El Nino Southern Oscillation

Ameisen-Atoll, Pohnpei, Mikronesien. Foto © Nick Hall

Die El Niño Southern Oscillation (ENSO) ist eine periodische Verschiebung des Meeres-Atmosphären-Systems im tropischen Pazifik, die das Wetter auf der ganzen Welt beeinflusst. Dies geschieht alle 3-7-Jahre (im Durchschnitt 5-Jahre) und dauert normalerweise neun Monate bis zwei Jahre. Es ist mit Überschwemmungen, Dürren und anderen globalen Störungen verbunden.

Unter normalen oder nicht von El Niño herrschenden Bedingungen wehen die Passatwinde über den Pazifik nach Westen. Diese Winde stauen warmes Oberflächenwasser im Westpazifik auf, so dass die Meeresoberfläche in Indonesien etwa einen halben Meter höher liegt als in Ecuador. Vor den Küsten Perus und Ecuadors kommt es zum Aufschwimmen des Ozeans, das nährstoffreiches kaltes Wasser an die Oberfläche bringt und die Fischbestände erhöht. Die Westseite des äquatorialen Pazifiks ist durch warmes, nasses Niederdruckwetter gekennzeichnet, da die gesammelte Feuchtigkeit in Form von Taifunen und Gewittern abgeladen wird.

Während eines ENSO-Ereignisses steigt der Luftdruck über dem Indischen Ozean, Indonesien und Australien an und es sinkt der Luftdruck über Tahiti und den restlichen Pazifik. Der Passatwind im Südpazifik lässt nach oder schwächt nach Osten, und warmes Wasser breitet sich vom Westpazifik und vom Indischen Ozean nach Osten in den Ostpazifik aus (Animationen und Grafiken von El Niño). Dies führt zu einer ausgedehnten Dürre im westlichen Pazifik und zu Niederschlägen im normalerweise trockenen östlichen Pazifik.

Während El Niño durch ungewöhnlich warme Meerestemperaturen im mittleren bis östlichen äquatorialen Pazifik gekennzeichnet ist, ist La Niña durch ungewöhnlich kalte Meerestemperaturen in dieser Region, aber warmes Wasser im westlichen Pazifik gekennzeichnet. In den meisten Jahren dauert die Erwärmung nur wenige Wochen oder einen Monat. Danach werden die Wettermuster wieder normal und der Fischfang verbessert sich. Wenn jedoch die Bedingungen von El Niño über viele Monate andauern, kommt es zu einer stärkeren Erwärmung des Ozeans, und seine wirtschaftlichen Auswirkungen auf die lokale Fischerei auf einem internationalen Markt können schwerwiegend sein.

ENSO-Abbildungen

Dieses Diagramm zeigt ein Modell der Oberflächentemperaturen, der Winde, der aufsteigenden Luftbereiche und der Thermokline (blaue Oberfläche) im tropischen Pazifik während der Bedingungen von El Niño, Normal und La Niña. Klicken um zu vergrößern. Quelle: NOAA / PMEL / TAO-Projektbüro, Dr. Michael J. McPhaden, Direktor

Projektionen von ENSO

ENSO-Ereignisse sind ein natürlicher Prozess und sind seit Tausenden, wenn nicht Millionen von Jahren präsent. ENSO-Ereignisse werden nicht durch den Klimawandel verursacht, sondern durch die Wechselwirkung zwischen den Oberflächenschichten des Ozeans und der darüber liegenden Atmosphäre im tropischen Pazifik. Es ist jedoch durchaus möglich, dass die globale Erwärmung das Verhalten des El Niño-Zyklus ändert.

Seit der Mitte des 1970 gab es häufiger und hartnäckiger El Niño-Episoden als La Niña-Episoden. Niederschlagsänderungen über dem tropischen Pazifik sind auf diese Änderung der ENSO zurückzuführen, die sich auch auf das Muster und die Größe der Meeresoberflächentemperaturen ausgewirkt hat. Es ist jedoch unklar, ob diese Änderung im ENSO-Zyklus auf normale Schwankungen zurückzuführen ist oder mit der globalen Erwärmung zusammenhängt.

Obwohl einige Wissenschaftler die Hypothese aufstellen, dass wärmere globale Meeresoberflächentemperaturen zu einem Anstieg der Ereignisse in El Niño führen könnten, ist die Frage, ob sich das Auftreten von El Niño mit dem Klimawandel ändert, immer noch ein aktiver Forschungsbereich. Studien über historische Daten legen nahe, dass die jüngste El Niño-Variation höchstwahrscheinlich mit der globalen Erwärmung zusammenhängt. ref Im Gegensatz dazu lässt eine neuere Studie vermuten, dass der Klimawandel keinen Einfluss auf das Ausmaß oder die Häufigkeit von ENSO im 21st-Jahrhundert haben wird, seine Auswirkungen jedoch verschlechtern könnten. ref

Vorhersage von ENSO-Ereignissen

Die Wissenschaftler sind sich nicht sicher, welche Änderungen in der Zukunft an ENSO vorgenommen werden, und die Klimamodellierer machen unterschiedliche Prognosen. ref Häufigere und stärkere El Niño-Ereignisse können nur in den Anfangsphasen der globalen Erwärmung auftreten und dann können diese Ereignisse schwächer werden. Oder El Niño-Ereignisse können sich in Zukunft weiter verstärken und steigern. Aufgrund der großen Auswirkungen von El Niño und La Niña auf das Klimamuster ist es entscheidend, voraussagen zu können, wann diese Ereignisse eintreten werden.

