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Atmosphärische Zirkulation: Monsunzirkulation und Telekonnektionen: Das ENSO Phänomen

Hausarbeit (Hauptseminar) 2012 12 Seiten

Geowissenschaften / Geographie - Meteorologie, Aeronomie, Klimatologie

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung

2 Das ENSO-Phänomen
2.1 Der „Normalzustand“
2.2 El Nino
2.3 La Nina

3 Telekonnektionen
3.1 Der asiatische Monsun

4 Das Beispiel Thailand

5 Klimamodellierung und Prognose

6 Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Die Lage der Hadley-Zelle

Abbildung 2: Die Walker Zirkulation

Abbildung 3: Veränderung der Walker Zirkulation bei Anomalie

Abbildung 4: SST während La Nina

Abbildung 5: Monsunzirkualtion

Abbildung 6: Aktuelle SST Anomalie im äquatorialen Pazifik

Abbildung 7: Veränderungen der SST im zeitlichen Verlauf

1 Einleitung

Warum entstehen einerseits verheerende Dürren in Australien und andererseits sintflutartige Regenfälle in Teilen Südamerikas? Weshalb erlebt Thailand derzeit eines der schlimmsten Hochwasser seit über einem halben Jahrhundert?

Eine Antwort auf diese Fragestellungen könnte in der „El Nino Southern Oscillation“-Anomalie (ENSO) liegen. Hierbei handelt es sich um ein natürliches Klimaphänomen, welches durch eine Reihe komplexer Faktoren unterschiedliche Ausprägungen annehmen kann. Interdependenzen zwischen ozeanischen und atmosphärischen Komponenten wie der sog. „Southern-Oscillation“ und den gebietsspezifischen SST (sea surface temperature) werden erörtert, sowie die Fernauswirkungen von ENSO, auch Telekonnektionen genannt, wie anhaltende Dürren, Fischsterben vor Südamerika und tropische Wirbelstürme. Anschließend wird der Verfasser allgemein auf die Monsunzirkulation in Südostasien eingehen und einen Erklärungsversuch geben, inwieweit die bedingten SST im vergangenen Jahr Einfluss auf die Witterungsbedingungen im südostasiatischen Raum hatten. Schlussendlich wird die Klimamodellierung anhand statischer Daten beschrieben, aus denen sich Klimaprognosen ableiten lassen. Die ENSO-Anomalie zählt aufgrund einiger in der Vergangenheit beobachteten beachtlich persistenten Merkmale zu denjenigen Klimaphänomenen, die sich relativ gut vorhersagen lassen.

2 Das ENSO-Phänomen

Bei der „El Nino Southern Oscillation“ (im Folgenden mit ENSO abgekürzt) handelt es sich um eine natürliche Klimaanomalie, die in unterschiedlichen Ausprägungen im äquatorialen Pazifik zwischen 20°N und 20°S in unregelmäßigen zeitlichen Abständen auftritt (Latif 1986, S. 91). Hierbei kommt sowohl den Süd- und Nordostpassatwinden eine entscheidende Rolle zuteil, sowie der Southern Oscillation, einer Art Luftdruckschaukel, deren polyzentrische Struktur maßgeblich für die Intensität der Passate ist. Die Interdependenzen der einzelnen Faktoren im Zusammenspiel, die die Klimaereignisse bestimmen, werden in den folgenden Punkten noch hinreichend erläutert.

2.1 Der „Normalzustand“

Den Antriebsmotor für das Klima des äquatorialen Pazifiks stellt die sog. Hadley-Zelle dar. Hierbei handelt es sich um eine thermisch direkte Zirkulation, da sie durch die unterschiedliche Aufheizung der Atmosphäre angetrieben wird. Die Strahlungsintensität der Sonne ist über dem Äquator am stärksten, was dazu führt, dass die Luft aufgeheizt wird und unter starker Wolkenbildung aufsteigt. Es entsteht eine bodennahe Tiefdruckrinne, die sog. Innertropische Konvergenzzone. Gleichzeitig bildet sich unterhalb der Tropopause ein Hochdruckgebiet, sodass polwärts gerichtete Ausgleichsströmungen der Luft stattfinden. Bei etwa 30°N/S sinkt die erkaltete Höhenluft wieder ab und strömt in niedriger Höhe Richtung Äquator zurück. Diese Ausgleichswinde werden auch als Passate bezeichnet und schließen die Hadley-Zelle, wie aus Abb.1 ersichtlich wird. Die Corioliskraft bewirkt, dass die Passatwinde auf der Südhalbkugel eine Linksdrehung und auf der Nordhalbkugel eine Rechtsdrehung erhalten, sodass die Passate in niedrigen Breiten fast ausschließlich äquatorparallel wehen (Latif 1986, S. 92).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.1: Hadley-Zelle (Smith 1984, S. 17)

Durch die im Jahresverlauf recht konstant wehenden Passate, wird relativ kühles Oberflächenwasser vor der Küste Südamerikas in Richtung Westen transportiert, was einerseits dazu führt, dass der Meeresspiegel vor der Ostküste Australiens etwa 60cm höher liegt, als vor Südamerika und sich andererseits ein zonaler Temperaturgradient der Wasseroberflächentemperatur einstellt. Typischerweise steigt dann die durch das warme Wasser erwärmte Luft adiabatisch unter starker Wolkenbildung im Westpazifik auf und es kommt zu Regenfällen. In großer Höhe strömen die Luftmassen als Teil der Hadley-Zelle polwärts und zum anderen Teil entlang des Äquators in Richtung Osten. Dort sinken die erkalteten Luftmassen ab und die sog. Walker-Zirkulation schließt sich (Barth 2005, S. 25).

