Die Nordatlantische Oszillation

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Die Nordatlantische Oszillation

Die Nordatlantische Oszillation ist eines der ältesten bekannten Wettersysteme. Sie bestimmt darüber, ob die Winter in Nordeuropa nass und warm oder kalt und trocken sind. Wir wissen nicht genau, was die Nordatlantische Oszillation antreibt und wissen auch nicht, wie sie auf den Klimawandel reagieren wird.

Atmosphärischer Druck

Der Luftdruck an verschiedenen Orten der Erde variiert und dies hängt zu einem guten Teil damit zusammen, dass die Gegenden in verschiedenem Maße der Energie der Sonnenstrahlung ausgesetzt sind. Luft über der von der Sonne aufgeheizten Erde erwärmt sich, dehnt sich aus, verliert an Dichte und steigt auf. Die darüberliegende Luft wird nach oben gedrückt, weicht schließlich seitlich aus. An dem Ort jedoch, von dem die Erwärmung ausging, befindet sich weniger Luft in Bodennähe und es herrscht Unterdruck (Tiefdruck). Die aufgestiegene Luft kühlt ab, wird dichter und sinkt an anderer Stelle. Dort drückt sie auf die am Boden liegende Luft und erzeugt ein Hochdruckgebiet. Schließlich wird der Druckunterschied ausgeglichen, indem Luft vom Hochdruckgebiet zum Tiefdruckgebiet fließt. Winde werden erzeugt und es entsteht eine atmosphärische Zirkulation.

atmosphärische Zirkulationssysteme

1. Die Abbildung zeigt die großen atmosphärischen Zirkulationssysteme, die zu den Haupt-Hoch- und Tiefdruckgürteln der Erde führen. Die Zellen zwischen dem Äquator und 30°N bzw. 30°S werden nach George Hadley, der 1735 ihre Existenz vorschlug, Hadley Zellen genannt. Solche Zellen transportieren Wärme vom Äquator zu den kälteren gemäßigten und polaren Klimazonen.
Bild: NASA. Bitte klicke die Abbildung zum Vergrößern an! (180 KB)

Rund um den Erdball gibt es mehrere große Zonen, in denen Hochdruck- oder Tiefdruckgebiete dominieren. Am Äquator sorgt die hohe Sonnenenergie für einen ständigen Aufstieg von Luftmassen und Tiefdruckgebiete am Boden. Die aufgestiegene Luft regnet sich über den Regenwäldern aus und sinkt dann bei etwa 30°N und 30°S wieder ab. Hier finden wir einen Hochdruckgürtel. Bei 60°N und 60°S treffen kalte Luft aus der Polarregion und warme Luft aus der Äquatorregion zusammen. Die warme Luft steigt auf und hinterlässt Tiefdruckgebiete am Boden. Um den Pol sinkt diese Luft wieder und bildet eine Hochdruckzone.

Die Nordatlantische Oszillation

Druckunterschiede zwischen den Azoren bei etwa 30°N (exakt: 38°) und Island bei etwa 60°N (exakt: 65°) führen zu einer der am längsten bekannten natürlichen Wetter-Strukturen, der Nordatlantischen Oszillation (NAO). Die NAO ist im Winter am ausgeprägtesten und hat zwei Phasen. Jede sorgt für bestimmte Wetterbedingungen in der nordatlantischen Region. Die Erträge der Landwirtschaft, die Wasserversorgung, die Energieversorgung und die Fischerei sind unmittelbar von den Phasen der NAO betroffen. Sie bestimmt auch, wo neues Tiefenwasser gebildet wird und beeinflusst daher die thermohaline Zirkulation.

Nordatlantische Oszillation

2. Die Abbildung zeigt den Index der Nordatlantischen Oszillation während der letzten 200 Jahre. Bis zum Jahr 1900 scheint er sich jedes Jahr zu ändern, dann aber wird er zunehmend positiv dominiert. Dies bedeutet warme, nasse Winter in Nordeuropa. Wir wissen nicht, ob diese Änderung in der Tendenz einfach auf eine Varianz im natürlichen Klima zurückzuführen ist oder ob hierbei menschliche Einflüsse und die globale Erwärmung schon eine Rolle spielen.
Bild zur Verfügung gestellt von: Dr. Tim Osborn, Climatic Research Unit, University of East Anglia, Norwich.

