Kalifornische Stürme: Trockener Winter wurde vorhergesagt. Warum so viel Regen?

Seit Jahrzehnten spielen zwei Klimamuster im Pazifischen Ozean eine wichtige Rolle bei der Vorhersage des Wetters in Kalifornien und anderen Teilen der Welt. El Niño – eine Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Pazifik – schien für Südkalifornien gleichbedeutend mit nassen Wintern zu sein, während La Niña ein Vorbote der Dürre war.

Doch das Möchtegern-Modell hielt diesen Winter nicht durch. Trotz der Anwesenheit von La Niña brachte eine robuste Serie von 10 Stürmen beeindruckende Niederschläge über Kalifornien, löste Überschwemmungen und Erdrutsche aus, erhöhte den Wasserstand der Stauseen und ließ atemberaubende Schneefälle in die Berge fallen.

Die Sierra Nevada hat eine Schneedecke von 240 % des Durchschnitts für das Datum und 126 % dessen, wo sie bis Anfang April liegen sollte. San Francisco war durchnässt mit mehr als 18 Zoll Regen seit Weihnachten und der feuchtesten 22-Tage-Periode seit 1862. Die Innenstadt von Los Angeles hat seit Oktober mehr als 13 Zoll Regen verzeichnet – mehr als 90 % ihres Jahresdurchschnitts von 14,25 Zoll.

Obwohl der Winter noch nicht vorbei ist und eine erneute Trockenheit nicht ausgeschlossen werden kann, haben die erheblichen Stürme die Erwartungen an einen trockenen Winter übertroffen.

Die Prognose des Climate Prediction Center, einer Abteilung des Nationalen Wetterdienstes, im Oktober deutete darauf hin, dass die Chancen gegen den Golden State standen: Ein seltenes drittes Jahr von La Niña wurde erwartet. Und Kalifornien hatte seine drei trockensten Jahre bereits in den historischen Aufzeichnungen verzeichnet.

Die saisonale Prognose des Zentrums für Dezember, Januar und Februar besagt, dass in Nordkalifornien die Chancen auf eine Trocken- oder Regenzeit gleich sind. Aber für Südkalifornien berichtete die Agentur, dass die Wahrscheinlichkeit von Niederschlägen unter dem Normalwert bei 33 % bis 50 % liege.

Nimmt man den Mittelpunkt dieser Vorhersage – sagen wir 40 % – bedeutet dies, dass es eine Wahrscheinlichkeit von 35 % für nahezu normalen Niederschlag und eine Wahrscheinlichkeit von 25 % für überdurchschnittlichen Niederschlag gibt, sagte David DeWitt, Direktor des Climate Prediction Center.

„Diese Wahrscheinlichkeiten werden relativ bescheiden sein … denn das ist der Stand der Wissenschaft“, sagte DeWitt.

Diese Feinheiten werden jedoch tendenziell weniger beachtet. Leichter zu verstehen war das Endergebnis, wie es in der Erklärung eines Zentrums heißt: „Die größten Chancen für überdurchschnittlich trockene Bedingungen werden in Teilen Kaliforniens prognostiziert“, sowie in anderen südlichen Teilen der Nation.

Typischerweise produziert La Niña trockene Winter in Südkalifornien. Und dieses Muster passte zu den letzten zwei Jahren.

Aber diesen Winter hat sich das geändert. Seit Anfang Dezember hat die Innenstadt von LA mehr als 11 Zoll Regen erhalten – mehr als doppelt so viel wie der Durchschnitt von 4,91 Zoll für diese Zeit und auch über dem gesamten Dezember-Januar-Februar-Durchschnitt von 9,41 Zoll.

Dennoch ist diese Verschiebung keine Anomalie. Tatsächlich war La Niña während einer spektakulären Regenzeit präsent: dem Winter 2016/17.

