Zusätzlich zu meiner zugrunde liegenden Ketzerei betrachte ich die verschiedenen Klimaphänomene in einer Art und Weise, die manche Leute für rückständig oder unangemessen halten. Ich interessiere mich nicht so sehr dafür, wie diese Phänomene zusammenspielen. Stattdessen interessiert mich viel mehr, was sie tun, wenn sie eben das tun. Mir wurde gesagt, dass dies eine „funktionale“ Analyse einer Lage genannt wird, was sinnvoll ist – ich will die Auswirkungen eines Phänomens sehen.

Wenn ich einen funktionalen Analysestil anwende, kann ich beispielsweise feststellen, dass Gewitter nach genau demselben Prinzip funktionieren wie Ihr Haushaltskühlschrank. Und es führt auch zu meiner ketzerischen Sicht auf ein anderes aufkommendes, die Temperatur beeinflussendes Phänomen, das gemeinhin als „El Nino“ bezeichnet wird.

Schauen wir uns in aller Ruhe die Wechselwirkungen von El Nino/La Nina an und betrachten die auftauchenden Phänomene.

Lassen Sie mich zunächst die Erscheinung und die Klasse der Phänomene, die als „emergent“ bezeichnet werden, erörtern. Hier sind die bestimmenden Merkmale der verschiedenen Phänomene.

● Auftauchende Phänomene erscheinen, oft sehr schnell, aus einem, wie man es nennen könnte, „eigenschaftslosen Hintergrund“ heraus. Zum Beispiel dämmert ein Tag in den tropischen Ozeanen typischerweise mit klarem Himmel an. Das bleibt so bis zum späten Vormittag, wenn sich plötzlich und ohne Vorwarnung aus dem nichtssagenden blauen Himmelshintergrund bauschige weiße Kumuluswolken bilden und den halben Himmel bedecken. Diese Kumuluswolken sind ein emergentes Phänomen.

● Im Allgemeinen sind emergente Phänomene nicht das, was man als offensichtlich vorhersehbar bezeichnen könnte, bevor sie entstehen. Nehmen wir zum Beispiel an, man hätte sein ganzes Leben unter tropisch klarem, blauem Morgenhimmel gelebt, ohne jemals Wolken gesehen zu haben oder etwas über Wolken zu wissen. Auf keinen Fall würde man aufblicken und sagen: „Wissen Sie was? Ich glaube, ein ganzer Haufen riesiger weißer, bauchiger Massen könnte plötzlich weit oben am Himmel erscheinen!“ Die Leute würden einen als verrückt bezeichnen.

● Zweitens sind auftauchende Phänomene im Allgemeinen nicht von Dauer. Beispielsweise lösen sich die tropischen Kumuluswolken typischerweise vor Sonnenaufgang auf. Emergente Phänomene haben in der Regel eine Emergenzzeit, eine Lebensdauer und eine Dissipationszeit.

● Emergente Phänomene sind oft, aber bei weitem nicht immer, mit einem Phasenwechsel verbunden. Zum Beispiel sind die oben erwähnten Wolken mit Kondensation verbunden, d.h. einem Phasenübergang von Wasserdampf in der Luft zu winzigen Flüssigkeitströpfchen in den Wolken.

● Auftauchende Phänomene sind oft mobil und wandern durch die Landschaft. Ein hervorragendes Beispiel für diese Art emergenter Phänomene sind die bekannten „Staubteufel“, die sich häufig über trocken-heiße Landschaften bilden.

● Emergente Phänomene betreffen Strömungssysteme, die weit entfernt vom Gleichgewicht sind.

● Emergente Phänomene entstehen, wie der Name schon sagt, spontan unter bestimmten Bedingungen.

● Die Bedingungen für diese Entstehung sind oft von Schwellenwerten abhängig. Sobald die Schwelle überschritten ist, können schnell viele Einzelbeispiele des Phänomens auftreten. Dies gilt zum Beispiel für die oben diskutierten tropischen Kumuluswolken. Wenn der Morgen warm genug und eine lokale Temperaturschwelle überschritten wird, bildet sich schnell aus dem Nichts ein Himmel voller Kumuluswolken.

