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Zusammenfassung:
Durch die Gegenüberstellung der Häufigkeit von stark eruptiven Vulkanausbrüchen und ENSO-
Ereignissen wird verdeutlicht, daß allein auf der Grundlage von Beobachtungen die Trennung zwischen
dem vulkanischen Klimasignal und den Auswirkungen von ENSO nicht möglich ist. Die Ursachen
dafiir und die Schwierigkeiten bei der Bestimmung der Klimawirksamkeit von Vulkanausbrüchen wer-
den diskutiert. Verschiedene Parameter zur Bestimmung des Einflusses von Vulkanen auf das Klima
werden zur Einstufung stark eruptiver Vulkane seit 1850 herangezogen und eine Liste mit potentiell für
das Klima wirksamen Vulkanen wird zusammengestellt. Die wesentliche Fehlergröße bei der Ableitung
eines Klimastörungspotentials der Mehrheit dieser Vulkane ist die Unkenntnis des Schwefeleintrages.
Der Unterschied zwischen dem Klimasignal von stark eruptiven Vulkanausbrüchen und positiven
Wasseroberflächentemperaturanomalien im tropischen Ostpazifik wird mit einem globalen Zirkulati-
onsmodell untersucht. Dazu werden die Antriebsfelder aus Beobachtungen des vulkanischen Aerosols
und Strahlungstransportrechnungen ermittelt. Sowohl der kurzwellige Strahlungsreduktionseffekt des
vulkanischen Aerosols als auch die Erwtirmung im Bereich der niederstratosphärischen Aerosolschicht
werden aus dieser Abschätzung abgeleitet und in den Modellexperimenten parameterisiert. Für die El-
Niño-Modellstudien werden beobachtete Wasseroberflächentemperaturanomalien aus der ENSO-Epi-
sode 1982/83 verwendet.
Die Anwendung univariater und multivariater Methoden zur Analyse der Modelldaten reproduziert
ein stabiles Signal für beide Anüiebsmechanismen. Das Vulkan- und das El-Niño-Signal läßt sich
sowohl im Winter als auch im Sommer verschiedenen Regionen zuordnen.
Das Vulkansignal in der unteren Troposphtire wi¡d in mittleren und hohen Breiten durch eine Ver-
stärkung und Verlagerung der Zyklonenzugbahnen nach Norden über dem Atlantik charakterisiert. Die
daraus resultierende verstärkte Warmluftadvektion frihrt im Modell und in den Beobachtungen zu posi-
tiven Temperaturanomalien in der unteren Troposphäre über Eurasien. Dieser dynamische Effekt hat im
Sommer für das Vulkansignal keine Bedeutung. In dieser Zeit bestimmt die Abkühlung durch die Strah-
lungsreduktion im kurzwelligen Bereich das Vulkansignal. Über den Kontinenten dominieren im Som-
mer negative Anomalien der bodennahen Lufttempemtur.
Der Einfluß von El Niño konzentriert sich in mittleren und hohen Breiten auf den Pazifik und Nord-
amerika. Es wird im Modell und in den Beobachtungen eine Verstärkung der Zyklonenaktivität im
Bereich des Aleutentiefs festgestellt. Diese ftihrt zu positiven Temperaturanomalien an der V/estküste
Nordamerikas im Winter. Zwischen dem Wintersignal von El Niño und den simulierten Anomalien im
Sommer kann kein deutlicher Unterschied festgestellt werden.
Sowohl im Modell als auch in den Beobachtungen wird in Wintern mit dem kombinierten Anüieb
durch vulkanisches Aerosol und El-Niño-SST-Anomalien das El-Niño-Signal in den Tropen und auf
der westlichen Hemisphtire reproduziert. Auf der östlichen Hemisphtire wird das vulkantypische Ano-
maliemuster schwächer wiedergegeben und nicht nur in der Amplitude modifiziert. Unterschiede zwi-
schen der linaren Überlagerung beider Signale und dem Klimaeffekt, der bei gleichzeitiger Wirkung
beider Antriebsfaktoren auftritt, sind auf das nichtlineare Verhalten sowohl der Modellatmosphäre als
auch des realen Klimasystems zurückzuführen. Das Versagen von linearen Signaltrennungstechniken
bei der Isolation des Vulkansignals von anderen Klimafaktoren wird damit begründet.
Aus der Gegenüberstellung der Modellrechnungen und Beobachtungen folgt, daß mit ca. 9íVoiger
statistischer Sicherheit im ersten Winter nach tropischen Vulkanausbrüchen das modellierte Vulkansi-
gnal in der Beobachtung nachgewiesen werden kann. Das modellierte El-Niño-typische Muster wird
mit9íVoiger Sicherheit håiufiger in Wintem mit gleichzeitig positiver Wasseroberfltichentemperaturan-
omalie im Ospazifik beobachtet. Da nur für 30 Vo der objektiv ausgesuchten Vulkane mit hohem Kli-
mastörungspotential eine Störung der stratosphärischen Temperatur- und Sfömungsverhältnisse
nachgewiesen werden kann, wird gezeigt, daß die Berechnung des vulkantypischen Musters auf Beob-
achtungsbasis sehr stark von der Auswahl der Ereignisse abhåingig ist und für eine Klimavorhersage nur
bedingt nutzbar ist.
Die Prozeßstudien der Modellexperimente offenbaren deutliche Unterschiede im Energiezyklus
unter den Bedingungen beider Klimafaktoren. Im El-Niño-Fall schlägt sich der Zuwachs an latenter
Wtirme in den Tropen signifikant in einer Erhöhung sowohl der potentiellen als auch der kinetischen
Energie des Grundstromes nieder. Im Vulkanfall wird im Modell die stärkste Zunahme im Bereich der
Energie der stationåiren Wellen beobachtet. Die Analyse der Ausbreitung von Wellenenergie verdeut-
licht, daß die Energiezunahme der stationären Wellen mit der Verstärkung des niederstratosphärischen
polaren Wirbels im Winter zusammenhängt.
