This factsheet summarizes the results and content of the background paper on the project "Tipping points and cascading tipping dynamics in the climate system - findings, risks and relevance for climate and security policy". It thus offers a compact overview of all relevant aspects of tipping elements, tipping points and possible cascading effects that need to be taken into account when discussing and designing national, European and international climate policy. Veröffentlicht in Fact Sheet.
Von vielen Elementen des Erdsystems wird erwartet, dass sie sich mit zunehmender globaler Erwärmung stetig verändern. Diese graduellen Veränderungen könnten sich als reversibel erweisen, wenn die globale Erwärmung zurückgehen sollte. Andere Elemente des Klimasystems hingegen könnten ein Kippverhalten zeigen, bei dem relativ kleine Störungen des Hintergrundklimas ausreichen, um einen (abrupten) Wechsel vom Ausgangszustand in einen qualitativ völlig anderen Zustand auszulösen (2). Von vielen dieser möglichen Kippvorgänge wird erwartet, dass sie sich nicht einfach rückgängig machen lassen, indem die globale Erwärmung etwa von einem höheren auf das heutige Niveau zurückgeht. Das liegt vor allem daran, dass vielen dieser Kippelemente ein sich selbst-stabilisierender Prozess zu Grunde liegt. Wird dieser einmal unterbrochen, kippt das System in einen neuen, völlig andersartigen Zustand, der sich dann allerdings auch selbst intern stabilisiert. Veröffentlicht in Climate Change | 14/2012.
Dieses Factsheet fasst die Ergebnisse und den Inhalt des Hintergrundpapiers zum Vorhaben „Kippunkte und kaskadische Kippdynamiken im Klimasystem – Erkenntnisse, Risiken sowie klima- und sicherheitspolitische Relevanz“ zusammen. Es bietet damit einen kompakten Überblick aller relevanten Aspekte von Kippelementen, -punkten und möglicher Kaskadeneffekte, die bei der Diskussion und Ausgestaltung nationaler, europäischer und internationaler Klimapolitik berücksichtigt werden müssten. Veröffentlicht in Fact Sheet.
Diese Publikation verdeutlicht die dramatischen Auswirkungen des fortschreitenden Klimawandels auf einzelne Komponenten des Erdsystems. Im Fokus stehen Kippelemente – sensible Bereiche, die bei Überschreitung kritischer Schwellen irreversible Veränderungen auslösen können. Von entscheidender Bedeutung sind der Grönländische und Westantarktische Eisschild, der Amazonas-Regenwald, die Ozeanische Zirkulation im Nordatlantik und Korallenriffe. Die Analyse betont, dass Selbstverstärkungsmechanismen zwischen diesen Elementen zu raschen, nicht umkehrbaren Veränderungen führen können. Politisches Handeln ist dringend geboten, da bisherige Klimaschutzmaßnahmen das Überschreiten dieser kritischen Punkte nicht ausreichend verhindern. Der Text unterstreicht die sicherheitspolitischen Implikationen und plädiert für eine internationale Zusammenarbeit, um diese Risiken auf globaler Ebene zu adressieren und zu bewältigen. Veröffentlicht in Climate Change | 08/2024.
Die international bedeutendste Auszeichnung für Pioniere der Nachhaltigkeitsforschung wird im Herbst 2017 an den Direktor des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), Hans Joachim Schellnhuber, verliehen. Das gab die japanische Asahi Glas Stiftung am 14. Juni 2017 in Tokio bekannt. Ihr mit 50 Millionen Yen dotierter Blue Planet Prize ehrt Vordenker, die entscheidende Ansätze zur Lösung globaler Umweltprobleme vorgelegt haben. Schellnhuber erhält den Preis für seinen wegweisenden Beitrag zur Etablierung der Zwei-Grad-Grenze der globalen Erwärmung, auf die sich die Staaten der Welt im Klimavertrag von Paris geeinigt haben. Zudem habe der Physiker Schellnhuber die Erdsystemanalyse als wissenschaftliches Feld maßgeblich gestaltet, erklärte die Stiftung, und das einflussreiche Konzept der Kippelemente entwickelt.
