Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung

Klima-Szenarien nutzbar machen: Online-Plattform für Entscheider startet

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Pressemitteilung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung

03.06.2020

PIK Potsdam

Damit Klimaszenarien für Entscheider nutzbar werden, hat ein internationales Forscherteam eine umfassende interaktive Online-Plattform entwickelt. Sie ist die erste ihrer Art, die Werkzeuge zur Nutzung dieser Szenarien – von Klimafolgen bis hin zur Klimastabilisierung – einer breiteren Öffentlichkeit jenseits der Wissenschaft zur Verfügung stellt. Die Szenarien helfen Entscheidern in Politik und Unternehmen, Finanzmärkten und Gesellschaft, die Bedrohung durch die globale Erwärmung und Möglichkeiten zu ihrer Begrenzung besser einzuschätzen.

„Klimaszenarien sind mächtige Werkzeuge, die es uns ermöglichen, mögliche Zukünfte zu erforschen und zu untersuchen, wie diese durch unser gemeinsames Handeln verändert werden – deshalb wollen wir alle Arten von Entscheidern in die Lage versetzen, die Szenarien auch tatsächlich selbst zu nutzen“, sagt Elmar Kriegler vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), der das SENSES-Konsortium leitet, welches die Online-Plattform gemeinsam entwickelt hat. „Die Wissenschaft verwendet seit vielen Jahren Klimaszenarien auf der Grundlage von Computersimulationen, doch die sind zugegebenermaßen eine etwas komplizierte Sache, und die Ergebnisse der Analysen sind in allzu vielen wissenschaftlichen Publikationen verstreut. Wir wollen nun einen neuen Weg des Zugangs zu diesen Szenarien anbieten – damit die Menschen selbst sehen können, was bei der Klimastabilisierung auf dem Spiel steht, und ihre Entscheidungen auf die besten verfügbaren Informationen stützen können.“

Von 2°C bis zum Kohleausstieg, von Sonnenenergie bis Biomasse: jede Menge Möglichkeiten

Ein Finanzexperte, der zum Beispiel das Risiko von verlorenen Investitionen in fossile Industrien bewerten möchte, könnte sich dafür interessieren, wie schnell die globalen Treibhausgasemissionen reduziert werden müssen, um die Erwärmung unter der international vereinbarten Grenze von 1,5-2°C zu halten. Der Benutzer kann sich das Lernmodul zur „Emissionslücke“ auf der SENSES-Plattform ansehen, das grundlegende Informationen sowie Grafiken und Weblinks zur Literatur enthält.

Für mehr Einzelheiten kann der Benutzer ein, wie die Forscher es nennen, „Guided Exploration Module“ (GEM) nutzen. „Die GEMs bieten gleichsam eine weiche Landung in den harten Daten und ermöglichen es den Benutzern, selbst Szenarien zu analysieren“, erklärt die Projektkoordinatorin Cornelia Auer, ebenfalls vom PIK. „Sie können robuste Trends verstehen, wie etwa den Ausstieg aus der Kohle oder die Umstellung der Stromerzeugung auf klimaneutrale Technologien, aber auch Variationen in den Szenarien, wie zum Beispiel die Entscheidung für unterschiedliche Technologien – etwa das Herausholen von CO2 aus der Atmosphäre.“

Für diejenigen, die noch tiefer einsteigen möchten, gibt es einen „Scenario Finder“. Benutzer können durch eine große Anzahl von Szenarien blättern, die sie nach ihren eigenen Annahmen über die Zukunft filtern können. Diejenigen, die der Auffassung sind, dass die Entfernung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre in der Zukunft wahrscheinlich nicht funktionieren wird, können Szenarien mit einer geringeren Menge an Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (BECCS) aussortieren. Und diejenigen, die einen niedrigen Energieverbrauch und ein Szenario weit unter 2°C wünschen, können nach diesen Merkmalen filtern.

