Klima-Kipppunkte erklärt: Wie weit ist zu weit?

Der Begriff "Kipppunkt" beschwört natürlich Bilder herauf, in denen man sich am Rande einer Klippe oder an einem Ort befindet, an dem Gefahr droht.

Dieser Artikel befasst sich eingehend mit den Kipp-Punkten des Klimas, wo es sie gibt und welche Folgen sie für den Einzelnen und die Umwelt haben. Lass uns gleich darauf eingehen, was Kipp-Punkte sind und warum wir daran arbeiten müssen, sie zu vermeiden!

Die aktuelle Realität des Klimakipppunkts.  

Ein Klima-Kipppunkt ist ein Begriff, der in der Klimawissenschaft häufig verwendet wird, um kritische Grenzen zu beschreiben, deren Überschreitung zu katastrophalen und irreversiblen Schäden an unseren Klimasystemen führen könnte, die das Klima der Erde seit Tausenden von Jahren relativ stabil gehalten haben. Die internationale Aufmerksamkeit wurde erstmals vor fast zwanzig Jahren durch den Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) auf diese Klimakipppunkte gelenkt. Klimaexperten berichteten, wie

"Der vom Menschen verursachte Klimawandel hat das Potenzial, großflächige Veränderungen im Erdsystem auszulösen, die auf regionaler oder globaler Ebene schwerwiegende Folgen haben könnten."

Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieser Publikation und der Ergebnisse (2001) zeigten die vorliegenden Daten, dass das Erreichen eines Kipppunktes als möglich angesehen wurde, wenn die globale Erwärmung um etwa 5°C über vorindustrielles Niveau. Allerdings ist eine Studie 2015 präsentierte neue Daten aus mehreren Simulationen der globalen Erwärmung, die zeigten, dass 18 von 37 "regionalen abrupten Veränderungen" unter 2°C stattfanden. Diese neuen Erkenntnisse hatten großen Einfluss auf das Pariser Abkommen von 2015, das 196 Länder unterzeichneten, um die Erderwärmung deutlich unter 2°C zu halten. Nachfolgende Studien des IPCC in den Jahren 2018 und 2019 zeigten außerdem, dass wir bestimmte Kipp-Punkte bei einer globalen Erwärmung von 1°C bis 2°C sehr wohl überschreiten könnten. Das ist eine alarmierende Nachricht, denn seit der industriellen Revolution hat sich unser Planet bereits um 1,2°C erwärmt.

Ein genauerer Blick auf Klimakipppunkte und wo sie existieren. 

Kipp-Punkte des Klimas können aus der Perspektive kleiner, scheinbar unbedeutender Klimaveränderungen betrachtet werden, die eine sich verstärkende Schleife erzeugen können, die das Klimasystem der Erde potenziell "kippen" und eine Reihe von Klimakatastrophen auslösen könnte. Ein typisches Beispiel wäre ein Anstieg der globalen Temperatur, der die Häufigkeit von Waldbränden erhöht und durch das Verbrennen von Bäumen Kohlendioxid in die Atmosphäre freisetzt, das schließlich zu einem Anstieg der globalen Temperatur beiträgt, was wiederum zu noch mehr Waldbränden führt. Eine endlose, katastrophale Rückkopplungsschleife.

Der IPCC hat in der Bewertungsbericht 6 (AR6)), nannte mehrere Gründe zur Sorge. Klimaexperten haben Bereiche identifiziert, in denen diese Kipppunkte existieren, und sie lassen sich grob in drei Hauptkategorien einteilen: Meer, Eis und Land. Von wütenden Waldbränden über schmelzende Gletscher bis hin zum Absterben von Korallenriffen. Diese Kipppunkte können eine zerstörerische Verstärkungsschleife auf dem Planeten auslösen. 

Der Kipppunkt im Meer.

  • Atlantische meridionale Umwälzzirkulation (AMOC)

Die Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation (AMOC) ist ein Strömungssystem im Atlantischen Ozean, das warmes Wasser aus den Tropen und darüber hinaus nach Europa bringt. Die AMOC ist Teil eines globalen Ozeanzirkulationsmusters, das auf der "Tiefenwasserbildung" beruht. Unter Tiefenwasserbildung versteht man das Absinken von kaltem, schwerem, salzigem Wasser auf den Grund der Jahreszeit, ein sich wiederholender Prozess, der den AMOC-Effekt erzeugt. Da die globale Erwärmung zunimmt, wird das salzige Meerwasser nun durch Süßwasser verdünnt. erklärt dieses Phänomen:

"Die Verdünnung geschieht durch vermehrte Regenfälle und das Abschmelzen des Kontinentaleises in der Nähe des grönländischen Eisschildes. Dadurch wird das Wasser leichter und kann nicht mehr absinken - oder zumindest nicht mehr so schnell - was den gesamten Motor der globalen Umwälzzirkulation verlangsamt."

