Globale Hitzewelle geht langsam zu Ende

Ein starker El Niño hat in den vergangenen Monaten die globalen Temperaturen in die Höhe schnellen lassen. So heiss wie in den letzten Monaten war es seit Messbeginn nie. Am Horizont bahnt sich jedoch schon eine kühlere Phase an.

Die globalen Temperaturen sind im ersten Halbjahr 2016 in neue Höhen geschnellt.
Die globalen Temperaturen sind im ersten Halbjahr 2016 in neue Höhen geschnellt. Datenquelle: NOAA

Aus Schweizer Perspektive ist es wohl kaum zu glauben. Hierzulande erleben wir einen durchzogenen und kühlen Frühling und Frühsommer, während gleichzeitig das globale Temperaturniveau neue Sphären erreichte. Seit letztem August war jeder einzelne Monat auf globaler Ebene der wärmste seit Messbeginn, also der letzten mindestens 150 Jahre. Rekordmonate mit neuen Temperaturhöchstwerten ist sich die Erde aus den letzten Jahren gewohnt – zu oft traten solche auf. Doch dieses Mal ist es anders. Die Art und Weise mit welcher Wucht die globale Hitzewelle seit letztem August zuschlägt, ist beängstigend. Die globale Oberflächentemperatur ist regelrecht in die Höhe geschnellt und distanzierte die bisherigen Rekorde um Welten. Der Höhepunkt der globalen Hitzewelle liegt schon einige Monate hinter uns. So war der Februar weltweit um 0,9 Grad wärmer als der Durchschnitt der Periode 1981-2010. Der bisherige Höchstwert stammte aus dem Februar 2010 mit einer Abweichung von weniger als 0,4 Grad. Ein ähnliches Bild zeigt sich in allen Monaten zwischen Dezember 2015 und März 2016. Seither liegen die Temperaturen zwar weiterhin in Rekordhöhe, jedoch baut sich der grosse Wärmeüberschuss stetig ab. Auch der diesjährige Juni erreicht im Durchschnitt über die gesamte Erdoberfläche wohl einen neuen Rekordwert – als elfter Monat in Folge. Die Periode Januar bis Juni 2016 geht folglich als mit Abstand wärmstes erstes Halbjahr seit Messbeginn in die Wetterannalen ein.

Globale Oberflächentemperatur (Luft+Ozean) Abweichung vom Durchschnitt 1981-2010, Quelle: NOAA
Globale Oberflächentemperatur (Luft+Ozean)
Abweichung vom Durchschnitt 1981-2010. Datenquelle: NOAA

Der König ist tot

Hauptursache für das Hochschnellen der globalen Temperaturen war eine Abweichung im ozeanischen und atmosphärischen Zirkulationsmuster im Pazifik. Diese ist unter dem Namen El Niño/La Niña (ENSO) Zirkulation bekannt und kann die globalen Temperaturen in der Grössenordnung von einigen Zehntelgrad ins Positive oder Negative beeinflussen. Die Zirkulation kennt eine warme (El Niño; span. „der Junge”) und eine kalte Phase (La Niña; span. „Mädchen”). Die Periode zwischen 1998 und 2014 war geprägt durch häufige La Niña-Ereignisse, was mitverantwortlich dafür war, dass die globalen Temperaturen in dieser Zeitspanne gehemmt blieben und kaum anstiegen. Die Klimaforscher verwiesen wiederholt auf das Zirkulationsmuster im Pazifik und prognostizierten ein Hochschnellen der weltweiten Temperaturen sobald das Zirkulationsmuster wieder in die warme El Niño-Phase wechseln würde – sie behielten recht. Und es war nicht irgendein El Niño-Ereignis, welches sich im Laufe des vergangenen Jahres im Pazifik aufbaute, es war eines der stärksten überhaupt. Neben dem Rekord-El Niño aus dem Jahre 1997/98 ist es der König unter den El Niños. Während eines El Niños flauen die Ost-Passatwinde über dem pazifischen Raum ab und verursachen dadurch mehr Konvektion und starke Regenfälle über dem zentralen und östlichen Pazifik (inkl. Pazifikküste Südamerikas). Gleichzeitig trocknen die Regionen im Westpazifik (Indonesien) aus. Ein El Niño-Ereignis unterbindet das Aufsteigen kühlen Tiefenwassers an der Pazifikküste Südamerikas und erwärmt somit den riesigen pazifischen Ozean an der Oberfläche. Gleichzeitig wird die darüber liegende Luft erwärmt. Dies geschieht in solcher Stärke, dass dadurch das globale Temperaturniveau beeinflusst wird. Das starke El Niño-Ereignis erreichte seinen Höhepunkt während unseren Wintermonaten im Januar/Februar 2016. Seither schwächt es sich deutlich ab. Im diesjährigen Juni wurde der aktuelle El Niño offiziell als beendet erklärt.

