Kipprisiken durch Überschreiten der 1,5°C-Grenze können minimiert werden, wenn die Erwärmung rasch umgekehrt wird, so die Forschung

Die aktuelle Klimapolitik birgt ein hohes Risiko für das Kippen kritischer Elemente des Erdsystems, selbst wenn die Temperaturen nach einer Phase der Überschreitung wieder unter 1,5°C globaler Erwärmung fallen. Eine neue Studie zeigt, dass diese Risiken minimiert werden können, wenn die Erwärmung rasch umgekehrt wird.

Der vom Menschen verursachte Klimawandel kann zu einer Destabilisierung großer Komponenten des Erdsystems wie Eisschilden, Ozeanströmungen oder globalen Biosphärenkomponenten führen, den sogenannten Kippelementen. In ihrer neuen Studie, die in Naturkommunikationhaben Forscher vom IIASA und dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) die Risiken für vier miteinander verbundene Kernelemente des Klima-Kipp-Effekts analysiert, die durch das aktuelle Minderungsniveau und künftige Emissionsszenarien verursacht werden.

Die Autoren ermittelten die Kipprisiken für die Destabilisierung von mindestens einem von vier zentralen Klimaelementen als Folge einer Überschreitung der 1,5°C-Grenze: dem grönländischen Eisschild, dem westantarktischen Eisschild, der Atlantischen Meridionalen Umwälzströmung (dem wichtigsten Meeresströmungssystem im Atlantik) und dem Amazonas-Regenwald. Alle vier tragen zur Regulierung der Stabilität des Klimasystems der Erde bei. Die globale Erwärmung kann abrupte Veränderungen in diesen biophysikalischen Systemen auslösen, die zu irreversiblen Folgen führen.

Die Analyse der Autoren zeigt, wie wichtig es für den Zustand des Planeten ist, die Klimaziele des Pariser Abkommens einzuhalten, und betont die Folgen unseres heutigen (Nicht-)Handelns in Bezug auf den Klimaschutz für die kommenden Jahrhunderte und Jahrtausende.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass wir, um das Kipprisiko in den kommenden Jahrhunderten und darüber hinaus effektiv zu begrenzen, Netto-Null-Treibhausgasemissionen erreichen und aufrechterhalten müssen. Wenn wir die gegenwärtige Politik in diesem Jahrhundert fortsetzen, wären wir bis 2300 einem hohen Kipprisiko von 45 Prozent ausgesetzt, selbst wenn die Temperaturen nach einer Phase der Überschreitung wieder auf unter 1,5°C gesenkt werden“, sagt Co-Leitautorin Tessa Möller, Forscherin in der Integrierten Forschungsgruppe für Klimaauswirkungen des IIASA-Programms für Energie, Klima und Umwelt und am PIK.

Die Autoren kamen zu dem Ergebnis, dass bei mehreren der untersuchten Emissionsszenarien bis 2300 erhebliche Kipprisiken bestehen. Sollte es trotz des Erreichens von Netto-Null-Treibhausgasemissionen nicht gelingen, die Erderwärmung auf unter 1,5°C bis 2100 zu senken, besteht bis 2300 ein Kipprisiko von bis zu 24 Prozent. Das bedeutet, dass in etwa einem Viertel der Modellläufe unter Szenarien, die bis 2100 keine Erderwärmung auf unter 1,5°C bringen, mindestens eines der betrachteten Kippelemente gekippt ist.

Eine globale Erwärmung von über 2°C erhöht das Kipprisiko erheblich

„Wir sehen mit jedem Zehntelgrad Überschreitung der 1,5°C-Grenze ein steigendes Kipprisiko. Würden wir die 2°C-Grenze zusätzlich überschreiten, würden die Kipprisiken noch schneller eskalieren. Das ist sehr besorgniserregend, da Szenarien, die der gegenwärtigen Klimapolitik folgen, bis zum Ende dieses Jahrhunderts voraussichtlich zu einer globalen Erwärmung von etwa 2,6°C führen werden“, sagt Annika Ernest Högner vom PIK, die die Studie mit leitete.

„Nur eine rasche Umkehr der Erwärmung nach Überschreitung des Grenzwertes kann das Kipprisiko wirksam begrenzen. Dies erfordert mindestens ein Netto-Null-Ziel für Treibhausgase. Unsere Studie unterstreicht, dass dieses globale Minderungsziel, das in Artikel 4 des Pariser Abkommens verankert ist, für die Stabilität des Planeten von entscheidender Bedeutung ist“, ergänzt Carl Schleussner, Leiter der Forschungsgruppe für integrierte Klimaauswirkungen am IIASA und einer der Studienautoren.

Den Forschern zufolge sind die derzeit zur Erforschung der Erdsysteme verwendeten fortschrittlichen Modelle noch nicht in der Lage, die komplizierten Verhaltensweisen, Rückkopplungsschleifen und Wechselwirkungen zwischen einigen der Kippelemente vollständig zu erfassen. Um dieses Problem zu lösen, verwendete das Team ein einfacheres, stilisiertes Erdsystemmodell, das diese Kippelemente mithilfe von vier verbundenen mathematischen Gleichungen darstellt. Dabei berücksichtigten sie auch zukünftige stabilisierende Wechselwirkungen, wie etwa den kühlenden Effekt der schwächer werdenden Atlantischen Meridionalen Umwälzströmung auf die Nordhalbkugel.

„Diese Analyse der Kipppunktrisiken untermauert die Schlussfolgerung, dass wir die Risiken unterschätzen und nun erkennen müssen, dass das rechtlich verbindliche Ziel des Pariser Abkommens, die globale Erwärmung auf deutlich unter 2°C zu halten, in Wirklichkeit eine Begrenzung der globalen Erwärmung auf 1,5°C bedeutet. Aufgrund unzureichender Emissionsreduktionen besteht ein immer größeres Risiko, dass diese Temperaturgrenze zeitweise überschritten wird. Dieses Risiko müssen wir um jeden Preis minimieren, um die verheerenden Auswirkungen auf die Menschen auf der ganzen Welt zu verringern“, schlussfolgert PIK-Direktor und Co-Autor der Studie Johan Rockström.