College van de maand: El Niño, een verraderlijke zeestroom in de Pacifische Oceaan

‘Verwoestende bosbranden in Indonesië’, ‘Doden bij overstromingen Chili’ of ‘Economische problemen door verminderde visvangst Zuid-Amerika’. Op het eerste gezicht lijken deze nieuwskopjes niets met elkaar te maken te hebben. Toch verschijnen ze om de aantal jaren –ongeveer tegelijkertijd- in de kranten. Wellicht is er mogelijk toch een verband tussen deze verschijnselen? Inderdaad, het is geen toeval dat extreme regenval in Chili gepaard gaat met droogte en bosbranden in Indonesië en Australië. De oorzaak van deze fenomenen kan gevonden worden in de oceaancirculatie. De veranderingen die zich voordoen in het najaar (voornamelijk de maanden oktober-december) kunnen grote wereldwijde gevolgen met zich meebrengen.

El Niño

Onder normale omstandigheden waait er een sterke wind vanuit Chili naar Indonesië en Australië. Deze wind zorgt ervoor dat de zeestromingen hetzelfde patroon volgen. Warm zeewater wordt rond de evenaar van oost naar west geblazen (zie afbeelding 1) en hoopt zich op in de Pacifische oceaan. Deze ‘bron’ van warm water wordt ook wel de ‘Pacific warm pool’ genoemd. Doordat al het water zich hier ophoopt, staat gemiddeld genomen de zeespiegel hier ook iets hoger dan in de oost Pacifische oceaan waar het water vandaan komt. Wanneer er zich na een aantal jaren (3 à 4) genoeg warm water heeft opgehoopt in de Pacific Warm Pool, gebeurt er iets bijzonders. Het is echter nog steeds een kip-of-ei kwestie welk fenomeen zich als eerste voordoet en klimatologen breken er nog steeds hun hoofd over hoe een El Niño daadwerkelijk tot stand komt. Waar het op neer komt, is dat de aandrijvende wind die van Chili naar Australië blaast (en dus verantwoordelijk is voor de zeestromen dezelfde richting op) wegvalt. Wanneer dit gebeurt, zakt de Pacific Warm Pool als het ware ineen en zal het warme water zich verspreiden naar het oosten toe richting Chili. Dit is te zien in afbeelding 1. De stroming is nu dus als het ware omgekeerd en in plaats van koud oppervlaktewater voor de kusten van Chili en in het oosten van de oceaan, bevindt zich nu warm water aan het oppervlak. Dit warme water zorgt voor verwarming van de lucht direct boven het oceaan oppervlak en het zeewater zal gemakkelijk condenseren. Dit heeft als gevolg dat Chili te maken krijgt met warme, vochtige winden waaruit veel neerslag kan vallen! Australië en Indonesië daarentegen, krijgen te maken met een aanvoer van koudere lucht dan normaal. Koude lucht kan minder waterdamp vasthouden en dus zullen deze gebieden kampen met (extreme) droogte.

Na een tijdje zal al het warme water zich over de oceaan hebben verspreidt en zullen de condities langzaam weer herstellen. De winden zullen weer van oost naar west rond de evenaar blazen en warm water vanuit Chili naar Australië transporteren. De Pacific Warm Pool zal opnieuw opgebouwd worden tot er wederom een keerpunt is bereikt en een nieuwe El Niño plaats kan vinden. Deze gehele cyclus duurt gemiddeld genomen 7 jaar.

La Niña

El Niño heeft ook nog een zusje, de zogeheten La Niña. Dit houdt in dat de condities die er normaal gesproken heersen, versterken (zie afbeelding 2). Er zal in dit geval dus méér warm water naar het westen van de Pacifische Oceaan vervoerd worden en hier ontstaat meer regenval en de temperaturen zullen stijgen. De kust van Zuid-Amerika zal te maken krijgen met opwellend water vanuit de diepe oceaan. Wanneer oppervlaktewater wordt weggeblazen naar het westen, zal hier koud water vanuit de diepe oceaan voor in de plaats komen. Onder normale condities gebeurt dit ook, echter tijdens een La Niña wordt ook dit effect versterkt. Aangezien water uit de diepe oceaan vol zit met voedingsstoffen, heeft dit een gunstig effect op de visvangst in Chili.

El Niño records

De effecten van een El Niño zijn wereldwijd te meten. Zo zullen er ook in Amerika en Europa verschillen ontstaan in temperaturen en neerslag patronen, en microfossielen en koralen zullen de veranderingen in de chemie en temperatuur van het oceaanwater wereldwijd vastleggen in hun skeletjes. Door het analyseren van deze skeletjes kan een klimaatrecord gemaakt worden wat ver in het verleden rijkt. De hedendaagse technieken zijn vooral gebaseerd op temperatuurveranderingen in specifieke gebieden van de Pacifische oceaan, de zogenaamde El Niño Boxen. Wanneer de temperaturen hier langer dan 5 maanden afwijken met +0,5 graden Celsius, is er sprake van een El Niño. Wanneer de temperaturen afwijken met -0,5 graden Celsius, is er sprake van een La Niña. De anomalie wordt hierna uitgedrukt in de ENSO-index. In afbeelding 3 is data te zien van de afgelopen decennia. Hierin is bijvoorbeeld te zien dat 1997 een extreem warm El Niño-jaar was. Hier heeft de wereld zowel economisch als klimatologisch veel van gemerkt. Schade als gevolg van natuurrampen, economisch verlies binnen de visvangst en mislukte oogsten in de hele wereld volgden. Dit bewijst dus dat El Niño ook wereldwijd zeker zijn voetsporen kan achterlaten, zoals te zien is in afbeelding 4.

Wat brengt de toekomst?

Op dit moment is het waarschijnlijk dat zich een La Niña zal voordoen in het voorjaar van 2018. Onderzoeken en data van het IPCC wijzen op koelere condities in de oceaan, wat samenhangt met een opkomende La Niña. Het is echter nog maar afwachten wat de kracht van deze La Niña zal zijn en welke gevolgen het voor ons met zich mee brengt…