● Auftauchende Phänomene sind im Allgemeinen nicht zyklisch. Sie wiederholen sich nicht und bewegen sich auch nicht in vorhersehbarer Weise. Aus diesem Grund haben die Vorhersagen z. B. von tropischen Wirbelstürmen hinsichtlich ihrer Zugbahn immer eine Bandbreite.

Von den kleinsten bis zu den größten, die auftauchenden Phänomene, die meiner Meinung nach zusammenwirken, um die globale Temperatur zu regulieren, umfassen:

● Staubteufel

● Rayleigh-Benard Zirkulation der Atmosphäre und des Ozeans

● Tägliche Cumulus-Wolkenfelder

● Tropische (konvektive) Gewitter

● Sturmlinien und andere Gewitteransammlungen

● Tropische Wirbelstürme

● Der El Nino/La Nina-Umbau, diskutiert in diesem Beitrag

● Ozeanweite Schwingungen wie die Pacific Decadal Oscillation (PDO), Atlantic Multidecal Oscillation (AMO) und ähnliches.

All dies sind die Temperatur regelnde Phänomene. Wenn die lokale Temperatur ein bestimmtes Niveau überschreitet, treten sie auf und kühlen die Oberfläche auf verschiedenste Weise ab.

Mit dieser Diskussion über auftauchende Phänomene als Prolog wollen wir uns ansehen, was im Pazifik geschieht. Hier ist ein Film über die monatlichen Meeresoberflächentemperaturen (SSTs). Man achte besonders auf die Zunge kühleren Wassers, die sich in unterschiedlicher Entfernung von Südamerika entlang des Äquators erstreckt.

[Hinweis: Das ist eine Animation. Falls diese hier nicht dargestellt wird, bitte im Original schauen. Anm. d. Übers.]

Wo in all dieser endlosen Bewegung sind also die El Nino und die La Nina? Hier ist eine Zeichnung der NOAA, die die normalen Bedingungen im Pazifik zeigt:

Zuweilen staut sich die Wärme jedoch im östlichen Pazifik in der Nähe von Amerika. In diesem Fall ändert sich sowohl die atmosphärische als auch die ozeanische Zirkulation, wie in Abbildung 3 dargestellt. Die Sprungschicht vertieft sich mit wärmerem Wasser nahe der Küste Amerikas:

Um von der Theorie zur Messung überzugehen, folgt hier ist die Meeresoberflächentemperatur (Abbildung 4) sowie die Anomalie derselben (jahreszeitliche Schwankungen heraus gerechnet, Abbildung 5) während eines El Niño:

Nachdem ein El Nino-Zustand seinen Höhepunkt erreicht hat, beginnt starker Passatwind in Richtung Asien zu wehen. Dieser bläst das warme Oberflächenwasser in Richtung Asien bis zu dem Punkt, an dem die Sprungschicht vor der Küste Amerikas ganz an die Oberfläche kommt. Wenn das warme Wasser auf die Küste Asiens trifft, spaltet es sich in zwei Hälften. Ein Teil geht in Richtung Arktis und der andere Teil geht in Richtung Antarktis. Hier ist die NOAA-Grafik, die die La Nina-Bedingungen zeigt:

Und wie oben gezeigt, ist unten ein tatsächlicher La Nina-Zustand dargestellt. Dies ist der La Nina-Höhepunkt desselben Nino/Nina-Zyklus in Abbildung 5, der 12 Monate zuvor, im November 1997, begonnen hatte.

Und hier die Temperatur-Anomalie jener Zeit:

Man beachte in Abbildung 8 oben, wie die Passatwinde die kühleren unterirdischen Gewässer über den gesamten äquatorialen Pazifik hinweg freigelegt haben. Sie wurden freigelegt, weil das warme Wasser nach Westen gedrückt wurde. Man erkennt, wie das warme Wasser, wenn es auf Asien/Australien trifft, meist in zwei Teile gespalten wird und sich in Richtung der Pole bewegt.

Nun sagte ich oben, dass ich eine Funktionsanalyse mache. Ich schaue nicht auf die Ursachen von El Ninos oder La Ninas. Ich versuche nicht, die Prozesse zu verstehen. Stattdessen schaue ich darauf, was sie bewirken.

