El Niño / Southern Oscillation

Wie oft kommt es zu El Niño Ereignissen?

"... dieses Jahr haben wir ja mal wieder einen ziemlich milden Winter!"
"Na, das nennen Sie milden Winter, Mitte Februar mussten wir noch Öl nachkaufen, weil der Tank leer war. Anfang März sind die Blumen befroren."
"Aber Ende Dezember haben doch schon die Schneeglöckchen geblüht und ..."

Bitte was ist ein milder Winter? Das ganz persönliche Empfinden von Witterung ist oft an viele Eindrücke gebunden, die nicht für jeden und nicht überall identisch sind. Wie ist es bei El Niño? Gibt es auch halbe El Niños? Ein bisschen wärmeres Wasser als sonst, aber doch nicht so richtig?

Allerdings. Man darf es sich nicht so einfach vorstellen, dass die Oberflächentemperatur des Pazifik immer gleichmässig ihre Jahreszyklen abspielt und mit einem Mal kommt es zu einem ganz aussergewöhnlichen Ereignis. Dann also die Frage: Wann ist eine Anomalie ein El Niño?

Nehmen wir also die mittlere Temperatur des Pazifischen Ozeans im für El Niño relevanten Gebiet ...
Stop! Was bedeutet denn nun das?

Definitionen und Daten

Wenn alle über das Gleiche reden wollen, sollte man vereinbaren, was wo gemessen wird. Wollen wir den heutigen Messdaten nicht einfach blind vertrauen, sollten wir einen Blick darauf werfen, wie sie ermittelt wurden. Hierzu gibt es zwei sehr wichtige Massstäbe (als Index bezeichnet):

Nun, dies ist relativ einfach erklärt. Im Niño-3-Gebiet wird die stärkste Erhöhung der Wasseroberflächentemperatur gemessen. Die Grafik zeigt einen Ausschnitt der gemessenen Temperaturanomalie während eines El Niño Ereignisses. Etwas tiefer gesetzt eingebunden ist der Ausschnitt des erwärmten Gebietes, der als Niño-3 Referenz dient.

Nicht viel komplizierter verhält es sich mit dem SOI-Index. Wir wissen, dass unter Normalbedingungen der Wind die feuchte Luft auf Australien und Indonesien zutreibt und dort der Regen niedergeht. Dem entsprechend erwarten wir höheren Luftdruck über dem Pazifik (trocken, hier kommt der Wind her) und niedrigen über Australien / Indonesien (feucht, hier geht der Wind hin). Im Fall von El Niño hat sich das Hauptniederschlagsgebiet aber in die Mitte des Pazifiks verschoben.

Nun dürfte der Druck über dem Pazifik niedriger sein und über Australien höher. Für die SOI-Druckdifferenz wird der Druck in Darwin von dem in Tahiti subtrahiert. Damit ergibt sich folgendes Bild:

Bedingungen	Druck Darwin Australien	Druck Tahiti Pazifik	Druckdifferenz Tahiti minus Darwin
normal / La Niña	niedrig Tiefdruck	hoch Hochdruck	positiver Wert
El Niño	hoch Hochdruck	niedrig Tiefdruck	negativer Wert

Blicken wir nun mit dem Wissen um die Bedeutung von Druck und Temperaturindex auf die Messungen der letzten 50 Jahre:

Quelle: Mojib Latif, MPI Hamburg

Rot eingezeichnet sind die positiven Temperaturanomalien der Wasseroberfläche des Niño-3 Gebietes in °C. Erwartungsgemäss gehen sie immer mit negativen Druckdifferenzen (in hPa = mbar, grüne Linie) einher (El Niño Bedingungen). Blau sind die negativen Abweichungen von der mittleren Temperatur. In diesem Fall ist der Druck in Darwin niedriger als in Tahiti, die Druckdifferenz Tahiti minus Darwin also positiv (La Niña / normale Bedingungen). Insgesamt gesehen gibt es also ein ständiges Auf und Ab um den Mittelwert. Von untergeordneter Bedeutung sind vor allem die La Niña Ereignisse. Im Grunde handelt es sich nur um eine Verstärkung des Normalzustandes. Sie treten in der Regel nach einem El Niño auf, wie bei einem Pendel, das aus dem Gleichgewicht gebracht wurde und nun etwas in die andere Richtung zurückschlägt, bevor es wieder zur Ruhe kommt.

Es wird klar, dass El Niño weder ein sehr regelmässiges noch ein gleichmässig starkes Phänomen ist. Die Zyklen lassen kaum Systematik erkennen, was die Vorhersagearbeit erschwert und auch die Definition ob El Niño oder nicht ist schwammig.

Zurück in die Geschichte

Aus dem Auf und Ab stechen allerdings einige deutlich positive Temperaturanomalien hervor, die etwa alle zwei bis sieben Jahre (im Mittel ca. alle vier Jahre) auftreten. Diese werden dann als El Niño bezeichnet. Die folgende Abbildung gibt einen Überblick über starke El Niño Ereignisse der letzten Jahrhunderte. Besonders heftig fiel in den letzten Jahren der El Niño 1982/83 aus. Noch nicht in dieser Grafik aufgeführt ist der El Niño 1997/98, der noch ausgeprägter sein sollte.

Berechtigt ist die Frage, woher solche Daten aus früheren Jahrhunderten kommen. Bis zur Verwendung moderner Technologien und dem Einsetzen der systematischen Umweltforschung muss man auf andere Quellen zurückgreifen. Mit El Niño Ereignissen verbunden waren in Südamerika immer wieder heftige Niederschläge und Überschwemmungen. Auch Berichte über Ernteerträge können hilfreich sein. Aufzeichnungen von markanten Ereignissen liegen seit der Eroberung des Kontinents durch die Spanier vor.
El Niño verringert auch die Monsunregen im Hochland von Äthiopien. Hiermit verbunden ist eine verminderte Nilflut in Ägypten. Wegen der enormen Wichtigkeit für die dortige Landwirtschaft wurden hier schon sehr sehr früh Aufzeichnungen geführt, was einzelne El Niño Ereignisse bis ins Jahr 622 n.Chr zurückdatieren lässt.
Auch natürliche Quellen wie Baumringe lassen sich als Hilfsmittel verwenden. Hierfür geeignet sind z.B. die Baumbestände im Westen Nordamerikas. Die von El Niños erzeugten Wärmeperioden führen hier zu veränderten Wachstumsbedingungen in den entsprechenden Jahren.

Sir Gilbert Walker studierte von 1904-1932 die südliche Oszillation erstmals systematisch und leistet Pionierarbeit für die Forschung in der zweiten Hälfte des vergangenen Jahrhunderts. Im Jahr 1972/73 fiel ein relativ starker El Niño in eine Zeit der Überfischung der peruanischen Küstengewässer. Die hieraus resultierenden katastrophalen Folgen für die Fischerei und der "Jahrhundert-El Niño" 1982/83 (es sollte allerdings noch einer kommen) mit seinen weltweiten Folgen gaben schliesslich den Anlass zu grossangelegten Forschungsprojekten.