Studie zur Vorhersage von herannahenden Klimakipppunkten

Kipppunkte sind kritische Schwellenwerte, bei denen eine kleine Änderung eines Parameters zu einer Verschiebung eines Systems von einem stabilen Zustand in einen anderen führen kann. Nähert sich ein System einem Kipppunkt an, lassen sich häufig statistische Frühwarnsignale beobachten. Zu den Klima-Kipppunkten gehören beispielsweise der Kollaps von Eisschilden in der Westantarktis oder das „Kippen“ der atlantischen Umwälzzirkulation (AMOC). Die AMOC ist eine der wichtigsten Komponenten der globalen thermohalinen Zirkulation, ein riesiges Förderband im Ozean, das warmes und kaltes Wasser in verschiedenen Tiefen des Atlantiks transportiert. Änderungen in den Schwankungen der Stärke der AMOC wurden von verschiedenen vorangegangenen Studien als ein statistisches Frühwarnsignal für das herannahende „Kippen“ der Atlantischen Umwälzströmung interpretiert.

Forschende vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und der Universität Utrecht haben sich in der Fachzeitschrift Nature Climate Change mit dem Zusammenhang zwischen statistischen Frühwarnsignalen und der Voraussage von sich annähernden Klima-Kipppunkten beschäftigt. Vom MARUM ist Prof. Thomas Laepple maßgeblich an dem Artikel beteiligt.

„Studien, die versuchen, Klimakipppunkte mithilfe statistischer Frühwarnsignale vorherzusagen, verwechseln oft die Wahrscheinlichkeit, dass solche Signale in den Beobachtungsdaten auftreten würden, wenn ein Kipppunkt bevorstünde, mit der tatsächlichen Wahrscheinlichkeit, dass es tatsächlich zu einer Überschreitung eines Klimakipppunktes kommt“, berichtet Erstautorin Dr. Vanessa Skiba vom AWI Potsdam. Diese Verwechslung könne zu einer verzerrten Bewertung der statistischen Signifikanz führen.

„Zudem gibt es zahlreiche andere Effekte – etwa Veränderungen in der Qualität der Klimabeobachtungen, die falsche Alarme auslösen können und bislang oft unzureichend berücksichtigt wurden“, ergänzt Prof. Thomas Laepple, der die Studie mitgeleitet hat

Klima-Kippunkte und Szenarien für eine wärmer werdende Welt werden von Laepple und seinen Kolleg:innen auch im Rahmen des geplanten MARUM Exzellenzclusters „Der Ozeanboden – unerforschte Schnittstelle der Erde“ erforscht werden.