Vorhersage

Die weltweiten Folgen von El-Niño-Ereignissen haben dazu geführt, dass der Ruf nach zuverlässigen und längerfristigen Vorhersage immer lauter wurde.

Vorhersage

Um sinnvoll Vorsorge treffen zu können, z.B. eine rechtzeitige Umstellung beim Pflanzenanbau auf dürreresistente Sorten oder rechtzeitige Schutzmaßnahmen bei Überschwemmungen, müssen die Vorhersagen deutlich den Zeitrahmen von Wettervorhersagen überschreiten. Gefordert sind längerfristige Klimaprognosen, die das Eintreten eines El-Niño-Ereignisses und seiner typischen Folgen ein halbes Jahr und mehr im voraus berechnen können. Kann man aber den Zeitpunkt eines El-Niño-Ereignisses überhaupt soweit im voraus bestimmen? Es ist bekannt, dass Wettervorsagen nur über wenige Tage gültig sind und mit jedem weiteren Tag zunehmend unzuverlässiger werden. Der Grund liegt darin, dass das Wetter ein chaotisches System ist und es daher sehr schwierig ist, die Anfangsbedingungen genau im Vorhersagemodell darzustellen. Geringe Variationen in den Anfangsbedingungen haben aber in einem chaotischen System große Abweichungen in der weiteren Entwicklung zur Folge haben (der sogenannte "Schmetterlingseffekt").

ENSO kann also nur dann vorhersagbar sein, wenn es sich dabei um kein reines Wetterphänomen handelt. Und das ist ENSO aufgrund des großen Einflusses, den der Ozean hat, tatsächlich nicht. Durch seine dynamische und thermale Trägheit verändert sich der Ozean nur langsam und prägt in dem gekoppelten Ozean-Atmosphäre-System von ENSO der Atmosphäre eine Gesetzmäßigkeit auf, die diese sonst nicht besitzen würde. Andererseits ist die ENSO-Dynamik aber auch von der Atmosphäre beeinflusst, was den Möglichkeiten von Modell-Vorhersagen Grenzen setzt. Wie eng diese Grenzen zu ziehen sind, hängt davon ab, wie stark der Einfluss der chaotischen Wetterphänomene der Atmosphäre auf das ENSO-Geschehen ist. Und darüber gibt es, wie die obige Darstellung des Verständnisses von ENSO gezeigt hat, durchaus unterschiedliche Auffassungen.

Geht man davon aus, dass ENSO ein Zyklus mit regelmäßiger Abfolge bestimmter Phasen ist, sollte ein El-Niño-Ereignis prinzipiell vorhersagbar sein. Tatsächlich waren die Prognosen bei dem Ereignis von 1997/98 aufgrund der verbesserten Datenlage und weiterentwickelten Modelle wesentlich erfolgreicher als bei dem El Niño von 1982/83, der die Forschergemeinde komplett überraschte. Die anfängliche Begeisterung über die neuen Fähigkeiten der Modellprognosen, die bereits Anfang des Jahres 1997 einen El Niño für den Herbst 1997 vorausgesagt und später dann auch bestimmte Folgeerscheinungen wie die Dürre in Indonesien, die heftigen Niederschläge im Süden und die ungewöhnliche Wärme im Norden der USA prognostiziert hätten,1 wich jedoch später einer deutlichen Ernüchterung.2 Denn es stellte sich heraus, dass das Ausmaß des El Niño von 1997/98 gewaltig unterschätzt und sein Einsetzen und seine schnelle Entwicklung nicht wirklich zutreffend vorhergesagt wurden.3 Und auch bestimmte Folgen wie eine Schwächung des indischen Monsuns oder eine große Dürre in Australien wurden falsch prognostiziert. Auch bei dem schwachen El Niño 2002 waren die Vorhersagen eher diffus, und die Vorhersage einer La Niña für den Sommer 2003 erwies sich als gänzlich falsch.4

Warum ist es so schwierig, El-Niño- oder La-Niña-Ereignisse hinreichend vorherzusagen? Neben der Unzulänglichkeit von Klimamodellen gibt es zwei Hauptschwierigkeiten, die auch, wenn es sich bei ENSO um einen Zyklus handelte, die Vorhersagbarkeit begrenzt5: 1. ist es schwierig, die Phase zu bestimmen, in der ENSO sich bei Beginn der Vorhersage befindet. Je nach Datenverfügbarkeit und Dateninterpretation können Modellprognosen zu einer unterschiedlichen Einschätzung der Ausgangsbedingungen zur selben Zeit kommen. 2. unterliegt ENSO in jedem Fall zufälligen atmosphärischen Störungen, die von Fall zu Fall verschieden stark sein können. Diskutiert werden vor allem Westwindeinbrüche, die sporadisch an der Datumsgrenze auftauchen und deren Ursprung entweder in der Madden-Julian Oscillation oder in den Außertropen gesehen werden. Der Einfluss dieser Westwindeinbrüche hängt von ihrer Intensität, ihrer Dauer und dem Zeitpunkt ihres Auftretens ab. Während einer La Niña dämpfen sie eher den Zyklus, während sie ihn während der Entwicklungsphase eines El Niños verstärken. Letzteres war der Fall bei dem sich entwickelnden El Niño von 1997, dessen Intensität deshalb von den Modellen nicht vorhergesagt wurde, weil sie das Auftreten dieser Westwinde nicht vorhersagen konnten.

Anmerkungen:
1. Kerr, R.A. (1998): Models Win Big in Forecasting El Niño, Science 280, 522-523
2. Kerr, R.A. (2000):Second Thoughts on Skill Of El Niño Predictions, Science 290, 257-258
3. McPhaden, M.J. (1999): Genesis and Evolution of the 1997-98 El Niño, Science 283, 950-954
4. Kerr, R.A. (2003):Little Girl Lost, Science 301, 286
5. vgl. Fedorov, A.V., S.L. Harper, S.G. Philander, B. Winter, and A. Wittenberg (2003): How Predictable is El Niño?, Bulletin of the American Meteorological Society 84, 911-919.

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