Dabei sehe ich, dass es falsch ist, von El Nino und La Nina als getrennte Phänomene zu sprechen. Sie funktionieren zusammen als die größte Pumpe der Welt. Sie pumpen Billionen von Tonnen warmen äquatorialen Pazifikwassers polwärts. Es wird so viel Wasser gepumpt, dass die Höhe der äquatorialen Pazifikoberfläche sinkt, und der Effekt ist an den lokalen Pegeln sichtbar.

Also … was passiert, wenn warmes Ozeanwasser zu den Polen transportiert wird? Es geht mehr Wärme an den Weltraum verloren. Abbildung 10 zeigt, wie viel aufsteigende Oberflächenstrahlung in den Weltraum gelangt, aufgeschlüsselt nach Breitengraden:

In Abbildung 10 oben liegt der tiefste Punkt bei etwa 7°N die Lage der ITCZ, der intertropischen Konvergenzzone. Wenn man beginnt, sich auf einen der beiden Pole zuzubewegen, gibt es eine sofortige und kontinuierliche Zunahme des Prozentsatzes der Wärmestrahlung an der Oberfläche, die in den Weltraum entweicht.

Angesichts der funktionalen Natur meiner Analyse nehme ich nun eine andere Identifizierung von „El Nino“ und „La Nina“ vor als die, die normalerweise angegeben wird.

Es gibt mehrere Indizes, die zur Bewertung der El Nino/La Nina-Bedingungen verwendet werden. Ein Beispiel für einen Index ist, dass „El Nino-Bedingungen“ Zeiten sind, in denen die Anomalie der Meeresoberflächentemperatur (SST) in der NINO34-Region (blauer Kasten) mehr als eine bestimmte Temperatur (oft um 1°C) wärmer ist als normal. Und „La Nina-Bedingungen“ sind Zeiten, in denen sie in der NINO34-Region (blue box) mehr als ein Grad kühler als normal sind. (Es gibt noch andere Identifikationen, aber sie alle identifizieren die Nino- und Nina-Bedingungen getrennt, und sie alle legen eine Temperaturschwelle für die Nino- und Nina-Bedingungen fest. Ich tue keines von beiden).

Ich betrachte sie nicht separat und habe auch keine festgelegten Temperaturen. Das liegt daran, dass ich sie nicht als separate Phänomene betrachte.

Im Gegensatz zu den Standarddefinitionen identifiziere ich das Nino/Nina-Phänomen als zusammenarbeitende Pumpe. Bei dieser Pumpe ist die El Nino die Spitze des Ansaughubs, und die La Nina ist die Spitze des Ausstoßhubs. Wir können diese Aktivität in einem Diagramm der Temperatur in der NINO34-Region sehen (blaues Rechteck in den obigen Diagrammen).

Ich habe die Zeiten des Pumpvorgangs blau hervorgehoben. Was mir zuerst an ihnen auffiel, ist das, was die Peruaner an ihnen bemerkt haben. Das ist, dass sie alle innerhalb eines Monats oder so im November beginnen und daher oft in der Nähe von Weihnachten stark sind … daher der Name „El Nino“ für den Baby Boy.

Mir ist noch eine andere Merkwürdigkeit aufgefallen. In allen hervorgehobenen Fällen beträgt die Dauer des Pumpvorgangs vom roten Punkt oben (Spitze „El Nino“) bis zum blauen Punkt unten (Spitze „La Nina“) ein Jahr plus oder minus einen Monat oder so. Auf diese Weise können wir die Pumpaktion von Nino/Nina von den normalen Temperaturschwankungen unterscheiden, die überall in der Natur vorkommen.

Die regelmäßige Länge des Entladungszyklus‘ von etwa 12 Monaten zeigt auch, dass die beiden (El Nino und La Nina) nicht als unabhängige Einheiten existieren. Stattdessen sind sie in einem einzigen größeren, einjährigen Phänomen eng miteinander verbunden.

Erinnern Sie sich nun daran, dass die Frage in der Funktionsanalyse lautet: Was bewirkt dieses einzelne größere kombinierte Nino/Nina-Phänomen?

