Effect of summer mean SST anomalies on the interannual variability of the 10–25-day zonal oscillation of the Western Pacific Subtropical High
Diese Studie zeigt, dass die sommerlichen mittleren Meeresoberflächentemperatur-Anomalien, spezifisch die Erwärmung des tropischen zentral-östlichen Pazifiks während der El Niño-Entwicklung und die Abkühlung des tropischen Indischen Ozeans während des La Niña-Abklingens, die interannuelle Variabilität der 10–25-tägigen zonalen Oszillation des Westpazifischen Subtropischen Hochs verstärken, indem sie die Feuchtigkeit in der unteren Troposphäre erhöhen und die nach unten gerichtete trockene Advektion stärken, wobei der Abkühlungsmechanismus des Indischen Ozeans eine deutliche Nordwärtsverschiebung in der Bewegung der Oszillation verursacht.
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Jeden Sommer legt sich ein massives Hochdrucksystem, das als Westpazifisches Subtropenhoch bekannt ist, über den Ozean östlich von Asien. Man kann es sich wie eine riesige, unsichtbare Kuppel aus absinkender Luft vorstellen, die das Wetter in der gesamten Region dominiert. Wenn diese Kuppel an einem Ort verweilt, bringt sie sengende Hitze und wolkenlosen Himmel mit sich. Aber sie bleibt selten unbeweglich; sie atmet, dehnt sich aus und zieht sich zusammen, drängt nach Westen in Richtung des asiatischen Kontinents und zieht sich dann zurück in Richtung Meer. Diese rhythmische Vor-und-Zurück-Bewegung, die etwa alle zwei bis drei Wochen stattfindet, ist ein entscheidender Treiber des Sommerklimas. Wenn die Kuppel weit nach Westen drückt, zieht sie Feuchtigkeit aus dem Ozean und entlädt sie über den südlichen Ufern des Jangtse-Flusses, was oft zu heftigen Regenfällen führt. Wenn sie sich früh zurückzieht oder nicht weit genug nach Westen drückt, erleben diese Regionen dieselben Gebiete oft Dürren oder intensive Hitzewellen. Seit Jahrzehnten verstehen Wissenschaftler, dass sich dieses System bewegt, aber sie haben Schwierigkeiten zu erklären, warum sich die Stärke dieser Bewegung von Jahr zu Jahr so dramatisch verändert. In einigen Sommern schwingt das Hochdrucksystem wild aus und deckt eine riesige Distanz von dreißig Längengraden ab, während es in anderen kaum regt und sich auf einen engen Bereich von zwanzig Grad beschränkt.
Ein Forschungsteam der Nanjing University hat nun die verborgenen Auslöser hinter diesen dramatischen Verschiebungen aufgedeckt. Durch die Analyse jahrzehntelanger Wetterdaten entdeckten sie, dass die Intensität dieser subsezonalen Oszillation nicht zufällig ist. Stattdessen wird sie direkt durch die Oberflächentemperatur des Ozeans in zwei spezifischen Regionen gesteuert: dem tropischen zentral-östlichen Pazifik und dem tropischen Indischen Ozean. Die Studie zeigt, dass zwei unterschiedliche Muster von Anomalien der Ozeantemperatur als Schalter fungieren können, der die Oszillation von einem schwachen Schlendern in ein kraftvolles, weit reichendes Schwingen verwandelt. Ein Muster beinhaltet die Erwärmung des zentral-östlichen Pazifiks, ein Zustand, der typischerweise entsteht, wenn sich ein El-Niño-Ereignis zu bilden beginnt. Das andere beinhaltet die Abkühlung des tropischen Indischen Ozeans, was oft geschieht, wenn ein La-Niña-Ereignis abklingt.
