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Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 Klimaerwärmung Während des letzten Jahrhunderts stieg die mittlere globale Temperatur um 0,6°C an. Dieser Wert erscheint gering, ist jedoch die größte Temperaturschwankung der letzten 1000 Jahre und bleibt nicht ohne Folgen. Die Erwärmung geschieht nicht gleichmäßig, in Teilen der Erdoberfläche erhöht sich die Temperatur stärker, anderswo sind sogar Abkühlungen festzustellen. Durchschnittlich gelten die 1990‘er Jahre aber als wärmstes Jahrzehnt seit Bestehen von detaillierten Temperaturmessungen. Die Ursachen dafür können in den unterschiedlichsten Ereignissen liegen. Änderungen der Erdbahnparameter, variierende Sonnenaktivität, Vulkanausbrüche, durch deren Asche in der Atmosphäre Abkühlung bewirkt werden kann, und andere Gründe werden nicht ausgeschlossen. Der Temperaturanstieg von 0,4°C in den Jahre 1966-1998 sagt aber mit 95% Wahrscheinlichkeit aus, dass nicht nur natürliche Vorgänge Schuld tragen. Der Großteil der plötzlichen Erwärmung dürfte auf die verstärkten anthropogenen Treibhausemissionen zurückzuführen sein. 1 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 Der anthropogene Treibhauseffekt Durch die vermehrte Industrie beeinflusst der Mensch die Atmosphäre, da die Konzentration von Treibhausgasen erhöht wird. Normalerweise schickt die Sonne kurzwellige Strahlung auf die Erde, die teilweise von der äussersten Schicht der Atmosphäre reflektiert wird. Ein großer Teil gelangt aber immer noch bis zur Erdoberfläche. Hier wird die Sonnenstrahlung in warme Infrarotstrahlung umgewandelt und wiederum reflektiert. Jetzt durchdringt ein Teil die gesamte Lufthülle der Erde und gelangt in den Weltraum, der Rest wird wieder zurückgeworfen. Dieser natürliche Vorgang garantiert auf der Erde eine Durchschnittstemperatur von etwa 15°C, ansonsten würden –18°C herrschen. Im heutigen Industriezeitalter werden allerdings die natürlichen Treibhausgase wie Kohlendioxid, Methan oder Dickstoffoxid drastisch erhöht und ausserdem neue, wie die FCKWs, emittiert. Die Atmosphäre kann eine bestimmte Menge an Gasen aufnehmen, ohne dass gravierende Auswirkungen zu spüren sind. Dieser Speicher ist aber schon durch das natürliche Kohlendioxid gesättigt. Durch die zusätzliche enorme Menge an anthropogenem CO2 ist vor allem dieses Gas hauptverantwortlich für den verstärkten Treibhauseffekt. Bei anderen Stoffen wie FCKW, das in der Natur nicht vorkommt, liegt ein zusätzliches Molekül vor, das somit auch eine wesentlich höhere Treibhauswirkung hat. Heute werden pro Sekunde ca. 860 000kg CO2 produziert. Diese erschreckende Zahl entsteht vor allem durch die Verbrennung fossiler Energierohstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas und Veränderungen in der Landnutzung. Die menschliche Verstärkung des Treibhauseffektes hat vielerlei, vor allem negative, Auswirkungen. Durch den vermehrten Ausstoß von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen steigt die Energie, mit der die Atmosphäre konfrontiert wird und die Wärmestrahlung wird verstärkt zurückgeworfen. So kommt es zu einer gravierenden, globalen Klimaerwärmung. Weitere Folgen sind Veränderung der Wolkenbildung, Änderungen der Niederschlagsmengen und der Windverhältnisse. Wenn sich die Erde in den nächsten 50 bis 100 Jahren wirklich um die prognostizierten 1,5 bis 4,5 °C erwärmen sollte, würden sich alle Klimazonen verschieben. In Österreich würde dann warmes Mittelmeerklima herrschen. Genauso würden aber fruchtbare Landflächen und Anbaugebiete austrocknen. Im nordamerikanischen Gebiet für Getreideanbau käme es zu Dürre, gleichzeitig könnte aber in Sibirien Landwirtschaft betrieben werden. Ein anderer gefürchteter Effekt wäre das Abschmelzen von Gletschern und den Polkappen. Dadurch käme es zu einem Anstieg des Meeresspiegels von 5 bis 7 Metern. Viele tiefliegende Gebiete, wie die Niederlande, Bangladesch oder Florida, würden einfach überflutet werden. Durch die Abnahme des hellen und somit reflektierenden Eises würde der Treibhauseffekt zusätzlich verstärkt werden. Genauso liegt aber eine negative Rückkopplung im Bereich des Möglichen. Durch winzige Schwefelpartikel, die Aerosole, die sich vor allem in der Atmosphäre über den Industrienationen befinden, könnte es zu einer Abschwächung der Erwärmung kommen. Aerosole entstehen durch Verbrennung fossiler Brennstoffe und schicken 2 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 einen Teil der einfallenden, kurzwelligen Sonnenstrahlung sofort wieder zurück in die Atmosphäre. So käme es zu einem gewissen Ausgleich des Treibhauseffektes. Allerdings sind Aerosole von kurzer Lebensdauer und für andere