Oszillationsphänomene: ENSO und NAO .doc

Die Hadley-Zirkulation wird im äquatorialen Pazifik von der Walker-Zirkulation überlagert. Wie Abbildung 1 zeigt, sinkt die Luft über dem kühlen Wasser des östlichen Pazifiks ab und strömt als Teil des Südostpassats nach Westen.

Die Luft wird infolge dessen erwärmt, steigt im Tiefdruckgebiet im Westpazifik auf und regnet ab. In der oberen Troposphäre kehrt sie als Antipassat nach Osten zurück (www.enso.info).

Innerhalb der Walker-Zelle strömen die Luftmassen direkt vom Hochdruck zum Tiefdruck. Möglich ist das wegen der Nähe zum Äquator, da die Corioliskraft kaum von Bedeutung ist.

Abbildung 1: Schema der Walker-Zirkulation in den Tropen (Quelle: Gebhardt, H., et al., 2007).

2.1.2. Ozeanographische Grundlagen

Nach den Ausführungen von Arntz, W. und Fahrbach, E. (1991) ist der Ozean, ähnlich der Atmosphäre, vertikal gegliedert, wobei nach thermischen Kriterien gegliedert wird.

Die oberste Schicht ist die sogenannte Deckschicht. Sie ist durchmischt und von sehr geringen vertikalen Temperaturunterschieden geprägt. Danach folgt die Sprungschicht, bei der die Temperatur stark mit der Tiefe abnimmt. In weiterer Folge kommen die Warmwasserschicht (Thermostad), eine weitere Sprungschicht und zuletzt die Kaltwasserschicht.

Dadurch werden Dichteunterschiede hervorgerufen, die von der Temperatur, dem Druck und Salzgehalt abhängig sind, was einer thermohalinen Zirkulation entspricht.

Meeresströmungen werden in erster Linie durch die Schubkraft der Winde erzeugt. Durch die Reibung entstehen eine Schleppschicht und ihr folgend Driftströmungen.

Auch im Meer wirkt die Corioliskraft und lenkt die Wasserbewegung auf der Nordhalbkugel um 45 ° nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links ab. Dies bedingt die Ekman-Spirale, eine Tiefenabhängigkeit der Wasserbewegung. Wenn jetzt der Wind an der Ostküste des Pazifiks nach Norden weht, treibt er das oberflächennahe Wasser in den offenen Pazifik nach Westen.

Die Ekman-Spirale basiert auf Modellrechnungen, wohingegen der Ekmantransport den tatsächlichen Gegebenheiten besser entspricht. Diese Theorie hat wesentlich zur Aufklärung von Auftriebsprozessen beigetragen. Diese sind die Treibkraft für Kaltwassergebiete im subtropischen Bereich an den westlichen Küsten.

Vor der südwestamerikanischen Küste erzeugen Südostpassate einen Wassertransport von der Küste weg, wodurch das kalte Tiefenwasser zum Aufsteigen gezwungen wird (Arntz, W. und Fahrbach, E., 1991).

Dies löst ein Druckgefälle zur Küste hin aus. Weiters entsteht eine Kompensationsströmung zur Küste. Sie ist der Motor für den Auftrieb. Durch die Corioliskraft entsteht eine Strömung entlang der Küste. So können küstenparallele Winde unter Berücksichtigung der Corioliskraft eine küstenparallele Strömung auslösen.

Ein Beispiel für diesen Mechanismus ist der Humboldtstrom, welcher auch Perustrom genannt wird (Arntz, W. und Fahrbach, E., 1991).

2.2.                   El Niño und Südliche Oszillation (Southern Oscillation)

El Niño und die Südliche Oszillation (SO) werden unter dem Begriff ENSO zusammengefasst. Der El Niño repräsentiert dabei die Anomalien der Temperatur der Wasseroberfläche (ozeanische Komponente), die SO die Anomalien der Luftdruckverhältnisse über den tropischen und subtropischen Gebieten des Pazifiks (atmosphärische Komponente).

Die SO wird mit dem Southern Oscillation Index (SOI) gemessen. Dieser beruht auf der Druckdifferenz von Tahiti (140 ° West) und Darwin (130 ° Ost), sie steht somit für die Stärke und Phase der Walkerzirkulation. Ein negativer SOI impliziert eine El Niño Phase (Deutscher Wetterdienst).

Abbildung 2: Das El Nino-Südliche Oszillation-System (Quelle: Arntz, W. und Fahrbach, E., 1991).