Ich sage, dass die El Nino/La Nina-Pumpe ein emergentes Phänomen mit einer Lebensdauer von 12 Monaten ist. Es tritt auf, wenn im östlichen äquatorialen Pazifik genügend Wärme aufgebaut wird. Sie kühlt den äquatorialen Pazifik, und damit den gesamten Planeten, um

1) das warme äquatoriale Oberflächenwasser polwärts zu exportieren, wo die Wärme schneller in den Weltraum verloren geht, und durch

2) die kühlere Schicht unter der Ozeanoberfläche freizulegen, welche die Atmosphäre kühlt.

Die Funktion der El Nino/La Nina-Alteration besteht also darin, die Erde durch einen periodischen Pumpzyklus zu kühlen.

Wie viele andere sich abzeichnende Klimaphänomene ist es das, was ich als „Selbstverriegelung“ bezeichne. Damit meine ich, dass die Nino/Nina-Pumpe, sobald sie anspringt, Bedingungen schafft, unter denen sie sich selbst verstärkt und somit dazu neigt, sich zu halten.

Und so funktioniert das: Die Stärke der Passatwinde im äquatorialen Pazifik wird durch den Ost-West-Temperaturunterschied bestimmt. Jetzt, wo der Pumpvorgang im Gange ist, wird der Osten kühler, und das warme Wasser staut sich im Westen. Dadurch erhöht sich die Ost-West-Temperaturdifferenz, was wiederum die Ost->West-Windstärke erhöht, was wiederum die Temperaturdifferenz erhöht, was …

Dadurch wird es selbsthemmend, und dieses positive Feedback ist für die lange Dauer des Phänomens verantwortlich, sobald es einmal ausgelöst wurde. Sobald das Nino/Nina-Phänomen einsetzt, erzeugt es seinen eigenen Wind. Dadurch kann es weiterlaufen, bis das kalte Wasser entlang des gesamten Äquators offen ist, wie in Abbildung 8 oben erkennen.

Prognosen und Schlussfolgerungen

Nun, jede Theorie wie meine ist nur so gut wie ihre Vorhersagen. Wie kann ich also feststellen, ob die Nino/Nina tatsächlich ein aufkommendes Phänomen ist, das den Pazifik abkühlt, wenn sich überschüssige Wärme aufbaut?

Nun … wir könnten mit der Beobachtung beginnen, dass der Auslöser für den Pumpvorgang der Hitzestau im östlichen Pazifik ist. Die Form des Phänomens ist also offensichtlich temperaturbegrenzend (abkühlend) und thermisch schwellenwertbasiert (passiert eher, wenn es wärmer ist).

Was ich bis zu dieser Analyse nie herausgefunden hatte, war, wie man feststellen kann, ob das Nino/Nina-Pumpen-Phänomen insgesamt in wärmeren Zeiten häufiger oder stärker oder beides war als in kühleren Zeiten. Das Problem ist, dass wir bereits wissen, dass es durch überschüssige Wärme ausgelöst wird … aber nimmt es zu, wenn die überschüssige Wärme zunimmt? Und wie würde man diese Zunahme messen?

Ich habe erkannt habe, dass, wenn der Pumpvorgang in wärmeren Zeiten zunimmt, wie der aktuelle Reynolds SST-Rekord nach 1981, der eine allmähliche leichte Erwärmung der gesamten Ozeanoberfläche nachweist, wir unterschiedliche Erwärmungstrends im Pazifik sehen sollten.

Und wie das Muster von größeren und kleineren Trends aussehen sollte, ist das, wie es nach einem vollständigen Pumpzyklus aussieht – die Gebiete auf dem Weg zum Pol sollten wärmere Trends aufweisen, und der östliche Pazifik sollte kühler sein. Wenn die Anzahl der Nino/Nina-Zyklen zunimmt, wird sich die Energieübertragung im Trend zeigen. Der Trend sollte in dem Gebiet entlang des Äquators, wo die Pumpe kühleres Wasser freilegt, kleiner sein, und der Trend sollte dort größer sein, wo die Pumpe das warme Wasser bewegt, also westwärts und in Richtung der Pole.