Umweltprobleme, wie den sauren Regen, verantwortlich. Da der Effekt von Treibhausgasen in der Atmosphäre mehrere Jahrhunderte anhält, ist eine radikale Reduktion unbedingt nötig. Dabei spielt Energiesparen neben Eindämmung des Individualverkehrs, Verringerung des Einsatzes fossiler Brennstoffe und ein Stopp der Zerstörung des Regenwaldes die größte Rolle. Vor kurzem haben Wissenschaftler ausserdem herausgefunden, dass Meeresalgen das Klima beeinflussen können, da sie angeblich Luft abkühlen. Durch sie könnten die Temperaturen konstant gehalten werden. Durch die starke Verschmutzung der Ozeane wird dieser Ausweg aber unmöglich, da die Verbreitung der Algen stark vermindert wurde. Es werden zwar auf diversen Klimakonferenzen und Krisensitzungen wie der Global 2000 immer wieder Beschlüsse und Empfehlungen gefasst, konkrete Maßnahmen waren jedoch bis jetzt nicht zu spüren. Denn nicht zuletzt scheitern diese gutgemeinten Absichten am Widerstand der Industrieländer und Wirtschaftsriesen, die durch Einschränkung der Kohlendioxid- Produktion starke Verluste befürchten. 3 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 El Niño Was ist El Niño? „El Niño“ ist spanisch und bedeutet „das Christkind“ oder einfach „der Knabe“. Der Begriff wurde vor über 100 Jahren von peruanischen Fischern für das alle 2 bis 7 Jahre um die Weihnachtszeit auftretende Klimaphänomen eingeführt. Genau dann erreicht nämlich die stark erwärmte Wasserzunge Südamerika. Während dieser Phase ist vor allem der Raum zwischen der Westküste Südamerikas und der Ostküste Australiens von der stärksten natürlichen Klimaschwankung betroffen. Beeindruckend ist, dass ein El Niño soviel Leistung wie 300 000 Atomkraftwerken frei setzt. Normalerweise wehen in der betroffenen Region starke Passatwinde, die günstige Auswirkungen für die jeweilige Bevölkerung haben. An der westlichen Küste Südamerikas floriert durch kühles Wasser der Fischfang, weiter östlich hingegen sind durch höhere Temperaturen und Niederschläge ideale Bedingungen für Ackerbau gegeben. Während eines El Niño lassen die Passatwinde nach, es kommt zu Veränderungen der Meeresoberflächentemperatur und die Niederschlagsgebiete verschieben sich. Dort wo sonst Dürre herrscht kommt es nun zu hohen Niederschlägen und in den sonst niederschlagsreichen Regionen trocknet die Landschaft aus. Vor allem in Indonesien fallen die wichtigen Monsunregen aus. Es kann kein Ackerbau mehr betrieben werden und Hungersnöte sowie erhöhtes Krankheitsrisiko sind die Folgen. Im westlichen Bereich können d urch die erhöhte Wassertemperatur nicht mehr genug Algen gedeihen was zu Nahrungsknappheit unter den Meerestieren führt. Dazu kommt, dass wärmeres Wasser weniger Sauerstoff beinhaltet und somit sterben die Tiere oder wandern in kühlere Regionen ab. Durch das Verschwinden von Fischen, Vögeln und Robben kommt es wiederum bei der Bevölkerung zu Hungersnot, da sich die betroffenen Regionen fast ausschließlich von Fisch ernähren. Auswirkungen des El Niño sind aber genauso in Indien, Afrika oder Kalifornien deutlich zu spüren. Wie funktioniert El Niño? Ablauf eines El Niño Normalerweise weht ein Südostpassat im Bereich des Äquators von Osten nach Westen, der vom subtropischen Hochdruckgürtel ausgehend zur äquatorialen Tiefdruckrinne gerichtet ist und von der Corioliskraft (durch Erdrotation) abgelenkt wird. Damit wird kühles Oberflächenwasser von der südamerikanischen Küste nach Westen getrieben. Durch diese Verschiebung von Wassermassen kommt es zu einem Kreislauf. Das erwärmte Meeresoberflächenwasser, das in Südostasien ankommt verdrängt kaltes Wasser, das in die Gegenrichtung zurückfließt. Das kalte und nährstoffreiche Wasser befindet sich wegen der größeren Dichte in tieferen Bereichen des Pazifiks und treibt nun von Westen nach Osten. In den Auftriebsgebieten vor Südamerika gelangt es schließlich an die Oberfläche und bildet 4 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 unter anderem den ebenfalls kalten und nährstoffreichen Humboldtstrom, der auch Wasser aus der Antarktis führt. Genauso findet eine Luftzirkulation statt. Hier spielen die Südostpassatwinde, die Richtung Südostasien wehen, eine große Rolle. Ursächlich sind die verschiedenen Oberflächentemperaturen im tropischen Pazifik. Während eines normalen Jahres steigt die Luft vom Oberflächenwasser vor Indonesien auf, da es von der Sonne stark erwärmt wird und es entsteht ein Tiefdruckgebiet. Diese Zone wird auch innertropische Konvergenzzone (ITC) genannt, da an diesem Ort Südost- und Nordostpassat zusammentreffen. Winde werden stets vom Tief angezogen und so steigen die Luftmassen, die sich einander am Boden angenähert haben, in diesem Gebiet auf. Normalsituation