Professor Stefan Rhamstorf, ein Klimatologe am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung in Deutschland,
Ein Überblick über den Verlauf der thermohalinen Zirkulation. Die blauen Pfade stellen die Tiefwasserströmungen dar, die roten Pfade die Oberflächenströmungen.

Der genaue Kipppunkt der AMOC ist aufgrund der komplexen Natur des Systems schwer zu bestimmen. Die Forschung hat jedoch gezeigt, dass der AMOC hat sich um etwa 15% abgeschwächt bis jetzt. Wenn die AMOC ihren Kipppunkt überschreitet, könnte dies zu einer jahrzehntelangen, irreversiblen Schädigung des globalen Zirkulationssystems führen. 

  • Korallenriffe

Korallenriffe sind auch ein Meeresklima-Kipppunkt, der viel Aufmerksamkeit erfordert. Sie reagieren wissenschaftlich gesehen am empfindlichsten auf die globale Erwärmung, wie eine Studie im Jahr 2007. In den letzten 4 Jahrzehnten haben wir immer häufiger eine Massenbleiche von Korallenriffen aufgrund von marine Hitzewellenderen Auswirkungen durch die menschliche Erwärmung noch verschlimmert wurden. Wenn die Riffe über längere Zeit hohen Meerestemperaturen ausgesetzt sind, treiben sie Zooxanthellen aus, winzige, bunte Algen, die die Riffe mit Energie für die Photosynthese versorgen. Ohne diese Algen sterben die Riffe langsam ab. Wenn sie diesen Bedingungen dauerhaft ausgesetzt sind, kann dies zum Tod großer Korallenriffgemeinschaften führen. 

Ein gesundes Korallenriff (rechts) neben einem völlig ausgebleichten Korallenriff (links) - Foto vom XL Catlin Seaview Survey

Korallenriffe sind nicht nur von steigenden Meerestemperaturen betroffen. Es gibt noch andere Risikofaktoren wie Überfischung, Ozeanversauerung, Sturmschäden und mögliche Verschiebungen der Ozeanzirkulationssysteme, die die Existenz von Korallenriffen stark beeinträchtigen können. Eine Studie von Nature aus dem Jahr 2020 zeigt, dass Korallenriffe, wenn sie einmal gekippt sind, in weniger als 15 Jahren zusammenbrechen können. Diese Meeresorganismen sind für die Bindung von etwa ¼ der gesamten Kohlenstoffemissionen auf dem Planeten verantwortlich und bieten Nahrung, Einkommen und Schutz vor Stürmen für etwa eine Milliarde Menschen. Der Zusammenbruch von Korallenriffen kann Auswirkungen haben, deren Ausmaß noch nicht absehbar ist. 

Eisbasierte Kipppunkte.

  • Grönland
Das schmelzende Grönland-Eisschild. Foto: Christine Zenino

Grönland beherbergt das zweitgrößte Eisschild der Welt. Er enthält genug Wasser, um den globalen Meeresspiegel um 7,19 Meter anzuheben. Der Zerfall des grönländischen Eisschilds könnte die globalen Küstenlinien völlig neu gestalten. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schätzen jedoch, dass es etwa ein Jahr dauern würde. tausend Jahre dass sich das Eisschild vollständig auflöst. Das Jahr 2019 erzählte jedoch eine andere Geschichte, denn es verlor 532 Milliarden Tonnen Das ist ein erstaunlicher Rekord, wenn man bedenkt, dass es zwischen 1992 und 2008 4 Billionen Tonnen Eis verloren hat. 

"Es ist unwahrscheinlich, dass die Grönlandeisschmelze abrupt abbricht, aber es ist klar, dass es eine Schwelle gibt, jenseits derer der Zusammenbruch unumkehrbar ist.

Klimaforscher Dr. Ruth Mottram der Dänisches Meteorologisches Institut,

Das Abschmelzen des grönländischen Eisschildes trägt bereits zum Anstieg des Meeresspiegels bei, der jährlich um 0,07 mm zunimmt. Studien zeigen, dass in den letzten drei Jahrzehnten sowohl die Hitze im Ozean als auch die steigenden globalen Temperaturen zum Zerfall des grönländischen Eisschildes beigetragen haben. Ein anhaltender Anstieg der globalen Temperaturen kann den Gletscher unwiderruflich zum Schmelzen bringen. 