Zur Überwachung, Erforschung und Vorhersage von ENSO-Ereignissen stehen zahlreiche Tools zur Verfügung, einschließlich Satelliten- und In-Ocean-Beobachtungen, die nahezu in Echtzeit Daten über Oberflächenwinde, Meerestemperaturen, Strömungen und andere Parameter liefern. Derzeit sind saisonale Vorhersagen im Allgemeinen im Durchschnitt genau, aber einzelne Ereignisse lassen sich nur schwer vorhersagen. Experten gehen davon aus, dass die Vorhersagen von El Niño oder La Niña, die länger als 9 Monate vor der Zukunft liegen, möglicherweise nicht genau sind. Bessere Vorhersagen können gemacht werden, indem mehrere Modelle und nicht nur ein Modell untersucht werden (siehe Vorhersagen von El Niño und La Niña).

Auswirkungen auf Ökosysteme von Korallenriffen

El Niño und La Niña können beide schwerwiegende Auswirkungen auf die Ökosysteme der Korallenriffe und insbesondere auf die Korallenriffe haben. Weltweit erzeugte ENSO während 1982-1983 massive Bleich- und Korallensterblichkeit. ref 1997-1998, ref 2002-2003, ref 2005, ref und 2010 und trug zum wahrscheinlichen Aussterben einer Korallenart bei. ref

Globale Beobachtungen von Vorkommen von Korallenbleichungen in den letzten 50-Jahren (Stand Mai 2015). Quelle: Reefbase

Globale Beobachtungen von Vorkommen von Korallenbleichungen in den letzten 50-Jahren (Stand Mai 2015). Klicken um zu vergrößern. Quelle: Reefbase

El Niño Veranstaltungen

  • Massenbleichung in Panama beobachtet ref
  • Warme Meeresoberflächentemperaturen (SSTs) im Zusammenhang mit dem El Niño-Ereignis wurden als Todesursache für über 50% der Korallen in Panama und über 99% der Korallen in Galapagos identifiziert ref
  • Dies führte weltweit zu einem beispiellosen Bleichen von Korallen und zum Tod von Korallen ref
  • Ungefähr 70-80% aller Flachwasserkorallen wurden an vielen Riffen im Indopazifik und am Great Barrier Reef getötet
  • Riffe in den Florida Keys erlebten mildes bis starkes Ausbleichen ref
  • Ein Großteil der Bleiche fiel mit einem großen El Niño-Ereignis zusammen und wurde sofort zu einem starken La Niña umgestellt
  • Hohe Meerestemperaturen im tropischen Atlantik und in der Karibik führten zu einem der schlimmsten Bleichereignisse, die jemals in der Region aufgezeichnet wurden
  • Die thermische Belastung während des 2005-Ereignisses übertraf die in der Karibik in den vorangegangenen 20-Jahren beobachteten Werte und die regional gemittelten Temperaturen waren die wärmsten in den 150-Jahren ref
  • Eines der schlimmsten Jahre für das Bleichen von Korallen seit dem El Niño-Event 1997-1998
  • Ergebnis weitreichender Bleichmittel und Mortalität im Indischen Ozean und in Südostasien (Bleichen erstreckte sich von den Seychellen im Westen bis nach Sulawesi und auf den Philippinen im Osten und umfasste Riffe in Sri Lanka, Burma, Thailand, Malaysia, Singapur und viele westliche Standorte und Ost-Indonesien) und auch in Teilen der Karibik (zB Venezuela und Panama)

Zwar gibt es Korrelationen zwischen der weit verbreiteten Korallenbleiche in 1997-1998 und dem ENSO-System, die Muster sind jedoch unklar. Beispielsweise wurde während des 1997-1998-Ereignisses beobachtet, dass das Ausbleichen im östlichen Pazifik mit dem El Niño-Ereignis korreliert. Im Gegensatz dazu fiel das Bleichen in Südostasien mit dem darauf folgenden 1998-1999-starken La Niña zusammen, das warmes Wasser in den westlichen Pazifik brachte. Das Bleichen im Indischen Ozean entsprach zu dieser Zeit einer Erwärmung während des El Niño, während das Bleichen in Teilen der Karibik im Sommer einem typischen Bleichmuster folgte, das auf das El Niño folgte. Bleichereignisse in großem Maßstab treten jedoch nicht unbedingt in Verbindung mit wichtigen Ereignissen in El Niño oder La Niña auf. Das größte Bleichereignis, das in der Karibik aufgezeichnet wurde, fand in 2005 nach einem milden El Niño statt und war schlecht mit dem El Niño-Klimamuster verbunden.ref Trotz des eingeschränkten Wissens darüber, wie El Niño und La Niña das Bleichen von Korallen beeinflussen, befürchten Wissenschaftler, dass die SSTs weltweit zunehmen und potenzielle Zunahmen bei El Niño-Ereignissen das Überleben von Korallenriffen bedrohen. Im Oktober 2015 erklärte NOAA, dass das dritte (und schlimmste) globale Bleichereignis der Geschichte aufgrund einer Kombination aus starkem El Nino und der globalen Erwärmung im Gange ist. Seit dem Beginn des El Niño in 2014 wurde das Bleichen im Pazifischen Ozean, im Indischen Ozean, in der Karibik, in Australien, in Hawaii und in den Florida Keys dokumentiert. Wissenschaftler sagen, dass 93% des Great Barrier Reef jetzt gebleicht ist (Stand April 2016).