im Pazifik Im östlichen Bereich des Pazifiks, der Westküste Südamerikas, hält sich normalerweise ein stabiles Hochdruckgebiet auf. Luftmassen aus dem Tief werden durch eine hohe Westwindströmung in dessen Richtung getrieben, sinken dort ab und strömen nahe dem Boden wieder auseinander. Dieses Hochdruckgebiet entstand durch das darunter befindliche kalte Oberflächenwasser, durch das Luft zum Absinken gebracht wird. Die entstehenden Passate wehen wiederum ostwärts zum indonesischen Tief. Normalerweise herrscht in Südostasien ein Tiefdrucksystem und an der Westküste Südamerikas ein Hochdrucksystem. So entsteht ein Luftdruckunterschied, der auch die Stärke der Passatwinde beeinflusst. Diese schieben unter anderem große Wassermengen Richtung Westen wodurch der Meeresspiegel vor Indonesien um 0,6 Meter höher ist als vor Peru. Genauso ist dort das Wasser um 10°C wärmer. Dadurch entstehen heftige Regenfälle, der Monsun und Wirbelstürme, die für die Gegen typisch sind. 5 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 Genauso wird gewährleistet, dass sich vor Südamerika stets kaltes, nährstoffreiches Wasser befindet. Der daraus resultierende Fischreichtum ist Voraussetzung für das dortige Ökosystem mit Tieren und Menschen, die sich vor allem von der Fischerei leben. Bei einem El Niño wird dieses System durcheinandergebracht. Die Southern Oscillation, die natürliche, periodische Luftdruckschwankung, die in einem El-NiñoJahr auftritt, bringt zum Beispiel das Hoch vor Südamerika zum erliegen und ersetzt es durch ein Tief, das sonst in Südostasien für Niederschläge sorgt. Dadurch findet eine allmähliche Umkehrung der Luftdrucksituation statt. Weiters schwächen durch die Southern Oscillation die Passatwinde ab und der Unterschied in der Höhe der Meeresspiegel in Südostasien und Südamerika verringert sich. Da bei einem El Niño nun das Hoch vor Südamerika abnimmt, geschieht das gleiche mit den Passatwinden. Der normalerweise von diesen Winden angetriebene Äquatorialstrom bewegt sich nun nicht mehr von Osten nach Westen sondern rückläufig. Damit schwappen die warmen Wassermassen vor Indonesien langsam Richtung Südamerika. Nach 2-3 Monaten erreicht diese Warmwasserzunge um die Weihnachtszeit die Westküste Südamerikas. Damit hat sich die normale Zirkulation, die Walkerzirkulation, nach dem Entdecker Sir Gilbert Walker benannt, umgekehrt. Jetzt werden Luftmassen nach Osten getrieben, steigen über dem warmen Wasser auf und ein Tief entsteht. Dort wird die Luft durch hohe Winde aus dem Osten wieder nach Südostasien getrieben. In diesem Hoch mit kaltem Wasser sinken sie wiederum ab. Dieses Phänomen ist zwar relativ gut erforscht, die wahre Ursache für El Niño ist aber immer noch ungeklärt. Situation während eines El Niño 6 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 Ein El Niño bringt warmes Oberflächenwasser vor die Westküste Südamerikas und verdrängt damit den dort normalerweise fließenden kalten Humboldtstrom. Vor allem Peru und Ecuador sind von der Wassererwärmung von bis zu 8°C betroffen und die Natur gerät aus dem Gleichgewicht. Durch die Erwärmung sterben Algen ab, Fische finden keine Nahrung mehr und wandern in kältere Regionen ab. Die von Fischen als Nahrung abhängigen Tiere wie Robben oder Vögel wandern ebenfalls ab oder sterben. Die in Südamerika enorm wichtige Fischindustrie ist ebenso stark betroffen und bricht meist sogar zusammen. Das neue Tiefdruckgebiet vor der Westküste bildet Wolken und es kommt zu starken Niederschlägen, die wiederum Erdrutsche auslösen. Die Naturkatastrophen reichen bis zur benachbarten amerikanischen Küste, wo starke Niederschläge und Stürme zu beobachten sind. Genauso können vor Mexiko gewaltige Hurrikans entstehen. Währenddessen findet auf der anderen Seite des Pazifiks das genaue Gegenteil statt. Durch das trockene Hoch kommt es zu Dürre und Missernten. In diesen langen Trockenperioden geraten auch oft Buschfeuer ausser Kontrolle, verursachen Waldbrände und riesige Smogwolken über Indonesien. Dazu kommt, dass durch die Veränderungen bei einem El Niño, der Monsun mit seinen starken Regenfällen verspätet auftritt oder ausbleibt und so keine Möglichkeit besteht die Feuer zu löschen. Der pazifische Raum ist zwar besonders stark betroffen, El Niño ist aber auch anderswo zu spüren. Im Süden Afrikas kommt es ebenfalls zu Dürre, in Südostafrika, zum Beispiel in Somalia, gehen sintflutartige Regen nieder und spülen große Teile des Landes weg. El Niño entstand wahrscheinlich nicht durch Menschenhand, da bereits 500 Jahre alte Dokumente vorliegen, die von ähnlichen Phänomenen berichten. Allerdings wird gemutmaßt, dass der Treibhauseffekt zu intensiverem Auftreten führt. Detaillierte