So hat sich das am Ende des großen Nino/Nina-Zyklus 1997-1998 abgespielt. Zum Vergleich hier noch einmal Abbildung 8:

Und hier sind die Trends an der Meeresoberfläche während eines Zeitraums von 36 Jahren, als es, wie die Abbildung unten zeigt, eine leichte Erwärmung des SST gab (0,10°C pro Jahrzehnt):

Meine Schlussfolgerung aus der ausgeprägten Ähnlichkeit der beiden letzten Diagramme lautet, dass die Vorhersage meiner Theorie richtig ist – die Nino/Nina-Pumpe ist in der Tat ein die Temperatur regulierendes emergentes Phänomen, das einem Anstieg der Gesamttemperatur im tropischen Pazifik entgegensteht.

Link: https://wattsupwiththat.com/2020/11/08/boy-child-girl-child/

Übersetzt von Chris Frey EIKE

Demnächst werden NOAA, NASA und das UK Met Office das Ausmaß der Wärme verkünden. Das Jahr wird keine Rekorde brechen, aber es wird sich unter den Top-Fünf befinden. Und schon werden erste Kommentare hinsichtlich der Ursache der Wärme laut. Schließlich sind die Rekord-Temperaturen aufgrund des El Nino 2015/16 vorbei – also warum ist es so warm geblieben?

Den üblichen Verdächtigen zufolge ist die Ursache klar: Das Wiedereinsetzen der globalen Erwärmung. 2017 war das wärmste Nicht-El Nino-Jahr jemals und könnte eine dramatische Zunahme der globalen Erwärmung darstellen – nachdem sich rund 20 Jahre lang bzgl. der Temperatur kaum etwas getan hat. Der Guardian sagt, dass Klimawissenschaftler den rapiden Anstieg der globalen Temperatur im Jahre 2017 prophezeit hatten.

Pech für den Guardian, denn so einfach ist es nicht. Erstens, es ist ziemlich verdächtig, dass auf ein Rekorde setzendes El-Nino-Jahr unmittelbar ein weiteres Rekorde setzendes Jahr aus anderen Gründen folgt. Es gibt unbeantwortete Fragen darüber, wie viel der Wärme durch den El Nino 2015/16 verteilt worden ist, vor allem hinsichtlich des Umstands, dass das Ereignis in vieler Hinsicht einmalig war. Wir verstehen bislang nur wenig hinsichtlich derartiger Extrem-Ereignisse. Im Jahr 2017 war es besonders kompliziert, traten doch ein kleines La Nina-Abkühlungs-Ereignis und Anzeichen für einen weiteren El Nino auf. Das ist die Story und die Antwort auf die Frage, warum es so warm war. Der Grund ist die eigenartige Art und Weise des Verschwindens eines Monster-El Nino und nicht eine dramatische Aufwallung der globalen Erwärmung. Um dazu mehr sagen zu können, müssen wir mehr als ein Folgejahr lang die Daten sammeln.

Die Vorhersage von El Ninos und La Ninas befindet sich noch im Frühstadium, und man kann guten Gewissens sagen, dass die Wissenschaftler nur sehr bescheidene Erfolge diesbezüglich haben. Schaut man zurück auf den borealen Sommer des Jahres 2012, so wurde damals ein El Nino-Ereignis prognostiziert – nur um dann erleben zu müssen, dass der schon warme Ozean im östlichen äquatorialen Pazifik plötzlich zu neutralen Bedingungen zurückfiel. Ähnliches ereignete sich im borealen Sommer des Jahres 2014. Damals war ein außerordentlich starkes El Nino-Ereignis prognostiziert worden. Aber das anomale Auftreten einer rapiden Erwärmung im zentralen und östlichen tropischen Pazifik kam während des Sommers dramatisch zum Stillstand, und ein neuer El Nino entwickelte sich nicht vor dem Ende jenes Jahres.

Es war keine Überraschung, dass die Vorhersage dessen, was nach dem Monster von 2015/16 geschehen würde, ebenfalls ein Problem war. Seit April 2016 hat das National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Climate Prediction Center (CPC) wiederholt verkündet, dass es im folgenden Winter zu einem La Nina-Ereignis kommen würde. Dem war tatsächlich so, jedoch erreichte die La Nina nicht die erwartete Stärke und war kurzlebig. Die von dem El Nino übrig gebliebene Wärme konnte sich so nicht auflösen.

Comeback eines El Nino?

