Inhalt
Aus dem Gleichgewicht | Kipppunkte

Kipppunkte

Die Belastbarkeit der Erdsysteme lässt sich anhand planetarer Grenzen und Kipppunkte beschreiben. Planetare Grenzen markieren Bereiche, innerhalb derer das Erdsystem sicher funktionieren kann. Ausserhalb dieser Bereiche steigt das Risiko für schwerwiegende Veränderungen. Kipppunkte hingegen sind Schwellen, ab denen Veränderungen unumkehrbar werden und das System in einen neuen Zustand kippt.

Was ist ein Kipppunkt?

Wirfst du einen Ball einen Hang hinauf, kommt er so lange zu dir zurück, bis er den Gipfel erreicht. Von dort genügt ein kleiner Schubs – und er rollt unaufhaltsam auf der anderen Seite den Hang hinunter. Der Kipppunkt wurde überschritten. Von allein kann er nicht zurückkehren und er bleibt auf der anderen ­Seite des Hangs liegen.

Übertragen wir dieses Prinzip auf ein System, bedeu­tet es: Das System kann Störungen bis zu einem gewissen Grad ausgleichen – doch wird eine kritische Schwelle überschritten, genügt ein kleiner Impuls, und das System kippt. Es stabilisiert sich in einem neuen Zustand. Das kann erwünscht sein, wie bei der Einführung des Frauenwahlrechts, dem Rauchverbot oder der Verbreitung der Elektromobilität – oder unerwünscht, wie bei den Prozessen des Klimawandels, die in der Regel unumkehrbar sind.

Infografik zu Kippelementen im Klimasystem: Weltkarte mit Kipppunkten, Dominoeffekt und Schwellen der globalen Erwärmung.

Kippelemente im Klimasystem und Dominoeffekte

Die Infografik zeigt eine Weltkarte mit markierten Kippelementen des Klimasystems, eine Tabelle mit Schwellenwerten der globalen Erwärmung und eine schematische Darstellung von Dominoeffekten zwischen diesen Elementen.

Kippelemente auf der Weltkarte:

Auf der Weltkarte sind verschiedene Kippelemente farbig markiert, darunter:

  • Grönländischer Eisschild
  • Westantarktischer Eisschild
  • Ostantarktischer Eisschild
  • Meereis der Barentssee
  • Arktisches Wintermeereis
  • Boreale Permafrostböden
  • Nördliche Nadelwälder
  • Atlantische Umwälzzirkulation (AMOC)
  • Zirkulation Labradorsee
  • Gebirgsgletscher
  • Amazonas-Regenwald
  • Tropische Korallenriffe
  • Westafrikanischer Monsun
  • Ostasiatischer Monsun
  • Ostasiatischer Subglazialer Becken

Dominoeffekt zwischen Kippelementen:

Im unteren Bereich wird der Dominoeffekt erklärt: Das Schmelzen des grönländischen Eisschilds erhöht den Meeresspiegel, beeinflusst Meeresströmungen und kann weitere Kippelemente auslösen. Steigende Luft- und Meerestemperaturen, Permafrost-Tau und Veränderungen im Regenwald werden als zusammenhängende Prozesse dargestellt.

Tabelle der Kipppunkte und Erwärmungsschwellen:

Rechts zeigt eine Tabelle, bei welcher globalen Erwärmung (in °C über vorindustriellem Niveau) die einzelnen Kippelemente wahrscheinlich kippen. Die aktuelle Erwärmung (+1,3°C) und die Pariser Klimaziele (+1,5 bis 2,0°C) sind markiert. Die Tabelle unterscheidet zwischen Kern-Kippelementen, regionalen Kippelementen und weiteren Elementen des Erdsystems.

Legende:

Eine Legende erklärt die Symbole für Schätzungen und Wahrscheinlichkeiten des Kippens.

Die Infografik verdeutlicht, wie verschiedene Kippelemente im Klimasystem miteinander verbunden sind und wie das Überschreiten von Schwellenwerten Dominoeffekte auslösen kann, die das Klima weiter destabilisieren.

