Wie Berge durch El Niño verursachte Winterniederschläge beeinflussen

Eine Überlegung darüber, wie Berge die durch El Niño und La Niña verursachten Niederschlagsänderungen im Westen Nordamerikas beeinflussen, könnte der Schlüssel zu einer fundierteren Wasserschutzplanung entlang des Colorado River sein, wie neue Forschungsergebnisse zeigen.

Die Studie, die mit einem kürzlichen Übergang von einem starken La Niña zu einem starken El Niño zusammenfällt, bringt ein gewisses Maß an Präzision in die Bemühungen, genauere Winterniederschlagsvorhersagen im Zwischengebirgswesten zu machen, indem sie Regen- und Schneedaten aus 150 Jahren mit historischen El Niño-Daten vergleicht -Muster der Südlichen Oszillation.

Insgesamt zeigt die Analyse zunehmende Winterniederschlagstrends im Norden und abnehmende Trends im Süden, insbesondere in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Es gibt auch Aufschluss darüber, wie Berge Niederschläge sowohl verstärken als auch behindern, was zu stärkeren Niederschlägen im Westen und geringeren Niederschlägen im Osten führt.

Die genauere Schätzung, wo und wie viel Winterniederschläge in der Vergangenheit durch El Niños verursacht wurden, könnte laut Forschern dabei helfen, die künftige Bewirtschaftung der Ressourcen im Westen Nordamerikas, einem der wasserärmsten Teile der Welt, zu steuern.

„Aufgrund der Saisonalität der Niederschläge im Westen fallen die meisten davon im Winter. Wenn Sie vorhersagen können, wie viel Niederschlag Sie im Winter haben werden, haben Sie eine gute Vorstellung davon, wie Ihre sommerliche Trockenperiode aussehen wird.“ im Hinblick auf Ihre Wasserverteilung“, sagte James Stagge, Hauptautor der Studie und Assistenzprofessor für Bau-, Umwelt- und Geodätik an der Ohio State University.

„Alles, was wir tun können, um unsere Fähigkeit zu verbessern, vorherzusagen, wie viel Wasser wir in dieser kritischen Zeit bekommen werden, ermöglicht es Städten, Landwirten, Wassermanagern und Mitgliedsstaaten des Colorado River Compact, sich auf die bevorstehende Dürre vorzubereiten und möglicherweise frühzeitig mit dem Naturschutz zu beginnen.“ Zeit, damit sie nicht auf dem falschen Fuß erwischt werden.

Die Studie ist veröffentlicht in Naturwasser.

El Niño und La Niña bilden zusammen die El Niño Southern Oscillation (ENSO), die in einem Abschnitt des Pazifischen Ozeans zwischen Südamerika und Australien wärmere bzw. kühlere Meerestemperaturen als normal darstellt. Diese Anomalie hat weitreichende Auswirkungen auf Temperaturen und Niederschläge – einschließlich extremer Rückgänge oder Anstiege beider Faktoren – auf der ganzen Welt.

In dieser Studie haben Stagge und Kollegen das Intermountain West, das in Bezug auf ENSO-Muster historisch kaum untersucht wurde, für die Analyse der Winterniederschlagseffekte von El Niño und La Niña anhand von Pegelständen aus dem Jahr 1871 herausgegriffen – und auf diese Weise tatsächliche Niederschlagsmengen mit nicht vorhandenen Niederschlagsmengen verknüpft nicht nur einen bestimmten geografischen Standort, sondern auch dessen Höhe.

Die Messwerte wurden mit ENSO-Trends abgeglichen, die durch den multivariaten ENSO-Index der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) dokumentiert wurden, der Echtzeit- und historische ENSO-Daten bereitstellt.

„Anstatt Klimamodelle zu verwenden, verwenden wir nur Beobachtungen, die es uns ermöglichen, der Realität ein wenig näher zu kommen“, sagte Stagge. „Wir haben keine Durchschnittswerte verwendet – wir haben genauere Informationen darüber angezeigt, wo der Niederschlag zwischen den Bezeichnungen El Niño und La Niña fiel. Wir haben jedes Messgerät an seinem spezifischen Standort platziert, ihm eine Höhe zugewiesen und untersucht, wie es sich je nach Wetterlage verändert hat.“ Es war ein El-Niño- oder La-Niña-Jahr: War es nasser oder trockener als normal?“

Dieser Ansatz brachte feinere Details historischer Muster ans Licht – insbesondere im nördlichen Teil der Zwischengebirgsregion, wo Höhenunterschiede es schwieriger machten, die Auswirkungen von ENSO auf die Winterniederschläge zu verfolgen.

Die Studie legt nahe, dass entlang dieses Korridors durch das Vorhandensein von Bergen zu erwarten ist, dass sie den El-Niño-bedingten Niederschlagsanstieg um das Zwei- bis Sechsfache verstärken – dieser Anstieg ist jedoch aufgrund dessen, was als bekannt gilt, am deutlichsten auf der Westseite der Berge der orographische Effekt. Feuchte Luft aus dem Pazifik bewegt sich von Westen nach Osten und wird dann über Berge in die kühlere Atmosphäre gedrückt und setzt Niederschläge frei – wodurch die Luft trocken bleibt, sobald sie auf die andere Seite gelangt.

„Der gesamte Regen fällt auf die Westseite, und wenn er dann die Ostseite der Berge erreicht, kann keine Feuchtigkeit mehr fallen“, sagte Stagge. „Wenn man den Effekt von ENSO hinzufügt, wirkt es wie ein Multiplikator, sodass die nasse Seite während El Niño im Süden viel feuchter und während La Niña viel trockener wird.“

Die Auswirkung von ENSO auf die Niederschläge in der Region wird als Dipol angesehen, mit gegensätzlichen Auswirkungen im Norden und Süden, und diese Studie bestätigte diese Schlussfolgerung: Während La Niña nahmen die Winterniederschläge in Nord-Utah und Wyoming tendenziell zu, und die Winter waren feuchter normal in New Mexico und Arizona während El Niño.

Allerdings ergab die Analyse, dass die beiden Regionen nicht in gleicher Weise auf den ENSO-Effekt reagieren. Im Süden ist ein Anstieg der El-Niño-Temperaturdifferenz mit einem entsprechenden Anstieg der Niederschlagsänderung verbunden. Im Norden erfolgt die Niederschlagsveränderung nicht in einem kontinuierlichen Maßstab basierend auf der Stärke des ENSO, sondern funktioniert eher wie ein Lichtschalter – entweder passiert es oder nicht.

„Das hängt möglicherweise mit der Komplexität der Topographie zusammen“, sagte Stagge. „Im Süden blockieren die Sierra Nevadas den Luftstrom nicht wie in Utah und Wyoming.“

Diese Erkenntnis habe Konsequenzen für Wassermanager, die wissen wollen, was sie im Winter erwartet, sagte er. Prognosen, die sich auf die Stärke von El Niño oder La Niña konzentrieren, seien im Norden aussagekräftiger, während quantitative Schätzungen der Temperaturveränderung im Süden nützlicher wären .

Stagge hofft, mit der NOAA über die Kombination von Daten und Modellierungstools in Kontakt zu treten, um Prognosen für die nahe Zukunft zu erstellen.

„Wasser ist ein entscheidender Faktor im Westen Nordamerikas. Es treibt die Wirtschaft an, es treibt extrem große Städte an, und alle diese Interessengruppen sind darüber besorgt“, sagte er. „Wenn wir die Niederschläge in diesem Teil der Welt besser verstehen oder teilweise vorhersagen können, haben wir bessere Chancen, uns auf Wasserknappheit vorzubereiten.“