El Niño, uitgelegd: Een gids voor het grootste weerverhaal van 2015

Wetenschappers hebben het afgelopen jaar een belangrijk deel van de Stille Oceaan, vlak langs de evenaar, nauwlettend in de gaten gehouden. Wanneer de omstandigheden hier precies goed zijn, kan zich een El Niño vormen – die een ravage aanricht in weerpatronen over de hele wereld.

De El Niño die zich momenteel in de Stille Oceaan aftekent, ontwikkelt zich tot een van de sterkste ooit gemeten. Dit fenomeen zal naar verwachting zijn hoogtepunt bereiken voor januari, met verreikende gevolgen voor de hele winter en lente. Op basis van ervaringen uit het verleden kan El Niño mogelijk de broodnodige regen naar Californië brengen, maar ook droogte in Australië, verwoestende overstromingen in Peru, enzovoort. El Niño heeft er al toe bijgedragen dat 2015 het warmste jaar ooit was – en zou dat in 2016 ook wel eens kunnen doen.

Dat gezegd hebbende, El Niño-evenementen zijn vaak onvoorspelbaar en vol verrassingen. Dus wat volgt is een gids over hoe El Niño werkt, wat we weten over de gebeurtenis van 2015, en hoe een potentieel enorme El Niño het weer van de wereld in de komende maanden zou kunnen verstoren.

Een zeer elementaire definitie van El Niño

• El Niño is een weersverschijnsel dat onregelmatig optreedt in het oosten van de tropische Stille Oceaan elke twee tot zeven jaar. Wanneer de passaatwinden, die gewoonlijk van oost naar west waaien, verzwakken, begint de temperatuur van het zeeoppervlak te stijgen, waardoor een keten van atmosferische effecten in gang wordt gezet.
• El Niño’s kunnen sterk of zwak zijn. Sterke gebeurtenissen kunnen de weerpatronen over de hele wereld tijdelijk verstoren, waardoor bepaalde regio’s natter worden (Peru of Californië, bijvoorbeeld) en andere droger (Zuidoost-Azië). Sommige landen lijden daardoor grote schade.
• El Niños brengen ook warmte die in de diepere lagen van de oceaan is opgeslagen, naar het oppervlak. In combinatie met de opwarming van de aarde kan dat leiden tot warme recordjaren, zoals in 1998.
• “El Niño” kreeg zijn naam in de jaren 1800 van Peruviaanse vissers, die voor het eerst een mysterieuze warme stroming opmerkten die rond Kerstmis verscheen. Ze noemden het de “kleine jongen” of “Christuskind.”

Waarom is de El Niño van dit jaar een enorme deal

De laatste echt massale El Niño verscheen in 1997-’98 en veroorzaakte uiteindelijk een geschatte 35 miljard dollar aan verwoesting en 23.000 doden over de hele wereld. (Het inspireerde ook die beroemde Chris Farley sketch.) Nu worden we geconfronteerd met een soortgelijke enorme gebeurtenis:

Dat is op zich al een verrassing. In maart kondigde NOAA’s Climate Prediction Center aan dat zich een zwakke El Niño had gevormd in de Stille Oceaan, maar veel deskundigen dachten aanvankelijk dat deze tegen de zomer zou uitdoven. In plaats daarvan werd deze El Niño steeds sterker en bleven de oceaantemperaturen in het oostelijke deel van de tropische Stille Oceaan stijgen. Tegen half november waren de temperaturen in een kritisch deel van de oceaan, de Niño 3.4 regio, nog heter dan in 1997:

“Op dit moment zeggen we dat we denken dat het echt een van de drie sterkste gaat worden,” zei Michel Jarraud, de secretaris-generaal van de Wereld Meteorologische Organisatie, die het vergeleek met de 1997-98, 1982-83, en 1972-73 El Niño gebeurtenissen. “Het kan een van de twee zijn; dat weten we nog niet. Maar het is in ieder geval al een hele sterke.”

