Zó heftig is El Niño lang niet geweest

In de Grote Oceaan heeft zich het afgelopen half jaar een uitzonderlijk sterke El Niño gemanifesteerd. Met ingrijpende gevolgen voor het weer in grote delen van de wereld. „Dit is de heftigste sinds 18 jaar”, zegt oceanograaf Michael McPhaden. Hij bestudeert dit klimaatfenomeen al meer dan dertig jaar, bij het Amerikaanse overheidsinstituut NOAA voor oceaan- en atmosfeeronderzoek. Een El Niño doet zich eens in de twee tot zeven jaar voor. „De ene keer is ie heftiger dan de andere keer”, zegt McPhaden via de telefoon vanuit zijn kantoor in Seattle.

En deze is heftig. Hij wordt tot de drie sterkste sinds 1950 gerekend, met die van 1982/1983 en 1997/1998. Die eerdere twee heeft McPhaden ook meegemaakt.

Net als de twee vorige keren zijn ook nu de gevolgen verreikend. Mexico kreeg eind oktober de zwaarste tropische orkaan ooit – orkaan Patricia – te verduren. In Australië, India en Indonesië was het maandenlang droger dan normaal. Met tegenvallende oogsten en extreem lang aanhoudende bosbranden als gevolg.

Voor Europa vallen de gevolgen mee, zegt McPhaden. El Niño heeft hier slechts beperkte invloed. Dat beaamt Sjoukje Philip, onderzoeker bij het KNMI. Van de uitzonderlijk zachte november en december is hij dus niet de oorzaak. Philip: „Wat je wel ziet, is dat bij een sterke El Niño ons voorjaar natter wordt dan normaal. Dat verwachten we nu ook.”

Grillige cyclus

El Niño is een extreem fenomeen van het Pacifische klimaatsysteem rond de evenaar. Het wordt aangeduid met de afkorting ENSO, El Niño Southern Oscillation. De naam verraadt al dat het systeem oscilleert, het fluctueert van nature. En het is er al miljoenen jaren, vermoeden klimaatdeskundigen. De zeewatertemperatuur langs de evenaar en de luchtdruk doorlopen er een grillige, gekoppelde cyclus. Er bestaan twee uitersten: El Niño, en zijn tegenhanger, La Niña.

De toestand daartussenin omschrijven meteorologen als ‘de normaal’ van het systeem. Passaatwinden waaien dan van oost naar west. Dus, vanaf de westkust van Zuid-Amerika naar Australië en Indonesië. Die equatoriale passaatwinden blazen over zee, en stuwen de bovenste, warmere waterlaag mee, richting het westen. Dat warmere water hoopt zich op aan de westkant van de Grote Oceaan. Het temperatuurverschil van het bovenste zeewater in het oosten en westen van de oceaan kan oplopen tot 8 graden Celsius. „En het hoogteverschil kan makkelijk een meter zijn”, zegt McPhaden. Doordat er in het westen meer warm water komt, verdampt daar meer water, hetgeen de atmosferische luchtdruk verlaagt.

Tegelijk drukt de opgehoopte watermassa de onderliggende, zogeheten thermocline omlaag. Dat is de scherpe grens tussen de bovenste, doorgewaaide, warmere waterlaag en de onderliggende veel koudere laag. Die thermocline ligt op een diepte van ongeveer 150 meter. Maar in het westen gaat hij dus omlaag. Daarentegen welt in het oostelijke deel van de Grote Oceaan juist koud water vanuit de diepte op, ter compensatie van de daar eerder weggeblazen bovenste waterlaag. De thermocline gaat daar dus juist omhoog; de temperatuur van de bovenste waterlaag daalt. Kortom, de oostwest-helling van de thermocline wordt groter. Daardoor ontstaat ook een groter verloop in de luchtdruk – boven koud water is die hoger is dan boven warm water. En omdat rond de evenaar de winden van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied waaien, wakkert dat de passaatwinden verder aan. Atmosfeer en oceaan zijn zo positief gekoppeld: ze versterken elkaars dynamiek. Ook in de Atlantische en de Indische Oceaan speelt rond de evenaar zo’n proces.