 

Lang lebe die Königin

Es ist nicht so, dass im pazifischen Raum immer ein El Niño oder eine La Niña regiert. Häufig befindet sich das ozeanische und atmosphärische Zirkulationsmuster auch in einem neutralen Zustand. Die Chance einer La Niña-Phase (kalte Phase) nach einem zu Ende gehenden El Niño ist aber gross. Erklären lässt sich dies mit der Schwingung einer Feder. Die ENSO-Zirkulation kann mathematisch gut mit einer Federschwingung umschrieben werden. Zieht man eine Feder stark aus ihrer neutralen Position (El Niño) und lässt sie dann los, so stoppt diese nicht an der ursprünglichen Position (neutral) sondern schlägt auf der anderen Seite ebenfalls aus (La Niña). So erstaunt es kaum, dass die Fachwelt bis Jahresende einen Wechsel in die La Niña-Phase erwartet. Das Witterungsmuster kehrt sich dabei um. Die westlichen Regionen des Pazifiks (Indonesien) bekommen dann sehr viel Regen ab, während im östlichen Pazifik und an der südamerikanischen Westküste trockene und kalte Witterung dominiert. La Niña fördert das Aufsteigen kalten Tiefenwassers im Ostpazifik, wodurch auch die Atmosphäre abgekühlt wird. Wie beim El Niño geschieht das in so einer Intensität, dass es global messbar ist.

Mit dem Wechsel in die kalte La Niña-Phase wird sich die globale Hitzewelle im Laufe dieses Jahres weiter abschwächen. Je nachdem wie rasch der Phasenwechsel über die Bühne geht und wie stark das aufkommende La Niña-Ereignis sein wird, werden die Temperaturen darauf reagieren. Der Wärmeüberschuss aus dem ersten Halbjahr 2016 ist aber so immens, dass das Jahr 2016 trotz weniger heissem zweiten Halbjahr zum global wärmsten Jahr werden dürfte. Das bisherige Rekordjahr 2015 müsste dann schon wieder das Feld räumen. Inwiefern das sich anbahnende La Niña-Ereignis die Witterung in Europa beeinflussen wird, ist schwierig abzuschätzen. Bis zu Winterbeginn im Dezember dürfte es kaum eine Auswirkung auf das europäische Wetter haben. Die Vergangenheit zeigt, dass bei sehr starken La Niñas tendenziell die europäischen Winter strenger ausfallen. Wir werden sehen.

Globale Hitzewelle geht langsam zu Ende

Ein El Niño (noch) ohne Auswirkungen

Es ist wohl das berühmteste und bedeutsamste natürliche Klimaphänomen der Welt. Riesige Gebiete der Erde spüren seine gewaltigen Auswirkungen auf Natur und Mensch. Die Rede ist vom El Nino im tropischen Pazifik.

Ein El Niño lässt die klimatischen Bedingungen in einer Region innert weniger Monate vom Normalzustand ins extreme Gegenteil kippen: Über den  Trockengebieten der südamerikanischen Pazifikküste gehen sintflutartige Regenfälle nieder. In den Feuchtgebieten von Südostasien und Australien herrscht plötzlich staubige Dürre. Das Klimaphänomen hat lokal einen solch erheblichen Einfluss, dass es sogar auf globaler Skala messbar ist. So steigt die durchschnittliche Lufttemperatur der Erde während einem El Niño um einige Zehntelgrad an.

ENSO ist das, was man spürt

Bereits Ende letzten Jahres verdichteten sich die Hinweise auf einen bevorstehendes El Niño in 2014. Das anstehende El Niño Ereignis zeigt aber, wie komplex die Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre sein können. Denn El Niño bezeichnet eigentlich nur die positive Abweichung des oberflächigen Meerwassers vor der südamerikanischen Küste im tropischen Pazifik. Die spürbaren Auswirkungen bringen aber eine Kopplung dieser Anomalie mit der atmosphärischen Zirkulation. Ein El Niño wie er im Lehrbuch steht ist eigentlich ein positiver ENSO (El Niño Southern Oscillation). Während El Niño für die Abweichung in der Meeresoberflächentemperatur steht, erklärt die Southern Oscillation die Veränderung in der atmosphärischen Zirkulation, also die spürbare Änderung der Witterung. Interessanterweise beeinflussen sich die beiden Protagonisten gegenseitig in unterschiedlicher Weise und können sich mit Rückkoppelungseffekten verstärken oder abschwächen.