Landen over de hele wereld zullen zich schrap moeten zetten als deze gebeurtenis deze winter zijn hoogtepunt bereikt en tot het voorjaar aanhoudt. El Niño heeft in Indonesië al tot langere droogteperioden geleid, waardoor enorme, door de mens veroorzaakte veenbranden uit de hand konden lopen en giftige nevels ontstonden die zich tot in Singapore hebben verspreid. Warmere oceaantemperaturen hebben ook een grote koraalverbleking veroorzaakt, waardoor riffen over de hele wereld schade hebben opgelopen.

En El Niño is misschien nog maar net begonnen: In het verleden hebben de grote gebeurtenissen ongebruikelijk heet en droog weer naar Australië gebracht, waardoor de tarweoogst kan worden beperkt en het aantal bosbranden kan toenemen. Het kan heter en droger weer in India brengen, wat de landbouw schaadt. In Peru kan het zware regenval en verwoestende overstromingen brengen, waarbij huizen worden weggespoeld en cholera wordt verspreid.

Dat gezegd hebbende, El Niño is niet alleen maar slecht. In de Verenigde Staten zou het deze winter de nodige regen kunnen brengen om de droogte in Californië te verlichten (maar ook dodelijke modderstromen en overstromingen). Historisch gezien heeft El Niño ook mildere Amerikaanse winters geserveerd en de Atlantische orkanen getemperd.

Een belangrijk voorbehoud is echter dat elke El Niño zich een beetje anders ontvouwt – en sommige hebben onverwachte gevolgen. Zoals Emily Becker van NOAA opmerkt, brengen sterke El Niño-gebeurtenissen meestal regen naar Californië in de winter (zoals in 1982-’83), maar soms doen ze dat niet (zoals in 1965-’66):

Een ander belangrijk verhaal om in de gaten te houden is hoe een sterke El Niño de temperaturen wereldwijd kan opdrijven. De gemiddelde temperaturen op aarde stijgen nu al, dankzij alle kooldioxide die we aan de atmosfeer toevoegen. Volgens de NASA was 2014 het warmste jaar dat ooit is gemeten. Maar er was geen El Niño dat jaar – en El Niño jaren hebben de neiging om een beetje warmer te zijn dan gemiddeld, omdat warmte wordt overgedragen van de oceaan naar het oppervlak.

De combinatie van El Niño en stijgende CO2 helpt nu al 2015 om warmterecords te verbrijzelen. De grote vraag is nu of het hetzelfde zal doen voor 2016:

Bodemlijn: Er zijn nog veel vraagtekens over hoe dit zich zal ontvouwen. Maar El Niño zou wel eens het grootste weerverhaal van de komende maanden kunnen worden, met gevolgen over de hele wereld.

Hoe El Niño eigenlijk werkt, stap voor stap

Om te zien hoe El Niño werkt, helpt het om te begrijpen hoe de equatoriale Stille Oceaan eruit ziet onder normale, of “neutrale,” omstandigheden:

1) Neutrale omstandigheden in de equatoriale Stille Oceaan

Normaal gesproken heeft de tropische Stille Oceaan sterke passaatwinden die warm oceaanwater van oost naar west blazen, waar het zich ophoopt in de buurt van Indonesië. Ondertussen, in het oosten langs Zuid-Amerika, wordt ijskoud water diep in de oceaan dichter naar de oppervlakte getrokken, waardoor het gebied rond Peru afkoelt. Hier is een diagram:

Hieruit volgt dat onder “neutrale” omstandigheden het zeeniveau bij Indonesië ongeveer een halve meter hoger ligt dan in Peru. En het oppervlaktewater bij Indonesië is ongeveer 8°C warmer dan het is bij Peru. Dat temperatuurverschil creëert een convectielus in de atmosfeer die op zijn beurt de passaatwinden versterkt.

Dit beïnvloedt uiteindelijk veel meer dan alleen dit stuk oceaan. Omdat de Stille Oceaan zo uitgestrekt is, is dit systeem een belangrijke drijvende kracht achter het wereldklimaat. De grote, warme plas water bij Indonesië doet de lucht erboven stijgen, waardoor er in de regio regen valt. En dit systeem vormt de straalstromen die het weer en stormen over de hele wereld sturen.

Zo werkt het in ieder geval onder normale omstandigheden. Maar de dingen zien er een beetje anders uit wanneer El Niño langskomt.

