Klimakrise
Kipppunkte bedrohen wichtige Natursysteme – schützen sie aber auch

Bei der Klimakonferenz COP28 in Dubai stellte ein über 200-köpfiges internationales Forscherteam einen neuen Bericht zu den sogenannten Klima-Kipppunkten vor, den "Global Tipping Points Report". Das Projekt wurde von der Universität Exeter geleitet und vom "Bezos Earth Fund" mitfinanziert. Der Bericht benennt insgesamt 25 solcher Kippelemente. Die Kipppunkte in fünf Ökosystemen hebt der Bericht besonders hervor. In diesen fünf Bereichen bestehe schon beim jetzigen Stand der Erderwärmung das Risiko, dass ihre Schwellenpunkte überschritten werden.

Doch der Bericht hebt auch sogenannte positive Kipppunkte hervor. Sie beziehen sich vor allem auf Bereiche technologischer Neuerungen in unseren Gesellschaften. Dazu gehören etwa Fortschritte bei der Entwicklung von Elektroautos, den erneuerbaren Energien oder bei grünem Stickstoffdünger und grünem Wasserstoff. Die Forscher gehen davon aus, dass diese Entwicklungen den negativen Kipppunkten bereits jetzt entgegenwirken.

Klima-Forscher vermuten schon seit vielen Jahren, dass Kipppunkte in verschiedenenen Ökosystemen existieren. Die Autorinnen und Autoren des Global Tipping Points Report definieren sie so: Ein Kipppunkt ist dann erreicht, wenn in einem Ökosystem, zum Beispiel in den Nordatlantik-Wirbelströmen, eine Veränderung eintritt, die einen bestimmten Schwellenwert überschreitet – und dies wiederum erhebliche, „oft unumkehrbare Auswirkungen hat“.

Davon können andere Ökosysteme betroffen sein. Deshalb ist in der Kipppunkte-Forschung häufig vom Dominoeffekt die Rede: „Das Auslösen eines Kipppunkts im Erdsystem könnte einen weiteren auslösen und einen Dominoeffekt mit immer schneller werdenden und nicht mehr beherrschbaren Schäden verursachen“, heißt es im Tipping Points Report.

Der Bericht beschreibt 25 Kippelemente im Erdsystem: Sie befinden sich in der Kryosphäre - das betrifft die Bereiche gefrorenen Wassers wie etwa Meereis, Eisschilde, Gletscher; in der Biosphäre - das betrifft etwa Wälder, Graslandschaften, Korallen, Meere; sowie in den Atmosphären- und Ozeanströmungen.

Fünf der 25 Systeme drohen bereits beim aktuellen Level der Erderwärmung zu kippen. Betroffen sind der Grönland-Eisschild und der westantarktische Eisschild, die Warmwasser-Korallenriffe, die sogenannte subpolare Wirbelzirkulation im Nordatlantik, zu der auch der Golfstrom gehört, und die Permafrostböden.

Johan Rockström vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung und Mitautor des Berichts beschreibt die grundsätzliche Gefahr so: „Überschreitet man Kipppunkte, können sie sich nicht rückholbar in einen Zustand verschieben, der unsere Überlebensfähigkeit gefährdet und eine Entwicklung zu noch mehr Temperaturerhöhung einleitet.“ Sein Kollege Professor Timothy Lenton von der University of Exeter, Leiter und Mitautor des Reports, warnt vor dem Weg, auf dem sich die Menschheit befindet: „Wir sind jetzt klar in der Gefahrenzone, sind dabei, solche Kippelemente auszulösen, schon bei der derzeitigen Temperaturerhöhung von 1,1 bis 1,2 Grad.“ Bezüglich der Meeresströmungen im Nordatlantik sagt er: „Die neuesten Modelle zeigen, dass auch sie in Gefahr sind, mit immerhin 20 Prozent Wahrscheinlichkeit bei der derzeitigen Temperaturerhöhung. Das könnte innerhalb eines Jahrzehnts kippen und das Wetter in Westeuropa radikal verändern.“

