Die globale Erwärmung und der Klimawandel schreiten immer weiter voran. Einige der wichtigen Kipppunkte im Klimasystem werden bald erreicht und manche sind eventuell schon überschritten. Und das Risiko hierfür steigt mit jeder Woche, mit jeder weiteren Erhöhung der Temperaturen und mit jedem weiteren Ausstoß von Treibhausgasen an.
Was bedeutet das für das Klimasystem der Erde, für die Natur und die Menschen in ihren Lebensräumen? Welches sind die verschiedenen Kippelemente und welche Wechselwirkungen gibt es zwischen diesen? Kommt es beim Überschreiten von Kipppunkten zu sich selbst verstärkenden Prozessen, die dann eine Klimakatastrophe wahrscheinlicher machen?
In diesem Artikel geben wir einen aktuellen Überblick zum Thema Kipppunkte im Klimasystem. Dabei gehen wir vor allem auch auf diese Punkte und Fragen ein:
Was genau versteht man unter dem Begriff Kipppunkte oder Kippelemente des Klimasystems? Warum sind diese so wichtig und wie hängen sie mit der globalen Erwärmung, den Treibhausgasemissionen und dem Klimawandel zusammen?
Welches sind die wichtigsten Kippelemente im Klimasystem? Was passiert beim Überschreiten dieser Kipppunkte? Welche Chancen gibt es, dass dies noch verhindert werden kann? Und warum wurde die Gefahr, dass die Kipppunkte überschritten werden, so lange unterschätzt?
Was sind Kipppunkte?
Im Klimasystem der Erde gibt es eine Reihe von Elementen, welche bei Änderungen der äußeren Bedingungen ihren relativ stabilen, seit Tausenden von Jahren bestehenden Zustand verlassen können. Dazu gehören zum Beispiel die Eisschilde in Grönland, das Meereis in der Arktis und Antarktis, der Golfstrom und der Regenwald im Amazonas.
Dabei ist es möglich, dass das Klimaelement wieder einen stabilen Zustand erreicht. Dieser kann aber sehr weit entfernt vom vorherigen stabilen Zustand sein. So kann zum Beispiel der Golfstrom zunächst für einige Jahre immer weiter abschwächen und dann vollkommen versiegen, was auch ein stabiler Zustand wäre.
Veränderungen, welche die Stabilität des Klimasystems beeinträchtigen, sind zum Beispiel:
- Erhöhung der Temperaturen (Luft, Land, Wasser)
- ein Anstieg des Kohlendioxidanteils in der Luft
- ein Sinken des pH-Wertes der Ozeane (Versauerung)
Auch existieren verschiedene Wechselwirkungen der Elemente des Klimasystems untereinander. Diese können sich zum Beispiel gegenseitig verstärken. So kann ein Kipppunkt einen weiteren Kipppunkt auslösen. Zudem kann das Verlassen des stabilen Zustandes eines Klimaelements auch bewirken, dass die globale Erwärmung oder andere Folgen des Klimawandels verstärkt werden.
Für manche der Elemente des Klimasystems besteht ein relativ hohes Risiko, dass sie bei entsprechenden Veränderungen instabil werden. Diese bezeichnet man auch als Kipppunkte. Dabei werden die Begriffe Kippelemente und Kipppunkte meist gleichbedeutend verwendet.
Kipppunkte (oder Kippelemente) sind also die Elemente im Klimasystem, für die eine erhöhte Gefahr besteht, dass sie – bei entsprechend fortschreitender Änderung der Bedingungen – den stabilen Zustand verlassen.
Der Begriff Kipppunkte ist insofern etwas missverständlich oder ungenau, hat sich jedoch in der allgemeinen Diskussion durchgesetzt. Im wissenschaftlichen Sprachgebrauch wird öfter der Begriff Kippelemente verwendet.
Die Grenze, bei der ein Verlassen des stabilen Zustandes passiert, bezeichnet man als Kippschwelle. Doch auch hier spricht man oft von einem Überschreiten der Kipppunkte. Der Begriff Kipppunkte bezieht sich also je nach Kontext auf das Kippelement oder auch auf die Kippschwelle.
Viele Kippelemente oder Kipppunkte im Klimasystem sind durch einen Anstieg der Temperatur bewirkt. So gibt es eine Reihe von wichtigen Kipppunkten, die bei einer globalen Erwärmung von 1,5 Grad überschritten werden. Bei einem Temperaturanstieg um 2 Grad ist dieses Risiko noch einmal erhöht.
Auch aus diesem Grund wurden die Klimaziele auf eine Begrenzung der globalen Erwärmung um 1,5 Grad oder 2 Grad festlegt. Aktuell beträgt die globale Erwärmung gegenüber der vorindustriellen Zeit (1850 bis 1900) 1,45 Grad Celsius (Stand: Ende 2023).
Manche Wissenschaftler sind allerdings der Ansicht, dass einige Kipppunkte bereits überschritten sind. Auf diesen Punkt und auf die damit verbundenen Auswirkungen gehen wir in einem folgenden Kapitel genauer ein.
Welches sind die Kipppunkte im Klimasystem?
Zu den wichtigsten Kippelementen des Klimasystems werden gezählt:
- Tropischer Regenwald
- Arktisches Meereis
- Korallenriffe
- Thermohaline Zirkulation
- Eisschilde und Gletscher in Grönland
- Eisflächen der West-Antarktis
- El Nino Southern Oscillation (ENSO)
- Wälder in Sibirien und Kanada
- Indischer Sommermonsun
- Jetstream
- Kohlenstoffpumpe der Ozeane
Quellen
Steffen et al. (2018), Trajectories of the Earth System in the Anthropocene. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 115(33), 8252–8259. https://doi.org/10.1073/pnas.1810141115
Rockström et al. (2023), Safe and just Earth system boundaries. Nature 619, 102–111. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06083-8