Die Forscher fanden heraus, dass diese Änderungen der Ozeantemperatur nicht direkt auf das Hochdrucksystem wirken. Stattdessen verändern sie die Hintergrundatmosphäre über dem Westpazifik in einer Weise, die die Bewegung des Systems befeuert. Wenn der zentral-östliche Pazifik wärmer wird, löst dies eine Reaktion in der Atmosphäre aus, die einen großen, rotierenden Wirbel über dem Westpazifik erzeugt. Dieser Wirbel wirkt wie eine Pumpe, die feuchte Luft einsaugt und die Luftfeuchtigkeit in der unteren Atmosphäre konzentriert. Ähnlich triggert die Abkühlung des Indischen Ozeans einen anderen atmosphärischen Mechanismus, der ebenfalls zu einem rotierenden Wirbel der Luft führt, wenngleich dieser etwas weiter nördlich liegt. In beiden Fällen ist das Ergebnis dasselbe: Die Luft über dem Westpazifik wird signifikant feuchter als üblich.
Diese zusätzliche Feuchtigkeit ist der Schlüssel zur Kraft des Systems. Die Bewegung des Hochdrucksystems beruht auf einem Zyklus aus unterdrückter Wolkenbildung und absinkender Luft. Wenn die Hintergrundluft bereits reich an Feuchtigkeit ist, erzeugt jede vorübergehende Verschiebung in der Atmosphäre, die Luft nach unten drückt, eine viel stärkere, trockenere Umgebung. Diese Trockenheit wirkt wie ein kraftvoller Motor, der die Absinkbewegung und den damit verbundenen Hochdruckrücken intensiviert. Je stärker dieser Rücken wird, desto weiter kann er das gesamte Hochdrucksystem nach Westen drücken, bevor er gezwungen ist, sich zurückzuziehen. Die Forscher zeigten, dass das Hochdrucksystem in Jahren mit diesen spezifischen Ozeantemperaturmustern mit einem viel größeren Umfang schwingt und dreißig Längengrade abdeckt, während es in Jahren ohne diese Muster auf einen viel engeren Bereich von zwanzig Grad beschränkt bleibt.
Die Studie klärte auch einen entscheidenden Unterschied zwischen diesen beiden Ozeantriggern auf. Während sowohl die Erwärmung des Pazifiks als auch die Abkühlung des Indischen Ozeans zu einer stärkeren Oszillation führen, drücken sie das Hochdrucksystem auf unterschiedliche Breitengrade. Die Erwärmung im Pazifik neigt dazu, die Bewegung des Systems auf einem Pfad näher am Äquator zu treiben, was das Perlfluss-Tal und die Südküste Chinas betrifft. Im Gegensatz dazu drückt die Abkühlung im Indischen Ozean den gesamten Prozess weiter nach Norden und verschiebt die Einflusszone in den Süden des Jangtse-Flusses. Diese Unterscheidung hilft zu erklären, warum verschiedene Sommer Regen in unterschiedliche Teile Ostasiens bringen, selbst wenn die Gesamtstärke des Wettersystems ähnlich ist.
Durch die Verknüpfung der Ozeantemperatur der vorangegangenen Saisons mit dem Verhalten der Sommeratmosphäre liefert diese Forschung ein klareres Bild davon, was die extremen Wettervariabilitäten antreibt. Sie legt nahe, dass die Intensität der Sommerregen und Hitzewellen über Ostasien nicht nur eine Frage des Zufalls ist, sondern tief mit den langsamen, sich entwickelnden Temperaturmustern der Weltmeere verbunden ist. Die Erkenntnisse bieten eine präzisere Möglichkeit zu verstehen, warum einige Sommer das Hochdrucksystem weit ins Landesinnere strecken lassen, was schwere Regenfälle mit sich bringt, während andere es früh zurückweichen lassen, wodurch das Land trocken und heiß bleibt. Dieses Verständnis ist ein wichtiger Schritt, um vorherzusagen, wie sich diese kritischen Wettermuster in der Zukunft verhalten könnten, während sich die Ozeane weiter verändern.
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