2) Nu komt El Niño langs

Om de paar jaar kunnen die heersende Pacifische passaatwinden die van oost naar west waaien, verzwakken. (Wetenschappers discussiëren nog steeds over de nuances van waarom dit precies gebeurt.)

Wanneer de passaatwinden verzwakken, begint al dat warme water dat zich bij Indonesië had opgestapeld, terug naar het oosten te klotsen, terug naar beneden getrokken door de zwaartekracht. Wat meer is, de onderwaterlaag bekend als de thermocline begint te zinken. Als gevolg daarvan stijgt er minder koud water op uit de diepe oceaan bij Zuid-Amerika – en dus begint het water bij Peru op te warmen. Hier is nog een diagram:

Dit zorgt ervoor dat de temperatuur van het zeeoppervlak in het oosten en midden van de Stille Oceaan begint te stijgen en dat de passaatwinden nog verder afzwakken. Wat meer is, regen begint die warme plas water te volgen als het naar het oosten reist. Daarom wordt El Niño meestal geassocieerd met droger weer in plaatsen als Indonesië en Australië, maar ook met zwaardere regenval in plaatsen als Peru (of Californië). De regen trekt in wezen naar het oosten.

Wetenschappers verklaren officieel een El Niño wanneer de temperatuur van het zeeoppervlak in de equatoriale Stille Oceaan (bekend als het Niño 3.4-gebied) gedurende drie maanden op rij 0,5°C boven hun historische basislijn stijgt – en zodra de atmosferische omstandigheden en neerslagpatronen dienovereenkomstig verschuiven.

Ook hier geldt dat, omdat de Stille Oceaan zo uitgestrekt is, een El Niño grote rimpeleffecten kan hebben op het weer over de hele wereld, vooral tijdens de wintermaanden. Hier is een blik op de veranderingen die historisch gepaard zijn gegaan met El Niño-gebeurtenissen:

Typische effecten van een El Niño tijdens de winter:

Een sterke El Niño kan de moessons in de Indische Oceaan verzwakken, bijvoorbeeld. Het kan er ook toe leiden dat de straalstroom zich vanuit het oostelijk deel van de Stille Oceaan over het zuiden van de Verenigde Staten begint uit te strekken, wat regenval en stormen met zich meebrengt. Toch hangt veel af van hoe sterk de El Niño daadwerkelijk is – en af en toe zijn er afwijkingen en uitzonderingen op de regel. Meer daarover hieronder.

El Niño’s terugkeer in 2015 – en waarom wetenschappers hebben gesproken over een “Godzilla” evenement

Al sinds begin 2014 verwachten wetenschappers dat deze nieuwste El Niño zich zal vormen. Maar, in een teken van hoe glibberig het systeem kan zijn, bleef El Niño voorspellingen tarten en niet komen opdagen.

Tot slot, in maart 2015, na verschillende valse starts, waren wetenschappers van NOAA’s klimaatvoorspellingscentrum klaar om te verklaren dat een zwakke El Niño aan de gang was. De temperatuur van het zeeoppervlak in het Niño 3.4 gebied (ongeveer in het midden van de grafiek hieronder) lag sinds september minstens 0,5°C boven de basislijn. En, belangrijk, de atmosferische omstandigheden reageerden op hun beurt, met meer regen boven het centrale deel van de Stille Oceaan en minder regen boven Indonesië:

Op dat moment zeiden de voorspellers van NOAA echter dat deze El Niño er “zwak” uitzag, met mogelijk minimale effecten op wereldwijde weerpatronen, en slechts 50 tot 60 procent kans had om de zomer door te komen.

Toen, enigszins onverwacht, bleef El Niño sterker en sterker worden. En sterker. In oktober 2015 was de temperatuur van het zeeoppervlak gestegen tot meer dan 2°C boven de basislijn in het Niño 3.4 gebied, en wetenschappers zagen sterke veelbetekenende atmosferische veranderingen. Merk op hoe het abnormaal warme gebied naar het oosten is opgeschoven en veel, veel warmer is dan normaal:

Voorspellers verwachten nu dat deze El Niño zijn hoogtepunt zal bereiken tussen oktober en januari, en wanneer dat gebeurt, zal hij waarschijnlijk tot de twee of drie sterkste ooit worden gerekend (samen met 1997-’98, 1982-’83, en 1972-’73.) Sommige voorspellers hebben deze zelfs een potentiële “Godzilla” genoemd.”

