Südliche Oszillation und ihre Auswirkung auf Australien

Die Klimaschwankungen in Australien stehen mit dem Klimaphänomen der Südlichen Oszillation in Verbindung, einer bedeutenden Luftdruckverlagerung zwischen Asien und den Regionen im ostpazifischen Raum. Die bekanntesten Extreme dieser Klimaschwankungen sind die El Niño Ereignisse und deren Auswirkungen.

Die Südliche Oszillation wird über die Stärke und Richtung bestimmt. Hieraus ergibt sich der Southern Oscillation Index (SOI).

Die ländliche Produktivität, speziell in den Bundesstaaten Queensland und New South Wales, ist an die Auswirkungen der Südlichen Oszillation gekoppelt. So zeigen z.B. die Ernteerträge bei Weizen in den letzten Jahren immer dann einen Einbruch, wenn auch der SOI eine negative Phase (trockene Perioden) beschreibt. Umgekehrt ergeben sich bei positiven Phasen des SOI ertragreiche Ernten.

Der Tourismus ist neben der Landwirtschaft in Australien ein weiterer Zweig, der von den großen Schwankungen im saisonalen Klima abhängig und anfällig ist. Da die Klimaschwankungen die wirtschaftliche Lage von Australien beeinflussen, braucht das Land ein bestmögliches Verständnis der physikalischen Mechanismen, um die dramatischen Eigenschaften des Klimas zu verstehen und darauf reagieren zu können.

El Niño und seine globalen Auswirkungen

El Niño stammt aus dem Spanischen und bedeutet, in Anlehnung an das Jesuskind, “der kleine Junge“. Peruanische Anchovis Fischer benutzten traditionell diesen Ausdruck, um das Auftreten einer warmen Ozeanströmung um die Weihnachtszeit vor der südamerikanischen Küste zu beschreiben. Die warme Meeresströmung trifft bei Ecuador auf die Küste und verläuft weiter in südlicher Richtung entlang der peruanischen Küstenlinie.

El Niño beeinflusste die traditionelle Fischerei in Peru und Ecuador. In den Jahren ohne El Niño Phänomen gelangt kaltes, nährstoffreiches Wasser aus den Tiefen des Ozeans an die Oberfläche. Dieser Auftrieb des Tiefenwassers bringt Plankton in Hülle und Fülle mit sich, welches das Hauptnahrungsmittel für Anchovis ist. In den Jahren mit El Niño ist der Tiefenwasserauftrieb abgeschwächt und wärmeres, nährstoffarmes Wasser beherrscht die Küstenregionen. Die Anchovis Fischerei brach in dieser Zeit zusammen. Sie erfuhr ihren endgültigen Niedergang in den letzten fünf schweren El Niño Ereignissen im letzten Jahrhundert.

Die warme Südamerikanische El Niño Strömung wird durch gewaltige Wechselwirkungen zwischen dem Meer und der Atmosphäre hervorgerufen. Heute beschreibt der Begriff El Niño die Folge von Veränderungen bei den Strömungen über den Pazifischen Ozean bis zu den indonesischen Inselgruppen, wenn die Erwärmung extrem hoch ausfällt (in der Regel alle drei bis acht Jahre). Charakteristische Veränderungen in der Atmosphäre begleiten die der Meere und resultieren in veränderten Wettermustern über die ganze Welt.

Der Pazifische Ozean und die Walker Zirkulation

Der Pazifische Ozean ist eine riesige Wassermasse, welche das Klima in dieser Region maßgeblich beeinflusst. Seine Ausdehnung reicht, im Vergleich zum Indischen oder Atlantischen Ozean, weit über den Äquator hinaus und ist ein wichtiges Indiz für die Ausprägung der Südlichen Oszillation und El Niño.

In den meisten Jahren bring die Humboldt Strömung, die in nördlicher Richtung entlang der Westküste von Südamerika verläuft, durch Tiefenwasserauftrieb kaltes Wasser mit. Das kühle Wasser fließt weiter nach Westen entlang des Äquators und wird durch die tropische Sonne aufgewärmt. Diese normalen Bedingungen machen den Westpazifik um 3 bis 8 Grad wärmer als den Ostpazifik. In den Jahren mit El Niño erwärmt sich jedoch der zentral gelegene und östliche Pazifikraum auf die Temperatur des Westpazifiks.

