Wissenschaftler haben berechnet, was El Niño aus dem Gleichgewicht bringen kann

Physiker und Mathematiker der Ural Federal University (UrFU) haben berechnet, wie externe Faktoren das Verhalten der atmosphärischen und ozeanischen Prozesse von El Niño in der Pazifikregion beeinflussen. In dem mathematischen Modell berücksichtigten sie Wind, Feuchtigkeit, Temperatur, Meeresströmungen und andere Parameter, die zu unvorhersehbaren El Niño-Ergebnissen führen können. Dies ist ein Phänomen, bei dem die Temperatur des oberen Pazifischen Ozeans ansteigt und sich die oberflächennahen Gewässer nach Osten verschieben. Der Ausbruch von El Niño wirkt sich auf Regenfälle, die Fischerei in Peru, Chile, Ecuador und den Klimawandel auf dem Planeten aus. Beschreibung der Merkmale des ungewöhnlichen Phänomens und seiner Szenarien veröffentlichten die Wissenschaftler in der Zeitschrift Physica D: Nichtlineare Phänomene.

„Unsere Berechnungen haben ergeben: Je höher die Intensität des Rauschens, je unberechenbarer die Folgen, je stärker die Störungen, desto intensiver wird sich El Niño manifestieren. Und damit das System aus dem Gleichgewicht gerät, braucht es manchmal einen kleinen Schubs : eine Änderung der Luftfeuchtigkeit oder der Meeresströmungen“, sagt der Leiter des Labors für mathematische Multiskalenmodellierung an der UrFU Dmitri Alexandrov.

„Mit dem mathematischen Modell konnten wir zeigen, wie sich der Prozess unter dem Einfluss des einen oder anderen Faktors entwickeln wird. Das heißt, wir haben nicht vorhergesagt, wann El Niño auftreten wird oder welche Folgen es für das globale Klima haben wird, sondern wir haben mögliche Szenarien berechnet dieses Phänomen und zeigte, dass es unter bestimmten Bedingungen eine Version von Ereignissen geben würde und unter anderen Parametern eine andere.“

Nach Berechnungen von Physikern haben äußere Faktoren einen großen Einfluss auf dieses Phänomen. Je stärker beispielsweise der Wind, desto größer die Temperaturamplitude. Dies kann unter anderem das System aus dem Gleichgewicht bringen und unvorhersehbare Wetterphänomene hervorrufen.

„Wir basieren auf dem klassischen Vallis-Modell, das El Niño beschreibt. Es ist ein einfaches Modell. Es berücksichtigt den Temperaturunterschied zwischen der Ost- und Westküste, den Wärmeaustausch zwischen dem Pazifik und der Atmosphäre und die Luftgeschwindigkeit Massen. Wir haben auch externes Rauschen berücksichtigt – Parameter, die auch atmosphärische und ozeanische Prozesse beeinflussen, zum Beispiel Druckänderungen, Feuchtigkeit, Windböen, Meeresströmungen“, sagt der Forscher.

Diese Berechnungen könnten sich beim nächsten Auftreten von El Niño als nützlich erweisen. Einerseits können Wissenschaftler immer noch nicht vorhersagen, wann El Niño das nächste Mal kommt, aber andererseits haben sie gelernt, vorherzusagen, wie sich El Niño verhalten wird. Dies ist wichtig, da El Niño das Klima ebenso beeinflusst wie der globale Klimawandel dieses Phänomen.

Und wenn man früher dachte, dass die Folgen von El Niño nur in Südamerika zu beobachten sind, sind Wissenschaftler heute zuversichtlich, dass die ungewöhnlich warme Wasseroberfläche das Wetter im größten Teil des Pazifischen Ozeans bis zum 180. Meridian beeinflusst. Gleichzeitig sind in El Niño-Perioden globale Wetteränderungen ausgeprägter: großräumige Änderungen der Meerestemperatur, des Niederschlags, der atmosphärischen Zirkulation und der vertikalen Luftbewegung über dem tropischen Pazifik.

Die Essenz des Prozesses ist folgende: Es gibt einen kontinuierlichen warmen Strom, der vor der Küste Perus entspringt und sich bis zum Archipel im Südosten des asiatischen Kontinents erstreckt. Es ist eine langgestreckte Region mit heißem Wasser, etwa so groß wie die Vereinigten Staaten. Erhitztes Wasser verdampft intensiv und gibt Energie an die Atmosphäre ab. Wolken bilden sich über dem erhitzten Ozean. Im Allgemeinen bewegen Passatwinde (konstante Ostwinde in der tropischen Zone) eine Schicht dieses warmen Wassers von der US-Küste weg in Richtung Asien. Rund um Indonesien hört die Strömung auf und Monsunregen fallen auf Südasien. Während El Niño sind die Strömungen in Äquatornähe wärmer als gewöhnlich, sodass die Passatwinde schwächer oder gar nicht wehen. Das erwärmte Wasser breitet sich seitlich aus und fließt zurück zur amerikanischen Küste. Es erscheint eine anomale Konvektionszone. Regen und Wirbelstürme treffen Mittel- und Südamerika.

„Wir glauben, dass extreme El Niño-Ereignisse in Zukunft häufiger werden und zum Klimawandel beitragen können, genauso wie der Klimawandel die Entwicklung von El Niño beeinflusst. Daher ist El Niño ein Prozess, der in globalen Klimamodellen berücksichtigt werden sollte, aber dies ist noch nicht fertig, weil niemand weiß, wie man ein so unvorhersehbares und komplexes Phänomen berücksichtigt“, fügt Dmitri Alexandrov hinzu.