Die 27 Beschleuniger des Klimawandels

CORVALLIS, Ore. – Eine internationale Zusammenarbeit unter der Leitung von Wissenschaftlern der Oregon State University hat 27 Beschleuniger der globalen Erwärmung identifiziert, die als verstärkende Rückkopplungsschleifen (Kipppunkte, Feedback Loops) bekannt sind, darunter einige, von denen die Forscher sagen, dass sie in Klimamodellen möglicherweise nicht vollständig berücksichtigt werden.

Sie stellen fest, dass die Ergebnisse, die heute in der Zeitschrift One Earth veröffentlicht wurden, die Dringlichkeit erhöhen, auf die Klimakrise zu reagieren, und politischen Entscheidungsträgern einen Fahrplan bieten, der darauf abzielt, die schwerwiegendsten Folgen eines sich erwärmenden Planeten abzuwenden.
Beispiele im Bild:
A. Verringerung der Meereis-Rückstrahlung
B. Auftauen des Permafrosts
C. Schwelende Waldbrände in Mooren
D. Waldbrände
E. Wolkeneigenschaften
F. Austrocknen und Wüstenbildung
G. Waldsterben
H. Insektenbefall
I. Verringerung der Schneedecke-Rückstrahlung

In der Klimawissenschaft sind verstärkende Rückkopplungsschleifen Situationen, in denen eine klimabedingte Veränderung einen Prozess auslösen kann, der noch mehr Erwärmung verursacht, was wiederum die Veränderung verstärkt.

Ein Beispiel wäre die Erwärmung in der Arktis, die zum Schmelzen des Meereises führt, was zu einer weiteren Erwärmung führt, da Meerwasser die Sonnenstrahlung absorbiert und nicht reflektiert.

Die 56 Loops (20 physikalische, 21 biologische, 15 menschliche Loops, von den 41 ersteren sind 27 verstärkende, 7 ausgleichende und 7 unsicher Loops):

Feedback	Effect of climate change	Effect on climate change	+/-
20 physical (abiotic) feedback loops
1. Planck†	↑ Temperature	↑ Heat loss (radiation)	–
2. Water vapor†	↑ Increasing water vapor content	↑ Greenhouse effect	+
3. Sea ice albedo*†	↑ Sea ice melting or not forming	↓ Albedo	+
4. Ice sheets*†‡	↑ Glacier & ice sheet melting/instability	↓ Albedo	+
5. Sea level rise‡	↑ Sea levels	↓ Albedo (↑ coastal submergence)	+
6. Snow cover†	↓ Snow cover	↓ Albedo	+
7. Clouds†	Δ Cloud distribution & optical properties	Δ Cloud albedo & greenhouse effect	+
8. Dust†	Δ Dust aerosol abundance	Δ Albedo & greenhouse effect	?
9. Other aerosols†	Δ Atmos. aerosol conc.	Δ Albedo & greenhouse effect	?
10. Ocean stability	↑ Ocean stratification	↓ Carbon uptake by ocean	?
11. Ocean circ.*	↓ Ocean circ.	Δ Surface temperature	?
12. Solubility pump†	↑ Atmos. CO2 levels	↓ CO2 absorption by ocean	+
13. CH4 hydrates*‡	↑ CH4 hydrate dissociation rates	↑ Release of CH4 into atmos.	+
14. Lapse rate†	Δ Temp.-altitude relationships	↓ Global mean temperature	–
15. Ice-elevation‡	↓ Ice sheet/glacier elevation	↑ Glacier & ice sheet melting, ↓ albedo	+
16. Antarctic rainfall‡	↓ Ice sheet extent, ↑ precipitation	↓ Albedo, ↑ deep ocean warming	+
17. Sea ice growth	↓ Sea ice thickness, ↓ insulation	↑ Thin ice growth rate	–
18. Ozone†	Δ Atmos. circ.	↓ Tropical lower stratospheric ozone	?
19. Atmos. reactions†	Δ Atmos. chem. reaction rates	Δ Greenhouse effect	?
20. Chem. weathering‡	↑ Chemical weathering rates	↑ CO2 taken out of atmosphere	–
21 biological feedback loops
21. Peatlands†	↑ Drying and fire, ↓ Soil carbon	↑ Release of CO2 into atmos.	+
22. Wetlands†	↑ Wetlands area (↑ precipitation)	↑ CO2 seq., ↑ CH4 emissions	+
23. Freshwater	↑ Aquatic plant growth rates	↑ CH4 emissions	+
24. Forest dieback*	↑ Amazon and other forest dieback	↓ CO2 seq., Δ albedo	+
25. Northern greening	↑ Boreal forest area, Arctic vegetation	↑ CO2 seq., ↓ albedo	+
26. Insects	Δ Insect ranges and abundances	↓ CO2 seq., Δ albedo	+
27. Wildfire†	↑ Fire activity in some regions	↑ CO2 emissions, Δ albedo	+
28. BVOCs†	Δ BVOC emission rates	↓ Greenhouse effect, ↑ tropospheric O3	–
29. Soil carbon (other)	↑ Loss of soil carbon	↑ CO2 emissions	+
30. Soil nitrous oxide†	Δ Soil microbial activity	↑ Nitrous oxide emissions	+
31. Permafrost*†	↑ Permafrost thawing	↑ CO2 and CH4 emissions	+
32. Soil and plant ET	↑ ET from soils and plants	↓ Latent heat flux	+
33. Microbes (other)	↑ Microbial respiration rates	↑ CO2 and CH4 emissions	+
34. Plant stress	↑ Thermal stress, ↑ droughts	↑ Plant mortality, ↓ CO2 seq.	+
35. Desertification	↑ Desert area	↓ CO2 seq., Δ albedo	+
36. Sahara/Sahel greening*	↑ Rainfall in Sahara and Sahel	↑ CO2 seq. by vegetation	–
37. CO2 fertilization	↑ CO2 conc., ↑ NPP	↑ Carbon uptake by vegetation	–
38. Coastal productivity	↑ Coastal ecosystem degradation	↓ Coastal ecosystem carbon seq.	+
39. Metabolic rates	↑ Phytoplankton respiration rates	↑ CO2 released into atmos.	+
40. Ocean bio.	↑ Ocean CO2, ↑ acidification, ↑ temp.	Δ Ocean carbon sink	?
41. Phytoplankton-DMS†	Δ Plankton DMS emissions	Δ Cloud albedo	?
15 human feedback loops
42. Climate-related disasters	↑ Fires, storms, flooding	↑ Carbon costs for rebuilding	?
43. Human migration	↑ Uninhabitable area	↑ Migration and construbtion carbon costs	?
44. Human mobility	↑ Movement (traveling)	↑ CO2 emissions	+
45. Transport routes	Δ Transport routes	Δ CO2 emissions	?
46. Energy demand	↑ Global mean temperature	Δ Energy-related GHG emissions	?
47. Agriculture	Δ Crop yields, agricultural suitability	Δ CO2 emissions due to agriculture	?
48. Coral reefs	↑ Coral die-off, ↓ fisheries	↑ Food production carbon costs	+
49. Freshwater	↓ Freshwater availability	↑ Desalination/migration CO2 emissions	+
50. Mitigation	↑ Sense of urgency	↑ Mitigation efforts	–
51. Policy paralysis	↑ Magnitude of policy issue	Δ Difficulty to address climate change	+
52. Economic growth	↑ Permafrost thawing	↑ CO2 and CH4 emissions	?
53. Economic disruption	↑ Frequency of economic disruptions	↓ Investment in mitigation	+
54. Political disruption	↑ Political upheaval	↓ International cooperation	+
55. Geopolitics	↑ Unequal climate impacts	↑ Difficulty of global cooperation	+
56. Human conflict	↑ Conflict (↓ resources)	↑ Military GHG emissions	+

