Viele glauben, dass Punkte ohne Wiederkehr in unserem Erdsystem, wie das Verschwinden des Amazonas-Dschungels und der Eisdecke in der westlichen Antarktis, unwahrscheinlich sind. Ein Autorenteam überprüfte die Beweise dafür, dass Punkte ohne Rückkehr nicht bestanden werden konnten, und schlug Lösungen für die Probleme vor.
Politiker, Ökonomen und sogar einige Naturwissenschaftler neigen dazu zu glauben, dass die Punkte ohne Wiederkehr in unserem Erdsystem, wie das Verschwinden des Amazonas-Dschungels und der Eisdecke in der westlichen Antarktis, unwahrscheinlich und schlecht verstanden sind. Jetzt gibt es jedoch immer mehr Hinweise darauf, dass diese Ereignisse viel wahrscheinlicher sind als früher, dass sie schwerwiegende Folgen haben und eng mit einer Vielzahl von biophysikalischen Systemen zusammenhängen. Infolgedessen ist die Welt von langfristigen und irreversiblen Veränderungen bedroht.
In diesem Artikel analysieren wir die Beweise dafür, dass Punkte ohne Rückkehr weitergegeben werden können, identifizieren Wissenslücken und schlagen Lösungen vor. Wir untersuchen die Konsequenzen solcher groß angelegten Veränderungen, finden heraus, wie schnell sie auftreten können und ob wir sie irgendwie kontrollieren können.
Die Berücksichtigung solcher Wendepunkte trägt unserer Meinung nach dazu bei, festzustellen, dass wir einen Klimanotfall haben, und die Forderung nach dringenden Maßnahmen zur Verhinderung des Klimawandels zu verstärken, die heute von allen gemacht werden: von Schulkindern und Wissenschaftlern, von Städten und ganzen Ländern.
Das Zwischenstaatliche Gremium für Klimawandel (IPCC) hat vor 20 Jahren die Idee solcher Wendepunkte vorgebracht. Zu dieser Zeit wurden "große Störungen" im Klimasystem nur dann als wahrscheinlich angesehen, wenn die globale Erwärmung 5 Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau lag. Die Informationen, die in den letzten beiden IPCC-Sonderberichten (veröffentlicht im Jahr 2018 und im September dieses Jahres) zusammengefasst und präsentiert wurden, legen nahe, dass Punkte ohne Rückkehr auch bei einer Erwärmung von 1 bis 2 Grad überschritten werden können.
Wenn die Länder ihren Verpflichtungen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen nachkommen (und diesbezüglich große Zweifel bestehen), wird die globale Erwärmung mindestens 3 Grad Celsius betragen. Dies trotz der Tatsache, dass das Pariser Abkommen von 2015 darauf abzielt, die Erwärmung auf deutlich unter 2 Grad zu begrenzen. Einige Ökonomen gehen davon aus, dass klimatische Punkte ohne Rückkehr sehr unwahrscheinlich (wenn auch katastrophal) sind, und schlagen vor, dass 3 Grad Erwärmung hinsichtlich Kosten und Nutzen optimal sind. Wenn solche Wendepunkte jedoch wahrscheinlicher erscheinen, sind die „besten“Empfehlungen für Kosten-Nutzen-Modelle dieselben wie im neuesten IPCC-Bericht. Mit anderen Worten, die Erwärmung muss auf 1,5 Grad Celsius begrenzt werden. Und das erfordert außergewöhnliche Maßnahmen.
Das Verschwinden des Eises
Werbevideo:
Wir glauben, dass einige Punkte ohne Rückkehr in die Kryosphäre der Erde gefährlich nahe beieinander liegen, aber die Reduzierung der Treibhausgasemissionen kann die unvermeidliche Anhäufung negativer Folgen verlangsamen und uns bei der Anpassung helfen.
Studien der letzten zehn Jahre zeigen, dass die von den Buchten eingerückte Küste des Amundsenmeeres im westlichen Teil der Antarktis diesen Punkt ohne Wiederkehr möglicherweise bereits überschritten hat. Die „überlappende Linie“, an der sich Eis, Ozean und felsige Basis treffen, geht unerbittlich zurück. Modelluntersuchungen zeigen, dass dieser Sektor, wenn er verschwindet, die Stabilität des restlichen Eisschildes in der Westantarktis wie ein Dominoeffekt stören kann. Dies wird im Laufe der Zeit von mehreren Jahrhunderten bis zu einem Jahrtausend zu einem Anstieg des Meeresspiegels um drei Meter führen. Studien zeigen, dass eine solche großflächige Zerstörung der Eisdecke im westlichen Teil der Antarktis in der Vergangenheit wiederholt vorgekommen ist.
