Sicherheitsrisiko Klimaspiralen – Are we “tumbling down the rabbit hole”?


“Unbegrenzter Klimawandel über 2ºC wird zu beispiellosen Sicherheitsszenarien führen, da hierdurch wahrscheinlich eine Reihe von Tipping Points ausgelöst werden, die weiter beschleunigte, irreversible und in hohem Maße unverhersehbare Klimaveränderungen zur Folge haben werden.“

So heißt es im gestern veröffentlichten Papier zur neuen EU Sicherheitsstrategie. Was sind das für “tipping points” vor denen unser EU Außenminister Javier Solana da warnt? Es gibt sie rund um den Globus, zumindest als theoretische Möglichkeit. Der Klimaberater von Frau Merkel, H.J. Schellnhuber, nennt sie Kipp-prozesse des Klimasystems oder tipping elements, die Frankfurter Allgemeine Kippschalter. Man könnte sie auch Klimaspiralen nennen. In der Quintessenz sind all dies Namen für die gleichen Phänomene. Es handelt sich dabei um Prozesse im System der Erde, die besonders drastisch auf bereits geringe Klimaveränderungen reagieren können. Der Grund hierfür ist immer eine sich selbst verstärkende Eigenschaft im System selber.

Ein Beispiel finden wir in der Heimat des amerikanischen Weihnachtsmanns: Wird es wärmer um den Nordpol, so führt dies zum Abschmelzen eines Teils des Arktischen Meereises. Der zum Vorschein kommende Ozean ist dunkler als das schwindende Eis; weniger Sonneneinstrahlung wird ins Weltall zurückgeworfen, mehr Energie von der Erde absorbiert. In der Folge erwärmen sich Ozean und bodennahe Luft weiter und noch mehr Eis wird geschmolzen - ein Kreislauf, der sich selbst aufschaukelt - eine Spriale eben.

Spiralen wie diese müssen sich im Klimasystem nicht notwendigerweise immer weiter beschleunigen bis sie an die Systemgrenzen stoßen - in Falle von Santas Eishockeyfeld also bis kein Eis mehr vorhanden ist. Häufig gibt es andere Einflüsse, die die Dynamik begrenzen und den Effekt mildern. Die Selbstverstärkung kann aber zu außergewöhnlich starken Reaktionen führen, wie in der Tat derzeit um den Nordpol herum beobachtet wird. Obwohl von Jahr zu Jahr stark schwankend, zeigt die arktische Meereisbedeckung im Mittel einen klaren und dramatischen Abwärtstrend, der schneller ist als bisher von Klimamodellen prognostiziert. In den letzten 30 Jahren hat sich die Bedeckung um mehr als 20% verringert (siehe Cryosphere Today). Global ist die Temperatur im gleichen Zeitraum um weniger als ein halbes Grad angestiegen - regional gerade wegen des Eiseffektes wesentlich stärker (siehe z.B. NASA Daten).

Das arktische Meereis ist nicht der einzige Kippschalter des Klimasystems. Die Presse ist voll von Überschriften, die den „Kollaps des Golfstroms“ ankündigen oder wieder absagen. Was sich dahinter verbirgt ist die Möglichkeit des  Versiegens der Tiefenwasserbildung im Nordatlantik. Derzeit sinken große Wassermassen im Nordmeer. Diese kommen aufgewärmt aus dem Süden, kühlen sich auf dem Weg nach Norden durch Kontakt mit frostiger Polarluft ab, werden dadurch schwerer und sinken. Aber auch hier lauert eine Selbstverstärkung: Meerwasser wird nämlich nicht nur schwerer wenn es kalt wird, sondern auch wenn es salziger wird. Der Nordatlantikstrom, wie die Strömung eigentlich heißt wenn sie sich dem Nordatlantik zuwendet, bringt sich sein eigenes Salz aus dem Süden mit und fördert damit selber die Tiefenwasserbildung. Je mehr Strömung desto mehr Salz desto schwerer das Wasser desto mehr Tiefenwasserbildung. Stört man die Strömung so verringert sich auch die Zufuhr von beschwerendem Salz und weniger Wasser rauscht in den tiefen Ozean der Nordmeere.

