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Die Kipp-Punkte des Klimawandels. Ab hier gibt es kein Zurück.

Was, wenn der fortschreitende Klimawandel uns die Handlungsfähigkeit nimmt und sich nicht mehr aufhalten lässt? Forscher*innen haben sogenannte Kipp-Punkte identifiziert, die genau diesen Effekt beschleunigen könnten. Was dahinter steckt, erfahrt ihr in diesem Beitrag.

Bevor die Theorie der Kippelemente publik wurde, ging man von einer linearen globalen Erwärmung aus. Dies haben Forscher mittlerweile widerlegt: „Unser Artikel zeigt, dass wir die Vorstellung eines langsam und gleichmäßig  verlaufenden Klimawandels aufgeben sollten“, beschreibt Tim Lenton, Klimawissenschaftler und einer der Leitautoren des viel zitierten Artikels „Tipping elements in the Earth’s climate system“ („Kippelemente im Klimasystem der Erde“. In vielen Regionen gebe es Potenziale, die die Erderwärmung extrem beschleunigen könnten. Und das ganz plötzlich und unumkehrbar. 

Was sind Kippelemente?

Der Begriff “Kippelemente” wurde von dem deutschen Klimaforscher Hans Joachim Schellnhuber eingeführt. Vereinfacht gesagt handelt es sich dabei um bestimmte Schwellenwerte, die durch externe Einwirkungen (vor allem durch den Menschen) zu einem Punkt getrieben werden, an dem sie “kippen”. Das heißt, dass bestimmte Punkte erreicht werden, die dann teilweise, auch mit Eingriffen, nicht mehr umgekehrt werden können. Das Ökosystem kann sich nicht mehr selbst regenerieren. Die Folgen können laut Umweltbundesamt langfristige und starke Klimaveränderungen sein, die die Anpassungsfähigkeit der menschlichen Gesellschaft stark fordern oder sogar übersteigen könnten.

In der Forschung wurden sechzehn dieser Kipppunkte identifiziert, auch im Hinblick auf Regionen, die besonders sensibel auf externe Eingriffe reagieren. Unklar ist oft, wann diese Punkte erreicht werden. Diese können sehr langsam, aber auch plötzlich “kippen”. 

Das Problem: Wenn diese Schwellen erreicht sind, wird ein in vielen Fällen unumkehrbarer Prozess in Gang gesetzt, selbst, wenn das Klima in den betroffenen Regionen wieder in den vorherigen Zustand versetzt wird. Sie setzen also weitere, stufenweise Reaktion (=Kaskadeneffekt) oder Kettenreaktionen in Gang. 

Ein Beispiel: Die großen Eisschichten des Planeten reflektieren einen großen Teil des Sonnenlichts. Schmelzen die Bestände, dann gelangt auch immer mehr Sonnenlicht auf den Boden und in das Meer. Das Sonnenlicht wird also nicht mehr so stark reflektiert. Vielmehr nehmen das freigelegte Meer und der Boden die Wärme auf. In der Folge schmilzt das Eis noch schneller und die Erderwärmung verstärkt sich.

Zurzeit werden weitere mögliche Kipppunkte identifiziert und auch über die Wahrscheinlichkeit debattiert, wann und wie stark diese eintreffen. Auch ist unklar, ob sie in gewissen Bereichen, zum Beispiel in Bezug auf das arktische Meereis, bereits überschritten sind. Die Wechselwirkungen und der Einfluss der verschiedenen Auswirkungen aufeinander ist momentan in vieler Hinsicht noch unklar und schwer zu überblicken.

„Wir haben die zwingende wissenschaftliche Beweislage dafür ergänzt, dass der Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur auf zwei Grad Celsius begrenzt werden muss, um unbeherrschbare Auswirkungen des Klimawandels zu vermeiden“, fasst Schellnhuber bereits 2009 (!) in einem Interview zusammen. 

Auch der IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) korrigiert in Sonderberichten aus den Jahren 2018 und 2019 seine ursprüngliche These von 2001: Während damals noch davon ausgegangen wurde, dass das Erreichen von Kipppunkten erst bei einer Erderwärmung von fünf Grad eintrete, gehen sie jetzt davon aus, dass einige schon bei einer Erwärmung zwischen eins und zwei Grad überschritten werden könnten. 

Werden bestimmte Temperaturanstiege und die damit verbundenen Folgen erreicht, dann reicht es nicht mehr, gewisse Maßnahmen einfach wieder abzuändern. Viele der Elemente sind irreversibel und das System wird nachhaltig geschädigt. Ab einem bestimmten Punkt ist der Klimawandel also nicht mehr abzuwenden, er würde sich dann in einer Art Kaskade ohne menschliches Zutun vollziehen. Es gilt daher das Prinzip der Vorsorge. Die Kipppunkte sind identifiziert, die Auswirkungen und Folgen des Klimawandels bekannt. Die Reaktion muss jetzt erfolgen, bevor die Kippelemente uns die Handlungsfähigkeit nehmen.