Die neuesten Erkenntnisse deuten darauf hin, dass ein Teil des Landeises im Osten der Antarktis im Wilkes-Becken ebenfalls instabil ist. Simulationen deuten darauf hin, dass dies den Meeresspiegel in etwas mehr als einem Jahrhundert um weitere vier Meter erhöhen könnte.
Grönlands Eiskappe schmilzt schneller. Wenn der Schmelzprozess einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, steigt der Meeresspiegel in mehreren tausend Jahren um weitere sieben Meter. Wenn die Höhe der Eisdecke abnimmt, schmilzt sie noch mehr und öffnet die Oberfläche, um der zunehmend warmen Luft zu begegnen. Die erstellten Modelle zeigen, dass bei einer Erwärmung von anderthalb Grad die grönländische Eiskappe zum Verschwinden verurteilt ist, und dies kann bereits 2030 geschehen.
So ist es möglich, dass wir künftige Generationen bereits gezwungen haben, in den kommenden Jahrtausenden mit einem Anstieg des Meeresspiegels um etwa 10 Meter zu leben. Wir können diesen Zeitrahmen jedoch noch ändern. Die Schmelzrate hängt von der Erwärmungsmenge ab, die über den Punkt ohne Wiederkehr hinausgeht. Bei einer Erwärmung von 1,5 Grad könnte dies 10.000 Jahre dauern. Wenn es 2 Grad überschreitet, dauert es weniger als 1.000 Jahre. Wissenschaftler benötigen mehr Beobachtungsdaten, um festzustellen, ob das Eis einen kritischen Punkt erreicht. Sie benötigen bessere Modelle basierend auf früheren und gegenwärtigen Daten, um zu bestimmen, wie schnell und wie schnell die Eisdecke brechen wird.
Was auch immer die Daten vermuten lassen, es sind praktische Maßnahmen erforderlich, um den Anstieg des Meeresspiegels zu verlangsamen. Dies wird den Menschen helfen, sich anzupassen und unter anderem große, tief liegende Siedlungen schrittweise an andere Orte zu verlegen.
Ein weiterer wichtiger Anreiz, den Temperaturanstieg auf 1,5 Grad zu begrenzen, besteht darin, dass andere Punkte ohne Rückkehr bei geringerer globaler Erwärmung passiert werden können. Neuere IPCC-Modelle sagen eine Reihe starker Temperaturverschiebungen von anderthalb auf zwei Grad Celsius voraus, von denen einige mit dem Schmelzen von Meereis verbunden sein werden. Dieses Eis nimmt in der Arktis bereits rapide ab, was darauf hindeutet, dass diese Region bei einer Erwärmung von zwei Grad eine Chance von 10 bis 35% hat, im Sommer fast vollständig vom Eis befreit zu werden.
DIE GRENZEN DER BIOSPHÄRE
Klimawandel und menschliche Aktivitäten können in einer Reihe von Ökosystemen in der Biosphäre störende Veränderungen in unterschiedlichem Ausmaß auslösen.
Hitzewellen in den Ozeanen haben zu einer massiven Korallenbleiche und zum Verlust der Hälfte der Korallen aus dem flachen Wasser des australischen Great Barrier Reef geführt. Das ist schrecklich, aber es wird vorausgesagt, dass 99% der tropischen Korallen verschwinden könnten, wenn die durchschnittliche globale Temperatur um zwei Grad Celsius steigt. Es wird durch den Zusammenhang zwischen Erwärmung, Versauerung und Verschmutzung des Ozeans verursacht. Dies wird einen enormen Verlust für die Artenvielfalt der Meere bedeuten und vielen Menschen ihren Lebensunterhalt rauben.
Punkte ohne Rückkehr in die Biosphäre schwächen nicht nur unsere Lebenserhaltungssysteme, sondern können auch dramatische Kohlenstoffemissionen in die Atmosphäre auslösen. Dies wird den Klimawandel weiter verschärfen und die verbleibenden Emissionsminderungen reduzieren.
Abholzung und Klimawandel stören das Gleichgewicht im Amazonasbecken, wo sich der größte feuchte Dschungel der Welt und eine von zehn bekannten Tierarten befindet. Die Schätzungen zum Zeitpunkt der Nichtrückgabe im Amazonasgebiet sind sehr unterschiedlich. Jemand sagt, dass der Wendepunkt kommen wird, wenn 40% der Wälder abgeholzt werden, während andere die Zahl 20% nennen. Seit 1970 hat die Region etwa 17% ihrer Wälder verloren. Die Entwaldungsrate ändert sich mit Änderungen der Politik. Um den Punkt ohne Wiederkehr zu bestimmen, sind Modelle erforderlich, bei denen Entwaldung und Klimawandel zusammenwirken. Sie müssen auch Informationen über Brände und Klima als Wechselwirkungsmechanismen einbeziehen und das Gesamtbild als Ganzes betrachten.
