Klimaforschung 26. Jan 2023 Von Stephan W. Eder Lesezeit: ca. 2 Minuten

Neue Studie: Temperaturen sind global über das Klima gekoppelt

Für das Klima wichtige Stabilitätsfaktoren, die sogenannten Kippelemente, sind um den halben Erdball herum miteinander gekoppelt, fand ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung heraus.

Blick vom Yamdrok-Hochpass auf den türkisfarbenen Yamdrock-See und die tibetische Hochebene, rund zwei Autostunden von Lhasa entfernt. Das innerasiatische Hochplateu ist ein wichtiger Wasserspeicher. Ein internationales Forschungsteam entdeckte jetzt einen Zusammenhang zwischen diesem Reservoir und dem Regenwald des Amazonas. PantherMedia / Steve_Allen

Kippelemente gelten als die kritischen Punkte innerhalb des Klimasystems der Erde: Ändert sich das Klima, tritt irgendwann der Punkt ein, an dem diese Elemente von einem Zustand sehr schnell in einen anderen übergehen. Ein Beispiel ist das Inlandeis Grönlands: Erhöht sich die globale Mitteltemperatur in der Atmosphäre, dann schmilzt an einem bestimmten Punkt dieser gewaltige Eisschild unwiederbringlich ab – auch wenn die Temperatur sich wieder abkühlen würde.

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Die Klima- und Erdsystemforscher können aber nicht unbedingt berechnen, wann diese Kipppunkte exakt stattfinden. Hinzu kommt, dass 2019 eine internationale Forschungsgruppe um Timothy M. Lenton, den Direktor des Erdsysteminstituts an der University of Exeter, England, eine Kopplung im Verhalten der verschiedenen Kipppunkte nachweisen konnte. Beteiligt war damals auch das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK).

Ein Cern für das Klima: Klimamodelle brauchen mehr Supercomputer

Jetzt konnte ein weiteres Team unter PIK-Beteiligung feststellen, wie konkret sich die Kopplung bestimmter Kippelemente auswirkt: Danach können Veränderungen im Amazonas-Regenwald Veränderungen in der Nähe des Himalaja auslösen, konkret in der tibetischen Hochebene. Fazit: Wird es am Amazonas wärmer, erwärmt es sich auch in Tibet, fällt im Amazonas jedoch mehr Niederschlag, wird es in der asiatischen Hocheben trockener. Leitautoren des Papiers waren Teng Liu und Dean Chen vom Institut für Nichtgleichgewichtssysteme der Beijing Normal University.

Wissenschaft analysierte Temperatur von 65 000 Subregionen über 40 Jahre hinweg

Für diese Erkenntnisse wendeten die Forscherinnen und Forscher die Theorie komplexer Netzwerke auf Kippelemente an und fanden nach PIK-Angaben „überraschende“ sowie „beunruhigende“ weitreichende Verbindungen. „Zum ersten Mal ist es uns gelungen, diese sogenannten Fernverbindungen klar zu identifizieren und zu quantifizieren. Unsere Forschung bestätigt, dass die Kippelemente des Erdsystems tatsächlich auch über große Entfernungen miteinander verbunden sind. Und der Amazonas ist ein Schlüsselbeispiel dafür, wie sich dies auswirken könnte“, erläutert erklärt Jingfang Fan von der Beijing Normal University, der auch am PIK forscht.

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Die Forschenden nutzten modernste Klimacomputersimulationen, um herauszufinden, wie die globale Erwärmung die ebenfalls globalen Fernverbindungen von verschiedenen Kippelementen bis zum Jahr 2100 verändern könnte. „Wir waren überrascht zu sehen, wie stark die Klimaextreme im Amazonasgebiet mit den Klimaextremen in Tibet verbunden sind“, sagt Jürgen Kurths vom PIK, einer der Mitautoren der Studie.

Die globale Kopplung des Regenwalds im Amazonas mit dem Wasserspeicher des tibetischen Hochlands wurde bisher übersehen

Die Forscher entdeckten die Frühwarnsignale anhand von Daten zur Schneedecke – und stellten dabei fest, dass das tibetische Plateau seit 2008 an Stabilität verliert und sich einem Kipppunkt nähert. „Das wurde bisher übersehen“, sagt Kurths. Trotz seiner abgelegenen Lage ist das tibetische Plateau als wichtiger Wasserspeicher für das Leben vieler Menschen von großer Bedeutung.

„Um es klar zu sagen: Es ist unwahrscheinlich, dass das Klimasystem als Ganzes kippt. Aber subkontinentale Kippereignisse können im Laufe der Zeit ganze Gesellschaften schwer treffen und wichtige Teile der Biosphäre bedrohen. Dies ist ein Risiko, das wir besser vermeiden sollten“, sagt Hans Joachim Schellnhuber vom PIK, ebenfalls Mitautor.

Weblink zum Originalartikel in der Wissenschaftszeitschrift „Nature“: https://www.nature.com/articles/s41558–022–01558–4

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