Die konkreten negativen Folgen, mit denen man dann rechnen müsste: Artenreichtum und Produktivität des Ozeans gingen zurück und damit auch die Fischereierträge; der Meeresspiegel würde langfristig um mehrere Meter steigen, was viele Küsten bedroht. Jonathan Donges vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung und Mitautor des Reports konkretisiert mit Blick auf die Veränderungen am Grönland-Eisschild: „Das Gesamtvolumen seiner Abnahme entspricht einem globalen, mittleren Meeresspiegelanstieg von bis zu sieben Metern. Und beim westantarktischen Eisschild sprechen wir von bis zu drei Metern.“

Er ergänzt: „Das ist wirklich viel. Das würde zu großen Problemen führen an den Küsten, an die man sich teilweise nur mit sehr, sehr hohen Kosten oder gar nicht gut anpassen kann. Donges setzt für diesen Meeresspiegelanstieg einen Zeitraum der „nächsten Jahrhunderte“ an. Die Weichenstellung, ob wir dieses Szenario verhindern können, ereigne sich jedoch „in den nächsten 5 bis 20 Jahren.“

Der Global Tipping Points Report benennt auch sogenannte positive Kippelemente. Sie liegen in der Gesellschaft und auf technologischen Feldern. Sie können uns helfen, eine Klimakatastrophe zu verhindern, indem sie den Folgen entgegenwirken, die entstehen, wenn wir negative Kipppunkte überschreiten.

Timothy Lenton von der Universität Exeter konkretisiert das so: "Elektroautos zum Beispiel erreichen einen positiven Kipppunkt, wenn sie beginnen, den Markt zu beherrschen. Batterien werden dann so kostengünstig sein, dass auch ein Kipppunkt für Energiespeicher überschritten wird und immer mehr davon ins Stromnetz integriert werden können. Das wiederum kommt dem weiteren Ausbau erneuerbarer Energieträger zugute. Und dadurch können wir dann auch umso mehr grünen Stickstoffdünger oder Wasserstoff produzieren.“

Was Lenton beschreibt, sind Dominoeffekte, die den Durchbruch klimafreundlicher Technologien stark beschleunigen. Der Ökologe Tom Powell hat berechnet, welches Potenzial darin steckt. Auch er forscht in Exeter und ist Co-Autor des Tipping Points Reports: "Wir sind ziemlich sicher: Ein Auslösen dieser positiven Kipppunkte würde die globalen Treibhausgas-Emissionen um 40 Prozent verringern. Und dabei bliebe es nicht. Denn dadurch würden auch Veränderungen in anderen Sektoren angestoßen."

Eine Kritik richtet sich gegen die vielen Unsicherheiten in der Kipppunkte-Forschung und in dem neuen Bericht. Dort geht man beispielsweise von einer Erderwärmung zwischen einem und drei Grad aus, der die Kipppunkte im Grönland- und im westantarktischen Eisschild überschreiten würde. Das ist ein großer Korridor. Studien-Mitautor Jonathan Donges bestätigt das. Es gebe diese Unsicherheiten, doch der Bericht diskutiere sie offen.

Auch die Zeiträume oder gar -punkte, die die Forschung angibt, sind oft ungenau oder mit Unsicherheiten behaftet. Das verdeutlicht die Kritik an einer Studie von Mitte 2023. Die hatte argumentiert, dass die atlantische Umwälzzirkulation, die auch den Golfstrom beeinflusst, am wahrscheinlichsten im Jahr 2057 zusammenbreche. Das wäre der Kipppunkt in diesem Ökosystem. Die Zirkulation führt zu den vergleichsweise milden Temperaturen in Westeuropa, bezogen auf einen hypothetischen Zustand ohne diese Strömung.

Viele Forscher haben diese Vorhersage der Studie kritisiert, darunter der Physiker Niklas Boers vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung: „Um genau zu bestimmen, wann so ein kritischer Punkt erreicht wäre, an dem die atlantische Zirkulation abrupt kollabieren könnte, sind die Unsicherheiten viel zu groß.“ Er hält die Vorhersage, dass der Kipppunkt 2057 liegen dürfte, für nicht realistisch. „Es wurden insbesondere Daten von Meeresoberflächentemperaturen genutzt. Wenn man jetzt einen anderen Meeresoberflächentemperatur-Datensatz nehmen würde, dann läge der Zeitraum, wann das Ganze kippt, vielleicht im Jahr 2900.“