Gehemmter El Niño

Sobald die Meeresoberflächentemperatur im östlichen tropischen Pazifik mehr als 0,5 Grad übertemperiert ist, spricht man von einem El Niño. Dieser Schwellwert wurde im jüngsten Ereignis erstmals im April 2014 überschritten. Da sich die Anomalie im Juni und Juli aber wieder etwas abschwächte, wird der Schwellwert zurzeit wieder leicht unterschritten. Die Etablierung eines starken El Niño-Ereignisses wird heuer also von einem Faktor erschwert oder sogar unterbunden. Doch durch welchen?

Positive Rückkoppelung

Normalerweise sorgt im zentralen und östlichen Südpazifik ein ausgeprägtes Hochdruckgebiet für starke Ostwinde über dem tropischen Pazifik. Während es an der Pazifikküste Südamerikas meist trocken ist, nehmen die über das Meer streichenden Passatwinde grosse Mengen an Wasserdampf auf und transportieren sie bis nach Neuguinea und Indonesien. Über dem warmen tropischen Westpazifik rund um Indonesien steigen die feuchten Luftmassen unter Bildung eines Tiefdruckgebietes auf und lösen in dieser Region heftige Regenfälle aus.

Ist jedoch der tropische Ostpazifik während einem El Niño besonders warm, schwächt sich das sonst so mächtige südpazifische Hochdruckgebiet deutlich ab. Als Folge davon dreht sich das Zirkulationsmuster um und führt zusätzliches Warmwasser in Richtung südamerikanischer Küste, so dass sich der El Niño verstärkt. An der südamerikanischen Küste wird das kalte antarktische Auftriebswasser grossflächig durch dieses Warmwasser überdeckt. Die Ausbreitung von Warmwasser im Südostpazifik schwächt das südpazifische Hochdruckgebiet zusätzlich, was ein noch stärkerer Abbau des südpazifischen Hochdruckgebiets nach sich zieht. Das gesamte Phänomen dieser Kopplung zwischen Ozean und Atmosphäre und die Zirkulationsumstellung stellt die El Niño Southern Oscillation (ENSO) dar.

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Ein El Niño zeichnet sich durch eine Warmwasser-Anomalie im tropischen Pazifik vor der Küste Südamerikas ab. Eine Kopplung mit der Atmosphäre kehrt die typische Zirkulation um: Über dem zentralen und östlichen Pazifik steigt dann warm-feuchte Luft auf, während über Indonesien trockenes Hochdruckwetter herrscht.

So warm wie nie

Im aktuellen El Niño-Ereignis funktioniert jedoch diese Kopplung nicht erwartungsgemäss und geht nur schleppend voran. In wöchentlichen ENSO-Blog der NOAA wird die Situation genauestens untersucht und dokumentiert. So zeigt sich, dass der Pazifik zurzeit nicht nur im tropischen Ostpazifik äusserst warm ist, sondern starke positive Anomalien praktisch den gesamten Pazifik bedecken. Und genau dies könnte der Grund sein für die gebremste El Niño-Entwicklung in diesem Jahr. Denn normalerweise wird das zu warme Wasser im tropischen Pazifik vor der südamerikanischen Küste durch eine negative Abweichung im westlichen Pazifik teilweise kompensiert. Dieses Anordnungsmuster ermöglicht die atmosphärische Kopplung mit der Southern Oscillation. Dadurch, dass der Pazifik in diesem Jahr aber überall viel zu warm ist, schwächt sich das südpazifische Hochdruckgebiet bisher noch nicht richtig ab und über dem tropischen Westpazifik bilden sich, wie in einem normalen Zustand, weiter kräftige Tiefdruckgebiete. Die atmosphärische Antwort auf den aktuellen El Niño fehlt (noch), so dass noch nicht von einem positiven ENSO die Rede sein kann.

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Im aktuellen El Niño-Ereignis ist jedoch auch der Westpazifik rund um Indonesien und Australien deutlich zu warm, so dass bisher keine atmosphärische Kopplung stattgefunden hat.

Trotzdem rechnen die kurzfristigen Klimamodelle mit einem mässigen ENSO-Ereignis im kommenden Herbst und Winter 2014/15. Durch den allgemein schon seit Monaten sehr warmen Pazifik, welcher mit seiner ungeheuren Grösse rund ein Drittel der gesamten Erdoberfläche ausmacht, erreichte die globale Durchschnittstemperatur zwischen Mai und Juli neue Höchstwerte. Seit Messbeginn Mitte des 19. Jahrhunderts war es global noch nie so warm. Auf das Schweizer Klima scheint El Niño keinen direkten Einfluss zu nehmen. Dennoch ist es denkbar, dass sich El Niño-Signale bis nach Europa ausbreiten können.

Ein El Niño (noch) ohne Auswirkungen