Gleich nebenan türmt sich das Grönländische Eisschild um mehr als drei Kilometer in die Höhe. Dort oben ist es kalt - nicht nur wegen des Eises, auch ganz einfach wegen der enormen Höhe - die Luft ist hier dünner und damit kälter. Was passiert, wenn der Eisschild schmilzt? Zuerst einmal wandern die Abschmelzgebiete immer weiter nach unten - der Wärme entgegen. Wird das zu einer Spirale führen? Zur Zeit kann das keiner mit Sicherheit sagen. In jedem Fall wären die Folgen dramatisch. Die Eismassen auf Grönland würden, geschmolzen, den globalen Meeresspiegel um etwa sieben Meter anheben. Was wir wissen ist, daß die Abschmelzgebiete auf Grönland, seit wir direkte Satellitenaufnahmen von Grönland haben (1979), sich im Mittel vergrößert haben und daß das Eisschild seither an Masse verliert.

Unsicherer ist die Entwicklung der anderen großen Landeismasse auf unserem Globus. Die Antarktis, deren kompletter Eisverlust den Meeresspiegel um weitere 50 - 60 Meter anheben würde, ist sehr sehr kalt. Dort schmilzt nahezu kein Eis auf Land. Masse verliert der gigantische Eisblock nur durch Abfließen und Abgleiten in sogenannte Eisschelfe. So heißt das Landeis wenn es auf dem Ozean schwimmt. Diese Eisschelfe sind im Kontakt mit dem warmen Wasser und können daher schmelzen, abbrechen oder sogar kleinteilig zerbersten (siehe z.B. das Larsen B Eisschelf). Ob sich diese Prozesse in der Zukunft verstärken werden? Niemand weiß es. Aber auch hier verbirgt sich eine mögliche Selbstverstärkung. Verschiebt sich nämlich die sogenannte „grounding line“, der Aufliegepunkt des Eisschildes auf dem Land, also der Punkt an dem das Eisschild zum Eisschelf wird, so kann Meerwasser in den Bereich unterhalb des Eisschildes eindringen. Das heißt ein größerer Teil des Eisschildes beginnt zu schwimmen und wird somit zum verletzlichen Eisschelf. Das könnte sowohl das Schmelzen als auch das Abgleiten der Landeismassen stark beschleunigen.

Potenzielle Spiralen wohin man schaut. Der Amazonas Regenwald schafft sich ein für die Vegetation angenehm feuchtes Klima durch Evaporation an den Stomata. Roden des Waldes verringert die Luftfeuchtigkeit und der Wald gerät unter Druck. Tauende sibirische Permafrostböden emittieren Methan - ein Treibhausgas, das die Erde erwärmt und zu weiterem Tauen führt. Ein ähnliches Risiko bergen die Methanhydrate an den Kontinentalhängen des tiefen Ozeans. Manche Prozesse sind rein physikalisch, andere haben chemische oder biologische Komponenten. Das Klimasystem geht respektlos mit den universitären Disziplinen um.

Die Mechanismen sind häufig sehr unterschiedlich - gemeinsam ist ihnen die selbstverstärkende Eigenschaft, die die Systeme „verwundbar“ macht. Gemeinsam haben all diese Prozesse aber auch, daß wir sie noch unzureichend verstehen, um definitive und quantitative Aussagen über ihre zukünftige Entwicklung zu machen. Bei manchen wissen wir mehr, bei anderen weniger.

Trotzdem oder gerade deshalb müssen Wissenschaftler die Risiken, die mit den Kipp-prozessen verbunden sind, den Entscheidungsträgern und der Öffentlichkeit kommunizieren. Oder sollte ein Arzt die sehr unwahrscheinlichen aber möglichen Folgen einer Operation lieber für sich behalten, um den Patienten nicht zu beunruhigen? Hat er nicht vielmehr die Pflicht den Patienten aufzuklären, so daß er selber entscheiden kann, ob der Eingriff das Risiko wert ist? Die Antwort könnte für eine Herztransplantation anders ausfallen als für eine Schönheitsoperation.