Die Erwärmung in der Arktis erfolgt doppelt so schnell wie in der ganzen Welt, und die Taiga der subarktischen Zone wird anfälliger. Die Erwärmung hat bereits zu großen Ungleichgewichten bei Insekten geführt, und eine Zunahme der Brände hat zum Tod der nordamerikanischen borealen Wälder geführt, wodurch einige Regionen von Kohlenstoffsenken zu Kohlenstoffquellen werden könnten. Der Permafrost in der gesamten Arktis beginnt irreversibel aufzutauen und setzt Kohlendioxid und Methan frei, die über ein Jahrhundert etwa 30-mal stärker als CO2 sind.
Wissenschaftler müssen ihr Verständnis für die beobachteten Veränderungen in großen Ökosystemen entwickeln und darüber, wo neue Punkte ohne Wiederkehr entstehen können. Es ist notwendig, die Menge der vorhandenen Kohlenstoffvorräte und die möglichen Mengen an CO2- und Methanemissionen genauer zu bestimmen.
Das verbleibende globale Emissionsbudget für eine 50-prozentige Chance, innerhalb von 1,5 Grad Erwärmung zu bleiben, beträgt nur etwa 500 Gigatonnen CO2. Die Emissionen in der Permafrostzone können geschätzte 20% (100 Gigatonnen CO2) aus diesem Budget verbrauchen, und dies ohne Methan aus tiefem Permafrost und ohne Unterwasser-Meereshydrate. Wenn sich die Wälder dem Punkt nähern, an dem keine Rückkehr mehr möglich ist, werden durch ihr Verschwinden im Amazonasbecken weitere 90 Gigatonnen CO2 freigesetzt, und durch die Zerstörung der Taiga werden 110 Gigatonnen Kohlendioxid freigesetzt. Mit einem globalen CO2-Ausstoß von mehr als 40 Gigatonnen pro Jahr ist das Budget möglicherweise bereits erschöpft.
GLOBAL CASCADE EFFECT
Unserer Ansicht nach wird ein klarer Notfall eintreten, wenn wir uns dem globalen Kaskadeneffekt solcher Wendepunkte nähern, der die Welt in einen neuen klimatischen „Gewächshaus“-Zustand versetzt und weniger lebenswert wird. Eine wechselseitige Reaktion zwischen dem Ozean und der atmosphärischen Zirkulation kann auftreten oder umgekehrte Effekte, die den Gehalt an Treibhausgasen und die globalen Temperaturen erhöhen. Oder globale Punkte ohne Rückkehr können das Ergebnis einer wechselseitigen Wolkenbildung sein.
Wir argumentieren, dass Kaskadeneffekte weit verbreitet sein können. Im vergangenen Jahr analysierten die Forscher 30 Arten von Veränderungen im Klimaregime und in den Ökosystemen, vom Verschwinden der Eiskappe im westlichen Teil der Antarktis bis zur Umwandlung von Selva in Savanne. Diese Analyse zeigte, dass Passing Points ohne Rückkehr in einem System das Risiko des Passierens in anderen Systemen erhöhen. Solche Verbindungen wurden in 45% der möglichen Wechselwirkungen gefunden.
Beispiele hierfür sind unserer Meinung nach bereits aufgetaucht. Zum Beispiel führt das Schmelzen des Meereises in der Arktis zu einer Zunahme der regionalen Erwärmung, und die Erwärmung in der Arktis und das Schmelzen Grönlands verursachen den Zufluss von Süßwasser in den Nordatlantik. Dies hat seit Mitte des 20. Jahrhunderts zu einer Verlangsamung der meridionalen Umkippzirkulation im Atlantik um 15% geführt, was erheblich zum Transport von Wärme und Salz durch den Ozean beiträgt. Das rasche Abschmelzen der Eisdecke in Grönland und die weitere Verlangsamung des meridionalen Umkippens des Atlantiks könnten die Monsunzeit in Westafrika stören, was zu Dürre in der afrikanischen Sahelzone führen wird. Eine Verlangsamung dieser Zirkulation könnte auch den Amazonas entwässern, die Monsunzyklen in Ostasien stören und die Temperaturen im Südpolarmeer erhöhen, was das Schmelzen des antarktischen Eises beschleunigen wird.
