Bei den sogenannten (globalen) Kippelementen handelt es sich um Bestandteile unseres Erdsystems, die, wenn Klimatische Grenzwerte (Kipppunkte) überschritten sind, in einen neuen & unumkehrbaren Zustand übergehen können. Wie lange der Übergang dauert ist unterschiedlich, was aber klar ist, dass die Kippelemente, auch wenn der jeweilige klimatische Grenzwert wieder unterschritten wird, nicht zu bremsen und vor allem auch nicht mehr reversibel ist.
Eiskörper (Elemente der Kryosphäre)
plötzliches Abtauen der Borealen Permafrostböden
- Schwellenwert bei 1,5 °C und Dauer des Kippprozesses von 200 Jahren
- gesteigerter Kohlenstoffausstoß der Permafrostböden um 50 – 100 % –> ggf. großflächiger Kollaps des Borealen Permafrosts (siehe nächster Punkt)
Kollaps der Borealen Permafrostböden
- Schwellenwert bei ca. 4 °C und Dauer des Kippprozesses von 50 Jahren
- Folge: zusätzliche globale Erwärmung von rund 0,2 – 0,4 °C
Abtauen des Arktischen Winter-Meereis
- Schwellenwert bei etwa 6,3 °C und Dauer des Kippprozesses von 20 Jahren
- Folgen: offene Meeresfläche –> doppelte so schnelle Erderwärmung in den hohen nördlichen Breiten –> Erhöhung der globalen Mitteltemperatur um 0,6 °C
Grönlands Eisschild
- Kipppunkt liegt bei ca. 1,5 °C und hätte den vollständigen Verlust des Eisschilds und damit einen weltweiten Meeresspiegelanstieg von bis zu 7 Meter zur Folge
Gebirgsgletscher (außerhalb Grönland & Antarktis)
- Schwellenwert bei ca. 2 °C und Dauer des Kippprozesses von 200 Jahren
- fehlende zuverlässige Versorgung mit Süßwasser in vielen Gebieten der Welt
Barents Meereis (Spezialfall im Vgl. zum restlichen arktischen Meereis)
- plötzlicher Verlust bereits bei 1,6 °C und Dauer des Kippprozesses von 25 Jahren
- Einfluss auf Luftzirkulation, europäischen Klima & ggf. atlantische Umwälzzirkulation
Abschmelzen des Westarktischen Eisschildes
- Schwellenwert bei ca. 1,5 °C und Dauer des Kippprozesses von ca. 2000 Jahren
- weltweiter Meeresspiegelanstieg um mehr als 3 Meter
Subglaziale Einzugsgebiete der Ostantarktis
- Abschmelzen des ostantarktischen Eispanzer (z.B. Aurora- & Recoverybasins)
- Schwellenwert bei ca. 3 °C, Dauer von ca. 2000 Jahre & weltweiten Meeresspiegelanstieg
Abschmelzen des Ostarktischen Eisschildes
- Schwellenwert bei ca. 7,5 °C und Dauer des Kippprozesses von ca. 10000 Jahren
- weiterer weltweiter Meeresspiegelanstieg von etwa 50 Metern
Strömungssysteme
Atlantische Umwälzzirkulation
- gewaltiges Energieförderband mit dem warmes Wasser an der Oberfläche in den Norden und nach dem dortigen Abkühlen und Absinken in der Tiefe wieder in den Süden transportiert wird („thermohaline Zirkulation“)
- kaltes, dichtes (& somit schweres) Salzwasser ist wesentlicher Motor –> bei zunehmendem Zustrom von Süßwasser in den Norden könnte sich die Tiefenwasserbildung aufgrund der geringeren Dichte des Wassers abschwächen und dieser Antrieb erlahmen
- Schwellenwert bei 4 °C und Dauer des Kippprozesses von ca. 50 Jahren
- Folgen: gravierende Auswirkungen auf Temperatur und Niederschlagsverteilung, inkl. z.B. Erwärmung der südlichen Hemisphäre & Verschiebung der intertropischen Konvergenzzone nach Süden, Monsunabschwächungen in Afrika & Asien und Verstärkung in der Südhemisphäre mit Austrocknung im Sahel & in Teilen des Amazonas sowie ggf. Abkühlung im Nordatlantikraum
Zirkulation im Labrador- und Irminger-Meer
- Umwälzströmung als Teil des sogenannten subploaren Wirbels
- Schwellenwert bei 1,8 °C und Dauer des Kippprozesses von ca. 10 Jahren
- Folgen: regionale Abkühlung im Nordatlantik um circa 2 – 3 °C & ggf. globale Abkühlung um 0,5 °C sowie Verschiebung des Jet Streams in Richtung Norden, Wetterextreme in Europa & Verschiebung der intertropischen Konvergenzzone nach Süden
Ökosysteme (Elemente der Biosphäre)
nordischen Nadelwälder (Absterben im Süden)
- fast 1/3 der weltweiten Waldfläche und ringförmig um die Arktis herum
- Schwellenwert bei 4 °C und Dauer des Kippprozesses von ca. 100 Jahren
- Folgen: Entstehung von Steppe/Prärie & globale Erwärmung von etwa 0,2 °C
nordischen Nadelwälder (Ausbreitung Richtung Norden)
- fast 1/3 der weltweiten Waldfläche und ringförmig um die Arktis herum
- Schwellenwert bei ca. 4 °C und Dauer des Kippprozesses von ca. 100 Jahren
- erhöhte CO2-Aufnahme; Verdunklung Erdoberfläche –> verstärkte Erderwärmung
Korallenriffe in niedrigen Breiten
- Umwälzströmung als Teil des sogenannten subploaren Wirbels
- Schwellenwert bei 1,5 °C und Dauer des Kippprozesses von ca. 10 Jahren
- alle wichtigen Funktionen der Korallenriffe fallen beim Absterben weg (z.B. höchste Biodiversität auf der Erde sowie enormer Einfluss auf die Nahrungskette im Meer, den Nähr- und Kohlenstoffkreislauf im Ozean)
Vegetation im Sahel und Westafrikanischer Monsun
- Schwellenwert bei 2,8 °C und Dauer des Kippprozesses von ca. 50 Jahren
- Folgen: grundlegende Veränderung der Vegetation in der Region (Ergrünen)
Amazonas Regenwald
- ca. 1/4 des weltweiten Kohlenstoff-Austausches zwischen Atmosphäre und Biosphäre finden hier statt
- Schwellenwert bei ca. 3,5 °C und Dauer des Kippprozesses von ca. 100 Jahren
- Folgen: Umwandlung des Amazonas-Regenwaldes in einen an die Trockenheit angepassten saisonalen Wald oder eine Graslandschaft
Quellen
- Nikendei, Christoph, Till Johannes Bugaj, Anna Cranz, Alina Herrmann, Julia Tabatabai, und Universität Heidelberg, Hrsg. Heidelberger Standards der Klimamedizin: Wissen und Handlungsstrategien für den klinischen Alltag und die medizinische Lehre im Klimawandel. 1. Auflage. Heidelberg: HeiCuMed, 2023.
- Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). „Kippelemente – Großrisiken im Erdsystem“. Potsdam Institute for Climate Impact Research. Zugegriffen 17. Oktober 2024. https://www.pik-potsdam.de/de/produkte/infothek/kippelemente.
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