Erklärung des Phänomens Bei der Entstehung eines El Niño spielen die Southern Oscillation, die Walkerzirkulation und die Kelvinwellen eine große Rolle. Um einen El Niño voraussagen zu können, benötigt man den Southern Oscillation Index (SOI), der die Luftdruckdifferenz zwischen Tahiti und Darwin (Nordaustralien) angibt. Normalerweise ist dieser Wert positiv, da über Tahiti ein höherer Luftdruck und somit ein Hoch und über Darwin ein Tief herrscht. In einem El-Niño-Jahr ist dagegen der SOI-Wert negativ. Daher müssen sich die Luftdruckwerte vertauscht haben. Je höher der SOI ist und somit die Differenz des Druckes, desto stärker tritt El Niño bzw. La Niña, das gegenteilige Phänomen, auf. Die Southern Oscillation (SO) ist eine Art Luftdruckschaukel, bei der die unterschiedlichen Bodendruckwerte der westlichen und östlichen Erdhalbkugel einander entgegengesetzt sind. 1969 wurde die enge Verbindung zwischen El Niño und Southern Oscillation erkannt und herausgefunden, dass die Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre für die Klimavariabilität im pazifischen Raum verantwortlich sind. Dies kann mit Hilfe der Anomalie der Meeresoberflächentemperatur im Ostpazifik und dem sogenannten 7 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 Southern Oscillation Index (SOI), der die Druckdifferenz zwischen den beiden Zentren der Southern Oscillation misst, deutlich gemacht werden. Die beiden Kurven scheinen einander zu spiegeln. Bei positiven Anomalien der Meeresoberflächentemperatur (El Niño Phasen) sind negative Anomalien des SOIWertes festzustellen. Da der SOI ein Maß für die Stärke der Passatwinde über dem Pazifik ist, sind also bei El Niño schwächere Passatwinde vorzufinden. Wegen diesem Zusammenspiel zwischen El Niño und der Southern Oscillation spricht man heute meist vom El Niño/Southern Oscillation (ENSO) Phänomen. Die Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre sind außerdem instabil und daher werden Störungen in diesem System verstärkt. Wenn sich zum Beispiel der Ostpazifik aufgrund einer Strömung erwärmt, verringert sich der Temperaturunterschied zwischen West- und Ostpazifik. Dieser beträgt normalerweise, bei Meeresoberflächentemperaturen von 30°C im Westpazifik und 20°C im Ostpazifik, ungefähr 10°C. Darauf folgt eine Verringerung des Druckgradienten in der Atmosphäre und somit auch eine Abschwächung der Passatwinde. Durch den dadurch reduzierten Auftrieb kalten Wassers im Ostpazifik folgt wiederum ein weiterer Anstieg der Meeresoberflächentemperatur im Ostpazifik. Die Passatwinde werden wieder geschwächt und ein Kreislauf beginnt. Diese Rückkopplung zwischen Ozean und Atmosphä re ermöglicht erst einen El Niño. Die Southern Oscillation mit der Verschiebung von Luftmassen wird durch die Walkerzirkulation, die Anfang des 20. Jahrhunderts von Sir Gilbert Walker entdeckt wurde, verursacht. Diese Erscheinung konnte allerdings erst 1969 von J. Bjerknes genau erklärt werden. Normalerweise ist im tropischen Ostpazifik kaltes Oberflächenwasser, das durch den Humboldtstrom und den Küstenauftriebssystemen auf niederer Temperatur gehalten wird, und vor der Küste Südostasiens warmes Oberflächenwasser zu finden. Diese Temperaturunterschiede sind Voraussetzung für die Walkerzirkulation. Über dem kalten Wasser ist die Luft kalt und trocken und wird durch niedrige Luftströmungen, den Südostpassatwinden, Richtung Westen getrieben. Auf diesem 8 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 Weg erwärmen sich die Luftmassen, nehmen Feuchtigkeit auf und steigen schließlich im Westpazifik auf. Dort wird ein Teil der Luft polwärts gelenkt und bildet die Hadlyzelle. Der restliche Teil strömt in großer Höhe entlang des Äquators wieder Richtung Osten, senkt sich dort ab und der Kreislauf beginnt von neuem. Die Walkerzirkulation wird nicht von der Corioliskraft beeinflusst, da sie genau am Äquator stattfindet, wo diese nicht wirksam ist. Auch im El Niño/Southern Oscillation (ENSO) System kann ein Kreislauf festgestellt werden. Dabei ist das Subtropenhoch von großer Bedeutung. Wenn dieses besonders stark vorliegt, wird auch der Südostpassat verstärkt. Dieser bewirkt wiederum vermehrten Auftrieb in den Gebieten vor der Westküste Südamerikas und somit niedrige Meeresoberflächentemperaturen. Dies wäre eine La Niña-Phase. Kältere Oberflächentemperatur bewirkt mehr Aktivität der Walkerzirkulation. Dadurch nehmen der Luftdruck in Indonesien und die Niederschläge in Polynesien ab. Damit verbunden ist eine Abschwächung der Hadlyzelle und daher auch die des Luftdrucks im Subtropenhoch. So werden die Passate geringer, die Auftriebe vor Südamerika genauso und die Meeresoberflächentemperatur nimmt in diesem Bereich