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30. September 2023 | Lars Kirchhübel

Die kalte und oftmals neblige Bucht von San Francisco und die Verbindung zur "El-Niño - Southern Oscillation"

Die kalte und oftmals neblige Bucht von San Francisco und die Verbindung zur "El-Niño - Southern Oscillation"

Datum 30.09.2023

Wer kennt das Bild nicht? Die "Golden Gate Bridge" eingehüllt im Nebel. Doch warum ist dies häufig so? Und welche Verbindungen gibt es zur "El-Niño - Southern Oscillation"?

Die Gegend um San Francisco und Los Angeles (Kalifornien, USA) verwöhnt die vielen Besucher häufig mit Sonnenschein und sehr warmen Temperaturen. Das Meerwasser an den Küsten will aber nicht so richtig warm werden. Stattdessen kühlt es die unteren Luftschichten so stark ab, dass sich teilweise sogar dichter Nebel bilden kann, der dann z.B. die "Golden Gate Bridge" ein in Grau-in-Grau hüllt. Dieses Phänomen lässt sich jedoch nicht nur an der kalifornischen Küste beobachten. Vielmehr herrscht an allen tropischen und subtropischen Westküsten der Kontinente mehr oder minder stark ausgeprägt kaltes Küstenwasser vor. Doch warum ist dies so?

Wie die Atmosphäre ist auch der Ozean ständig in Bewegung. An der Oberfläche und in der Tiefe dominieren dabei häufig horizontale Strömungen. Jedoch kann das Meerwasser lokal auch Absinken oder Aufsteigen.


Passatwinde - Mäßig starker und sehr beständiger Wind, der in tropischen Seegebieten bis zu etwa 23,5° geographischer Breite. (Quelle Hamburger Bildungsserver )
Passatwinde - Mäßig starker und sehr beständiger Wind, der in tropischen Seegebieten bis zu etwa 23,5° geographischer Breite. (Quelle Hamburger Bildungsserver )


Oberflächenströmungen werden im Wesentlichen durch Wind angetrieben. In erster Linie sind dafür die Passate (beständiger Wind in tropischen Seegebieten bis etwa 25° südlicher und nördlicher geographischer Breite) und die Westwinde in den mittleren Breiten verantwortlich. Dabei gibt der Wind durch die Reibung einen Impuls (Bewegungsgröße, Stärke einer bewegten Masse) an das Wasser der oberflächennahen Schichten des Ozeans ab. Das Wasser wird entsprechend mit der Windrichtung gezogen. Durch die Erdrotation wirkt jedoch auf bewegte Flüssigkeiten oder Gegenstände eine ablenkende Kraft, die sogenannte Corioliskraft (vgl. Link). Mit der Tiefe nimmt die Abweichung der Wasserströmung von der herrschenden Windrichtung stetig zu, bis der Windimpuls seine Antriebskraft komplett verloren hat und das Wasser steht. Über die gesamte Tiefe gemittelt kommt es daher zu dem Effekt, dass sich das Wasser nicht in Windrichtung, sondern in eine Richtung senkrecht zum Wind bewegt. Auf der Nordhalbkugel zeigt diese Richtung nach rechts (wenn man den Wind im Rücken hat), auf der Südhalbkugel nach links. Eine Strömung, die durch diesen Effekt zustande kommt, wird "Ekman-Transport" genannt.


Ekman-Transport - Vom Wind induzierte Strömung, die das Gleichgewicht zwischen Corioliskraft und bewegte Wassersäule herstellt. (Quelle U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration)
Ekman-Transport - Vom Wind induzierte Strömung, die das Gleichgewicht zwischen Corioliskraft und bewegte Wassersäule herstellt. (Quelle U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration)


An den tropischen und teils auch subtropischen Westküsten der Kontinente wehen die Passatwinde häufig küstenparallel zum Äquator. Entsprechend des beschriebenen Ekman-Transportes wird das küstennahe Oberflächenwasser westwärts von den Küsten weg auf den Ozean getrieben. Da durch die Kontinente von Osten kein Wasser nachströmen kann, quillt aus Massenerhaltungsgründen kaltes nährstoffreiches Tiefenwasser auf und ersetzt somit das abtransportierte Oberflächenwasser.

Als Folge liegen die küstennahen Wassertemperaturen in den Aufquellgebieten von Tiefenwasser und somit auch vor San Francisco selbst im Sommer nur bei etwa 13 Grad. Daher sind diese Küstengebiete nur bedingt für Badegäste geeignet. Gleichzeitig freuen sich jedoch die Fischer über einen durch das kalte, nährstoff- und sauerstoffreiche Tiefenwasser überdurchschnittlich hohen Fischreichtum.

Schwächeln nun die Passatwinde wird weniger warmes Oberflächenwasser von den Küsten Südamerikas westwärts Richtung Australien und Indonesien transportiert, sodass das kalte Tiefenwasser kaum oder gar nicht aufquillt. Dadurch befindet sich das wärmste Wasser nicht mehr über Südostasien, sondern weiter östlich in Richtung der Westküste Südamerikas. Der Weg für ein sogenanntes El-Niño-Ereignis wäre frei (vgl. Link).

Als Maß für die Bewertung und Vorhersage eines "El-Niño-Ereignisses" wird beispielsweise der sogenannte "Ozean Niño Index (ONI)" verwendet, der auf den mittleren dreimonatigen Abweichungen der Oberflächenwassertemperaturen in der Niño3.4 Region (170° W bis 120° W, 5° S bis 5° N) basiert. Als Referenz dienen verbesserte und homogene historische Analysen der Oberflächenwassertemperatur für den 30-jährigen Zeitraum zwischen 1981 und 2010. Ein El-Niño-Ereignis ist dabei durch einen positiven ONI größer oder gleich 0,5 Grad definiert. Bei einem La Niña-Ereignis liegen ONI-Werte kleiner oder gleich -0,5 Grad vor.


El-Niño - Derzeitige Bedingungen. Seit März stark überdurchschnittliche Oberflächenwassertemperaturen zentralen und östlichen tropischen Pazifik. (Quelle NOAA )
El-Niño - Derzeitige Bedingungen. Seit März stark überdurchschnittliche Oberflächenwassertemperaturen zentralen und östlichen tropischen Pazifik. (Quelle NOAA )


Auch derzeit wird ein "El-Niño-Ereignis" beobachtet. Dieses Ereignis geht dabei mit überdurchschnittlich hohe Meeresoberflächentemperaturen (SST) im zentralen und östlichen tropischen Pazifik einher. Die Abweichungen der Oberflächenwassertemperaturen betrugen zwischen dem 18. und 25. September 1,2 Grad in der Niño 4 Region und bis 2,8 Grad in der Niño 1+2 Region. Insgesamt sind seit März überdurchschnittliche Werte zu verzeichnen. Derzeit wird mit einer 95%-Wahrscheinlichkeit erwartet, dass El Niño über den Winter der nördlichen Hemisphäre hinweg bis mindestens März 2024 anhält. Einhergehend ist über Indonesien mit der Abnahme der Niederschläge zu rechnen, während diese über dem zentralen und östlichen tropischen Pazifik zunehmen bzw. weiter überdurchschnittlich ausfallen.


El-Niño - Aktuelle Vorhersagen zeigen mindestens bis März 2024 El-Niño-Bedingungen. (Quelle NOAA )
El-Niño - Aktuelle Vorhersagen zeigen mindestens bis März 2024 El-Niño-Bedingungen. (Quelle NOAA )




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