Positive NAO Bedingungen

Von positiven NAO Bedingungen im Winter sprechen wir, wenn die Druckunterschiede zwischen den Azoren und Island groß sind. Dies führt zu stärkeren Winterstürmen, die in nordöstlicher Richtung über den Atlantik ziehen. Sie bringen Wärme von den Ozeanen nach Nordwesteuropa und führen hier zu warmen und nassen Wintern. Im Mittelmeerraum dagegen sind die Winter eher trocken und kalt. Starke Nordwestwinde über der Labradorsee führen zu einer Abkühlung. Diese führt zu verstärkter Bildung von Tiefenwasser und kalten trockenen Wintern in Kanada und Grönland. Sie reichen allerdings nicht bis hinüber zur Grönlandsee, sodass es hier nicht kalt genug ist und die Bildung von Tiefenwasser nur abgeschwächt erfolgt.

positive NAO Winter

3a. In positiven NAO Wintern ist es sehr stürmisch über dem Nordatlantik. Die Stürme bringen warme Luft, die reich an Wasserdampf ist, nach Nordeuropa. Sie sorgen für einen warmen und feuchten Winter. Weiter südlich bringen die Winde trockene, kalte Luft in den Mittelmeerraum. Dort wird der Winter sonniger, aber kühl.

Negative NAO Bedingungen

Negative NAO Bedingungen im Winter haben wir, wenn der Druckunterschied zwischen den Azoren und Island nur gering ist. Winterstürme sind seltener und weniger stark. Sie folgen einer südlicheren Bahn, als die bei positiven NAO Bedingungen. Daher bringen sie warme feuchte Luft in den Mittelmeerraum. Im nördlichen Europa jedoch ermöglichen sie es kalter Luft, aus Norden und Osten einzudringen. Die kalten nördlichen Winde ziehen vom Nordpol über die Grönlandsee. Hier kühlen sie das Ozeanwasser stark genug, um es absinken zu lassen, sodass sich hier verstärkt neues Tiefenwasser bildet.

negative NAO Winter

3b. In negativen NAO Wintern ist es weit weniger stürmisch über dem Atlantik. Ereignen sich Stürme, so bringen sie dem Mittelmeerraum feucht-warme Luft. Der geringe Druckunterschied erlaubt es nördlicher Luft, nach Nordeuropa einzudringen. Die Winter sind dort trocken und sonnig, aber sehr kalt.

Was treibt die NAO an?

Wir wissen bislang noch nicht, welche Faktoren die Phasen der Nordatlantischen Oszillation kontrollieren. Prozesse, die durch die Atmosphäre bestimmt werden, dauern von Sekunden bis zu Wochen. Die Phasen der NAO jedoch ändern sich über Jahre und Jahrzehnte. Hieraus lässt sich vermuten, dass sowohl der Ozean als auch die Atmosphäre eine Rolle spielen. Computermodelle geben Hinweise darauf, dass die NAO auf geringe Veränderungen in der weltweiten Temperatur reagiert, wobei die Änderungen in der Nähe des Äquators am wichtigsten zu sein scheinen. Winde hoch oben in der Stratosphäre mögen auch einen Einfluss auf das nordatlantische Klima haben

Klimawandel

Die Nordatlantische Oszillation ist ein wichtiger Punkt beim Klimawandel. Die NAO Phase tendiert derzeit dauerhaft zum Positiven, was zu milderen Wintern in Nordeuropa führt und wir wissen nicht wirklich, weshalb dies so ist. Es kann sich lediglich um eine natürliche Klimaschwankung handeln, es kann aber auch eine Folge der globalen Erwärmung sein, die die NAO und andere natürliche Klimasysteme verändert.

Weitere Informationen zur NAO auf den Webseiten des Institut für Meeresforschung IFM-GEOMAR: NAO Index

About this page:

author: Lucinda Spokes - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - U.K.
1. sci. reviewer: Dr. Tim Osborn - Climatic Research Unit, University of East Anglia, Norwich - U.K.
last updated: 2003-10-01
translation: Elmar Uherek - 2004-06-05

Last modified: Monday, 25 March 2019, 2:50 PM