Satellitenbild der Innertropischen Konvergenzone. Satellitenbild: NASA Worldview, bearb. Christoph Kersten/GEOMAR

Satellitenbild der Innertropischen Konvergenzone im Atlantik. Satellitenbild: NASA Worldview, bearb. Christoph Kersten/GEOMAR

Jahresgang der mit dem Atlantischen Niño einhergehenden Niederschlagsanomalien im Zeitraum 1982–2015. Gezeigt sind die Anomalien bei der geogr. Länge 28°W als Funktion der geogr. Breite und der Zeit während des Kalenderjahrs (der Monat 0 entspricht Juni), berechnet als Regression auf den Atl3 SST Index im Juni, das sind die Temperaturen an der Meeresoberfläche gemittelt über die Region 3°N–3°S und 0°–20°W. Die Punkte zeigen die Regionen mit einer statistischen Signifikanz von 95%. Die weißen Linien zeigen die mittleren Niederschläge. Die schwarzen gestrichelten Linien zeigen die mittlere Lage der ITCZ (dicke Linie) und den ±2σ Bereich (dünne Linien), ein Maß für die Variabilität der Position der ITCZ. Nach Nnamchi et al., 2021.

Jahresgang der mit dem Atlantischen Niño einhergehenden Niederschlagsanomalien im Zeitraum 1982–2015. Gezeigt sind die Anomalien bei der geogr. Länge 28°W als Funktion der geogr. Breite und der Zeit während des Kalenderjahrs (der Monat 0 entspricht Juni), berechnet als Regression auf den Atl3 SST Index im Juni, das sind die Temperaturen an der Meeresoberfläche gemittelt über die Region 3°N–3°S und 0°–20°W. Die Punkte zeigen die Regionen mit einer statistischen Signifikanz von 95%. Die weißen Linien zeigen die mittleren Niederschläge. Die schwarzen gestrichelten Linien zeigen die mittlere Lage der ITCZ (dicke Linie) und den ±2σ Bereich (dünne Linien), ein Maß für die Variabilität der Position der ITCZ. Nach Nnamchi et al., 2021.

Innertropische Konvergenzzone limitiert Klimavorhersagen im tropischen Atlantik

Neue Erkenntnisse zum Atlantischen El Niño

15.01.2021/Kiel. Die stärkste Klimaschwankung auf Zeitskalen von wenigen Jahren ist das sogenannte El Niño Phänomen, dass seinen Ursprung im Pazifik hat. Aber auch im Atlantik gibt es ein ähnliches Zirkulationsmuster, dass Forschende unter der Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel zusammen mit Kollegen vom Bjerknes Centre for Climate Research (Norwegen) und JAMSTEC (Japan) näher untersucht haben. Ihre Ergebnisse, die nun in der internationalen Fachzeitschrift Nature Communications erschienen sind, tragen zu einem besseren Verständnis dieser Klimaschwankung.

El Niño oder korrekt El Niño – Southern Oscillation (ENSO) ist die stärkste natürliche Klimaschwankung auf Zeitskalen von wenigen Jahren. Im Zusammenspiel zwischen Ozean und Atmosphäre kommt es bei El Niño (span.: Das Christkind) Ereignissen zu einer deutlichen Erwärmung des Ostpazifiks, einhergehend mit katastrophalen Regenfällen über Südamerika und Dürren im indopazifischen Raum. Kräftige Ereignisse haben globale Wirkungen, die selbst bis in die Extratopen reichen. Auch im Atlantik gibt es gibt eine El Niño Variante, Atlantischer Niño genannt, die z.B. Auswirkungen auf die Niederschläge in Westafrika hat, wie auch die Keimzellen für tropische Wirbelstürme hat im östlichen tropischen Atlantik beeinflusst. Ein besseres Verständnis des bisher wenig erforschten kleinen Bruders des pazifischen El Niño im Atlantik könnte Klimavorhersagen in der Region erheblich verbessern. Die Studie liefert jetzt erste Ergebnisse und findet eine nützliche Vorhersagbarkeit des Atlantischen Niño.

„Der Atlantische Niño weist wie sein Pendant im Pazifik eine charakteristische asymmetrische Struktur in den Veränderungen der Meeresoberflächentemperaturen und den Oberflächenwinden von Ost nach West auf, wobei die stärksten Erwärmungen im Osten auftreten. Allerdings gibt es einige wesentliche Unterschiede: Die atlantischen Ereignisse sind von geringerer Stärke, kürzerer Dauer und weniger gut vorhersagbar, aber die Gründe für diese Unterschiede sind nicht vollständig geklärt“, erläutert Prof. Dr. Mojib Latif vom GEOMAR, Ko-Autor der jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienenen Studie. Die Forschenden verwendeten Daten aus verschiedenen Quellen, einschließlich in situ Beobachtungsdatensätze, Satelliten- und Reanalyseprodukte.