„Abschätzung potenzieller Risiken für das Finanzsystem“

Philipp Haenle, Ökonom in der Abteilung Finanzstabilität der Deutschen Bundesbank, kommentiert: „Klima-Risiken für die Finanzmärkte erhalten immer mehr Aufmerksamkeit. Klimaszenarien können helfen, diese Risiken besser zu verstehen. Für einen Finanz-Ökonomen ist es jedoch eine sehr komplexe Aufgabe, sich mit den von Naturwissenschaftlern entworfenen Szenarien vertraut zu machen und sie für Finanzanalysen zu nutzen. SENSES ist daher ein sehr zukunftsträchtiges Werkzeug, da es helfen kann, die zugrundeliegenden Klimaszenarien zu verstehen und sie für die Beurteilung möglicher Risiken für das Finanzsystem zu nutzen. Die Plattform bietet dabei auch Unterstützung für die Entscheidung, welche Szenarien für spezifische Fragestellungen am besten geeignet sind.“ Haenle war am Co-Design der SENSES-Plattform durch Wissenschaft und Entscheider aus anderen Bereichen beteiligt (die Stellungnahme stellt eine persönliche Meinung dar und gibt nicht unbedingt die Ansichten der Deutschen Bundesbank oder ihrer Mitarbeiter wieder).

Die Plattform ist für die Nutzung durch Entscheider und Experten konzipiert, ist aber für alle Interessierten frei zugänglich. „Es geht hier wirklich um offene Wissenschaft“, sagt Kriegler. „Lösungen zur Bewältigung der Klimaproblematik zu finden, ist etwas, das wir nur gemeinsam tun können. Es ist ein Prozess, der viele verschiedene Stimmen und Perspektiven einbeziehen muss. Ein wichtiges Element dabei ist, dass Akteure in die Lage versetzt werden, Klimaszenarien aus der Wissenschaft zu nutzen.“ Es ist eine neue Form von Klima-Services.

„Wir bieten den Nutzern eine Menge Wenn-Dann. Das mag ein bisschen mühsam erscheinen, aber es ist das, was wir für notwendig halten“, so Kriegler abschließend. „Die Grundidee von Klimaszenarien ist, dass es mehr als ein Ziel gibt, und dass es viele Wege zu diesen Zielen gibt. Die Wahl zwischen den Optionen hängt von den Präferenzen ab. Doch Entscheidungen sind nicht willkürlich, man muss sich der Konsequenzen bewusst sein. Wissenschaftlich fundierte Szenarien liefern diese Art relevanter Informationen über die Risiken.“

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Das SENSES-Projekt (climate change ScENario ServicES) ist Teil des offiziellen Europäischen Forschungsraums für Klimadienstleistungen, der von nationalen Ministerien und der EU unterstützt wird. Es ist ein Gemeinschaftsprojekt des PIK, der Fachhochschule Potsdam, des International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), der Universität Wageningen (WUR) und des Umweltinstituts Stockholm (SEI):

Volker Krey, Vize-Direktor des Energieprogramms am Internationalen Institut für angewandte Systemanalyse (IIASA), ein Hauptpartner des Projekts: „Das SENSES-Projekt war eine neue Erfahrung für uns und hat die Kommunikation von Erkenntnissen aus der Szenarienforschung zum Klimawandel und die Bereitstellung damit verbundener Dienstleistungen auf eine neue Ebene gehoben. Das Konsortium vereint ein breites Spektrum an Fachwissen von der Klimawandelforschung bis hin zu partizipativen Prozessen und Design, was ein Schlüsselelement für die Entwicklung des SENSES-Toolkits war. Am IIASA konzentrierten wir uns darauf, wissenschaftliche Erkenntnisse über die Eindämmung des Klimawandels und den Datenzugang über die Infrastruktur des Scenario Explorers bereit zu stellen.“