FOLGE DES KLIMAWANDELS: AUFGABE DES SWISS CAMPS IN GRÖNLAND
An der früheren Forschungsstation Swiss Camp auf dem grönländischen Eisschild wurden über 30 Jahre lang die Eisoberfläche beobachtet und das Wetter gemessen. Wiederholt musste das Camp an die sich ändernden Bedingungen angepasst werden. Einerseits schmolz aufgrund des Klimawandels immer mehr Eis, sodass die Plattform zusammenbrach und auf Stelzen neu errichtet werden musste. Zwischen 2012 und 2017 allein gingen fünf Meter Eis unter der Station verloren, sodass sie immer höher über dem Eis stand. Schliesslich bewegte sich das Eis so stark, dass das Camp 2021 aufgegeben werden musste. Foto: Konrad Steffen (Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, WSL)

KIPPPUNKTE IM KLIMASYSTEM

Bisher haben natürliche Systeme die globale Erwärmung einigermassen gut aufgefangen. Jedoch werden einige Teile des Klimasystems bei weiterer Erwärmung einen Kipppunkt erreichen. Dann kann eine kleine weitere Erwärmung ausreichen, um un­um­kehrbare und selbstverstärkende Veränderungen im Klimasystem auszulösen. Das Überschreiten eines Kipppunkts in einem Bereich kann zudem auch ­Ver­änderungen und das Überschreiten von Kipppunkten in anderen Bereichen bewirken. Die Folge ist eine «dominoartige» Kettenreaktion – ein sich selbst er­haltender und beschleunigender Prozess mit schwerwiegenden, nicht vorhersehbaren Folgen für Mensch und Natur.

KIPPPUNKTE IN DER GESELLSCHAFT

Kipppunkte können auch zu positiven Veränderungen führen. Zum Beispiel wenn Menschen, Städte und Unternehmen mit gutem Beispiel vorangehen und eine Kettenreaktion auslösen, die andere motiviert, ihr Verhalten zu ändern. Meist reichen etwa 25% der Bevölkerung, die die Forderungen und Ideale einer Bewegung teilen, um das System in Richtung Veränderung zu kippen.

Diese Kippdynamiken können wir nutzen, um noch aktiver gegen die Klimakrise vorzugehen. Um dies zu erreichen, müssen die Menschen darauf vertrauen können, dass ihre Handlungen positive Folgen haben.

Foto: Victoria Blangiardi

KLIMAWANDEL UND DESINFORMATION

Bewusst verbreitete Falschinformationen über den Klimawandel oder die Wirksamkeit von Klimaschutzmassnahmen können den Klimaschutz erheblich ausbremsen. Sie verunsichern, schwächen das Vertrauen in Wissenschaft und Politik und können Gesellschaften spalten. Dabei ist der wissenschaftliche Kon­sens eindeutig: Der Klimawandel ist menschengemacht und entschlossenes Handeln ist nötig, bevor kritische Kipppunkte überschritten werden. Fehlende politische Klarheit erschwert zudem die Planung für Wirtschaft und Industrie. Und je länger effektive Mass­nahmen hinausgezögert werden, desto weniger Zeit bleibt, um sich an die Folgen des Klimawandels anzupassen.

GESELLSCHAFTLICHE KIPPDYNAMIKEN ZUR
STABILISIERUNG DES KLIMAS BIS 2050

Forschende schlagen gezielte Massnahmen vor, um eine positive gesellschaftliche Kettenreaktion in Gang zu setzen. Ziel ist, den raschen und globalen Wandel hin zu einer klimafreundlichen Gesellschaft zu ermöglichen. Diese gesellschaftlichen Kippeffekte betreffen unterschiedliche Bereiche und umfassen:
  • die Abschaffung von Subventionen für fossile Brennstoffe und Anreize für dezentrale (lokale) Energieerzeugung;
  • den Aufbau CO₂-neutraler Städte (Netto-Null);
  • die Veräusserung von Vermögenswerten, die mit fossilen Brennstoffen verbunden sind;
  • die Sichtbarmachung dessen, was fossile Energien über unsere Verantwortung und Werte offenbaren (was ist gewünscht und wird in unserer Gesellschaft belohnt);
  • die Stärkung der Klimabildung und des Engagements;
  • die Offenlegung von Informationen über Treibhaus­gasemissionen (Unternehmen, Organisationen oder Staaten machen z.B. die Menge an Treibhaus­gasen, die sie in die Atmosphäre ausstossen, deren Quellen und Gegenmassnahmen öffentlich).

angepasst aus: Otto I.M. et al., 2020, PNAS

Foto: Li-An Lim (Unsplash)

SOZIALE KIPPPUNKTE

Die Zunahme von Temperaturextremen, Dürren und Überschwemmungen hat das Bewusstsein für die Klimakrise geschärft. Dies zeigte sich z.B. in der Entstehen der Klimastreikbewegung. Die Bereitschaft der Menschen ist gewachsen, sich aktiv für das Klima einzusetzen. Man beobachtet dies u.a. in Abstimmungen und im persönlichen Konsumverhalten. Gleichzeitig ist die Akzeptanz für technische, wirtschaftliche und politische Massnahmen gestiegen, die einen ge­sellschaftlichen Wandel ermöglichen.