des Ostpazifiks drastisch zu. Diese Anzeichen sind typisch für das Auftreten eines El Niño. Durch die geschaffene Warmwasserzunge vor Südamerika wird die Walkerzirkulation geschwächt und es kommt zu starken Niederschlägen in Polynesien und niedrigerem Luftdruck in Indonesien. Zu guter Letzt wird die Hadlyzirkulation angeregt und daher ein starkes Subtropenhoch verursacht. Durch diese Zirkulationen wird das Wechselspiel zwischen El Niño und La Niña verursacht. Beim Auftreten eines El Niño spielen auch die äquatorialen Kelvinwellen eine große Rolle. Sie gleichen den Unterschied in der Meeresspiegelhöhe zwischen West- und Ostpazifik während eines El Niño aus und setzen die Sprungschicht, die Zone zwischen dem oberflächennahen wärmeren Wasser und dem tieferen kalten Wasser, im Ostpazifik nahe des Äquators herab. Kelvinwellen können durch zwei Ursachen entstehen. Wenn die Passatwinde nachlassen, schwappt der um 0,6 Meter höhere Wasserspiegel vor Indonesien, den sie verursacht haben, wieder Richtung Osten zurück. Genauso kann aber die umgekehrte Walkerzirkulation mit den niedrigen Luftströmungen ursächlich wirken. Die Geschwindigkeit, mit der sich Kelvinwellen an der Meeresoberfläche ausbreiten, hängt von der Wassertiefe und Erdanziehungskraft ab. Durch Satelliten wurde bei einer Wellenhöhe von 10cm bis 20cm eine Geschwindigkeit von 2,5m/s berechnet und so benötigen Kelvinwellen etwa zwei Monate um vom Westpazifik nach Südamerika zu gelangen. Dort verursachen sie eine Erhöhung des Meeresspiegels von ca. 30cm, was natürlich nicht ohne Folgen bleibt. Die Sprungschicht wird abgesenkt und so kommt durch Auftriebskräfte warmes statt kaltes, nährstoffreiches Wasser an die Oberfläche. Wenn Kelvinwellen auf die Küste treffen, breiten sie sich in zwei entgegengesetzte Richtungen aus. Der Teil der Wellen, der direkt am Äquator verläuft, wird als 9 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 Rossbywellen reflektiert und bewegt sich nun wieder äquatorwärts Richtung Osten mit einem Drittel der ursprünglichen Geschwindigkeit. Der andere Teil der Kelvinwellen wird als Küsten-Kelvinwellen Richtung Südpol oder Nordpol abgelenkt. Dadurch wurde der Meeresspiegelunterschied ausgeglichen. Betroffene Gebiete und Auswirkungen: Typisch für El Niño sind die beiden Extreme Regenfälle mit Überschwemmungen, wie sie vor allem in Paraguay, Equador, Bolivien, Peru und Kalifornien auftreten, und Dürre, wie etwa in Australien, Indonesien, Südostasien, Südostafrika und Nordbrasilien. Ostpazifik Südamerika ist von dem bereits erwähnten Fischmangel, durch Algensterben aufgrund der Warmwasserzunge, ökologisch und wirtschaftlich stark geschädigt. Ausserdem äußert sich El Niño vor allem im Wettergeschehen. Die riesigen Wolkenmassen, die vor Südostasien gebildet werden und nach Südamerika treiben, regnen dort ab. Hier sind vor allem die Küstenregionen, die den Anden vorgelagert sind, betroffen, da nur leichte Wolken imstande sind, das Gebirge zu überqueren. Dennoch kommt es auch im Landesinneren zu starken Niederschlägen. Beim letzten besonders starke El Niño 1997/98 wurden in Paraguay in der Zeit von fünf Stunden 280 Liter Wasser pro Quadratmeter registriert. Es kam zu zahlreichen Überschwemmungen und Erdrutschen. Die erschreckende Bilanz in diesen Jahren zeigte 400 Tote und 400 000 Obdachlose. Die riesige Wolkenbänder, die über den warmen Gebieten entstanden sind, wandern Richtung Osten und regne n an den Küstenstreifen Südamerikas heftig ab. Die Wolke bewegen sich zwar weiter, enthalten über dem Land aber weniger Wasser, da keine Möglichkeiten zur Aufnahme gegeben sind. Die trockene und warme Luft, die nun im Osten Südamerikas ankommt, ist wieder in der Lage, große Mengen an Wasser aufzunehmen. Daher lässt sie mit Hilfe der Sonneneinstrahlung Wasservorkommen verdunsten und trocknet das Land aus. Dies ist vor allem in Brasilien zu beobachten. Ungeklärt ist allerdings, warum Mexiko, Guatemala und Costa Rica von starken Regenfällen heimgesucht werden, das benachbarte Panama aber unter Dürre leidet. Westpazifik Der andere Teil des Pazifiks ist von einer gegenteiligen Katastrophe betroffen, der Trockenheit und Dürre. Wasserknappheit ist in dieser Zeit die Ursache für viele Tote. Davon sind besonders die Ureinwohner Australiens und Indonesiens bedroht, da sie abseits der Zivilisation auf natürliche Wasserressourcen oder Monsunregen angewiesen sind. Eine weitere Gefahr stellen die Busch- und Waldbrände dar, die 10 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 während eines El Niño oft ausser Kontrolle geraten und nicht gelöscht werden können. Da bei El Niño sehr wenig Wind herrscht, wird der entstehende Rauch und Ruß nicht weggeblasen und