Es ist der stärkste Mechanismus für Klimavariabilität auf der Erde. Das natürliche Phänomen El Niño Southern Oscillation (ENSO) stört das Wetter im Pazifik immer wieder für mehrere Monate – die Auswirkungen breiten sich aber über den gesamten Globus aus. Welche Folgen ENSO auf Gebirgsregionen hat, das untersucht ein internationales Forscherteam unter Leitung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) in den kommenden drei Jahren. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert das Projekt mit rund 230.000 Euro.

Eiskliff
Installation einer automatischen Wetterstation vor dem Eiskliff des Nördlichen Eisfeldes am Kilimandscharo auf 5.700 m Höhe. (Foto: © Thomas Mölg)

Der Mechanismus, der die Wechselwirkung zwischen Atmosphäre und Ozean im Pazifik bestimmt – El Niño Southern Oscillation (ENSO) genannt –, ist der stärkste Mechanismus für Klimavariabilität auf der Erde. ENSO bestimmt, wie Luft und Wasser im Pazifik bis hin zum Indischen Ozean zirkulieren und führt damit zu außergewöhnlichen jahreszeitlichen Witterungen in den Tropen und darüber hinaus. Dabei stört ENSO zuallererst die durchschnittlichen Bedingungen des tropischen Zirkulationssystems und verursacht Anomalien: Das Phänomen „El Niño“ ist weltweit gefürchtet, da es zu extremen Verhältnissen führt, wie beispielsweise Dürre, Stürme, Überschwemmungen oder Hitzewellen. In bodennahen Schichten sind ENSO und seine Auswirkungen bereits gut erforscht. Aber welchen Einfluss hat ENSO auf Gebirge und Gletscherregionen? Dieser Frage gehen FAU-Wissenschaftler um Klimatologe Prof. Dr. Thomas Mölg zusammen mit Kollegen der Universität Innsbruck, der University of Massachusetts und der neuseeländischen University of Otago in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt die nächsten drei Jahre nach.

Ziel des Projekts ist es, ein Rechenmodell zu erstellen, das sowohl die Auswirkungen von ENSO auf Gletscher und Gebirge in verschiedenen Klimazonen, als auch die Einflüsse auf die großräumige Klimadynamik einbezieht – und das über eine Zeitspanne von mehreren Jahrzehnten. „Unser Modell soll simulieren können, wie die jahreszeitlichen Wetteränderungen im Pazifik durch ENSO in Gebirgsregionen ankommen“, erklärt Prof. Mölg vom FAU-Institut für Geographie. Ein umfangreiches Projekt – müssen doch regionale und lokale Wetterfaktoren miteinander verbunden und die verschiedenen zeitlichen und räumlichen Dimensionen, die ENSO durchläuft, berücksichtigt werden. Nur mit Hilfe von Supercomputern, wie etwa am Regionalen Rechenzentrum Erlangen, lassen sich solche Simulationen durchführen.

Messungen auf der höchsten Wetterstation Afrikas

In das umfangreiche Modell laufen dabei Daten aus einzigartigen Messungen in sehr großer Höhe ein. Das internationale Forscherteam betreibt unter anderem die höchste Wetterstation Afrikas: Rund 20 Meter unterhalb des Gipfels des Kilimandscharos sammeln die Klimatologen schon seit vielen Jahren Klimadaten. Dabei müssen diese sowie die anderen Stationen regelmäßig besucht und gewartet werden, denn die Bedingungen auf ca. 6000 Meter sind nicht nur für Menschen, sondern auch für die Messgeräte eine große Herausforderung. Qualitativ hochwertige Messdaten aus hohen Luftschichten sind deshalb nach wie vor Mangelware. Weitere Wetterstationen des internationalen Teams, die in das Projekt einfließen, stehen in Südamerika und Neuseeland.

Besonders interessant werden die Berechnungen im Modell für die jüngsten Jahrzehnte aufgrund des Klimawandels. Denn dieser wirkt auch auf ENSO ein. „Durch den Klimawandel kann ENSO seltener oder häufiger vorkommen, mehr oder weniger intensiv, und auch die Zonen, die ENSO beeinflusst, können sich verschieben“, erklärt Mölg. „Diese geänderte Rahmenbedingung muss in der Auswertung der Modellrechnungen und Messungen genauestens berücksichtigt werden.“

Mithilfe der Ergebnisse wollen die Wissenschaftler die Frage beantworten, wie die Koppelung zwischen großräumiger, bodennaher Klimavariabilität und dem Klima in höheren Luftschichten physikalisch abläuft. „Ganz generell wird dies unser Verständnis der Funktionsweise des Klimas erweitern, was für bessere Abschätzungen des zukünftigen Klimas entscheidend ist. Im Kontext des Projekts hat dies besonders hohe Relevanz, da Gebirge mit ihren Gletschern in vielen Erdteilen einen wesentlichen Faktor für Wassersicherheit, Naturgefahren und den Beitrag zum Meeresspiegelanstieg darstellen“, erklärt Mölg.

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

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