Westenwinden

Bij een La Niña wordt dit normale patroon nog eens extra versterkt. Bij een El Niño slaat het juist om. Passaatwinden raken dan verstoord. Het gebied met warm water (en dus ook met wolkvorming en zware neerslag) verschuift ver naar het oosten, op de Grote Oceaan vaak zelfs tot voorbij de internationale datumgrens. Wat die omslag triggert is niet in detail bekend, zegt natuurkundige Anna von der Heydt van het Utrechtse instituut voor zee- en atmosfeeronderzoek. In ieder geval lijken uitbarstingen van westenwinden (in het Engels westerly wind bursts) in het westelijk deel van de Grote Oceaan een belangrijke rol te spelen. Eén zo’n ‘uitbarsting’ houdt typisch een week aan, zegt ze. Ze kunnen maandenlang opspelen. Het lastige is, zegt Von der Heydt, dat ze amper te voorspellen zijn. „Dat maakt de voorspelbaarheid van een El Niño lastig.” Vooral in het voorjaar is ENSO gevoelig voor verstoringen door westenwinden.

Van een El Niño hoeft niet meteen sprake te zijn. Dat hangt af van de mate waarin het zeewater in een bepaalde deel (het NINO 3.4-gebied, zie graphics) van de Grote Oceaan opwarmt, en naar boven afwijkt van het 30-jarig gemiddelde. Van een El Niño is officieel sprake als de gemiddelde afwijking meer is dan een halve graad Celsius, gemeten over in ieder geval één driemaandsperiode. Hoe groter die afwijking, hoe krachtiger El Niño. Voor La Niña geldt het omgekeerde. Dan is er een afwijking naar beneden.

Een vergelijkbare index is te maken op basis van het luchtdrukverloop. Traditioneel wordt daarvoor de luchtdruk in Darwin (Australië) en op Tahiti gemeten. Ze liggen ten zuiden van de evenaar (vandaar het woord ‘southern’ in ENSO). De grafiek van het luchtdrukverloop is omgekeerd aan die van de temperatuur. Bij een El Niño (met een zeetemperatuur die hoger is dan normaal) is het luchtdrukverschil kleiner dan normaal.

Warmtetransport

De historische El Niño’s laten een grote variatie zien in kracht en impact. Ook hun locatie varieert. Tussen 1950 en 1976 piekte de temperatuurafwijking vaak eerst bij de westkust van Zuid-Amerika, tijdens ‘onze’ lente. Daarna trok die piekafwijking westwaarts. Maar tussen 1976 en 1996 begonnen de El Niño’s vooral in het midden van de Grote Oceaan, of zelfs nog meer naar het westen. Het lijkt erop dat er nog andere cycli spelen die zich over perioden van decennia voltrekken, zegt Von der Heydt. „Denk aan traag warmtetransport tussen oceanen.”

De voorspelbaarheid van een El Niño blijft lastig. Eigenlijk was er voor 2014 gerekend op een ‘monster El Niño’. De voortekenen, onder andere de westenwinden, waren er. Maar verrassend genoeg bleef hij toch uit. En toen hij vervolgens in de loop van 2015 alsnog kwam, waren de deskundigen wéér verrast. Want ze rekenden er niet meer op.

„De El Niño-experts zijn twee keer voor de gek gehouden”, schreef oceanograaf McPhaden afgelopen 1 september in een commentaar in Nature Climate Change. Aan de telefoon zegt hij: „Onze conventionele wijsheid heeft ons in de steek gelaten.”

In hoeverre ENSO in de toekomst beïnvloedt zal worden door klimaatopwarming, is onduidelijk. McPhaden verwacht meer extreme El Niño’s en La Niña’s. Maar Sjoukje Philip van het KNMI, die zes jaar geleden precies op dit onderwerp is gepromoveerd, zegt dat de klimaatmodellen niet eenduidig zijn.

De huidige El Niño lijkt in ieder geval over zijn piek heen. Sinds eind november zwakt hij licht af. Meteorologische bureaus in de VS en Australië verwachten rond mei, juni het einde van deze El Niño. Daarna zal de normale situatie weer terugkeren. Maar hoogstwaarschijnlijk slechts voor even. Juist na een extreme El Niño is de kans aanzienlijk dat het systeem doorschiet naar die andere extreem. Welkom La Niña.