Walker-Zirkulation und El Niño

An den Kontinenträndern strömen warme und kalte Meeresströmungen. Über kalten Meeresströmungen ist die Lufttemperatur kühler, dort zieht sich die kalte Luft zusammen, wird schwerer und sinkt ab. Es bilden sich also über kühlerem Meereswasser Hochdruckgebiete. Über warmen Meeresströmungen bilden sich Tiefdruckgebiete, da die warme Luft leichter als die kühlere Umgebungsluft ist und dadurch aufsteigt. Am Äquator werden diese Wechselwirkungen zwischen Meeresströmungen, Temperaturen und Luftdruckgebieten besonders wirksam. Also bildet sich hier eine Zirkulation aus, die zum Äquator parallel liegt. Diese Zirkulation wird auch als Walker-Zirkulation oder äquatoriale Zirkulation bezeichnet. Diese Winde werden nicht durch die Coriolis-Kraft abgelenkt, da am Äquator diese Kraft nicht wirksam ist und da sich diese Zirkulation genau über dem Äquator befindet.

Die Walker-Zirkulation hat in der Betrachtung der globalen atmosphärischen Zirkulation nur eine geringe Bedeutung. Sie ist aber wichtig, wenn man das Klimaphänomen "El Niño" verstehen will. Diese Anomalie der klimatischen Verhältnisse im Pazifik tritt periodisch (alle 2 bis 7 Jahre) auf und war 1982/83 und 1997 besonders heftig. Diese Erscheinung wird meist im Dezember wirksam und wird deshalb als El Niño (span. = das Christkind) bezeichnet. Dabei fallen an der Westküste Südamerikas extrem hohe Niederschläge und es kommt zu einem Fischsterben, da die Wassertemperaturen stark ansteigen. Hingegen sind in Australien, auf den Sunda-Inseln und den Philippinen Trockenheit und Dürre bemerkbar. Um die Zusammenhänge dieser Anomalie zu klären, sollte man die Normalsituation und die "El Niño"-Situation betrachten.

Normalsituation: Die Südostpassatwinde treiben kaltes Wasser (kalter Humboldtstrom) aus gemäßigten Breiten an der Westküste Südamerikas nach Nord-Westen. Durch dieses kalte Wasser bildet dort ein Hoch, da die kalte Meeresluft sich zusammenzieht, dadurch schwerer wird und absinkt. Im Bereich der Philipinen und der Ostküste Australiens sammelt sich warmes Wasser, da hier keine kalte Meeresströmung wirksam wird. Über diesem warmen Wasser bildet sich ein Tief (Warmluft steigt auf). Diese zwei äquatornahen Luftdruckgebiete sind Bestandteile der Walker-Zirkulation. Die dabei bodennah wehenden Winde treiben den Südäquatorialstrom nach Westen. Im Bereich Australiens, wo sich das Wasser ansammelt, ist daher der Meeresspiegel etwa 1 m höher als an der Westküste Südamerikas. Durch den tiefen Luftdruck bei Australien ist dort die Wolkenbildung (Konvektion) das gesamte Jahr über hoch. An der Westküste Südamerikas fallen nur wenige Niederschläge, da hier der höhere Luftdruck zu Wolkenauflösung führt.

Situation bei El Niño: Bei El Niño schlaffen die Passatwinde ab. Dadurch wird der Humboldtstrom nicht mehr nach Norden getrieben. Da sich hier nun kein kaltes Wasser mehr ansammelt, löst sich das Hoch der Walker-Zirkulation auf. Es können dann keine Winde mehr nach Westen wehen, wodurch der Südäquatorialstrom auch nicht mehr nach Westen gelangt. Das bei Australien angestaute warme Wasser strömt nun nach Osten zurück; es sammelt sich also an der südamerikanischen Westküste warmes Wasser an. Hier bildet sich nun durch die zunehmende wärmere Meeresluft ein Tiefdruckgebiet. Die dabei aufsteigende Warmluft führt zu Wolkenbildung und Niederschlägen. Es regnet also in Süd- und Mittelamerika obwohl hier normalerweise hoher Luftdruck zu Wolkenauflösung führt. Bei Australien bildet das kühlere Meereswasser ein Hochdruckgebiet; die ausbleibende Konvektion sorgt hier für Dürre.

El Niño hat aber noch großräumigere Auswirkungen: so kommt es in Nordost-Brasilien ebenfalls zur Dürre, da sich hier durch die umkehrende Walker-Zirkulation ebenfalls ein Hoch bildet. Folgende Tabelle verdeutlicht noch einmal die Auswirkungen El Niños auf Australien und Südamerika.

Die Ursache für El Niño liegt also im Abschwächen des Südostpassats. Weshalb dieser schwächer wird, ist aber unklar. El Niño ist eine natürliche Klima-Anomalie. Jedoch ist sie in den letzten Jahren häufiger und intensiver zu beobachten, es wird daher ein Zusammenhang mit der globalen Erwärmung nicht ausgeschlossen.

© Matthias Forkel,