Alle paar Jahre spielt das Meer vor Südamerika verkehrte Welt, der El Nino hält Einzug. Das kalte, nährstoffreiche Wasser aus der Tiefsee, das normalerweise vor der Westküste Südamerikas aufsteigt, wird von warmem Wasser blockiert, als Folge bleiben die Fische aus, Vögel, Korallen und andere Meerestiere leiden und das Klima der gesamten Pazifikregion ändert sich. Doch was löst dieses Phänomen aus? Warum wechseln El Nino-Jahre und Nicht El Nino Jahre nicht regelmäßig sondern in Zeitabständen von einigen Jahren?

Um diese Fragen beantworten zu können, nutzen Meeres- und Klimaforscher heute verstärkt Modelle und Simulationen dieses Phänomens. George Philander, seit vielen Jahren Pionier der El Nino Forschung an der amerikanischen Princeton Universität, schuf die Grundlagen für ein solches Modell. Gemeinsam mit den Simulationsspezialisten des geophysikalischen Laboratoriums für Strömungsdynamik (GFDL) entwickelte er Schritt für Schritt eine Simulation, die langfristig die Vorhersage des El Nino ermöglichen soll.

3-D Modell der Meerestemperaturen während eines El Nino © NASA/SVS

Dazu wurden Daten, die Messbojen, Beobachtungsschiffe und Satelliten des ausgedehnten El Nino-Messnetzes im Pazifik gesammelt haben, in ein gekoppeltes Ozean-Atmosphären Modell integriert. Die ersten daraus entwickelten Simulationen vollzogen die Entwicklung und den Ablauf der realen El Ninos im Modell nach. Es zeigte sich, dass die von ihnen modellierte Verteilung und Ausbreitung der unterschiedlich warmen Wassermassen dreidimensional und über die Zeit gut mit den tatsächlichen Ereignissen übereinstimmten, die erste Hürde war damit genommen.

Jetzt hieß es allerdings, diese Simulation auch in die Zukunft zu projezieren, das Verhalten des Meerwassers und der Winde auch für ein Jahr im voraus oder länger vorherzusagen. Das Simulationsteam des GFDL ließ den Computer dazu Daten über Wetterereignisse, Meerestemperaturen und -strömungen der Jahre 1982 bis 1988 mit einem Ozean-Atmosphären-Modell verrechnen und in ein allgemeines Vorhersagemodell umsetzen. In den darauffolgenden Jahren verglichen die Forscher die Vorhersagen ihres Modells mit den tatsächlichen Begebenheiten.

Es zeigte sich, dass selbst die langfristigen Ein-Jahres-Prognosen schon relativ genau waren, vor allem dann, wenn nicht Daten für die Meeresoberfläche mit integriert wurden, sondern auch die der tieferen Waserschichten. Inzwischen hat sich das von den GFDL-Forschern genutzte Grundmodell für die Vorgänge im Meer zu einem Standard entwickelt, der weltweit in der Klima- und Wettermodellierung und Vorhersage eingesetzt wird.