Foto: COP28 / Christopher Pike (flickr)

POLITISCHE KIPPPUNKTE

Steigender gesellschaftlicher Druck und klare wissenschaftliche Forderungen rücken die Klimakrise zu­nehmend auf die politische Agenda. Ein Beispiel dafür ist das Pariser Klimaübereinkommen, das eine historische Wende im internationalen Klimaschutz markierte. Immer mehr Länder setzen sich inzwischen zusätzliche Ziele wie Netto-Null-Emissionen. ­Andere stehen unter Zugzwang, diesem Beispiel zu folgen. Nun ist es wichtig, dass der Klimaschutz zunehmend zu einem zentralen Kriterium bei politischen Entscheidungsprozessen wird.

Foto: Andreas Glücklhorn (Unsplash)

TECHNOLOGISCHE KIPPPUNKTE

Technologische Innovationen verändern fortlaufend, wie wir leben, denken, arbeiten, konsumieren und uns fortbewegen. Durch gezielte politische Massnahmen lassen sich diese Entwicklungen fördern und in ­Bahnen lenken, die sowohl der Umwelt als auch den Menschen zugutekommen. Beispiele dafür sind der Ausbau erneuerbarer Energien, die Stärkung des öffentlichen Verkehrs und die Elektrifizierung des Mobilitätssektors.

Foto: Adobe Stock

ÖKONOMISCHE KIPPPUNKTE

Der Klimawandel und seine Folgen verursachen zu-nehmend höhere Kosten für die Wirtschaft. So sinkt z.B. die Produktivität der Mitarbeitenden während Hitzewellen und Infrastrukturen werden durch Extremwetterereignisse wie Brände oder Überschwemmungen beschädigt oder zerstört. Unternehmen haben deshalb ein wachsendes wirtschaftliches ­Interesse daran, den Klimawandel einzudämmen, Risiken zu minimieren und verstärkt auf klimafreundliche Alternativen zu setzen. Im Jahr 2019 erzeugten weltweit mehr als die Hälfte der neu gebauten Wind- und Solaranlagen Strom erstmals günstiger als neue Kohlekraftwerke – ein bedeutender Wendepunkt. Seither verzeichnet der Ausbau erneuerbarer Energien jährlich neue Rekordwerte, was ihre Wettbewerbsfähigkeit weiter stärkt.

Interaktives Exponat

Foto: Nicola Pitaro

WENN DIE ERDE KIPPT

Es gibt nur eine Erde. Sie verträgt viel Umweltverschmutzung und CO₂-Emissionen. Aber plötzlich ist ein Kipppunkt erreicht, an dem es zu viel wird und das System sich nicht mehr ausbalancieren kann. Finde den Kipppunkt im Experiment!

  1. Stelle sicher, dass das Kippbrett gerade und nicht gekippt ist. Die Erde muss auf der rechten Seite sein.
  2. Nimm die Metallscheiben aus der Ablage und lege sie in die Schaufel links am Kippbrett. Die Scheiben stehen für Treibhaus­gasemissionen, welche die Erde aus dem Gleichgewicht bringen.
  3. Was passiert mit der Erde, wenn du immer mehr Scheiben ­hineinlegst, also mehr Emissionen ausstösst?
  4. Wie viele Scheiben bzw. Emissionen verträgt das System, bis es kippt?
  5. Wie kommt die Erde nun zurück in ihre Ausgangsposition?

Du hast Glück: Im Experiment lässt sich das Kippbrett mit der Erde mithilfe der Kurbel wieder zurück in seine ursprüngliche Position drehen.

In Wirklichkeit ist dies leider nicht so einfach und das Überschreiten eines Kipppunkts lässt sich nicht rückgängig machen. Kannst du mithelfen, dass es erst gar nicht so weit kommt?

Weitere Informationen zum Exponat