bleibt in hoher Konzentration an dem betroffenen Ort. Die gesundheitlichen Schäden für Menschen und Tiere sind enorm und durch die schlechte Sicht kommt es vermehrt zu Flugzeugabstürzen und Autounfällen. In Australien, wo die Viehzucht eine Haupteinnahmequelle darstellt, müssen wegen der Wasserknappheit immer wieder Notschlachtungen vorgenommen werden. Selbst Großstädte wie Sydney müssen Maßnahmen ergreifen, wie zum Beispiel Einschränkung des Wasserverbrauchs. Auch eine weitere wichtige Stütze der australischen Wirtschaft, der Getreidebau, bleibt nicht verschont. Ernterückgänge von bis zu zehn Millionen Tonnen alleine bei Weizen sind realistische Zahlen. Ein Risiko stellen die mögliche Verschmutzung des Trinkwassers durch Bakterien und dadurch steigende Seuchengefahr in Dürre- sowie Überschwemmungsgebieten dar. Andere Regionen Auswirkungen sind auch in weiter entfernten Gebieten zu spüren. In Brasilien stieg während dem letzten El Niño die Durchschnittstemperatur auf bis zu 10°C an. Dadurch trockneten zahlreiche Kanäle und Süßwasserstauseen aus und der Schiffsverkehr wurde teilweise lahmgelegt. Sogar Kanada hat anscheinend, wie während den letzten Phänomenen beobachtet wurde, mit wärmeren Wintern zu rechnen. Mexiko wird von einer größeren Zahl an Hurrikans heimgesucht. Diese entstehen erst über mindestens 27°C warmen Wasser, was durch die Warmwasserzunge in diesem Gebiet kein Problem ist. Genauso treten vermehrt heftige Unwetter mit orkanartigen Stürmen und heftige Regenfällen auf. Damit verbunden sind Schlammlawinen und Überschwemmungen, die zahlreiche Todesfälle und Verwüstung mit sich ziehen. In Kenia und Somalia treten ebenfalls Regenfälle mit Überschwemmungen während eines El Niño auf, allerdings ist hier die Ursache ungeklärt. Diese Gebiete liegen am Indischen Ozean, weit entfernt vom Ausgangspunkt im Pazifik. Sicherheitsmaßnahmen der gefährdeten Gebiete Der letzte El Niño wurde bereits im Sommer vorhergesagt und somit konnten sich die Regionen im Pazifikraum vorbereiten. An der Westküste der USA ist das Risiko von Rekordflutwellen besonders groß. Während des vorhergehenden El Niño 1982/83 wurde beträchtlicher Schaden von 13 Milliarden Dollar angerichtet. Die US- Regierung nahm die Prognosen der Wissenschaftler ernst und informierte die Bevölkerung. Vor allem in Kalifornien wurde viel Geld in Präventionsarbeit investiert. Auch in Peru entstand 1982/83 Schaden in Milliardenhöhe. Die Weltbank und die Interamerikanische Entwicklungsbank stellten Peru Kredite von insgesamt 250 11 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 Millionen Dollar zur Verfügung. Spenden der Caritas oder des Roten Kreuzes folgten und bereits im Sommer 1997 wurde mit dem Bau von Notunterkünften begonnen. Unter genauen Baukriterien wurden schließlich mehrere Tausend Notsiedlungen mit eigener Infrastruktur und Stromnetz errichtet. Auswirkungen auf die Weltwirtschaft: Die Weltwirtschaft wird durch das El Niño-Phänomen stark beeinflusst. Vor allem die Länder im Pazifik- Raum haben mit großen Schäden in ihrer Volkswirtschaft zu rechnen. Ihre Rohstoffe, wie Tee, Kaffee, Fisch, Getreide oder Kokosöl sind ihre wichtigsten Exportgüter. Bei Ernteeinbußen oder gar –ausfällen sinkt der Exporterlös drastisch und es stehen weniger Deviseneinnahmen zur Verfügung, die normalerweise in entwicklungspolitisch wichtige Angelegenheiten, wie Bildung oder eine bessere medizinische Versorgung, investiert werden würden Da die betroffenen Rohstoffe meist auch Hauptnahrungsmittel der Bevölkerung darstellen, müssen Nahrungsmittel teuer importiert werden um die ehemaligen Selbstversorger vor einer Hungerkatastrophe zu bewahren. Dadurch werden erneut Devisen aufgebraucht und bald ist Hilfe aus dem Ausland, in Form von Krediten, nötig. So steigt der Schuldenstand der oft ohnehin verschuldeten Länder wieder an. Und meistens reicht der Zeitraum zwischen den einzelnen El Niños nicht aus, die neuen Schulden zurückzuzahlen und es beginnt ein Kreislauf mit stetigem Anwachsen des Schuldenberges. Hiervon sind vor allem südostasiatische Länder, südwestamerikanische Länder mit Baumwolle und Fischmehl sowie afrikanische Staaten und Brasilien betroffen. Genauso bekommen die Importeure, vor allem die Industrieländer, die finanziellen Nachteile eines El Niño zu spüren. Die Nachfrage nach den Waren bleibt gleich, jedoch sinkt durch das Klimaphänomen das Angebot. So steigen die Preise oft rapide an, müssen allerdings beglichen werden, da die Importländer auf die Waren angewiesen sind. Die Länder, die die begehrte Ware noch exportieren können, profitieren, insgesamt ist aber auch dort der wirtschaftliche Schaden weit größer als die Einnahmen. Auswirkungen werden auch