We zien nu al enkele grote El Niño-effecten over de hele wereld. Door de geringe regenval in Indonesië konden bos- en veenbranden uit de hand lopen en de regio verstikken in een dikke, giftige nevel. En het warmere water in de Stille Oceaan heeft gezorgd voor een ongewoon actief tropisch cycloonseizoen, een kenmerk van El Niño. Aan de andere kant heeft het evenement echter ook gezorgd voor meer windschering in de Atlantische Oceaan, waardoor de orkaanactiviteit daar is afgenomen.

El Niño zou regen naar Californië kunnen brengen – maar maakt misschien geen einde aan de droogte

Zoals hierboven opgemerkt, wordt El Niño meestal geassocieerd met veranderingen in weerpatronen over de hele wereld, vooral tijdens de winter op het noordelijk halfrond. Een verleidelijke mogelijkheid is dat een sterke El Niño meer regen naar Californië brengt, waardoor de droogte in de staat kan worden verlicht.

Maar ook hier is niets zeker. El Niño beïnvloedt het weer in de VS alleen indirect, door de atmosferische circulatie te veranderen en de straalstroom in het noorden van de Stille Oceaan te verschuiven. (Zie hier voor een heldere uitleg door Anthony Barnston van Columbia University.) Dit is een ingewikkelde keten van gebeurtenissen, en kleine knikjes op bepaalde punten kunnen de uiteindelijke uitkomst beïnvloeden.

Daarom waarschuwt Becker mensen om niet te denken in termen van zekerheden, maar in termen van waarschijnlijkheden. Hier is een voorbeeld van hoe El Niño de kansen op een natter dan gemiddelde winter voor Californië zou kunnen verschuiven (ze merkt op dat dit geen voorspelling is, slechts een illustratie):

Met andere woorden, dankzij El Niño heeft Californië een grotere kans op een nattere winter, maar geen 100 procent kans.

Wat meer is, zelfs als er regen komt, kan dat niet genoeg zijn om het enorme watertekort dat Californië in de afgelopen vijf jaar heeft opgebouwd, volledig uit te wissen. De staat heeft waarschijnlijk een recordhoeveelheid neerslag nodig om de droogte te beëindigen, en het heeft ook de juiste mix van regen (om de reservoirs op te laden) en sneeuw in de Sierra Nevada bergen (om te smelten in de lente en de zomer) nodig.

Ook, wees gewaarschuwd: Zware regenval na een droogteperiode kan overstromingen en modderstromen veroorzaken. Zuid-Californië kreeg half oktober een mogelijk voorproefje, toen een korte uitbarsting van hevige regenval tot grote modderstromen leidde die honderden auto’s vast kwamen te zitten. Mensen moeten er dus klaar voor zijn.

El Niño heeft de neiging sommige landen te schaden en andere te bevoordelen

Het is niet helemaal juist om te zeggen dat El Niño-gebeurtenissen “slecht” of “goed” zijn. Ze hebben vaak verschillende gevolgen voor verschillende regio’s.

Uit een recente studie van de Universiteit van Cambridge bleek dat El Niño gemiddeld de economische activiteit in Australië, Chili, Indonesië, India, Japan, Nieuw-Zeeland en Zuid-Afrika schaadt. De redenen hiervoor varieerden: droogte en verminderde oogstopbrengsten in Australië en India, bosbranden in Indonesië, minder productieve visserij in Peru.

Maar uit die studie bleek ook dat El Niño de economieën in Argentinië, Canada, Mexico en zelfs de Verenigde Staten gemiddeld een impuls gaf, althans op de zeer korte termijn. Ook hier speelden vele factoren een rol: El Niño bracht niet alleen de nodige regen naar Californië en Texas, maar werd ook geassocieerd met minder tornadoactiviteit in het middenwesten van de Verenigde Staten en minder orkanen in de Atlantische Oceaan.