Welche Kipp-Elemente wurden identifiziert?

1. Eis

Dass die Eisschichten des Planeten für das Klima eine wichtige Rolle spielen, ist den meisten von uns bekannt. Folglich hängen auch viele Kipp-Punkte mit den Eismassen zusammen. Von Klima-Forscher*innen wird das Erreichen jener Kipp-Punkte als die größte Bedrohung für die Menschheit eingeschätzt.

Das Schmelzen des arktischen Meereises beispielsweise legt Teile des Meeres frei. Die freigelegten Flächen können die Sonne nicht so stark reflektieren wie das Eis und werden dadurch zusätzlich erwärmt, was zu einer schnelleren Eisschmelze führt. Diese Wechselwirkung zwischen eisbedeckter Oberfläche und dem globalen Klima wird in der Fachsprache Eis-Albedo-Rückkopplung genannt.

Auch größere eisbedeckte Landflächen drohen zu schmelzen, beispielsweise in Grönland oder in Tibet. Das westantarktische Eisschild ist ebenfalls betroffen.

Immer wärmer werdende Sommer und kaum entlastende Winter führen weiterhin zu einer kontinuierlichen Abnahme der Eisbestände. Die Kipp-Punkte seien hier unter Umständen bereits erreicht, befürchten Klimaforscher*innen.

2. Permafrost

Auch in Permafrostgebieten vor allem rund um Russland oder Kanada wurde ein Kipp-Punkt identifiziert. Hier werden riesige Methan-Ablagerungen im Boden der Ozeane vermutet. Dieses Methan wird bislang durch die tiefen Temperaturen gebunden. Ein Temperaturanstieg könnte diese Mengen an Methan allerdings freisetzen und in die Atmosphäre transportieren. Noch ist unklar, wie groß die Methan-Ablagerungen sind. Vermutet wird ein Hundertfaches an Methan, welches sich schon jetzt in der Atmosphäre nachweisen lässt. Weiterhin ist noch nicht abschließend geklärt, wie die Methan-Vorkommen auf eine Erwärmung reagieren, also wie stabil sie sind.

3. Ozeane und Ozonlöcher

Generell haben viele Kipp-Punkte mit den Ozeanen zu tun: Mit den Temperaturen der Meere, mit verschiedenen Strömen, der Aufnahmefähigkeit von Kohlendioxid oder auch dem Absterben von Korallenriffen.

Als weitere Faktoren mit Potenzial zu Kipp-Elementen wurden die Ozonlöcher über der Antarktis oder dem Nordpol identifiziert. Oft sind die Auswirkungen von Treibhausgasen auf dem Land schneller zu spüren als in den Ozeanen. Vor allem zeigt sich das beim indischen und westafrikanischen Monsun. Die Luftzirkulation reagieren äußerst sensibel auf die verschiedenen Gase und werden in Folge dessen verstärkt oder abgeschwächt.

4. Wälder

Auch verschiedene Wälder wurden in einigen Fällen als Kipp-Punkte identifiziert. Trockenperioden, Dürren und auch Abholzung schädigen die Wälder der hohen nördlichen Breiten. Ein Waldsterben würde große Mengen an gespeichertem CO2 freisetzen. Zwar hätte eine Abholzung an diesem Standort vorerst einen kühlenden Effekt, da die Sonne statt auf die dunklen Bäume nun auf die weiße Schneefläche fällt und so reflektiert wird. Dennoch wären die Folgen bezogen auf den Klimawandel verheerend.

Auch der amazonische Regenwald ist ein wichtiger Kipp-Punkt, der massiv durch Abholzung und auch durch den fortschreitenden Klimawandel bedroht ist. Der Niederschlag wird von der Pflanzenwelt aufgenommen, gespeichert oder verdunstet. Ohne diese Verwertung würde der Regen in den Boden einsickern oder über Flüsse ins Meer fließen. Beschädigt also eine Veränderung des Klimas diese Wälder, könnte das System zusammenfallen. Die Folgen wären erheblich, da der Regenwald eine große Menge an CO2 gebunden hat.

Noch ist unklar, wann und wie abrupt die Kipp-Elemente eintreten werden und wie die Folgen sich auf weitere Teile des Ökosystems auswirken. Dennoch, die ersten Grenzen scheinen schon jetzt unumkehrbar überschritten zu sein. Vor allem bezogen auf das Meereis in der Arktis halten Wissenschaftler*innen es für möglich, dass in absehbarer Zeit Sommer ohne arktisches Eis geben könnte.

Für den Menschen würde ein solcher Wandel aller Wahrscheinlichkeit nach verheerende Folgen, vor allem auf einer gesellschaftlichen Ebene, nach sich ziehen.  