  • Antarktis

Die Antarktis besteht aus 5 Regionen, wobei das Hauptaugenmerk darauf liegt, wie das Klima die Westantarktis beeinflusst. Obwohl sie kleiner ist als die Ostantarktis, enthält sie genug Wasser, um den Meeresspiegel dauerhaft um 3,3 Meter anzuheben, was zu einer drastischen Veränderung der Küstenlinien führen kann. In der Westantarktis befindet sich der Thwaites-Gletscher, der auch als "Gletscher des Jüngsten Gerichts" bezeichnet wird und über eine Billion Kubikmeter Eis in den Ozean geschüttet hat. Wissenschaftler versuchen herauszufinden, ob der Thwaites-Gletscher bereits einen Kipppunkt erreicht hat. 

Thwaites "Doomsday"-Gletscher, der in der Westantarktis liegt.

Forschung gezeigt dass die Gletscher in diesem Sektor "eine Instabilität des Meereises erleben, die in den kommenden Jahrzehnten bis Jahrhunderten erheblich zum Anstieg des Meeresspiegels beitragen wird".

Landgebundener Kipppunkt.

  • Boreale Wälder.

Die borealen Wälder beherbergen das größte Ökosystem der Erde. Sie machen etwa 30% der weltweiten Waldfläche aus und erstrecken sich über 1,5 Milliarden Hektar (607 Millionen Hektar) des Planeten. Er ist ein sehr wichtiger Kohlenstoffspeicher, der 30%-40% des gesamten an Land gebundenen Kohlenstoffs enthält. Der größte Teil davon ist in den kalten, feuchten Böden und in einigen Gebieten im Permafrostboden gespeichert. Diese Kohlenstoffsenke ist in letzter Zeit durch häufigere Waldbrände und trockenere globale Bedingungen in Gefahr geraten. Obwohl Waldbrände ein Teil des natürlichen Prozesses sind, haben die steigenden Temperaturen ihre Häufigkeit und die Brandflächen stark erhöht und bedrohen damit die riesigen gespeicherten Kohlenstoffreserven.

Die Waldbrände in den borealen Wäldern verschlingen dreimal so viel Fläche wie im Durchschnitt der vergangenen Jahre.

Im Jahr 2014 wüteten die Waldbrände in 8,6 Millionen Hektar (34,8 Millionen Hektar) des borealen Waldes, verglichen mit dem üblichen Durchschnitt von 1,5 Millionen Hektar (607.000 Hektar), die Freigabe 94 Millionen metrische Tonnen von Kohlenstoff in die Atmosphäre. Im Jahr 2020 wurden 26,9 Millionen Hektar (10,8 Millionen Hektar) borealer Wälder in Sibirien abgefackelt, als Die Temperaturen stiegen auf bis zu 100oF (37.7oC) in Teilen der Arktis. Während verstärkte Waldbrände ein offensichtlicher Kipppunkt in den borealen Wäldern sind, bedeutet die Umwandlung dieser Wälder in Tundren und Grasland, dass deutlich weniger CO2 in ihnen gebunden wird.

  • Regenwald

Der Amazonas-Regenwald ist der größte Regenwald der Erde. Er erstreckt sich über neun Länder und beherbergt Millionen von Pflanzen, Tieren und Biomen verschiedener Art. Wie der Name schon sagt, braucht der Regenwald extrem nasse und feuchte Bedingungen, um erhalten zu werden. Mit den steigenden globalen Temperaturen ist der Amazonas-Regenwald jedoch mit einer noch nie dagewesenen Trockenheit konfrontiert. 

" Ich habe es noch nie so gesehen, weder vorher noch später, ich erinnere mich, dass Setzlinge vertrockneten und starben, kleine Schösslinge wurden trockener, die Blätter wurden braun."

Mit diesen Worten beschrieb David Lapola, Forscher an der Universität von Campinas in Brasilien, den Amazonas-Regenwald im September 2015. Dies war eine Folge der Klimabedingungen, die als "El Niño" bezeichnet werden. Als Folge der globalen Erwärmung sind die Hitzewellen im Amazonasgebiet in letzter Zeit um ein Vielfaches intensiver, als sie sein sollten, und die Niederschläge gehen deutlich zurück. Der Amazonas-Regenwald beherbergt 150-200 Milliarden Tonnen Kohlendioxid. Im Jahr 2015 hat El Niño dazu geführt, dass 2,5 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in die Atmosphäre gelangten.