Hier volgt een tabel met de geschatte economische gevolgen voor een brede selectie van landen:

Hoewel, elke grote El Niño is anders en heeft zijn eigen eigenaardigheden. Zie deze tabel dus meer als een ruwe gids dan als een evangelie.

Er zijn hier ook twee belangrijke wendingen. Zoals Michel Jarraud van de WMO tijdens zijn persconferentie in oktober benadrukte, hebben veel landen van het verleden geleerd en maatregelen genomen om zich tegen de gevolgen van El Niño te beschermen. (Mexico, bijvoorbeeld, was goed voorbereid op een record-sterke Pacifische orkaan die de staat vorige maand trof.)

Omgekeerd speelt deze El Niño zich ook af in de context van record-warme oceaantemperaturen, dus het zou onvoorspelbare gevolgen kunnen hebben. “Ons wetenschappelijk begrip van El Niño is de laatste jaren sterk toegenomen. Deze gebeurtenis speelt zich echter af op onbekend terrein,” aldus Jarraud. “Deze natuurlijk voorkomende El Niño-gebeurtenis en door de mens veroorzaakte klimaatverandering kunnen op elkaar inwerken en elkaar wijzigen op manieren die we nog nooit eerder hebben meegemaakt.”

El Niño helpt 2015 tot een recordheet jaar te maken. Hoe zit het met 2016?

Dankzij de opwarming van de aarde is de gemiddelde oppervlaktetemperatuur in de loop der tijd gestegen. Maar er is veel variatie van jaar tot jaar. El Niño jaren zijn meestal een beetje warmer dan gemiddeld. La Niña-jaren (wanneer de passaatwinden sterker worden in plaats van zwakker) zijn meestal iets koeler dan gemiddeld. Zo ongeveer:

Wat is hier aan de hand? Naarmate de mens meer broeikasgassen in de atmosfeer brengt, houden we meer en meer warmte vast op het aardoppervlak. Maar meer dan 90 procent van die extra warmte wordt geabsorbeerd door de oceanen. Dus subtiele interacties tussen de oceaan en de atmosfeer kunnen een groot verschil maken voor de oppervlaktetemperaturen.

Wanneer de omstandigheden in de Stille Oceaan neutraal zijn, wordt meer van die warmte vastgehouden onder het oceaanoppervlak. Wanneer zich een sterke El Niño vormt, wordt meer van die warmte naar het oppervlak overgebracht. Dat is de reden waarom de gemiddelde oppervlaktetemperaturen van de aarde in 1998 nieuwe hoogten bereikten: je had de combinatie van opwarming van de aarde en een extreem sterke El Niño.

Wat opmerkelijk was aan 2014 is dat het waarschijnlijk het warmste jaar in de geschiedenis was, zelfs zonder een El Niño-gebeurtenis – een teken dat de aarde over het algemeen warmer blijft worden. Ondertussen is 2015 in principe gegarandeerd nog heter dan 2014.

Nu gooi een monster El Niño in de mix, en we zijn op zoek naar een potentiële verbrijzeling van records. In januari legde NASA’s Gavin Schmidt tijdens een persconferentie uit dat de temperaturen normaal gesproken ongeveer drie maanden na een El Niño-gebeurtenis een piek bereiken. Aangezien de voorspellers verwachten dat de huidige El Niño tot volgend voorjaar zal aanhouden, is het heel goed mogelijk dat we ook in 2016 nieuwe records zullen zien sneuvelen. We zullen moeten afwachten.

Verder lezen:

• NOAA’s ENSO-blog is een geweldige bron van informatie voor updates over El Niño. Weather Underground plaatst ook regelmatig inzichtelijke updates.
• Het is ook de moeite waard om dit stuk te lezen van Eric Guilyardi, van de Universiteit van Reading, over de uitdagingen die de voorspellers hebben bij het modelleren van ENSO, het systeem van de Stille Oceaan waarvan El Niño een onderdeel is. “Totdat we meer begrijpen, moeten we ons er misschien bij neerleggen dat ENSO in de nabije toekomst misschien niet meer dan een paar maanden van tevoren betrouwbaar kan worden voorspeld,” schrijft hij.