auf dem Fleischsektor deutlich. Während und nach einem El Niño steht weniger Fischmehl, das Hauptnahrungsmittel vor allem für Rinder, zur Verfügung und die Züchter müssen auf teurere Alternativen zurückgreifen. Daher steigen die Preise für die weiterverarbeitenden Betriebe, was sich weiters negativ auf den Endpreis auswirkt. Gravierende Auswirkungen eines El Niño sind auch an der Warenterminbörse in Chicago zu sehen. Dort werden Nahrungsmittel weltweit gehandelt und mit Agrarproduk ten spekuliert. Diese Produkte existieren aber bei Vertragsabschluss noch gar nicht, sondern werden erst später geerntet. Daher sind die Börsenhändler auf das zukünftige Wetter angewiesen, da der Preis damit in direktem Zusammenhang steht. Ihr Ziel ist es möglichst billig einzukaufen um bei Knappheit mit hohem Preis verkaufen zu können. Weil in einem El Niño- Jahr das Wetter um einiges unberechenbarer ist, beschäftigen große Börsen eigene Meteorologen, um einen Informationsvorsprung zu erhalten. Ein vorhergesagter und tatsächlich eingetretener El Niño bringt den Spekulanten große Gewinne. 12 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 In letzter Zeit trafen Regierungen immer wieder Vorbeugungsmaßnahmen. Die Bevölkerung wurde über die bevorstehende Katastrophe informiert. In Dürregebieten wurde zum Beispiel geraten, mehr Getreide anzubauen, da diese nicht viel Wasser benötigt, der Bevölkerung in Überschwemmungsgebieten empfohlen, zum Beispiel Reis anzubauen. Durch diese Präventionsmaßnahmen konnte der wirtschaftliche Schaden etwas eingedämmt werden. Ursachen für El Niño Die Forschung nach Ursachen steht noch am Anfang. Gründe dafür sind, dass bisher keine zuverlässigen Daten erhoben wurden. Informationen bekam man nur von Handelsschiffen, die in dieser Region verkehrten oder von einem Klimasatelliten der NASA, dessen Messmethoden aber noch einige Lücken aufweisen. Sie können zwar die Oberflächentemperatur des Meeres genau messen, nicht aber Werte in der Tiefe oder Wind- und Wasserströmungen. Hier liegen nur Rekonstruktionen mit Hilfe der Bewegung der Wolken oder der Verschiebung von verschieden warmen Wasserzonen vor. Die letzte Entwicklung sind Hochseebojen, die im Ozean verankert werden und Wassertemperatur, Windrichtung, Bewölkung sowie Strömungen und Temperaturen in der Tiefe messen können. Diese Geräte sind allerdings sehr neu und haben erst einen El Niño miterlebt. Ein einziges Ereignis ist aber für die Klimaforschung zu wenig, da man über einen Zeitraum von 30 bis 50 Jahren Daten erfassen muss, um zu einem aussagekräftigen Ergebnis zu kommen. Zusätzlich braucht man für die Auswertung dieser Art von Daten Hochleistungscomputer, die Gesetzmäßigkeiten erkennen und mit Hilfe von Daten und der Physik die verschiedensten Situationen konstruieren können. Solche Geräte sind allerdings erst seit wenige Jahren im Einsatz und so wird es noch einige Zeit benötigen, um die Ursachen für El Niño festlegen zu können. Immer wieder stellt sich aber die Frage, ob die Klimaerwärmung und der Treibhauseffekt El Niño nicht begünstigen. Von Statistiken ausgehend wäre ein Zusammenhang naheliegend. Während der letzten zehn Jahre kam es dreimal zu einem El Niño, sonst trat dieses Phänomen nur alle sieben Jahre auf. Die Meinungen der Wissenschaftler gehen bei diesem Thema auseinander. Einige halten die Häufung für schlichten Zufall, andere behaupten, dass vor 1500 Jahren eine noch stärkere Häufung Hochkulturen zerstörte. Der letzte El Niño 1997/98 war jedoch der stärkste seit Beginn der Messungen. Ein Zusammenhang ist daher relativ wahrscheinlich. Mit dieser Frage beschäftigte sich auch das Deutsche Klimarechenzentrum und kam zu einem überraschenden Ergebnis. El Niños werden zukünftig zu einer Art Dauerzustand werden. Durch den ständigen Ausstoß von CO2 wird der Ostpazifik um 3°C, der Westpazifik jedoch nur um 1°C erwärmt. Dieser Unterschied entsteht dadurch, dass in Südostasien ein Tiefdruckgebiet herrscht und die dort aufsteigende Luft zu starker Wolkenbildung führt. Diese Blockade hemmt die Sonneneinstrahlung, die am Boden reduziert eintrifft und der Boden wird nicht so stark e rwärmt. Im Osten hingegen herrscht ein Hoch, das zwar auch Wolken produziert, aber nicht in so großem Maß. Dadurch ist auch die Filterwirkung geringer. 