Boris Müller vom Urban Complexity Lab der Fachhochschule Potsdam, ein weiterer wichtiger Partner: „Während des gesamten SENSES-Projekts haben wir eng mit Interessenvertretern aus Politik, Wirtschaft oder Finanzwelt zusammengearbeitet – wir haben eine Reihe von Co-Design-Workshops durchgeführt, die uns geholfen haben, die Nachfrage nach Klimawandel-Szenarien in den jeweiligen Bereichen zu verstehen. Dieser Prozess hat es uns ermöglicht, ein modulares und nutzerzentriertes Designkonzept für das SENSES-Toolkit zu erstellen. Die Verwendung von Datenvisualisierungen, die abstrakte Datensätze in aufschlussreiche Bilder verwandeln, ist eine wesentlicher Ansatz, um den Anforderungen unserer Stakeholder gerecht zu werden.“

Henrik Carlsen, Senior Research Fellow, Stockholm Environment Institute (SEI), ein Hauptpartner von SENSES: „Szenarien des Klimawandels können auf verschiedenen geographischen Ebenen – global, regional und lokal – als entscheidungsunterstützende Instrumente eingesetzt werden. Je weiter man die Ebene hinuntergeht, desto mehr rücken Klimafolgen und Anpassung in den Mittelpunkt. Der Hauptbeitrag des SEI zum SENSES-Projekt bestand darin, Wissen und Kapazitäten aufzubauen, wie solche regionalen und lokalen Szenarien zusammen mit Interessenvertretern in partizipativen Prozessen konstruiert werden können. Wir haben uns darauf konzentriert, Szenarien über geografische Skalen hinweg zu verknüpfen, so dass regionale und lokale Prozesse globale Szenarien als ‚Randbedingungen‘ plausibler Zukünfte nutzen können, sowohl im Hinblick auf den Klimawandel, aber ebenso auch im Hinblick auf den sozioökonomischen Wandel.“

Kasper Kok, Simona Pedde und Lotte de Jong von der Universität Wageningen, wichtige Partner des Projekts: „Wir haben eng mit Interessenvertretern der Overijsselse Vecht mit Interviews und interaktiven Workshops zusammengearbeitet, um ihr Wissen und ihre Bedarfe mit wissenschaftlichen Erkenntnissen aus globalen Szenarien und Techniken zur Visualisierung von Szenarien zu verknüpfen. Unsere regionale Expertise im Konsortium ergänzt die globalen Szenarioteams. Zusammen mit dem SEI haben wir eine innovative Art und Weise zur Übersetzung globaler Klimaszenarien für regionale Nutzer entwickelt, zu denen regionale politische Entscheidungsträger, Wasserbehörden, Landschaftsplaner mit Anpassungsstrategien gehörten. Aspekte, mit denen wir uns beschäftigt haben: Wie können wir mit szenarioabhängigen Ereignissen mit hohen Auswirkungen, so genannten „Wildcards“, umgehen? Wie können Minderungsszenarien kurz- und langfristig in lokale Anpassungspläne einfließen? Die wichtigsten Bestandteile sind Produkte in Form einer Datenbank sowie Leitlinien zur Entwicklung von Szenarien für ein breites Spektrum von politischen Entscheidern, Planern, Wissenschaftlern und anderen Praktikern, die an der Entwicklung und Nutzung von Szenarien interessiert sind.“

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Weblink zur SENSES-Plattform: https://www.climatescenarios.org/

Weblink zur Website des SENSES-Projekts: http://senses-project.org/

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Kontakt für weitere Informationen:
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Jonas Viering
Telefon: +49 (0)331 288 2507
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Globaler Kohleausstieg: Nutzen überwiegt Kosten

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Pressemitteilung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung

23.03.2020

PIK Potsdam

Mit mehr als einem Drittel der weltweiten Emissionen ist die Kohleverbrennung nicht nur die wichtigste Einzelquelle von CO2, sondern beeinträchtigt auch in erheblichem Maß die öffentliche Gesundheit und die biologische Vielfalt. Trotzdem ist der weltweite Ausstieg aus der Kohleverbrennung nach wie vor eines der dicksten politischen Bretter. Stichhaltige ökonomische Argumente, warum sich der Aufwand lohnt, liefern jetzt neue Computersimulationen eines internationalen Forscherteams: Erstens zeigen sie, dass die Welt nicht unter der 2-Grad-Grenze bleiben kann, wenn wir weiterhin Kohle verbrennen. Zweitens überwiegen die Vorteile eines Ausstiegs aus der Kohleverbrennung die Kosten dafür deutlich. Drittens greifen die positiven Effekte eines Ausstiegs zumeist unmittelbar und direkt vor Ort – was die Umsetzung politisch attraktiv macht.

„Wir befinden uns im 21. Jahrhundert und hängen noch immer stark von der Verbrennung von Kohle ab – das macht sie zu einer der größten Bedrohungen für unser Klima, unsere Gesundheit und die Umwelt. Deshalb haben wir beschlossen, die Argumente für einen weltweiten Ausstieg aus der Kohleverbrennung umfassend zu prüfen: Rechnet sich der Ausstieg? Die kurze Antwort lautet: Ja, bei weitem“, sagt Leitautor Sebastian Rauner vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). Für ihre Computersimulationen betrachteten die Forscher nicht nur die Stromerzeugung, sondern alle Energiesektoren, einschließlich Verkehr, Gebäude, Industrie und Landwirtschaft.

„Wir stellen fest, dass die Menschheit auf der Grundlage der derzeitigen Klimaverpflichtungen aller Länder im Rahmen des Pariser Abkommens bisher nicht auf dem Weg ist, die globale Erwärmung unter 2 Grad zu halten. Wenn jedoch alle Länder den Kohleausstieg einleiten würden, kämen wir dem Ziel weltweit um 50 Prozent näher. Für kohleintensive Volkswirtschaften wie China und Indien würde ein Ausstieg aus der Kohle die Lücke bis 2030 sogar um 80-90 Prozent schließen.“

Die Forscher entwickelten eine Computersimulation, die die Auswirkungen des Kohleausstiegs besonders umfassend beleuchtet. So bezieht sie nicht nur die Auswirkungen der Kohleverstromung selbst vom Förderschacht bis zum Kraftwerksschlot ein, sondern untersucht auch, wie sich der Kohleausstieg auf die verbleibenden Energieträger und das Energiesystem als Ganzes auswirken würde. Neu ist, dass erstmals auch die Schäden an Mensch und Umwelt, die Kohleverbrennung verursacht, in Geld ausgedrückt und so mit den Kosten für den Klimaschutz vergleichbar werden: „Insbesondere haben wir zwei Arten von Umweltkosten betrachtet: Die Kosten für die menschliche Gesundheit, maßgeblich verursacht durch Atemwegserkrankungen, und den Verlust an biologischer Vielfalt, gemessen an den Kosten für die Renaturierung derzeit bewirtschafteter Flächen. Die Kosten des Klimaschutz wiederum bestehen hauptsächlich aus einem möglicherweise verringerten Wirtschaftswachstum und zusätzlichen Investitionen in das Energiesystem.“

Kohleausstieg: global ein netto Einsparungseffekt 

„Die Kosteneinsparungen durch verringerte Schäden an Gesundheit und Ökosystemen überkompensieren die direkten wirtschaftlichen Kosten eines Ausstiegs aus der Kohleverstromung deutlich. Im Jahr 2050 sehen wir eine netto Ersparnis von etwa 1,5 Prozent der globalen Wirtschaftsleistung – das sind 370 Dollar für jeden Menschen auf der Erde“, erklärt Gunnar Luderer, Leiter der Energieforschungsgruppe am PIK und Professor für Globale Energiesystemanalyse an der Technischen Universität Berlin. „Dieser Effekt stellt sich schon mittelfristig ein. Insbesondere in Indien und China könnte den Großteil dieser Vorteile bereits 2030 spürbar werden, erklärt Luderer.