Im Gegensatz zu Pazifischen El Niños, die typischerweise ein Jahr lang anhalten, ist die Dauer des Atlantischen Niño auf nur ein paar Monate begrenzt. Die Forscher konnten jetzt die Ursache entschlüsseln. „Wir haben in unseren Analysen die Wanderung der innertropischen Konvergenzzone (ITCZ), ein mächtiges Regenband über dem tropischen Atlantik, als Grund identifiziert“, so Latif weiter. „Die jahreszeitliche Wanderung der ITCZ hat einen erheblichen Einfluss auf die Wechselwirkung der Meeresoberflächentemperaturen mit der darüber liegenden Atmosphäre. Nur wenn die ITCZ sehr nah am oder auf dem Äquator liegt, ist die Interaktion stark genug, um große Klimaveränderungen hervorzurufen“, erklärt Dr. Hyacinth Nnamchi, Hauptautor der Studie. „Oder anders herum formuliert: Die Schwankungen der Wassertemperaturen während des Atlantischen Niño sind nicht stark genug, um die Konvergenzzone am Äquator zu halten, wie es beim pazifischen großen Bruder der Fall ist“, so Nnamchi weiter.

Ihre neuen Erkenntnisse wollen die Autoren nutzen, um die ITCZ noch besser in den Klimamodellen nachzubilden und um die Entwicklung und Verlagerung tropischer Niederschläge zuverlässig vorherzusagen. „Das ultimative Ziel sind saisonale Klimavorhersagen, die zum Beispiel der Land- und Wasserwirtschaft in Westafrika verlässliche Planungen ermöglichen“, so Prof. Latif. Anders als in mittleren Breiten sei dies für die Tropen durchaus möglich, so der Kieler Klimaforscher.

Originalarbeit:

Nnamchi, H. C., M. Latif, N. S. Keenlyside, J. Kjellsson, and I. Richter, 2021: Diabatic heating governs the seasonality of the Atlantic Niño. Nature Communications, https://doi.org/10.1038/s41467-020-20452-1

 

Satellitenbild der Innertropischen Konvergenzone. Satellitenbild: NASA Worldview, bearb. Christoph Kersten/GEOMAR

Satellitenbild der Innertropischen Konvergenzone im Atlantik. Satellitenbild: NASA Worldview, bearb. Christoph Kersten/GEOMAR

Jahresgang der mit dem Atlantischen Niño einhergehenden Niederschlagsanomalien im Zeitraum 1982–2015. Gezeigt sind die Anomalien bei der geogr. Länge 28°W als Funktion der geogr. Breite und der Zeit während des Kalenderjahrs (der Monat 0 entspricht Juni), berechnet als Regression auf den Atl3 SST Index im Juni, das sind die Temperaturen an der Meeresoberfläche gemittelt über die Region 3°N–3°S und 0°–20°W. Die Punkte zeigen die Regionen mit einer statistischen Signifikanz von 95%. Die weißen Linien zeigen die mittleren Niederschläge. Die schwarzen gestrichelten Linien zeigen die mittlere Lage der ITCZ (dicke Linie) und den ±2σ Bereich (dünne Linien), ein Maß für die Variabilität der Position der ITCZ. Nach Nnamchi et al., 2021.

Jahresgang der mit dem Atlantischen Niño einhergehenden Niederschlagsanomalien im Zeitraum 1982–2015. Gezeigt sind die Anomalien bei der geogr. Länge 28°W als Funktion der geogr. Breite und der Zeit während des Kalenderjahrs (der Monat 0 entspricht Juni), berechnet als Regression auf den Atl3 SST Index im Juni, das sind die Temperaturen an der Meeresoberfläche gemittelt über die Region 3°N–3°S und 0°–20°W. Die Punkte zeigen die Regionen mit einer statistischen Signifikanz von 95%. Die weißen Linien zeigen die mittleren Niederschläge. Die schwarzen gestrichelten Linien zeigen die mittlere Lage der ITCZ (dicke Linie) und den ±2σ Bereich (dünne Linien), ein Maß für die Variabilität der Position der ITCZ. Nach Nnamchi et al., 2021.