Das Abwägen der Risiken kann nicht den Wissenschaftlern überlassen werden. In einer Demokratie ist dies eine gesamt gesellschaftliche Aufgabe, bei der die Wissenschaft die Diskussionsgrundlage liefern kann. Für einen möglichst fundierten Entscheidungsprozess müssen alle Informationen und damit alle bekannten Risiken auf dem Tisch liegen. Zu diesen gehören ebenso die möglichen ökonomischen Folgen. Die Kosten eines Vermeidens einer weiteren globalen Erwärmung, aber auch die eines ungebremsten Klimawandels. Es geht um das Gesamtbild. Wir müßen möglichst genau herausfinden, was uns in Lewis Carolls Kaninchenbau erwartet, um entscheiden zu können wie tief wir uns hineinbegeben wollen.

 

Artikel zum Thema

Tipping elements in the Earth's climate system
Tim Lenton et al., 2008, Proceedings of the National Academy of Sciences, 105, 1786-1793.

Climate Change And International Security
Paper from the High Representative and the European Commission to the European Council, März 2008.

Originalzitat aus dem Solana Report

Unmitigated climate change beyond 2ºC will lead to unprecedented security scenarios as it is likely to trigger a number of tipping points that would lead to further accelerated, irreversible and largely unpredictable climate changes.”


6 Kommentare zu “Sicherheitsrisiko Klimaspiralen – Are we “tumbling down the rabbit hole”?”

  1. Lutz Antworten | Permalink

    Atomkraftwerke gegen Tempolimit

    Nehmen die Politiker die Bedrohung wirklich ernst? Falls JA, warum fordern dann dieselben Politiker einerseits ein allgemeines Tempolimit, was vielleicht x Tonnen CO2 pro Jahr einspart, und andererseits Atomkraftwerke abzuschalten, was mit Sicherheit y Mrd. an x Tonnen CO2 kostet.

    mfg
    Lutz

  2. Dr. Lars Hanke Antworten | Permalink

    Erkenntnis und Politik

    An Solanas Aussage sieht man deutlich das Problem, in dem sich die Politik verstrickt, wenn sie mit wissenschaftlichen Ergebnissen umgeht: "... will lead to ... as it is likely to ... that would lead to ..." Der logische Schluss ist völlig kaputt. Spätestens Bayes wird klar vor den Kopf gestoßen.

    Davon abgesehen steht die Wahrheit am Ende: "unpredictable". Extrapolation in einem chaotischen Modell ist selbst dann unseriös, wenn das Modell exakt ist. Aber wie soll das ein Politiker verstehen?

    Da fast jeden Monat ein neuer Mechanismus angeführt wird, der das Klima irgendwie beeinflusst und fast immer positiv rückkoppelt, können wir davon ausgehen, dass unser Modell alles andere als exakt ist. Es ist spannend, ob dies überhaupt entscheidbar ist. Schließlich gibt es nur ein Experiment, und dieses unterwirft sich keinen Laborbedingungen.

    Vor diesem Hintergrund begrüße ich zwar, dass es einigen Leuten dämmert, dass fossile Energieträger keine nachhaltige Strategie darstellen, aber ich fürchte, die Instrumentalisierung wissenschaftlichen Halbwissens richtet am Ende mehr Schaden als Nutzen an.

    Wer Wissenschaft und Politik in einen konstruktiven Dialog bringen will, muss den Politikern beibrigen, was ihre heiß geliebten Statistiken eigentlich bedeuten und dass zu einer solchen Aussage immer ein Modell gehört.

    Hier noch ein Modell für den Anfänger: Es bilden sich fossile Energieträger über x-Mio. Jahre. Wir verbrauchen die Vorräte über y-100 Jahre. x,y sind von etwa gleicher Größenordnung. Keine Statistik, daher lässt sich die Frage nach der Nachhaltigkeit exakt beantworten - und das ganz ohne Klimawandel.

    Bis dahin scheinen die Holländer das einzig Sinnvolle zu tun. Wenn die Wissenschaft das Risiko eines höheren Meeresspiegels sieht, kümmert man sich um die Deiche.

  3. Fischer Antworten | Permalink

    Ein konstruktiver Dialog

    zwischen Wissenschaft und Politik basiert vor allem auf einer ganz wesentlichen Feststellung: Wissenschaftliche Erkenntnisse und politisches Handeln sind zwei völlig unabhängige Dinge.