Die Stürme waren in ganz Kalifornien so intensiv, dass sie eine strafende Dürre beendeten, die von 2012 bis 2017 andauerte. Am Ende des Wasserjahres 2016/17 erhielt die Innenstadt von LA 134 % ihres durchschnittlichen Niederschlags; San Jose erlitt überraschende Überschwemmungen, die Hunderte von Häusern überschwemmten; und eine Stützmauer drohte am zweitgrößten Stausee Kaliforniens einzustürzen, was einen Befehl zur Evakuierung von mehr als 100.000 Menschen flussabwärts des bis zum Rand gefüllten Lake Oroville auslöste.

Diese Saison war so denkwürdig, dass die nördliche Sierra Nevada – entscheidend für die Wasserversorgung des Bundesstaates – die feuchtesten Niederschläge in den historischen Aufzeichnungen verzeichnete. Skifahrer rollten Ende Juni die Berghänge hinunter.

Ein Meteorologe, der davor gewarnt hat, zu viele Eier in den Korb von La Niña zu legen, ist Jan Null, ein ehemaliger leitender Meteorologe des Nationalen Wetterdienstes. Ende 2020, als sich La Niña entwickelte, er getwittert des Phänomens: „Was bedeutet das für die Niederschläge in Kalifornien und den USA? Fast alles!”

Vor vier Monaten, er wieder getwittert: „Bedeutet La Niña automatisch einen weiteren trockenen Winter für Kalifornien? Nicht unbedingt.”

Null, außerordentlicher Professor am Institut für Meteorologie und Klimawissenschaften des Bundesstaates San Jose, hat Daten zusammengestellt, die die Jahre von La Niña und El Niño vergleichen und was sie für den Niederschlag in Kalifornien bedeuteten – oder nicht.

Wenn Sie sich alle La Niña-Ereignisse der letzten 75 Jahre ansehen, fällt in Südkalifornien tendenziell unterdurchschnittlich viel Niederschlag, während es in Nordkalifornien eher ein Würfelwurf ist. Während der La-Niña-Saison seit den 1950er-Jahren fielen beispielsweise an der Küste Südkaliforniens nur 80 % der durchschnittlichen jährlichen Niederschläge, während die San Francisco Bay Area laut Nulls Website 93 % erhielt.

Auf der anderen Seite, während aller El Niños seit den 1950er Jahren, Die Küste Südkaliforniens erhielt 126 % ihres durchschnittlichen Niederschlags, während die Bay Area 109 % erhielt, berechnet Null.

Aber es gibt auch viele denkwürdige Ausnahmen, in denen Regenjahre mit La Niña-Ereignissen zusammenfielen. Einer davon war der Winter 2010/11, der 142 % der durchschnittlichen jährlichen Niederschläge in der Innenstadt von LA brachte. Ein besonders starker Sturm kurz vor Weihnachten verursachte Sturzfluten und Trümmerströme und verursachte Schäden in Höhe von 36 Millionen US-Dollar in Orange County, darunter 12 Millionen US-Dollar in Laguna Beach.

Ein wichtiger Grund, warum El Niño und La Niña in den Köpfen vieler Kalifornier so fest verankert sind wie die Kristallkugel des Winterwetters, ist die Entwicklung der Wissenschaft in den 1980er und 1990er Jahren nach den besonders harten Winterstürmen 1982–83.

Damals gab es keine Möglichkeit, El Niño vorherzusagen. Wissenschaftler „haben damals wirklich nicht einmal verstanden, dass es überhaupt vorkam“, sagte DeWitt, aber später wurde es weltweit mit erheblichem Chaos in Verbindung gebracht. In Kalifornien brachte die Saison 1982/83 den zweitfeuchtesten Jahresniederschlag in die nördliche Sierra und, laut den von Null zusammengestellten Daten, Schäden in Höhe von 2,3 Milliarden US-Dollar in heutigen Dollar, eine der teuersten Überschwemmungssaisonen im Bundesstaat in der letzten Hälfte des Jahres. Jahrhundert.