Nach dem schwachen La Nina-Ereignis Ende 2016 geschah etwas Bemerkenswertes. Es gab starke Anzeichen, dass sich erneut ein El Nino entwickeln würde. Nationale Prognostiker sagten, dass die Wahrscheinlichkeit dafür 50% betrage und die globale Temperatur im Zuge dessen erneut steigen würde. Die NOAA bezifferte die Wahrscheinlichkeit mit 50% bis 60%. Außerdem hieß es zu jener Zeit, dass falls sich ein weiterer El Nino nicht manifestiert, dann wäre es erst das zweite Mal in den Aufzeichnungen, dass der Pazifik von der Warmphase eines El Nino in die Kaltphase einer La Nina und dann wieder zu einem El Nino innerhalb von nur drei Jahren übergehen würde. Es wurde hinzugefügt, dass die relativ begrenzte Natur jener Aufzeichnungen bedeutet, dass die Forscher sich nicht sicher sein konnten, ob ein solches Ereignis wirklich so selten vorkommt.

Aber der Anstieg kam zum Stillstand kurz bevor der Anstieg technisch die Verkündigung eines El Nino rechtfertigte, obwohl einige japanische Wissenschaftler sagten, es gäbe ihn und die Referenz in einer der El Nino-Regionen diesen tatsächlich zeigte. Es war ein Erwärmungs-Ereignis, wozu die Schwäche der La Nina bei der Verteilung der Wärme 2017 beitrug.

Wir wissen wenig über El Nino-Ereignisse, soweit es deren Timing und Stärke betrifft. Wissenschaftler klassifizieren verschiedene Typen eines El Nino im östlichen und im zentralen Pazifik auf der Grundlage der Region mit den höchsten Wassertemperaturen. Alle La Ninas und moderate El Ninos neigen dazu, als Ereignisse im zentralen Pazifik klassifiziert zu werden. Der El Nino 2015/16 scheint eine Mischung beider Typen gewesen zu sein. Dies zeigt, dass El Ninos eine große Bandbreite hinsichtlich ihres Ablaufes zeigen. Einige Wissenschaftler postulieren, dass das jüngste Ereignis den Einfluss der Erwärmung der Ozeane zeigte. Es gibt einige Hinweise darauf, dass sie sich in ihrem Charakter verändert haben, seit wir sie detailliert während der Satelliten-Ära beobachten. Zum Beispiel zeigen immer mehr El Nino-Ereignisse nach dem Jahr 2000 eine räumliche Verteilung mit dem Zentrum im zentralen Pazifik. Das unterscheidet sich von jenen klassischen El Nino-Ereignissen mit Zentrum im östlichen Pazifik. Ob dies signifikant, zyklisch oder mit globaler Erwärmung in Beziehung steht, ist unbekannt.

Wo also stehen wir jetzt? Im Oktober erklärte das U.S. Climate Prediction Center das Vorhandensein einer La Nina, und man nimmt an, dass sich diese während der ersten Hälfte dieses Jahres fortsetzt. Diese La Nina ist jedoch schwach, und einige Wissenschaftler sowie Wetterämter bestreiten deren Existenz sogar.

Die Aussage, dass die Wärme des Jahres 2017, einem „Nicht-El-Nino-Jahr“ auf die globale Erwärmung zurückzuführen ist, lässt sich nicht aufrecht halten. Die Temperatur-Struktur des Jahres spricht dagegen. HadCRUT4 zeigt dies ziemlich eindeutig:

Außerdem kann eine solche Behauptung wie erwähnt nur anhand von Daten über mehr als ein Jahr aufgestellt werden. Falls der Gedanke eines Wiederauflebens der globalen Erwärmung zutreffend wäre, müsste dieses Signal in den Temperaturreihen der nachfolgenden Jahre hervortreten. Aber die ersten Hinweise darauf stehen auf sehr wackligen Beinen. Die Prognose des UKMO für das Jahr 2018 ist kein neuer Wärmerekord – aufgrund einer La Nina. Dies ist konsistent mit den Ursachen, warum das Jahr 2017 so warm war.

Link: https://www.thegwpf.com/2017s-global-temperature-not-a-resurgence-of-global-warming/

Übersetzt von Chris Frey EIKE