    Ich sehe in der Debatte momentan das große Problem, dass beide vermischt werden. Da wird weithin erwartet, behauptet, gefordert, dass die Klimawissenschaft "beweist", dass eine bestimmte politische Maßnahme notwendig ist. Das funktioniert natürlich nicht, es kann schon prinzipiell nicht gehen.

    Diese Erwartung, die Klimawissenschaftler schlicht nicht erfüllen können, nutzen die sogenannten "Skeptiker" als Ansatzpunkt für ihre Propaganda. Die Klimaforschung trägt einen beträchtlichen Teil der Schuld an diesem Zustand, weil sie sich gegen diese Vermischung nie gewehrt, sie teilweise sogar befördert hat. Und jetzt haben wir den Salat.

    Eigentlich müsste man, um in der Klimadebatte voranzukommen, zuerst das Verhältnis von Wissenschaft und Politik ein für alle mal klarstellen.

  4. Wolf Potter Antworten | Permalink

    Atomkraft gegen Klimawandel

    Hallo Lutz,

    auch Du bist offensichtlich auf die Propagandamärchen der Atomlobby hereingefallen.

    Atomkraft ist kontraproduktiv, was die Reduzierung des CO2-Ausstoßes betrifft, denn das Geld, das die Atomkraft verschlingt, kann nicht mehr für sinnvolle Maßnahmen zur CO2-Reduzierung ausgegeben werden.

    Atomkraft trägt mit ungefähr 2% zur Weltenergieversorgung bei und ist nicht nennenswert steigerbar. In den nächsten Jahren wird die Stromerzeugung aus Atomkraft sogar absolut rückläufig sein (relativ gesehen ist sie es sowieso schon seit einiger Zeit), weil mehr alte AKWs abgeschaltet werden, als neue in Betrieb gehen.

    Atomkraft und Klimadeschutzbatte passen nicht in den selben Hut, das eine hat mit dem anderen wenig zu tun. Wenn überhaupt, verhindert Atomkraft einen wirkungsvollen Beitrag zur CO2-Reduzierung.

  5. Krishnag Antworten | Permalink

    Atomkraft gegen Klimawandel

    @Wolf Potter

    #auch Du bist offensichtlich auf die Propagandamärchen der Atomlobby hereingefallen.#

    den Vorwurf kann man getrost auch an Herrn Schellhuber weitergeben, seines Zeichens Leiter des PIK, der in einem "Interview der Atomkraft durchaus noch Chancen einräumt.

    #Ist die Atomkraft ein Teil der Lösung?

    Sie kann, muss aber nicht Teil einer Lösung sein. Das ist eine politische und wirtschaftliche Entscheidung. Aus wissenschaftlicher Sicht gibt es keine Notwendigkeit zur vermehrten Kernkraftnutzung. Zudem stellt sich die Frage, ob man in instabilen Weltregionen neue Kraftwerke bauen möchte. Was Deutschland betrifft, könnte man unter Umständen über eine Art Atomkonsens-Folgevertrag nachdenken: Die Konzerne müssten sich verpflichten die Mehreinnahmen, die sie durch eine Verlängerung der Laufzeiten bekämen, in erneuerbare Energien zu investieren. Die Einhaltung dieser Verpflichtung wäre eine Nagelprobe auf die Ernsthaftigkeit, mit der die Konzerne Klimaschutz betreiben. Sie hätten dadurch die Chance, sich selbst zu transformieren.#
    http://www.tagesspiegel.de/.../div/;art771,2075262

  6. Krishnag Antworten | Permalink

    AKWs

    Nun, wer für die Grundlast keine Kohlekraftwerke mehr haben will, wie es ja u.a. die Grünen und Umweltverbände fordern, der fördert damit die Notwendigkeit der AKWs.
    Das man Getreide nicht verstromen und verheizen soll, soll sich mittlerweile sogar bis in die Regierung rumgesprochen haben.
    Wer für Umweltschutz ist, soll auch daür sorgen, das für "Öko"sprit nicht Wälder abgeholzt werden oder landwirtschaftliche Flächen mißbraucht werden.
    Ich habe lieber CO2 in der Luft als daß ich verhungere oder Lebensmittel nicht mehr bezahlen kann, weil die Anbauflächen zur Energiegewinnung genutzt werden.

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