Der Amazonas nähert sich schnell seinem Kipppunkt, der bei 25% der gesamten Abholzung des Amazonas liegt.
Ungefähr 17% des Amazonaswaldes sind in den letzten 40 Jahren verschwunden. 

Eine weitere, ebenso verheerende Bedrohung des Amazonaswaldes, die den Amazonas weiter am Kipppunkt der Entwaldung. Große Teile des Regenwaldes wurden für Landwirtschaft, Bergbau und andere umweltschädliche Aktivitäten abgeholzt. Die Forschung zeigt, dass bis zu 20-25% vom Amazonas Regenwald abgeholzt wird, eine Auslösestelle überquert werden und den Regenwald in eine Savanne verwandeln. Das ist ein Grund zur Sorge, denn rrund 16% des Amazonaswaldes sind verschwunden bereits. Abgesehen von den katastrophalen Auswirkungen auf den Planeten hat das Überschreiten des Kipp-Punkts im Amazonas-Regenwald auch erhebliche sozioökonomische Auswirkungen, die sich schätzungsweise auf zwischen $0.9 - 3,6 Billionen Dollar über 3 Jahrzehnte.

Hier ist, was wir gegen Kipppunkte tun können. 

Es gibt mehrere andere Kipppunkte von geringerer ökologischer Tragweite, die eine ebenso große Bedrohung darstellen, da sie eine Verstärkungsschleife erzeugen könnten, die zu einer noch schlimmeren Umweltsituation führen würde. Auch wenn diese Kipp-Punkt-Szenarien düster erscheinen und Angst schüren, erfüllen sie doch einen viel größeren Zweck, indem sie das Bewusstsein für die Situation schärfen und den Nationen und Einzelpersonen die Möglichkeit geben, Verantwortung zu übernehmen und die Situation im Keim zu ersticken.

Der Umgang mit Kipp-Punkten erfordert einen vielschichtigen Ansatz. Hier sind einige wichtige Handlungsfelder:

1. Milderung:

  • Reduzierung der Treibhausgasemissionen: Das Hauptaugenmerk liegt auf der raschen Verringerung der Emissionen von Kohlendioxid und anderen wärmespeichernden Gasen, um das Erreichen kritischer Schwellenwerte zu verhindern. Dazu gehört der Umstieg auf erneuerbare Energiequellen, die Verbesserung der Energieeffizienz und die Dekarbonisierung verschiedener Sektoren wie Verkehr und Industrie.

2. Anpassung:

  • Auf Auswirkungen vorbereiten: Auch wenn wir uns bemühen, den Klimawandel einzudämmen, ist ein gewisses Maß an Veränderung unvermeidlich. Deshalb ist es wichtig, sich an die zu erwartenden Folgen des Klimawandels anzupassen. Dazu gehört die Stärkung der Widerstandsfähigkeit der Infrastruktur, der Landwirtschaft und der natürlichen Ökosysteme.

3. Forschung und Überwachung:

  • Besseres Verständnis: Es ist wichtig, unser wissenschaftliches Verständnis von Kipp-Punkten zu verbessern. Dazu gehört die kontinuierliche Erforschung potenzieller Kippelemente, ihrer Schwellenwerte und möglicher Folgen. Außerdem werden robuste Überwachungssysteme benötigt, um Veränderungen dieser Elemente zu verfolgen.

4. Internationale Zusammenarbeit:

  • Kollektives Handeln: Die Bewältigung von Kipp-Punkten ist eine globale Herausforderung, die internationale Zusammenarbeit erfordert.expand_more Die Länder müssen zusammenarbeiten, um wirksame Minderungs- und Anpassungsstrategien umzusetzen, Wissen und Ressourcen zu teilen und Mechanismen für gemeinsame Maßnahmen zu entwickeln.

5. Öffentliches Bewusstsein und Engagement:

  • Einzelpersonen und Gemeinschaften stärken: Die Sensibilisierung der Öffentlichkeit für Kipp-Punkte und ihre möglichen Folgen ist entscheidend. Dies kann das Engagement des Einzelnen und der Gemeinschaft bei der Unterstützung von Abschwächungs- und Anpassungsmaßnahmen fördern.

Staaten und Unternehmen haben mit verschiedenen Zusagen reagiert, wie zum Beispiel der Pariser Abkommen 2015 und andere internationale Verpflichtungen, die den Wunsch zeigen, dass wir diese Kipppunkte nie erreichen. Es liegt viel Verantwortung bei den Einzelnen, nachhaltig zu leben und weniger zur globalen Klimasituation beizutragen.

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