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Kipppunkte beim Klimawandel und ihre unumkehrbaren Folgen

Unsere Erde hat sich durchschnittlich schon um ein Grad erwärmt, Tendenz steigend. Schreitet die Erderwärmung weiter voran, könnten wir schon bald Kipppunkte erreicht haben, die den Klimawandel noch beschleunigen. Was sind Kipppunkte, welche gibt es und welche Folgen haben sie? 

Unser Klima bildet ein sehr komplexes System mit vielfältigen Wechselwirkungen. Alles steht miteinander in Verbindung; Veränderungen an einem Punkt der Erde haben Auswirkungen auf ganz andere Orte. Durch die zunehmende, von Menschen gemachte Erderwärmung gerät dieses sensible Klimasystem mehr und mehr durcheinander. Die Folgen spüren wir heute schon sehr deutlich – wir leiden vermehrt unter Dürren, Hitzewellen, Fluten oder anderen Extremwetterereignissen, der Meeresspiegel steigt an, Gletscher schmelzen. Noch sind die Klimaauswirkungen zu verkraften, doch die Klimafolgenforschung warnt vor sogenannten Kipppunkten oder Kippelelementen. 

Was sind Kipppunkte beim Klimawandel?


Klimafolgenforscher, etwa vom renommierten Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung PIK, haben in unserem Klimasystem sogenannte Kippelemente ausgemacht, im Englischen „Tipping Elements“ genannt. Das sind Bestandteile des Erdsystems, die wie eine Schwelle wirken können.
Während die Temperatur der Erde jährlich steigt, bleiben die Kippelemente zuerst lange Zeit einigermaßen stabil. Doch sobald ein bestimmter Schwellenwert auf dem Thermometer – ein Kipppunkt – erreicht wird, verändern sie durch kleine weitere Störungen ihren Zustand komplett. Der neue Zustand ist unumkehrbar, er ist also nicht mehr rückgängig zu machen, selbst wenn die ursprüngliche Ausgangslage wiederhergestellt werden würde.

Das lässt sich gut an einem Beispiel verdeutlichen: Wir schieben ein Glas Wasser über einen Tisch bis zur Tischkante. Zuerst bleibt das Glas noch stehen, doch schieben wir immer weiter, fällt es zu Boden und das Wasser wird verschüttet. Selbst wenn wir das Glas aufheben und wieder auf den Tisch stellen – das Wasser ist unweigerlich verschüttet.

Was passiert, wenn wir beim Klimawandel die Kippunkte überschreiten? Ist in einer der klimatisch sensiblen Regionen unserer Erde der kritische Punkt erreicht und sie kippt, ist auch hier die Veränderung nicht mehr aufzuhalten und der ursprüngliche Zustand kann nicht mehr hergestellt werden. Im hochkomplexen Klimasystem kommt es nun zu selbstverstärkenden Prozessen und Kettenreaktionen, die den Klimawandel drastisch beschleunigen – mit kaum überschaubaren Konsequenzen auf die Umwelt und damit auf uns Menschen.

Welche Kipppunkte gibt es? 


In einer neuen Studie von 2022 hat eine internationale Gruppe von Klimaforschenden um Dr. David Armstrong McKay und Professor Timothy Lenton von der britischen University of Exeter 16 Kippelemente auf der ganzen Welt ausgewiesen. Diese betreffen Klimaerscheinungen wie Eis (Eisschilde, Meereis, Gletscher oder Permafrostböden), Meeres- und Luftströmungen und Ökosysteme wie Wälder. Neun dieser Kippelemente können globale Auswirkungen und sieben weitreichende regionale Folgen haben. Ihre Kipppunkte werden bei unterschiedlichen Temperaturschwellen erreicht, die Veränderungen ziehen sich über unterschiedlich lange Zeitspannen hin. Hier sind einige Beispiele für diese Kippelemente:

Der Eisschild auf Grönland 


Der Eisschild, der die Insel Grönland bedeckt, ist an manchen Stellen drei Kilometer dick. Die Erderwärmung hat ihn in den letzten Jahren abschmelzen lassen. Dadurch wird er dünner; seine Oberfläche, die jetzt noch in höheren, kalten Luftschichten liegt, wird sich auf längere Sicht in niedrigere Höhen verlagern. Die wärmeren Temperaturen dort werden das Abschmelzen noch verstärken.

