. Wenn, dann ist er jedoch sehr schwach. Manche Wissenschaftler vermuten aber, dass er stärker als der von El Niño ist.

• 
• 
• 
•