Exakte Vorhersage ist schwierig

Der Klimawandel als unaufhaltsames Szenario? In der Tat, die Theorie einer Kettenreaktion von Kipp-Punkten klingt beängstigend.

Trotzdem muss man die Forschung auch aus einem kritischen Gesichtspunkt betrachten. Noch sind die Wechselwirkungen der verschiedenen Kipp-Punkte nicht vollends erforscht. Viele Auswirkungen auf das Ökosystem können deshalb nicht vorhergesagt oder in Modellen simuliert werden. Tim Lenton, einer der Autoren des Leitartikels zum Thema Kipp-Elemente, hat daher die verschiedenen Szenarien und Prozesse bezüglich ihrer Wahrscheinlichkeit und ihrer Sensitivität eines Temperaturanstiegs eingeordnet. Während beispielsweise die Eisschmelze in der Arktis eine sehr hohe Sensitivität gegenüber der Erderwärmung aufweist, wird dem Absterben des borealen Waldes oder dem Regenwald nur eine mittlere Sensitivität zugesprochen. Dies liegt aber vor allem daran, dass über diese Bereiche die grundlegenden Forschungen über physikalische Mechanismen fehlen und daher der Zeitpunkt und die Intensität der Kipp-Punkte nicht vorhergesagt werden kann. 

Dass die wissenschaftlichen Szenarien dennoch ernstzunehmen sind, zeigen in vielen Bereichen bereits erste Auswirkungen, vor allem beim Schmelzen großer Eismassen im arktischen Meer. Die Unsicherheit des Eintretens ist daher keine Ausrede, um tatenlos zu bleiben.

Umweltbundesamt fordert politisches Handeln

Das Umweltbundesamt hat daher in einem Hintergrundpapier Handlungsmöglichkeiten erläutert, um der Gefahr entgegenzuwirken. In dem Papier wird klar politisches Handeln gefordert. Einerseits, um die Kipp-Punkte weiter zu erforschen und mit einer Emissionsverringerung zu reagieren. Andererseits aber auch, um sich rechtzeitig an mögliche Folgen der eintretenden Klimaveränderung anzupassen.

Das Umweltbundesamt bezieht sich vor allem auch auf die Forderungen, die in diversen Klimaverträgen beschlossen wurden. Das sogenannte 2-Grad-Ziel sieht vor, die globale Erwärmung auf diesen Wert zu beschränken. (Idealer 1.5 Grad.)

“Die Menschheit müsste schlagartig alle CO2-Emissionen stoppen, um eine Erwärmung von 1,5 °C nicht zu überschreiten. Da das undenkbar ist, müsste sofort mit einer radikalen Reduzierung der Emissionen auf nahezu die Hälfte in 10 Jahren begonnen werden. Nach Einschätzung des Wissenschaftlichen Beirats Globale Umweltveränderungen (WBGU) kann die Erderwärmung nur dann deutlich unter 2 °C begrenzt werden, wenn die globalen CO2-Emissionen etwa im Jahr 2020 ihren Scheitelpunkt erreichen”, steht im Bildungsserver Wiki.

Die USA sind bereits vom Pariser Klimaabkommen zurückgetreten. Die Einhaltung wird nicht nur aus diesem Grund sehr schwierig. 

Was muss geschehen?

Laut Weltklimarat ist das Ziel mit der bestehenden Technik zu erreichen. Es geht wie immer um Anreize für Investitionen und Entwicklungen, die eine klimaschonende Industrie in Serienreife ermöglicht.

Natürlich muss sich auch mit den Klimawandelfolgen auseinandergesetzt werden. Wie kann auf vermehrte Dürren und Wasserknappheit oder auf starke Niederschläge reagiert werden? Auch hier müssen für den “Worst Case” Vorkehrungen getroffen werden, beispielsweise auf eine Infrastruktur, die gegen Überflutungen gewappnet ist. Im Bezug auf anhaltende Dürren werden Konzepte für eine ressourcensparende Wasserverwendung essentiell.

Schon in den nächsten Jahren können weitere Kipp-Punkte ausgelöst werden. Obwohl die Einhaltung des 2-Grad-Ziels ein wünschenswerter Erfolg wäre, sehen die Prognosen eher düster aus. Daher müssen auch die möglichen Folgen des Klimawandels betrachtet und wirtschaftliche und strukturelle Vorkehrungen getroffen werden, um sich für die bevorstehende Krise aufzustellen.



QUELLEN:
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung: Kippelemente bleiben “heißes Thema” / Kippelemente – Achillesfersen im Erdsystem
Umweltbundesamt: KIPP-PUNKTE IM KLIMASYSTEM Welche Gefahren drohen?
Bildungsserver Wiki: Kipppunkte im Klimasystem / Kipppunkte theoretischer Hintergrund
Welt: Klimawandel: Kipppunkte womöglich schneller erreicht als angenommen

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