Der Kipppunkt, der einen vollständigen Eisverlust zur Folge hätte, wird bei einer globalen Erderwärmung zwischen 0,8 und 3 Grad Celsius erreicht werden – wahrscheinlich jedoch schon bei knapp 1,5 Grad. Wie lange es braucht, bis der Eisschild dann komplett geschmolzen ist, hängt von der genauen Temperatur ab. Die Forschung rechnet mit etwa 10.000 Jahren. Erwärmt sich die Erde sehr schnell, kann das jedoch auch schon in etwa 1.000 Jahren eintreten. Die Folge: Der Meeresspiegel würde weltweit bis zu sieben Meter ansteigen. 

Plötzliches Abtauen der borealen Permafrostböden


Die Permafrostböden in den hohen nördlichen Breiten wie in den Polargebieten oder der Tundra sind das ganze Jahr über gefroren. Die oberen Meter speichern eine Menge Kohlenstoff, circa Tausend Milliarden Tonnen sollen es sein. Auch diese Gebiete sind von der Erderwärmung betroffen, die Permafrostböden könnten auftauen.

Der Kipppunkt wird erreicht, wenn sich die Temperatur der Erde um 1 bis 2,3 Grad erhöht; der Prozess des Auftauens wird auf etwa 200 Jahre geschätzt. Dabei würden enorme Mengen an Kohlenstoff in die Atmosphäre entweichen. Bei allmählichem Auftauen würde das nach und nach geschehen, bei plötzlichem Auftauen würden um 50 bis 100 % mehr Kohlenstoff ausgestoßen werden. Der boreale Permafrostboden würde großflächig kollabieren. Werden solch große Mengen an Treibhausgasen freigesetzt, beschleunigt das die Erderwärmung weiter und erhöht damit die globalen und regionalen Klimaauswirkungen auf den Menschen. Damit würde laut PIK eine für Jahrhunderte nicht zu kontrollierende Quelle von Treibhausgasemissionen geschaffen.

Meereszirkulation im Atlantischen Ozean


Die atlantische Umwälzzirkulation ist ein riesiger Kreislauf. Wie ein Förderband transportiert sie warmes Wasser an der Meeresoberfläche in den Norden, wo es Wärme an die Luft abgibt, sich abkühlt und deshalb absinkt. Danach wird das Wasser in der Tiefe wieder in den Süden gebracht. Zu dieser „thermohalinen Zirkulation“ gehört auch der Golfstrom, der für das milde Klima in Nordwesteuropa sorgt. Daher ist die Umwälzzirkulation im Atlantischen Ozean für die europäischen Länder besonders wichtig.

Das kalte, dichte und damit schwere Salzwasser vor Grönland und Labrador im Norden hält diese Zirkulation als wesentlicher Antrieb am Laufen. Doch die wärmeren Temperaturen der Erde bringt das Eis im Norden zum Schmelzen, sodass mehr Süßwasser ins Meer fließt. Dadurch verringert sich die Dichte des Wassers, die Tiefenwasserbildung schwächt ab und der Antrieb erlahmt. Die Folge: Auch der Golfstrom wird langsamer. Der Schwellenwert für diesen Kipppunkt wird auf etwa 4 Grad Erderwärmung geschätzt, die Prozessdauer auf 50 Jahre.