13 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 Beide Gebiete verlieren durch die Sonne jedoch an Druck und der Unterschied wird kleiner. Daher schwäche n die Südostpassate ab und ein El Niño-ähnlicher Zustand wird erzeugt. Hierbei handelt es sich jedoch um ein Modell mit theoretischen Annahmen. Realität ist allerdings das Ergebnis, das während des El Niño 1997/98 festgestellt wurde. In der Tiefe des Pazifiks wurden 700 Millionen Tonnen Kohlendioxid gebunden, was 50% der jährlichen Schadstoffemissionen der USA entspricht. Da dieses CO2 nun nicht mehr dem Treibhauseffekt zur Verfügung steht, gehen dessen Folgen langsamer voran. Unbekannt ist allerdings, ob das Kohlendioxid irgendwann an die Oberfläche zurückkehrt und die Schäden verstärkt. Wissenschaftler sind sich jedoch weitgehend einig, dass El Niño nicht von Menschen verursacht wurde, sondern natürlichen Ursprungs und Teil des normalen Chaos in unserem globalen Wettersystem ist. Vorhersage eines El Niño Mit Hilfe von den im Pazifik stationierten Bojen und Satelliten versuchen Klimaforscher die Vorgänge mit Computermodellen zu simulieren. Dies bereitet aber immer wieder Probleme, da Klimadaten erst relativ kurze Zeit bekannt sind und natürliche Vorgänge nicht nach einem bestimmten Konzept ablaufen, sondern auch ungeahnte Folgen auftreten können. Heute werden zur Vorhersage von El Niños drei verschiedene Modelle gebraucht. Das statistische Modell arbeitet mit statistischen Daten, die seit Anfang des 20. Jahrhunderts erfasst werden. Daraus errechnen Computer mathematische Wahrscheinlichkeiten und schließen auf zukünftige Entwicklungen. Dieses Modell ist allerdings sehr ungenau, da zwischen El Niños große Unterschiede herrschen können. Ein anderes Modell ist das dynamische Modell. Ozean und Atmosphäre werden als gekoppelt gesehen und durch Messungen von Winden, die die pazifischen Meeresströmungen verursachen, werden Berechnungen durchgeführt. Mit physikalischen Gesetzen werden Folgen für den Pazifik und Winde vorausgesagt. Dieses Modell galt bis 1997 als erfolgreich, konnte das damals bevorstehende Ereignis allerdings nicht vorhersagen. Nicht einmal während des El Niño zeigt das System das Klimaphänomen an, warum ist unbekannt. Das dritte und heute meist verwendete Modell ist das sogenannte Hybridmodell. Ozean und Atmosphäre werden als nicht gekoppelt angesehen. Die Meeresströmungen werden mit einem dynamischen Modell berechnet und mit den Ergebnissen wird aufgrund von statistischen Daten auf Auswirkungen auf Atmosphäre und Winde geschlossen. Klimaforschern gelang es 1997 erstmals, einen El Niño vorherzusagen, aber nicht alle Modelle kamen zu diesem Schluss. Ausserdem hatten alle Systeme das A usmaß des letzten El Niño unterschätzt. In Zukunft wird jedoch auf dem Gebiet der Vorhersage viel investierte werden um zuverlässige und frühzeitige Vorhersagen treffen zu können. Dadurch könnten sich 14 Spezialgebiet Geographie und Wirtschaftskunde: Klimaerwärmung und El Niño Ina Hasler 2002 betroffene Regionen besser vorbereiten und zum Beispiel unempfindlichere Pflanzen anbauen oder frühzeitige Sparmaßnahmen zur Deckung des finanziellen Schadens, der durch Einfuhr von Lebensmitteln entsteht, einleiten. Arme Länder dürfen auf verstärkte Hilfe aus dem Ausland hoffen und die Gentechnologie wird es ermöglichen, auch während Katastrophen Erträge konstant zu halten. Der Mensch wird immer mehr die Angst vor El Niño verlieren und als normal ansehen. La Niña La Niña (spanisch für „das Mädchen“) ist das gegenteilige Phänomen zu El Niño und tritt meist im Anschluss daran auf. Dabei werden die typischen Klimaverhältnisse der Region verstärkt. Der Druckunterschied zwischen dem Tief in Südostasien und dem Hoch im Ostpazifik wird größer, da die Meeresoberflächentemperatur vor Südamerika unter den Normalwert sinkt. Diese Entwicklung ist meist in einem auf einen El Niño folgenden Winter zu beobachten. In den Auftriebsgebieten vor Südamerika gelangt vermehrt kaltes Wasser an die Oberfläche und die Wassertemperaturen sinken um bis zu 3°C. Innerhalb eines Jahres breitet sich die vor Südamerika entstandene kalte Pazifikzone nach Westen aus und bildet eine Kältezunge. Vor Südostasien bleibt die Oberflächentemperatur jedoch fast unverändert. So gewinnt das Hochdruckgebiet immer mehr an Kraft und die Südostpassate verstärken sich. Das Bodenhoch vor Südamerika verstärkt die dortigen Dürreperioden. In Südostasien dagegen kommt es zu starken Niederschlägen und zeitweise zu Überschwemmungen. Auch La Niña beeinflusst das Weltklima. In Nord- und Südostamerika, Nordwestafrika und Japan kommt es zu ungewöhnlichen Kälteperioden. Ostafrikanische Länder, die während eines El Niño von starken Niederschlägen heimgesucht werden, leiden jetzt unter Dürre. In Südostafrika aber verstärken sich die Niederschläge und die Temperaturen sinken. La Niña bildet sich nach einem Höhepunkt im Folgejahr zurück. Beim Vergleich der beiden Klimaphänomene ergibt sich, dass La Niña weit weniger Katastrophen anrichtet und nur halb so stark ist wie ihr „großer Bruder“. Daher ist der Begriff auch weniger bekannt und gefürchtet. 15