Anfang 1983 war El Niño so stark, dass Stürme die Piers entlang der kalifornischen Küste dezimierten. Ein mittlerer Teil des Wahrzeichens des Seal Beach Pier stürzte ein und die Spitze des historischen Piers von Santa Monica wurde ins Meer gespült. Ein Sturm Ende Januar beschädigte 1.000 Häuser zwischen Santa Barbara und der mexikanischen Grenze, als die starke Brandung durch ungewöhnlich hohe Gezeiten verschlimmert wurde, die die Küstenviertel heimsuchten.

Es war dieser Schock, der Wissenschaftler dazu veranlasste, Wege zu finden, um den nächsten El Niño vorherzusagen. Das Versäumnis, das Ereignis von 1982–83 vorherzusagen, führte zur Entwicklung einer Reihe von Instrumenten, die erfolgreich einen weiteren El Niño in den Jahren 1997–98 vorhersagten, der mit Rekordstärke eintraf.

Es gab „massive Überschwemmungen an der Westküste, insbesondere in Kalifornien. Und es war gut vorhergesagt“, sagte DeWitt. Der Schaden in Kalifornien war schwerwiegend – mit mindestens 17 Todesfällen – und brachte Los Angeles den nassesten Februar seit Beginn der Aufzeichnungen.

„Und dann das nächste Jahr, 1998–99, war ein starkes La Niña, und Sie haben genau das Gegenteil gesehen … diese sehr trockenen Bedingungen“, sagte DeWitt.

„Und das hat vielen Menschen – einschließlich der wissenschaftlichen Gemeinschaft – ein paar Botschaften eingeprägt: Erstens, dass Sie das bei El Niño und La Niña immer sehen würden, insbesondere bei denen mit erheblicher Stärke; und dass dies im Grunde ein gelöstes Problem war.

„Und keiner davon war jemals wahr“, fügte DeWitt hinzu.

Er erinnert sich, dass sein Vorgänger im Climate Prediction Center vor dem Kongress über den bevorstehenden El Niño von 1997–98 und seine vorhergesagten Auswirkungen aussagte, eine Prognose, die am Ende ins Geld ging. „Und es hat dieses Vertrauen geschaffen, dass Sie sich immer darauf verlassen können, nur zu wissen … die El Niño/La Niña-Phase, und das würde Ihnen eine sehr genaue Niederschlagsvorhersage geben, insbesondere für Kalifornien. Und das ist wissenschaftlich einfach nicht wahr.“

Mit anderen Worten, die Wettereffekte von El Niño und La Niña treten normalerweise auf – bis sie es nicht tun, und manchmal auf spektakulär enttäuschende Weise.

Als 2015 ein drittes überdimensionales El Niño-Ereignis auftauchte, bestand die Hoffnung, dass es die Aussicht auf große, Dürre-löschende Stürme für Kalifornien erhöhen würde. Stattdessen erhielt die Innenstadt von LA weniger als 50 % ihres durchschnittlichen Niederschlags; San Francisco war mit seiner durchschnittlichen Jahresbilanz ausgeglichen; und die nördliche Sierra lag nur 9 % über ihrem durchschnittlichen Jahresniederschlag.

„Unter dem Strich wird es Ihnen früher oder später peinlich sein, wenn Sie jeden El Niño als nass und jeden La Niña als trocken zählen“, sagte der pensionierte Klimatologe Bill Patzert.

Patzert erwarb sich den Ruf, bei den von El Niño und La Niña beeinflussten Wettermustern „so richtig wie Regen“ zu sein, aber er gehörte zu denen, die 2015/16 auf einen nassen Winter in Kalifornien setzten. Er stellt jedoch fest, dass Texas in diesem Frühjahr stark von Überschwemmungen heimgesucht wurde und der Süden von Texas während eines El Niño-Ereignisses zu überdurchschnittlichen Niederschlägen neigt.