China und Indien decken einen Großteil ihrer Energienachfrage mit Kohle, beide leiden unter massiver Luftverschmutzung, die durch die hohe Bevölkerungsdichte noch verstärkt wird. Auch das hohe Bevölkerungswachstums in Indien und die zunehmend gefährdete alternde Bevölkerung Chinas spielen hier hinein. Genau wegen dieser Faktoren würden die Menschen hier die positiven Auswirkungen eines Kohleausstiegs fast unmittelbar in ihrem täglichen Leben spüren, so die Forscher. „Das hat sehr bedeutende politische Auswirkungen: Für die Bürgerinnen und Bürger einer indischen oder chinesischen Millionenmetropole macht es einen großen Unterschied, welche Luft sie atmen, und für die Bauern, wie intakt die Ökosysteme sind. Diese Vorteile sind direkt und vor Ort spürbar“, sagt Sebastian Rauner. „Es gibt also einen doppelten Anreiz für die politischen Entscheidungsträger: Erstens ist es nicht unwahrscheinlich, dass der Ausstieg aus der Kohleförderung die Unterstützung der Bevölkerung und schließlich Wahlen gewinnen kann. Zweitens: Es lohnt sich für Staaten, aus der Kohle auszusteigen, auch wenn Nachbarländer das nicht tun.“

Kohleausstieg als Chance 

„Der Ausstieg aus der Kohle könnte daher ein Weg aus der so genannten ,Tragödie der globalen Gemeingüter‘ sein“, fügt Nico Bauer, Mitautor und ebenfalls am PIK, hinzu: „Der Ausstieg aus der Kohle hilft bei der globalen Klimaherausforderung und bei der Linderung der lokalen Umweltverschmutzung. Regierungen sollten in internationalen Klimaverhandlungen den Kohleausstieg als eine günstige Möglichkeit erkennen, die globalen Treibhausgasemissionen erheblich zu reduzieren und gleichzeitig im eigenen Land enorme Vorteile zu erzielen. Unsere Studie zeigt, dass nationale und globale Interessen nicht notwendigerweise Gegensätze sind, sondern Hand in Hand gehen können.“

Vor dem Hintergrund der anstehenden Aktualisierung der national festgelegten Beiträge des Pariser Abkommens (der so genannten nationally determined contributions, NDCs) kommentiert Co-Autor Gunnar Luderer: „Unsere Studie unterstreicht die Vorteile eines globalen Kohleausstiegs – zum Wohle unseres Planeten und unserer Gesundheit. Doch wichtig ist: Der Ausstieg aus der Kohle muss durch weitere ehrgeizige klimapolitische Maßnahmen flankiert werden, um einen „lock-in“ bei anderen fossilen Brennstoffen wie Öl oder Erdgas zu vermeiden.“

Artikel: Sebastian Rauner, Nico Bauer, Alois Dirnaichner, Rita Van Dingenen, Chris Mutel, Gunnar Luderer (2020): Coal exit health and environmental damage reductions outweigh economic impacts. Nature Climate Change [DOI: 10.1038/s41558-020-0728-x]

Weblink zum Artikel: https://www.nature.com/articles/s41558-020-0728-x

Frühere Forschungen des PIK zum Thema:

  • Gunnar Luderer, Michaja Pehl, Anders Arvesen, Thomas Gibon, Benjamin L. Bodirsky, Harmen Sytze de Boer, Oliver Fricko, Mohamad Hejazi, Florian Humpenöder, Gokul Iyer, Silvana Mima, Ioanna Mouratiadou, Robert C. Pietzcker, Alexander Popp, Maarten van den Berg, Detlef van Vuuren, Edgar G. Hertwich  (2019): Environmental co-benefits and adverse side-effects of alternative power sector decarbonization strategies. Nature Communications [DOI: 10.1038/s41467-019-13067-8], unsere Pressemitteilung dazu hier
  • Michaja Pehl, Anders Arvesen, Florian Humpenöder, Alexander Popp, