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Ist das Klima ein chaotisches System?
Wie sehr natürliche Zyklen des Klimasystems die Erdtemperatur bestimmen, lässt sich einer im Jahre 2007 in den Geophysical Research Letters veröffentlichten Studie einer Forschergruppe um den Geophysiker Anastasios Tsonis von der University of Wisconsin-Milwaukee entnehmen.
Tsonis, A.A., K.L. Swanson, and S. Kravtsov, 2007: A new dynamical mechanism for major climate shifts. Geophys. Res. Lett., doi:10.1029/2007GL030288
Die Autoren Tsonis und Swanson et al. untersuchten, wie sich bekannte Klimazyklen im vergangenen Jahrhundert verhielten. Dazu zählten die Pazifische Dekadische Oszillation (PDO), El Nino/Südliche Oszillation (ENSO), die Nordpazifische Oszillation (NPO) sowie die Nordatlantische Oszillation (NAO). Die PDO und ENSO gehen mit Temperaturveränderungen im Pazifik einher. NPO und NAO sind Wettersysteme im Nordpazifik und Nordatlantik. (NPO: Wettersystem zwischen Tiefdruckgebiet im Golf von Alaska und Hochruckgebiet über Hawaii, NAO: Wettersystem zwischen Islandtief und Azorenhoch).
Zu ihrer Überraschung stellten die US-Forscher fest, dass die Schwingungen in diesem Zeitraum mehrmals im Gleichklang verliefen, ihre Phasen hatten sich also synchronisiert. Dies kommt daher, dass sich das Klima wie ein chaotisches System verhält, analog etwa den Schwingungen verbundener Pendel. Wie bei diesen verstärkte sich die Kopplung der Schwingungen zunächst, dann aber wurde die Synchronisation zerstört, und die Phasen liefen wieder auseinander. Dabei stellte sich jeweils ein neuer Klimazustand ein, verbunden mit veränderten Globaltemperaturen.
Dieser Mechanismus führte laut Tsonis eine Mitte der 70er-Jahre beobachtete Abkühlung der Oberflächentemperatur im zentralen Pazifischen Ozean herbei, wobei sich zeitgleich die Küste des westlichen Nordamerika erwärmte. Damit wurde eine Phase sinkender globaler Temperaturen eingeleitet. Nachdem diese Klimaverschiebung abgeklungen war, begann eine Phase häufiger El Ninos und ansteigender globaler Temperaturen. Insgesamt, glauben die Autoren, lassen sich auf diese Weise alle Klimaänderungen im 20. Jahrhundert erklären – einschließlich des Temperaturanstiegs in dessen letzten drei Jahrzehnten.
