El Niño, la Niña und das globale Klima

Warum hat die globale Erwärmung im letzten Jahrzehnt pausiert, obwohl die Treibhausgaskonzentrationen, insbesondere diejenige von CO₂, deutlich zugenommen haben? Die beiden Klimaphänomene El Niño und La Niña spielen wahrscheinlich eine entscheidende Rolle.

Die Anomalien der Oberflächentemperatur des Meerwassers zeigen ein La-Niña-Ereignis im November 2007 (Bildmitte): Relative Abkühlungen sind in blau, Erwärmungen in rot dargestellt. (Grafik: NASA Earth Observatory)  
Abweichungen von der normalen Oberflächentemperatur des Meerwassers zeigen ein La-Niña-Ereignis im November 2007 (Bildmitte): Relative Abkühlungen sind in blau, Erwärmungen in rot dargestellt. (Grafik: NASA Earth Observatory)

Seit einigen Jahren stagniert die durch den Klimawandel bedingte Erwärmung der Erdatmosphäre. Klimaskeptiker benutzen die fehlende Korrelation von Temperatur und CO₂ während des letzten Jahrzehnts genüsslich, um Zweifel am menschgemachten Klimawandel zu säen. Das ist ungerechtfertigt, denn es gibt sehr gute Erklärungen dafür, warum der Temperaturanstieg eine Pause gemacht hat (siehe zum Beispiel den Blogbeitrag von Reto Knutti zum Thema). Eine wichtige Rolle dabei spielen wahrscheinlich auch El Niño und La Niña. Das sind zwei Meeresströmungsereignisse im östlichen Pazifik, die als starke Wetter- und Klimamaschinen wirken. Sie treten meist zur Weihnachtszeit auf, sind aber das ganze Jahr über aktiv.

Warmer Bruder, kalte Schwester

El Niño und La Niña sind die mit Abstand wichtigsten Motoren der globalen Klimaschwankungen, denn sie beeinflussen Temperatur und Niederschläge weltweit (siehe auch mein Blogbeitrag). Während El-Niño-Phasen erwärmt sich das normalerweise kühle Oberflächenwasser im östlichen äquatorialen Pazifik stark, was zu einer vollständigen Verschiebung der Atmosphären-Zirkulation in den tropischen Gebieten führt. Das wirkt sich über grosse Distanzen auch auf viele aussertropische Gebiete aus. Solche Zusammenhänge zwischen weit voneinander entfernten Wetterereignissen sind als «Teleconnections» bekannt. Insgesamt erwärmt sich die globale Atmosphäre um circa 0.1 Grad Celsius im Jahr nach einem durchschnittlichen El Niño. Nach dem extrem starken «Jahrhundert-El-Niño» von 1997/98 lag die Erwärmung bei mehr als 0.2 Grad. Bei La Niña verhält es sich gerade umgekehrt: die kleine «kalte» Schwester führt zu einer Abkühlung des Ostpazifiks und in Folge der Atmosphäre.

Die Beobachtungen zeigen, dass sich seit 1997/98 praktisch kein richtiger El Niño entwickeln konnte, während es doch einige recht starke La Niñas gab. Wenn man die globale Temperaturkurve der letzten zwei Jahrzehnte betrachtet, fällt auf, wie stark die wärmsten Jahre mit El Niños und die eher kälteren Jahre mit La Niñas zusammenfallen.

Temperaturen Erdoberfläche  
Die globale Erdoberflächentemperatur seit 1850: Die rote Kurve zeigt jährliche Mittelwerte relativ zum Mittelwert von 1961-1990. Die horizontalen Linien zeigen Mittelwerte von Temperaturrekonstruktionen (Orange: NOAA; Blau: NASA GISS). (Grafik: 2; 3)

Der Auszug in der Grafik zeigt die Entwicklung der Erdoberflächen-temperatur seit Anfang der 1990er Jahre im Detail. Die roten Quadrate identifizieren Jahre, die durch El Niño geprägt sind, während die grünen solche mit La-Niña-Ereignissen bezeichnen. Die Grösse der Symbole stellt die Stärke dieser Phänomene dar.

Simulation bestätigt Beobachtung

Eine kürzlich publizierte Studie1 untermauert den Schluss, dass die fehlenden El Niños und die relativ häufigen La Niñas für die Stagnation der globalen Temperatur mitverantwortlich sind. Die Forscher haben mit einem Klimamodell untersucht, was mit der globalen Temperatur geschieht, wenn die Meeresoberflächentemperatur im östlichen äquatorialen Pazifik genau so vorgeschrieben wird, wie es die Beobachtungen über die letzten 20 Jahre aufzeigen, nämlich relativ kühl aufgrund der häufigen La-Niña-Situationen. Die Ergebnisse haben sie mit Referenzsimulationen verglichen, bei denen sich die Meeresoberflächentemperaturen frei entwickeln konnten. In diesem Fall zeigte das Modell eine Erwärmung von rund 0.2 Grad Celsius über die letzten 20 Jahre. Bei den vorgeschriebenen kalten Temperaturen im Pazifik gab es jedoch keine Erwärmung. Besonders faszinierend ist dabei, dass die Region, in der die Temperaturen vorgeschrieben waren, nur circa acht Prozent der Meeresoberfläche ausmacht. Das bedeutet, dass Trends in relativ kleinen Regionen die globalen Temperaturtrends wesentlich beeinflussen können.

Offene Fragen

Aber warum sind die El Niños ausgeblieben? Haben wir es hier mit rein zufälligen Schwankungen des Systems zu tun, oder gibt es andere Gründe wie zum Beispiel die Erwärmung der Ozeane? Die Antwort kennen wir (noch) nicht, aber ich würde auf die zufällige Variabilität tippen, also auf natürliche Schwankungen des gekoppelten Atmosphäre-Ozean-Systems. Während die Variabilität von El-Niño-Ereignissen auf Zeitskalen von weniger als zehn Jahren gut verstanden wird, ist bezüglich längerfristigen Schwankungen dieses Phänomens noch vieles unklar. Dasselbe gilt generell für die längerfristige Variabilität des Klimasystems als ganzes. Unser limitiertes Verständnis zeigt sich auch daran, dass die Forschungsgemeinschaft durch die Temperaturstagnation tendenziell überrascht wurde. Das Vertrauen in unsere Klimaprognosen wäre gewachsen, wenn wir diese Entwicklung vorhergesehen hätten.

Weiterführende Informationen

1 Kosaka, Y. & Xie, S.-P. Nature 501, 403–407 (2013).

2 Held, Isaac M. “The Cause of the Pause”: Nature 501, 318–319 (2013). Die Grafik wurde modifiziert durch den Autor auf der Basis von IPCC (2013)3.

3 IPCC (2013): Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Realclimate zum Thema: The global temperature jigsaw

Zum Autor

Nicolas Gruber

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25.04.2017
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