Im Wetterspiel seien El Niño und La Niña immer noch die Superstars, ähnlich wie Stephen Curry von den Golden State Warriors, sagte Null.

„Aber es gibt immer noch Nächte, die Klay Thompson oder Draymond Green übernehmen“, fügte Null hinzu. Mit anderen Worten, es ist möglich, dass andere Faktoren die Auswirkungen eines normalen El Niño oder La Niña minimieren.

Tatsächlich haben sich die jüngsten Korrelationen zwischen El Niño und La Niña und den Niederschlägen in Kalifornien „nicht wirklich bewährt“, sagte Marty Ralph, Direktor des Zentrums für westliche Wetter- und Wasserextreme an der Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego .

Die Korrelation ist unvollkommen, was bedeuten könnte, dass „es einige Prozesse gibt, die diese Korrelation unterbrechen und stören“, sagte Ralph.

Während also La Niña und El Niño das Wetter in Südkalifornien beeinflussen, kann ein anderes Phänomen, das als Madden-Julian-Oszillation bekannt ist, beeinflussen, ob Stürme auftreten. Und anstatt Monate im Voraus vorhergesagt zu werden, können sie nur Wochen im Voraus vorhergesagt werden.

Die Madden-Julian-Oszillation – oder MJO – ist getrennt von La Niña und El Niño. Es beginnt mit einer riesigen Fläche extra großer Niederschläge, oft in Form tropischer Gewitter, die dazu neigen, sich vom Indischen Ozean nach Osten in den Pazifik zu bewegen, sagte Ralph. Das kann eine enorme Menge an latenter Wärme in die Atmosphäre freisetzen und durch diese Aktion die Sturmspuren beeinflussen und ob sie Kalifornien treffen.

Aber selbst die MJO-Korrelation ist nicht perfekt. Ralph erinnert sich, dass es über einen Zeitraum von vier Jahren zwei Jahre gab, in denen der MJO mit atmosphärischen Flüssen korrelierte, die Kalifornien erreichten. In den anderen zwei Jahren kam die Beziehung nicht zustande.

Ralph nahm an, dass etwas die Korrelation stören musste, wenn das Muster nicht funktionierte. „Und siehe da, etwa drei, vier Jahre später gab es eine Studie – eine brillante Studie – die in der Stratosphäre etwas gefunden hat, das man die quasi zweijährige Oszillation nennt“, was die Verbindung zwischen dem MJO und dem Wetter stören kann Westküste.

„Das Fazit ist: Es gibt noch viel mehr darüber zu lernen, was die Niederschlagsanomalien für die Saison, für die Regenzeit an der Westküste kontrolliert“, sagte Ralph.

Was den Rest des Winters betrifft, befindet sich Kalifornien in den nächsten Wochen in einer Trockenperiode. Aber DeWitt sieht sich das MJO genau an, um Hinweise darauf zu erhalten, was der Februar bringen wird, da sich diese Antwort als wichtig für die Wasserversorgung Kaliforniens erweisen wird. Einige spezifische Phasen des beobachteten MJO wurden bereits mit der Reihe von atmosphärischen, von Flüssen angetriebenen Stürmen in Verbindung gebracht, die kürzlich Kalifornien heimgesucht haben.

Und jetzt deuten die Bedingungen auf den Beginn eines neuen MJO hin. Wenn es in seinen ersten Phasen bleibt und dann stirbt, würde das ein schlechtes Zeichen für mehr Regen für Kalifornien sein. Aber wenn es so weitergeht, könnte der Staat Mitte oder in der dritten Februarwoche mit ähnlichen Starkregenbedingungen konfrontiert sein, sagte DeWitt.

„Das bedeutet nicht, dass wir so intensive atmosphärische Flüsse haben werden oder dass wir dasselbe Maß an sehr hohen Niederschlagsraten haben werden [as we did recently]aber es hätte eine erhöhte Niederschlagswahrscheinlichkeit über Kalifornien “, sagte DeWitt.