Kippt die Meereszirkulation im Atlantischen Ozean, wirkt sich das auf Temperaturen und Niederschläge aus: Die südliche Hemisphäre inklusive Gebiete entlang der Ostküste der USA erwärmt sich, während sich der Nordatlantikraum abkühlt. Der Monsun würde sich in Afrika und Asien abschwächen, in Europa würde es mehr Extremwetter geben. 

Korallenriffe in niedrigen Breiten


Tropische und subtropische Korallenriffe etwa in Südasien, im Pazifik und vor der australischen Küste sind durch verschiedene Einflüsse wie Überfischung, direkte mechanische Zerstörung beim Fischen und Tauchen oder Ozeanversauerung bereits stark beschädigt. Durch die globale Erwärmung sind auch die Wassertemperaturen der Meere weltweit gestiegen. Überschreiten sie bestimmte Werte, stoßen die Korallen die Algen, die mit ihnen in Symbiose leben, ab. Die Korallen bleichen aus und die Riffe sterben schließlich ab. Der Kipppunkt wird schon bei einer Erwärmung der Erde um 1,5 Grad erreicht; die Korallenriffe sterben größtenteils innerhalb von nur zehn Jahren ab.

Korallenriffe bieten einer Vielzahl von Meereslebewesen Schutz und Nahrung und haben großen Einfluss auf die Nahrungskette im Ozean. Sie sind außerdem Lebensgrundlage für Millionen Menschen auf der ganzen Welt und schützen die Küsten vor Überschwemmungen. Das Korallensterben bringt das maritime Ökosystem empfindlich durcheinander und entzieht den Menschen ihre Lebensgrundlage. 

Auswirkungen Klima

Das Great Barrier Reef vor Australien ist eines der größten Ökosysteme der Welt. 

Wann sind diese Kipppunkte erreicht? 


Ist es noch fünf vor zwölf oder schon fünf nach zwölf? Die durchschnittliche Erderwärmung beträgt momentan circa 1,0 Grad gegenüber dem vorindustriellen Niveau. Klimaforscher zeigen in der oben erwähnten Studie auf, dass sich unsere Erde schon 2030 um durchschnittlich 1,5 Grad erwärmt haben könnte. Das bedeutet ein hohes Risiko, dass bei mehreren Kippelementen die Kipppunkte in wenigen Jahren schon erreicht würden: beim grönländischen und westantarktischen Eisschild, bei den tropischen Korallenriffen und bei den Permafrostböden. Bei einer Erwärmung um zwei Grad würden weitere Kipppunkte überschritten, zum Beispiel der bei der Atlantischen Umwälzzirkulation – mit dramatischen Folgen auch für Europa. Außerdem würde sich damit der globale Klimawandel noch einmal stark beschleunigen. 

Wie können wir verhindern, dass diese Kipppunkte überschritten werden?


Wir können den Klimawandel verlangsamen, indem wir unsere CO2-Emissionen so stark wie möglich reduzieren und unseren ökologischen Fußabdruck verkleinern. Jede und jeder kann im Alltag ganz einfach etwas für den Klimaschutz tun: öfter das Fahrrad nehmen und das Auto stehenlassen, mit dem Zug statt mit dem Flugzeug verreisen, weniger Fleisch essen, gebraucht statt neu kaufen. Und ganz wichtig: auf erneuerbare Energien umsteigen. Ökostrom kann mit einer Photovoltaikanlage auf dem Dach selbst produziert werden. Oder der Energiedienstleister liefert ihn auf Bestellung – wie wir unseren GASAG | Ökostrom aus norwegischer Wasserkraft. Aber ob klimaneutraler Ökostrom oder nicht: Je weniger Energie wir verbrauchen, desto besser. Das geht ganz einfach mit unseren Tipps zum Stromsparen, zum Gassparen und zum Energiesparen allgemein und reduziert den CO2-Ausstoß enorm. Jeder noch so kleine Beitrag zählt, um die Erderwärmung zu begrenzen. Denn es kommt auf jedes Zehntelgrad an.