Die Walker Zirkulation
Die Walker Zirkulation erhielt ihren Namen durch Sir Gilbert Walker, einem Generaldirektor des britischen Observatoriums in Indien. Sir Gilbert Walker erkannte Anfang des 20. Jahrhunderts die ersten Zusammenhänge zwischen den saisonalen Klimaschwankungen in Asien und der Pazifikregion.

Die östlichen Passatwinde sind Teil der Walker Zirkulation. Typischerweise bringen diese feuchtwarme Luft nach Indonesien. Dort bewegen sie sich normalerweise über sehr warmes Gewässer, als Folge steigt die feuchte Luft in die höheren Regionen der Atmosphäre auf. Die Luft bewegt sich anschließend wieder in östliche Richtung, bevor sie über dem Ostpazifischen Ozean absinkt. Die aufsteigende Luft steht damit mit einer Region in Verbindung, die durch einen geringen Luftdruck, hoch aufragende Gewitterwolken und Regen gekennzeichnet ist. Sinkende Luft hingegen geht mit Lufthochdruck und trockene Konditionen einher.

Die Südliche Zirkulation
Heute geht man davon aus, dass die Südliche Oszillation durch die enormen Veränderungen in der Walker Zirkulation hervorgerufen werden, welche eng mit der Meerestemperatur des Pazifischen Ozeanes in den tropischen Gebieten zusammenhängen.

Southern Oscillation Index (SOI)

Der Southern Oscillation Index (SOI) ist ein einfaches Maß für die Stärke und Richtung der Südlichen Oszillation und zudem ein Indikator für den Stand der Walker Zirkulation.

Der SOI wird über die monatlichen bzw. saisonalen Schwankungen im Luftdruck zwischen Tahiti und Darwin bestimmt.

Das typische Muster einer Walker Zirkulation liefert einen durchschnittlichen SOI von nahezu Null (die Südliche Oszillation befindet sich im Bereich des Langzeitdurchschnitts). Ist der SOI extrem im positiven, so befindet sich die Südliche Oszillation an einem Ende ihrer Bandbreite. Tritt hingegen die Walker Zirkulation in die El Niño Phase ein, so liegt der SOI weit im Negativen und die Südliche Oszillation liegt am anderen extremen Ende ihrer Bandbreite.

Positive SOI-Werte stehen mit starken Passatwinden im Pazifik und einer wärmeren Meerestemperatur im Norden von Australien in Verbindung. Zusammen ergibt sich daraus für das östliche und nördliche Australien eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine Saison mit mehr Regenfällen als gewöhnlich. Während der El Niño Phasen schwächt sich die Walker Zirkulation ab, die See um Australien kühlt sich ab und laue Passatwinde bringen weniger Luftfeuchtigkeit in die Region um Australien und Asien. Es folg mit hoher Wahrscheinlichkeit für das östliche und nördliche Australien eine überdurchschnittlich trockene Saison.

Meteorologen halten nach Veränderungen in der Atmosphäre und bei den Meeresströmungen ausschau, um so eine neue El Niño Phase frühzeitig zu erkennen oder ihre Lebensdauer vorherzusagen. Hinweise sind:

• Die Walker Zirkulation und Passatwinde schwächen ab. Während intensiver El Niño Phasen treten vermehrt westliche Winde über dem äquatornahen westlichen und zentralen Pazifik auf.
• Der für gewöhnlich warme westliche tropische Pazifik kühlt ab und das warme Wasser verschiebt sich in östlicher Richtung in den zentralen Pazifik.
• Die für gewöhnlich kalten Gewässer an der Südamerikanischen Küste erwärmen sich um ca. 2 bis 8 Grad Celsius.
• Der Southern Oscillation Index bleibt im negativen Bereich.
• Wolkenfelder treten verstärkt über dem zentralen, äquatornahen Pazifik auf.

Wenn der Southern Oscillation Index seine positiven Werte beibehält, verstärkt sich die Walker Zirkulation und der Ostpazifik kühlt ab. Diese Veränderungen bringen weitreichenden Regen und Überflutungen nach Australien. Diese Phase wird auch als Anti-El Niño oder La Niña bezeichnet. Australien erlebte so z.B. im Februar 2011 verehrende Regenfälle und Überschwemmungen im Norden von Queensland.