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Abb.2: Walker Zirkulation (Reuter 2011, o.S.)

Mit der Walker-Zirkulation ist die sog. Southern Oscillation eng verknüpft, die eine weitere wichtige Rolle im Verständnis des ENSO-Phänomens darstellt. Hierbei handelt es sich um Art „Luftdruckschaukel“, dessen Entstehung noch nicht endgültig geklärt ist, die aber maßgeblich durch die jeweiligen SST mitbestimmt wird. Im östlichen Pazifik befindet sich ein relativ stabiles Bodenhoch, wohingegen im westlichen Pazifik die Ausprägung eines Bodentiefs zu beobachten ist. Um die Intensität dieser beiden korrelierenden Druckgebiete zu analysieren, misst man jeweils die Bodendrücke über Tahiti (Ostpazifik) und Darwin (Nordaustralien) (Philander 1990, S.1ff). Die Bedeutung einer Steigerung oder Absenkung der jeweiligen Luftdrücke wird in den folgenden Gliederungspunkten näher dargestellt.

2.2 El Nino

Während eines El Nino Ereignisses werden sowohl die Hadley-Zelle als auch die Walker-Zirkulation gestört. Der Luftdruck des Bodentiefs über dem westlichen Pazifik steigt an und gleichzeitig verringert sich der Druck über Tahiti. Die Differenz der beiden Drucksysteme wird also kleiner und es entsteht eine negative Korrelation im sog. Southern Oscillation Index. Als Folge daraus, schwächen die Südostpassate ab bzw. ändern sogar teilweise ihre Richtung, die Hadley-Zelle nimmt also in ihrer Intensität ab. Weiterhin verschieben sich die großen Konvergenzgebiete ostwärts, was zu Dürren im westpazifischen Raum führt. Bedingt durch die schwachen Passatwinde strömt warmes Oberflächenwasser nun ebenfalls ostwärts. Der aufsteigende Ast der Walker-Zirkulation verlagert sich ebenfalls nach Osten, wie aus Abb. 3 ersichtlich wird (Latif 1986, S. 94). Wie allerdings bereits im vorigen Absatz angemerkt, ist es noch nicht hinreichend geklärt, wodurch diese komplexe Klimaanomalie tatsächlich ausgelöst wird, da sich die beschriebenen Komponenten meist gleichzeitig als Ursache und Wirkung verstehen, also sich z.B. die Oberflächentemperaturen des Wassers direkt auf den Luftdruck auswirken und der Luftdruck indirekt Einfluss auf die Wasseroberflächentemperatur hat ( Walker-Zirkulation).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.3: Shifting Walker Cell. (South African Weather Dptm. 2011, o.S.)

2.3 La Nina

La Nina (span.: das Mädchen) stellt den gegensätzlichen Verlauf eines El Ninos (span.: der Knabe) und eine verstärkte „Normalsituation“ des Klimas dar. Die Korrelation im Southern Oscillation Index ist positiv, d.h. das westpazifische Tiefdruckgebiet und das ostpazifische Hoch sind jeweils stärker ausgeprägt. Daraus resultieren verstärkte Passatwinde, die das sog. Upwelling, also den Auftrieb von kaltem Tiefenwasser begünstigen, da nun verstärkt Wassermassen westwärts gedrückt werden (vgl. Abb.2). Als Folge dessen, ist das Oberflächenwasser vor der südamerikanischen Küste nun relativ kalt und im Westpazifik relativ warm, verglichen mit den jeweiligen Mittelwerten, wie aus Abb.4 ersichtlich wird.

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Abb.4: SST während La Nina (NOAA 2011, o.S.)

Vor Australien und im südostasiatischen Raum kommt es zu sehr starker Wolkenbildung und heftigen Niederschlägen, während die südamerikanischen Pazifikküstenregionen große Trockenheit erfahren (Baldenhofer 2010, o.S.). Weitreichendere Klimaauswirkungen durch das ENSO-Phänomen, werden im folgenden Absatz behandelt.

3 Telekonnektionen

Als Telekonnektionen bezeichnet man atmosphärische Wechselwirkungen weitgehend getrennter Regionen der Erde, insbesondere bei Anomalien. Die Zuordnung von Wetterereignissen zu ENSO ist wissenschaftlich allerdings nicht unumstritten, da atmosphärische Prozesse meist weitaus komplexer sind, als das man ihre Ursache auf wenige Faktoren reduzieren könnte (Baldenhofer 2010, o.S.). Trotzdem lassen sich spezielle globale Ereignisse mit ENSO in Verbindung bringen und erklären, wie im allgemeinen im folgenden Gliederungspunkt in Bezug auf den asiatischen Monsun und im speziellen am Beispiel der Überschwemmungen des Sommers 2011 in Thailand verdeutlicht wird.

3.1 Der asiatische Monsun

Der Monsun ist eine Sonderform des Passatwindes. Man unterscheidet zwischen Sommer- und Wintermonsun. Die Wanderung der ITC bestimmt maßgeblich die Monsunzirkulation. Im Sommer heizen sich bedingt durch die solare Strahlung Landmassen relativ schnell auf, die Luft dehnt sich aus und es entsteht ein Bodentief.

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Details

Seiten
12
Jahr
2012
ISBN (eBook)
9783656309000
Dateigröße
767 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v204075
Institution / Hochschule
Christian-Albrechts-Universität Kiel
Note
1,3
Schlagworte
El Nino La Nina ENSO Southern Oscillation Telekonnektionen

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Titel: Atmosphärische Zirkulation: Monsunzirkulation und Telekonnektionen: Das ENSO Phänomen