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Copernicus

Wie beeinflussen Temperaturänderungen im Pazifik das Wetter auf den Kontinenten?

Wie beeinflussen Temperaturänderungen im Pazifik das Wetter auf den Kontinenten?
Copyright  Getty Images

Ein eingehendes Verständnis des El-Niño-/La-Niña-Phänomens und verbesserte Jahreszeitenprognosen können vielen Industrien dabei helfen, die richtigen Entscheidungen zu treffen, um ihre Aktivitäten an zukünftige Schwankungen anzupassen.

Im August 2020 zeigten Daten aus dem mittleren Ostpazifik den Klimaforschern, dass das Wasser weiterhin kühler als gewöhnlich war. Die Temperatur lag in diesem Sommer um 0,6 Grad unter dem Durchschnitt.

„Es ist ein La-Niña-Event", vermutete die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) im Oktober. Die Bedingungen in Luft und Meer deuteten auf eine 90-prozentige Wahrscheinlichkeit hin, dass La Niña bis Anfang 2021 andauern wird. Behörden, Unternehmen und Wissenschaftler auf mehreren Kontinenten wurden informiert.

Was bewirken diese Veränderungen in weit entfernten Meeresgebieten bei uns? Und sind wir heute besser darauf vorbereitet?

Laut Experten wird La Niña in diesem Jahr moderat bis stark ausfallen. Die WMO rechnet daher damit, dass in einem Großteil Ostafrikas sowie in südlichen Regionen Südamerikas und Zentralasiens in diesem Winter weniger Regen fallen wird, was Dürren wahrscheinlicher macht. Südostasien, Teile Australiens, der Norden Südamerikas und die USA müssen sich hingegen möglicherweise auf viel Niederschlag und mögliche Überschwemmungen einstellen. In Europa wird der Spätwinter „eher wärmer und feuchter ausfallen“, so Dr. Steve Hardiman, Forschungsbeauftragter am britischen Met Office.

Einige Auswirkungen waren bereits zu spüren: Laut dem US National Hurricane Center hat La Niña dazu beigetragen, dass die diesjährige Hurrikansaison im Nordatlantik die höchste je verzeichnete Anzahl benannter Stürme erreichte.

Aber zuerst zum Hintergrund.

Was Wissenschaftler über diese Phänomene wissen

Der Ostpazifik ist normalerweise kälter, während der Westen wärmer ist. Wenn sich die Temperatur im oberen Pazifik ändert, also alle paar Jahre, entsteht „La Niña“. Dadurch werden Winde verschoben und bestimmte Wetterphänomene verstärkt. Kühlere Gewässer in der Nähe Südamerikas führen zu weniger Niederschlägen in dieser Region. El Niño hat in dieser Region den gegenteiligen Effekt und führt zu verstärkten Niederschlägen. Zusammen sind sie Teil des sogenannten ENSO-Phänomens (ENSO steht für El Niño/Southern Oscillation).

„ENSO ist ein gekoppeltes Zirkulationssystem von Ozean und Atmosphäre“, erklärt Dr. Felipe Costa, Klimaforscher am International Center for the Investigation of El Niño (CIIFEN) in Ecuador. „Die Meeresoberflächentemperatur ist eine Variable, anhand derer sich ein potenzielles El-Niño- oder La-Niña-Event erkennen lässt", so Dr. Costa weiter. Eine Temperaturänderung von mehr als 0,5 Grad hat dabei eine wichtige Signalwirkung. Wenn die Temperaturen um mehr als diesen Wert sinken, könnte sich La Niña anbahnen. „Aber man muss auch Meeresspiegel, Luftdruck, Winde usw. untersuchen. Um ENSO im Blick zu behalten, muss festgestellt werden, ob sowohl Meer als auch Atmosphäre gleichzeitig kälter oder wärmer werden", führt Dr. Costa weiter aus.

Laut Dr. Tim Stockdale, einem Experten für Jahreszeitenprognosen am ECMWF, ist ENSO der größte Einzelfaktor, der sich von einem Jahr aufs nächste auf das Klima auswirken kann. Seit Anfang der 90er-Jahre haben Wissenschaftler vermehrt Messinstrumente im Pazifik eingesetzt, die Daten über Veränderungen im Wasser und in der darüber liegenden Luftschicht liefern können. Heute ermöglicht die Technologie Unterwassermessungen bis zu 2.000 m Tiefe. „ENSO ist der Teil, den wir am besten vorhersagen können, und der Ausgangspunkt für alles andere. Als feststand, dass wir ENSO mit einer hohen Verlässlichkeit vorhersagen können, motivierte dies die wissenschaftliche Gemeinschaft, Systeme für Jahreszeitenvorhersagen einzurichten“, fügt Dr. Stockdale hinzu.

„ENSO ist ein Eckpfeiler der Jahreszeitenprognose und ermöglicht gute Vorhersagen schon Monate im Voraus“, so Prof. Scaife, Leiter der Abteilung für langfristige Prognosen am Met Office. Angesichts der Auswirkungen von La Niña auf globale Niederschlagsmuster - von Experten als „Fernverbindungen“ bezeichnet - wird die frühzeitige Vorhersage zu einem wesentlichen Instrument, um Ländern und Unternehmen bei der Vorbereitung auf extreme Klima-Ereignisse zu helfen. Dies gilt auch für Prognosen, wo La Niña auftreten könnte. „Unsere Fähigkeit, die Fernauswirkungen von ENSO-Events vorherzusagen, hat sich in den letzten Jahren erheblich verbessert“, sagt Dr. Scaife. „Wir haben einen Punkt erreicht, an dem wir das Meer und die unteren Schichten der Atmosphäre in den besten Prognosesystemen modellhaft nachstellen können. Zum Beispiel wissen wir jetzt, dass die Stratosphäre [die Luftschicht über der, in der wir leben] eine wichtige Rolle für die Auswirkungen von ENSO in der atlantisch-europäischen Region spielt, wie etwa 2009/2010, als sie einen strengen Winter noch verstärkte und verlängerte.“

