Durchbruch für El Niño-Vorhersage

In unregelmäßigen Abständen kommt es über dem östlichen Pazifik zu einer Erwärmung, von peruanischen Fischern El Niño genannt, die mitunter verheerende Folgen haben kann. Als weltweit wichtigstes Phänomen natürlicher Klima-Schwankung kann es Überflutungen in Südamerika auslösen, Dürren in Australien, und Missernten in Indien.

Neue Herangehensweise für Vorhersagen

Um den Vorhersage-Zeitraum von sechs Monaten auf ein Jahr oder mehr zu erweitern, haben jetzt Wissenschaftler eine neuartige Herangehensweise vorgestellt. Sie beruht auf der Analyse von Netzwerk-Verbindungen, angewendet auf das Klimasystem. Dieser Ansatz nutzt hochwertige Lufttemperaturdaten und leistet mehr als bislang genutzte Methoden. Die Studie wird diese Woche in der Zeitschrift der US-Akademie der Wissenschaften veröffentlicht (abgekürzt PNAS). "Um einige der schlimmsten Auswirkungen von El Niño zu vermeiden, ist eine längere Vorwarnzeit unglaublich wichtig, denn das gibt den Menschen in den betroffenen Regionen mehr Zeit zur Vorbereitung“, sagt Hans Joachim Schellnhuber, Direktor des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung und Ko-Autor der Studie von Josef Ludescher et al von der Justus-Liebig-Universität Gießen.

Der neue Ansatz nutzt die Netzwerk-Analyse, eine innovative Methodologie an der Schnittstelle von Physik und Mathematik. Daten von mehr als 200 Messpunkten im pazifischen Ozean, die seit Mitte des vergangenen Jahrhunderts erhoben werden, erwiesen sich hierbei als entscheidend, um die Wechselwirkungen zu erfassen zwischen weit von einander entfernten Stellen, die zusammen die Erwärmung herbeiführen.

Zeitraum ausgedehnt und Verlässlichkeit erhöht

Laut Schellnhuber wurde dabei ein neuer Algorithmus entwickelt und getestet. Dieser erweiterte nicht nur den Zeitraum für die Vorhersagen, sondern erhöhte auch deren Verlässlichkeit. Die neue Methode sagte korrekt das Ausbleiben von El Niño im vergangenen Jahr voraus. Diese Vorhersage wurde bereits 2011 gemacht, wohingegen herkömmliche Ansätze bis weit in das Jahr 2012 hinein eine erhebliche Erwärmung prognostizierten.

El Niño ist Teil einer größeren Oszillation im pazifischen Ozean-Atmosphäre-System, genannt ENSO, wozu auch unnormal kalte Perioden zählen, genannt La Niña. Auch diese können ernste Schäden auslösen. Die vorliegende Studie konzentriert sich nur auf die Erwärmungs-Ereignisse. Allerdings ist eine grobe Regel, dass ein El Niño-Jahr von einem La Niña-Jahr gefolgt wird.

„Noch ist unklar, in welchem Maße die maßgeblich vom Menschen mit seinem Ausstoß von Treibhausgasen verursachte globale Erwärmung das ENSO-Muster beeinflussen wird“, so Schellnhuber. „Allerdings wird letzteres zu den sogenannten Kipp-Elementen im Klimasystem gezählt – was bedeutet, dass es bei fortgesetztem Klimawandel eine vergleichsweise abrupte Veränderung erfahren könnte.“ Manche Daten aus der Erdgeschichte legen nahe, dass höhere globale Mitteltemperaturen den Ausschlag dieses Auf und Ab über dem Pazifik verstärken könnten, was eine korrekte Vorhersage noch wichtiger machen könnte. Artikel: Ludescher, J., Gozolchiani, A., Bogachev, M.I., Bunde, A., Havlin, S., Schellnhuber, H.J. (2013): Improved El Niño forecasting by cooperativity detection. Proceedings of the National Academy of Sciences (early online edition) [DOI:10.1073/pnas.1309353110] Weiter zu Potsdam Institut für Klimafolgenforschung