Die Nordatlantiktemperatur hilft bei der Vorhersage von Extremereignissen im Nordosten Brasiliens bis zu drei Monate im Voraus

Die Meeresoberflächentemperatur im Nordatlantik kann bis zu drei Monate im Voraus ein Indikator für extreme Klimaereignisse sein, die mit geringeren Niederschlägen und intensiver Dürre in der Nordostregion Brasiliens einhergehen. Dies ist laut einem in veröffentlichten Artikel eines der Hauptergebnisse einer Studie von Forschern in Brasilien, China, Australien und Deutschland Geophysikalische Forschungsbriefe.

Unter Verwendung einer neuartigen Methodik, die auf dem Konzept des Niederschlagsdefizits basiert, zeigte die Studie, dass der Einfluss des Nordatlantiks in den letzten Jahren beständiger geworden ist als der des tropischen Pazifiks, der bisher als einer der Hauptfaktoren für die Intensität der erlittenen Dürren angesehen wurde durch den Nordosten. Gleichzeitig sind atmosphärische Verbindungen zwischen dem Pazifik und dem Nordatlantik häufiger geworden, was darauf hindeutet, dass Wechselwirkungen zwischen tropischen Ozeanbecken die in den letzten Jahrzehnten in der Region aufgetretenen Dürren verstärkt haben.

„Die Studie wurde durch die schwere Dürre motiviert, die von 2012 bis 2015 andauerte. Dieser lange Zeitraum veranlasste uns, aus meteorologischer Sicht darüber nachzudenken, wie tropische Meerestemperaturen das Klima beeinflussen Pazifik und Atlantik sowie das Muster der Dürre im Nordosten Brasiliens. Die Ergebnisse können als Managementinstrument für Wettervorhersagen im Vorfeld von Ereignissen mit diesem Potenzial verwendet werden“, sagte Lincoln Muniz Alves, Wissenschaftler am brasilianischen National Space Research Institute (INPE). ) und Co-Autor des Artikels, sagte Agência FAPESP.

Die Dürre 2012–15 in einem bereits als halbtrocken eingestuften Teil des Nordostens war so intensiv, dass sie Ernten zerstörte und Städte und Dörfer ohne Wasser zurückließ. Andere Studien hatten bereits Änderungen in der atmosphärischen Zirkulation als Hauptursache identifiziert, was darauf hindeutet, dass die Oberflächentemperatur des Atlantischen Ozeans, die wärmer als gewöhnlich war, und El Niño, ein Klimaphänomen mit ungewöhnlich warmen Temperaturen im Pazifik, eine aktive Rolle spielten.

Dieser El Niño galt als einer der schlimmsten (nach den Ereignissen von 1982-83 und 1997-98) und verursachte Verluste in verschiedenen Teilen der Welt. In Brasilien umfassten die nachteiligen Auswirkungen eine starke Dürre im Nordosten und im Amazonasgebiet, eine weitaus längere Trockenzeit als gewöhnlich im Norden und in mehreren Teilen Zentralbrasiliens (nördliche Gebiete der Bundesstaaten Minas Gerais und Goiás sowie im Bundesdistrikt) und Überschwemmungen im Süden.

„Diese Art von El Niño, bekannt als ‚kanonisch‘, weil die anomale Erwärmung in demselben spezifischen Gebiet des Pazifischen Ozeans auftritt, hat sich sowohl in Bezug auf Ort als auch Intensität geändert. Parallel dazu haben wir eine anomale Erwärmung im tropischen Atlantik gesehen in den letzten Jahrzehnten. Basierend auf unserer facettenreichen Analyse liefert der Artikel reichlich Beweise für Prognostiker, um die Zeichen aus dem tropischen Atlantik mehrere Monate im Voraus zu überwachen. Der Einfluss des Pazifiks ist unbestreitbar, aber der Atlantik hat mehr“, sagte Alves.

Neue Parameter

Wie von den Autoren erklärt, verwendete die Studie Methoden wie nichtlineare Phasenkohärenz und verallgemeinerte Ereignissynchronisationsanalyse, um die Ursache-Wirkungs-Mechanismen zu verstehen, die den untersuchten Klimaphänomenen zugrunde liegen. Zu diesem Zweck wurden die Beziehungen zwischen der Variabilität der Meeresoberflächentemperatur und dem Standardniederschlagsindex als direkte Wechselwirkungen interpretiert, während die zwischen den Ozeanen als indirekte Auswirkungen auf die Niederschlagsmengen interpretiert wurden.

Die Forscher verwendeten Niederschlagsdaten des Climate Prediction Center (CPC), einer Zweigstelle des National Weather Service (NOAA-NWS) der US-amerikanischen National Oceanic & Atmospheric Administration. Sie wählten vier Regionen aus: den Nordosten Brasiliens, jahrzehntelang das Zentrum der Dürre; ein Gebiet namens Niño 3, in dem es eine intensive Aktivität der El Niño Southern Oscillation (ENSO) gab; und der Nord- und Südatlantik, Gebiete, die in früheren Studien analysiert wurden.

Um die Konsistenz zu überprüfen, verglichen sie die Ergebnisse mit Niño 4, einem Gebiet, das den zentralen äquatorialen Pazifik und einen Teil des Südatlantiks umfasst. Für jeden Bereich berechneten sie den räumlichen Mittelwert der interessierenden Variablen und täglichen Anomalien relativ zu einer Basislinie für den Zeitraum 1981-2010. Die Regenzeit wurde als Januar-April und die Trockenzeit als Mai-August definiert.

Sie kamen zu dem Schluss, dass der Nordatlantik der Haupteinfluss auf Niederschlagsausfälle und das Auftreten von Dürren im analysierten Zeitraum war. Niederschlags- und Meeresoberflächentemperaturfrequenzen änderten sich nach sehr starken El Niño- und La Niña-Ereignissen, was die Wahrscheinlichkeit einer Phasenkohärenz erhöhte.

„Ein normales oder lineares Muster wie vor drei Jahrzehnten existiert nicht mehr“, sagte Alves. „Mehrere andere Studien haben unsere Ergebnisse bestätigt. Unsere Methodik zeigt, dass es kein lineares Muster als Grundlage für Vorhersagen gibt und dass herkömmliche Ansätze aufgegeben werden sollten. Wir haben betont, wie wichtig es ist, andere Ozeane zu betrachten, anstatt sich nur auf den Pazifik zu konzentrieren.“

Der Artikel kommt auch zu dem Schluss, dass andere Faktoren wie Landnutzungsänderungen zu Veränderungen im Wasserkreislauf führen können, wie bereits durch Modellstudien gezeigt wurde, insbesondere im Amazonasbecken. Aus diesem Grund schlagen die Wissenschaftler vor, dass weitere Forschungen mit der von ihnen entwickelten Methodik untersuchen sollten, wie Landnutzungsänderungen Klimaeigenschaften und -wechselwirkungen verändern.

„Wenn wir über den Klimawandel sprechen, sprechen wir auch über sozioökonomische Auswirkungen und die Auswirkungen auf die Biodiversität. Meteorologische Zentren können das Modell nutzen, um an der Prävention als Beitrag zur öffentlichen Politik und Entscheidungsfindung zur Minderung von Extremereignissen zu arbeiten“, so Alves sagte.