Daten und genauere Vorhersagen für Industrien und Unternehmen

Im Gegensatz zur Wettervorhersage können Sie Jahreszeitenprognosen nicht entnehmen, ob Sie morgen einen Regenmantel anziehen sollten, aber diese Vorhersagen bilden die Grundlage für andere Entscheidungen. „Bei Jahreszeitenprognosen geht es nicht darum, die Bedingungen an einem bestimmten Ort genau vorherzusagen, sondern um die Auswirkungen großräumiger Einflüsse“, so Dr. Anca Brookshaw, Expertin für saisonale und Klimavorhersagen beim Copernicus Climate Change Service (C3S). Seit Ende 2016 erstellt C3S Jahreszeitenprognosen auf Grundlage von Daten, die von einer stetig wachsenden Zahl von Klima- und Wetterzentren in aller Welt übermittelt werden.

© Copernicus

C3S verbindet Jahreszeitenprognosen aus diesen Zentren und ermöglicht Experten und Nicht-Experten den benutzerfreundlichen Zugriff auf die Daten und Vorhersagen. „C3S hat dazu beigetragen, Klimadaten transparent und für viele zugänglich zu machen. Die von C3S festgelegten Anforderungen an die Bereitstellung von Daten sowie die Infrastruktur des C3S Climate Data Store erleichtern die Benutzererfahrung und haben zu homogeneren und einfacher zu vergleichenden und zu kombinierenden Datensätzen für Jahreszeitenprognosen geführt. Bei C3S nutzen wir Jahreszeitenprognosen auch, um genauere Vorhersagen für die Energie-, Transport- und Versicherungsbranchen - und viele mehr – zu erstellen.“

Prognosen für die nächsten sechs Monate müssen fristgerecht erstellt werden. „Wir folgen einem sehr genauen Zeitplan“, so Dr. Brookshaw. „Damit Prognosen einen wichtigen Beitrag zu Entscheidungsprozessen leisten können, müssen sie zu einem genau festgelegten Zeitpunkt eintreffen. Und je früher sie veröffentlicht werden, desto besser, da dies die Vorwarnzeit für mögliche anomale Wetterbedingungen verlängert.“

Die mit La Niña einhergehenden stärkeren Regenfälle in Australien könnten ein Segen für die Weizenproduktion des Landes sein und diese um mehr als 90 Prozent gegenüber dem Vorjahr steigern, glaubt Beratungsfirma Gro Intelligence. Es könnte Australiens dritthöchste Weizenernte nach 2016/2017 und 2011/2012 sein - beides waren La Niña-Jahre.

Jahreszeitenprognosen sind für die Anpassung unerlässlich

„Landwirte, Fischer und Politiker nutzen diese Informationen, um besser planen zu können", bestätigt Felipe Costa vom CIIFEN. „Es ist bekannt, dass La Niña Fischfänge um Peru und Chile erhöht, gleichzeitig aber die Produktivität in der Landwirtschaft aufgrund von Niederschlagsrückgängen in einigen Regionen verringern kann.“

Ernteerträge sind laut Dr. Weston Anderson, einem Agrarklimatologen am Internationalen Forschungsinstitut für Klima und Gesellschaft (IRI), nur ein Aspekt der Ernährungssicherheit, wenn es um ENSO-Effekte geht. „In Regionen mit chronischer Ernährungsunsicherheit oder solchen, die auch so unter Druck stehen, kann sich ENSO am stärksten auf die Ernährungssicherheit auswirken. Wir wissen zum Beispiel, dass La Niña am Horn von Afrika Dürren auslöst, die sich im Zusammenspiel mit gewaltsamen Konflikten und politischen Krisen wie 2011 zur Hungersnot auswachsen können.“ Dr. Anderson fügt allerdings eine positivere Bemerkung hinzu: „Selbst wenn Dürren Ernteausfälle verursachen, müssen sie nicht zu Nahrungsmittelkrisen werden, wenn wir schnell handeln.“

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Es gibt auch Fragen zum Zusammenspiel von Klimawandel, ENSO und natürlichen Klimaschwankungen. Es fällt Wissenschaftlern nach wie vor schwer, die Anzeichen zu unterscheiden. Felipe Costa vom CIIFEN sagt, dass einige Klimawandelszenarien darauf hindeuten, dass der obere Teil des Ozeans wärmer wird, was dazu führen könnte, dass El-Niño-Bedingungen im Ostpazifik häufiger auftreten. Laut Steve Hardiman vom Met Office deuten IPCC-Modelle darauf hin, dass die Niederschlagsmenge im tropischen Pazifik zunehmend schwanken wird. Dies könnte Experten dabei helfen, bessere Prognosen für Europa zu erstellen. „Diese stärkere Variabilität im Zusammenhang mit ENSO scheint die Verbindung zwischen ENSO und dem europäischen Winterwetter zu verstärken, was in Zukunft zu einer verbesserten saisonalen Vorhersagbarkeit für europäische Winter führen kann.“

Es ist noch viel Feinarbeit nötig, um festzustellen, welche Fernwirkung ENSO entfalten kann. „Verschiedene El-Niño- und La-Niña-Events weisen leicht unterschiedliche Muster und Ausprägungen auf“, sagt Dr. Scaife. „Das beeinflusst wiederum die Fernauswirkungen. Wir wissen jetzt mehr über die Vorhersage der verschiedenen ENSO-Typen und müssen dafür sorgen, dass die nächste Generation von Prognosesystemen die subtileren Abweichungen korrekt analysiert."