Paläostatistiken zeigen, dass globale Wendepunkte Phänomene wie das Einsetzen zyklischer Eiszeiten vor 2,6 Millionen Jahren sowie Änderungen ihrer Amplitude und Frequenz vor etwa einer Million Jahren ausgelöst haben können. Simulation kann kaum eine solche Nachahmung erzeugen. Regionale Punkte ohne Rückkehr traten während der letzten Eiszeit vor 80 bis 10 000 Jahren (insbesondere am Ende) wiederholt auf (Dansgaard-Eschger-Schwingungen und Heinrich-Ereignisse). Dies gilt nicht direkt für die gegenwärtige Zwischeneiszeit, aber solche Ereignisse zeigen, dass das Erdsystem unter dem Einfluss relativ schwacher Kräfte, die durch Änderungen der Erdumlaufbahn verursacht werden, wiederholt in einen instabilen Zustand eingetreten ist. Jetzt belasten wir dieses System sehr stark, da die CO2-Konzentration in der Atmosphäre und die globalen Temperaturen schneller und stärker zunehmen.als während des letzten Gletscherrückzugs.
Der CO2-Gehalt in der Atmosphäre ist heute der gleiche wie vor etwa vier Millionen Jahren im Pliozän. Und es nimmt rapide zu und nähert sich dem Niveau, das vor etwa 50 Millionen Jahren im Eozän anhielt. Dann waren die Temperaturen um 14 Grad höher als in vorindustriellen Zeiten. Es ist sehr schwierig, diesen "Gewächshaus" -Zustand der Erde mithilfe von Klimamodellen zu simulieren. Eine mögliche Erklärung ist, dass solche Modelle den entscheidenden Punkt ohne Wiederkehr übersehen. In diesem Jahr wurde eine Modellstudie veröffentlicht, die darauf hinweist, dass der plötzliche Zerfall von Stratocumuluswolken, bei dem etwa 1.200 ppm CO2 freigesetzt werden, zu einer globalen Erwärmung von etwa acht Grad führen könnte.
Erste Ergebnisse der neuesten Klimamodelle für den sechsten IPCC-Bewertungsbericht zeigen, dass das Klima viel empfindlicher und anfälliger ist (definiert als die Temperaturreaktion auf eine Verdoppelung von CO2 in der Atmosphäre) als in früheren Modellen. Es wird neue Ergebnisse geben, und weitere Forschung ist erforderlich, aber wir glauben, dass selbst diese vorläufigen Ergebnisse darauf hindeuten, dass ein globaler Punkt ohne Wiederkehr möglich ist.
Um diese Probleme zu lösen, benötigen wir Modelle, die eine größere Anzahl von Verbindungen und Beziehungen im Erdsystem berücksichtigen. Und wir brauchen Daten aus der Gegenwart und der Vergangenheit, damit diese Modelle funktionieren. Wenn diese Modelle uns helfen, den abrupten Klimawandel in der Vergangenheit und seinen Gewächshauszustand besser zu verstehen, wird das Vertrauen in ihre Fähigkeit, die Zukunft vorherzusagen, größer sein.
Einige Wissenschaftler argumentieren, dass die Argumente über die Möglichkeit globaler Punkte ohne Wiederkehr rein hypothetisch sind. Wir halten uns aber an folgende Position. Angesichts der enormen Konsequenzen und des irreversiblen Charakters der Punkte ohne Rendite muss jede ernsthafte Risikobewertung die Fakten berücksichtigen, jedoch unser Verständnis dieser Fakten einschränken. Es wäre unverantwortlich, in diesem Fall einen Fehler zu machen.
Wenn destruktive Kaskadenphänomene auftreten können und der globale Punkt ohne Wiederkehr nicht ausgeschlossen werden kann, ist dies eine Bedrohung für die Existenz der Zivilisation. Auch hier hilft uns keine Kosten-Nutzen-Analyse. Wir müssen unsere Herangehensweise an das Klimaproblem ändern.
SOFORT HANDELN
Unserer Meinung nach deuten die Daten zu den Punkten ohne Rückkehr darauf hin, dass wir uns in einem globalen Notfall befinden. Die Risiken und die Schwere dieser Situation können nicht überbewertet werden.
Wir argumentieren, dass die verbleibende Zeit für Interventionen, um zu verhindern, dass keine Rückkehr erfolgt, sich bereits Null nähert und die Reaktionszeit für das Erreichen von Null Emissionen bestenfalls 30 Jahre beträgt. Somit könnten wir bereits die Kontrolle über die Punkte verlieren, an denen keine Rückkehr möglich ist, und wir können sie nicht verhindern. Der Trost ist, dass wir die Anhäufungsrate von Schäden nach dem Zeitpunkt der Nichtrückgabe und damit die damit verbundenen Risiken bis zu einem gewissen Grad noch unter Kontrolle halten können.
Die Widerstandsfähigkeit unseres Planeten und seine Fähigkeit, sich zu erholen, sind in großen Schwierigkeiten. Die Antwort darauf sollte nicht nur Worte sein, sondern auch die Handlungen der gesamten Weltgemeinschaft.