Credits for all feedback loop photos are provided in Table S3 of the Supplemental Information of our One Earth paper.

Die Wissenschaftler schreiben auf One Earth: Insgesamt haben wir 41 biogeophysikalische Rückkopplungsschleifen (20 physische und 21 biologische) identifiziert, darunter 27 positive (verstärkende) Rückkopplungsschleifen, 7 negative (ausgleichende) Rückkopplungsschleifen und 7 unsichere Rückkopplungsschleifen. Greenhouse ist das Treibhaus.

„Klimakatastrophen“ in Form von Waldbränden, Küstenüberschwemmungen, Permafrost-Auftauen, heftigen Stürmen und anderen extremen Wetterbedingungen treten bereits auf. Die noch größeren Bedrohungen ergeben sich aus diesen Klimakipppunkten, die durch sich verstärkende Rückkopplungsschleifen immer näher rücken.

Da wir den Klimawandel kurzfristig zunehmend als eine Reihe von Katastrophen und langfristig als große Bedrohung verstehen, haben viele Regierungsbehörden und Wissenschaftler weltweit den Klimanotstand ausgerufen.

Darüber hinaus haben sich fast alle Länder dem Pariser Abkommen angeschlossen, das eine Begrenzung der Erwärmung auf 2 °C und idealerweise 1,5 °C vorsieht.

Teilweise aufgrund positiver Klimarückkopplungen wird ein sehr schneller Rückgang der Emissionen erforderlich sein, um die zukünftige Erwärmung zu begrenzen.

Letztendlich wird erwartet, dass sogar eine relativ bescheidene Erwärmung das Risiko erhöht, dass verschiedene klimatische Kipppunkte überschritten werden – was große Veränderungen im zukünftigen Zustand des Klimasystems der Erde verursacht und dadurch weitere verstärkende Rückkopplungen hinzufügt.

Die Wissenschaftler berechnen auch die Menge, von CO2-Emissionen, die noch in die Atmosphäre abgegeben werden darf, um das Klimaziel von 1,5 Grad Celsius nicht zu überschreiten. Das wären noch 6 1/2 Jahre nach Anfang 2023. Also müsste man im Jahr 2029 auf Null CO2 Emissionen kommen. Wenn nicht vorher ein Kipppunkte und ein Feedback Loop kommt..

„Es ist zu spät, den Schmerz des Klimawandels vollständig zu verhindern, aber wenn wir bald sinnvolle Schritte unternehmen und dabei die menschlichen Grundbedürfnisse und soziale Gerechtigkeit priorisieren, könnte es immer noch möglich sein, den Schaden zu begrenzen.“ sagt Christopher Wolf. Dies ist eine optimistische Einschätzung.

Quellen:
Oregon State University
Allience for World Scientists
One Earth
ORF Wie sich der Klimawandel selbst verstärkt
World Scientists‘ Warning of a Climate Emergency 2021, Deutsche Übersetzung als PDF