Das Projekt "Interactions and complex structures in the dynamics of changing climate: impact of tipping elements in presence and past (Causal Networks)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Investigation of past and present climate dynamics and impact of climate tipping elements by means of a spatio-temporal analysis of climate data using complex networks. DFG-Project in cooperation with the Academy of Sciences of the Czech Republic, Prag. Investigation of past and present climate dynamics and impact of climate tipping elements by means of a spatio-temporal analysis of climate data using complex networks. The study of the stability of the climate system and the impacts of the changes it undergoes requires both data analysis and modelling approaches. Recent findings of particularly sensitive sub-systems in the climate system (tipping elements), have risen concerns that common climate models still underestimate climate change. Focusing on the data analysis part, this project aims to investigate the role and connectivity of tipping elements with respect to global and regional climate and environmental change, using ideas from complex network theory for a spatio-temporal, multi-variate analysis of climate data. This approach will be critically reviewed and tested. For this purpose, new methods for inferring coupling directions and indirect couplings will be developed and implemented. Tipping elements will be studied by their spatio-temporal interactions; this will help to understand the stability or multi-stability of the global climate network due to changes of tipping elements and the crossing of tipping points. This study is complemented by comparing modern spatio-temporal climate interactions with past changes of climate during the Holocene, including the development of an appropriate approach to compare sparsely distributed data (palaeo-data) with complex network data (recent climate interaction network). The project will, therefore, significantly contribute to the climate change studies (better understanding tipping elements) and the methodological development (new approaches for spatio-temporal analysis), which could eventually also be used to improve climate models.
Das Projekt "Domino effects in the Earth system: can Antarctica tip climate policy? (DominoES-RD4)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Tipping elements are components of the Earth system that could be pushed into qualitatively different states by small external perturbations, with profound environmental impacts possibly endangering the livelihoods of millions of people. There are indications for significant interlinkages between climate tipping elements and even the potential for tipping cascades or domino effects from the climate to the social sphere. We will assess these effects for a highly relevant tipping chain connecting climatic tipping elements like Antarctica and Greenland with potential social tipping processes in public opinion formation and climate policy changes, and their societal implications.
Das Projekt "Domino effects in the Earth system: can Antarctica tip climate policy? (DominoES)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Tipping elements are components of the Earth system that could be pushed into qualitatively different states by small external perturbations, with profound environmental impacts possibly endangering the livelihoods of millions of people. There are indications for significant interlinkages between climate tipping elements and even the potential for tipping cascades or domino effects from the climate to the social sphere. We will assess these effects for a highly relevant tipping chain connecting climatic tipping elements like Antarctica and Greenland with potential social tipping processes in public opinion formation and climate policy changes, and their societal implications.
Das Projekt "Investigation of past and present climate dynamics and its stability by means of a spatio-temporal analysis of climate data using complex networks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. The study of the stability of the climate system and the impacts of the changes it undergoes requires both data analysis and modelling approaches. Recent findings of particularly sensitive sub-systems in the climate system (tipping elements), have risen concerns that common climate models still underestimate climate change. Focusing on the data analysis part, this project aims to investigate the role and connectivity of tipping elements with respect to global and regional climate and environmental change, using ideas from complex network theory for a spatio-temporal, multi-variate analysis of climate data. This approach will be critically reviewed and tested. For this purpose, new methods for inferring indirect couplings, extreme events, spatial predominant directions, and boundary effects will be developed and implemented as well as applied to the monsoon regions in South America and Asia. This includes a novel anisotropy measure which is able to quantify directions along which extreme events synchronize locally. Spatio-temporal interactions between and within these specific tipping elements will investigated in order to understand the stability or multi-stability of the considered monsoon regions due to environmental changes or crossing of tipping points. The project will, therefore, significantly contribute to the climate change studies (better understanding tipping elements) and the methodological development (new approaches for spatio-temporal analysis), which could eventually also be used to improve climate models.
Das Projekt "Teilprojekt 3 - Analyse der funktionellen Diversität in Böden und deren Rückkopplung auf andere Kippelemente" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Bodenkunde durchgeführt. Durch die fortschreitende Zerstörung des Amazonas-Regenwaldes kann ein Kipppunkt überschritten werden, der mit weitreichenden Veränderungen des (regionalen und globalen) Klimasystems sowie gesellschaftlichen Konsequenzen verbunden ist. Vor diesem Hintergrund hat PRODIGY das Ziel, zu einem verbesserten Verständnis des sozial-ökologischen Systems in der MAP Region beizutragen. In der zweiten Phase des Projektes werden insbesondere Feedback-Mechanismen zwischen Kipppunkten von Teilsystemen untersucht, um Lösungsansätze zur Verhinderung weiterer Degradationsprozesse sowie zur Revitalisierung degradierter Ökosysteme beizutragen. In diesem Teilprojekt wird untersucht, wie die Resilienz von Ökosystemen gegenüber dem Klimawandel über die funktionelle Diversität des Bodenmikrobioms gesteuert wird, und wie diese Resilienz sich über Fragmentierung von - und Distanz zu - Klimax-Ökosystemen verändert, um diese Skaleneffekte erfolgreich im Management dieser Naturräume zu berücksichtigen.