09.12.2022

El Niño: Transport von Luftmassen entschlüsselt

Studie erklärt Wetterkapriolen von Amerika über Australien bis zum Mittelmeerraum.

Das El-Niño-Phänomen beeinflusst das Wetter in weit entfernten Gegenden, bis hin nach Australien, Indien oder dem Mittelmeer. Doch wie diese Tele­konnektionen genau funktionieren, war bisher noch nicht geklärt. Atmosphären­forschende der Universität Wien konnten nun zeigen, dass für diese Klima-Anomalien Schwankungen des Transports von Luftmassen, Wärme, Feuch­tigkeit und Energie aus dem tropischen Pazifik verantwortlich sind. Zudem wärmt El Niño auch den Atlantik auf.

Abb.: Transport von Luftmassen während einer El Niño-Wetterlage. (Bild: C:...
Abb.: Transport von Luftmassen während einer El Niño-Wetterlage. (Bild: C: Baier et al. / GRL)

Die El-Niño-Südliche Oszillation (ENSO) sorgt regelmäßig für weltweite Wetter­kapriolen mit großen Auswirkungen etwa auf Fischerei oder Landwirtschaft. ENSO steht im Zusammenhang mit Veränderungen der Oberflächen­temperatur des tropischen Pazifiks. Alle zwei bis sieben Jahre gibt es Perioden mit höheren Temperaturen – diese verursachen dann das El-Niño-Phänomen, welches wiederum in vielen Regionen der Welt zu ausgeprägten Wetter­anomalien führt, wie zum Beispiel Dürren im Amazonasbecken und in Australien, verstärkten Niederschlägen im Süden der USA oder stärkeren Monsunereignissen in Indien. Diese weit­reichenden Auswirkungen bzw. ihre Zusammenhänge werden als Tele­konnektionen bezeichnet.

Die Mechanismen hinter diesen Telekonnektionen waren bisher – trotz zahlreicher Forschungsarbeiten über ENSO – noch nicht ausreichend geklärt. Am Wiener Institut für Meteorologie und Geophysik gelang nun ein Durchbruch im Verständnis der Rolle des Luftmassen­transports bei Telekonnek­tionen: Ein Forschungsteam konnte zeigen, dass Schwankungen des Transports von Luftmassen, Wärme, Feuchtigkeit und Energie aus dem tropischen Pazifik für viele der beobachteten Klima­anomalien kausal verantwortlich sind. „In unserer Studie betrachteten wir diese Telekonnek­tionen aus einer neuen Perspektive – konkret untersuchten wir, wie die Wärme und Feuchtigkeit aus dem Pazifik über die Atmosphäre trans­portiert wird. Dadurch können wir eine direkte Verbindung zwischen dem Pazifik und entfernten Regionen herstellen“, erklärt Katharina Baier von der Vienna Inter­national School of Earth and Space Sciences (VISESS).

So zeigt sich beispielsweise in der Studie, dass während El Niño anomal trockene Luft in Richtung Amazonasbecken transportiert wird und dort Dürren verursacht. „Im Gegensatz dazu wird besonders feuchte Luft in Richtung des Südostens der USA transportiert, was dort wiederum vermehrte Nieder­schläge begünstigt“, erklärt Baier. Atmosphären­forscher Andreas Stohl ergänzt: „Unsere Ergebnisse tragen zum Verständnis von Wetter­phänomenen weltweit bei, zum Beispiel auch in Australien, Afrika oder dem Mittelmeer­raum. Außerdem können wir zeigen, dass während El Niño anomal große Wärmemengen aus dem tropischen Pazifik in den Atlantik transportiert werden, der daraufhin mit einer Erwärmung reagiert.“

Methodisch setzte das Forschungsteam auf atmosphärische Ausbreitungs­modelle, die Lagrangeʼschen Modelle. Während herkömmliche Modelle meteoro­logische Parameter wie Luftfeuchtigkeit oder Temperatur an fixen Punkten erfassen, folgen die Lagrangeʼschen Modelle den einzelnen Partikeln und erfassen, wie sich die meteoro­logischen Parameter entlang deren Weges ändern. Mithilfe dieser Modelle kann auch die Ausbreitung von Partikeln wie Ruß oder Mikroplastik beziehungs­weise von Treibhaus­gasen analysiert werden.

U. Wien / JOL

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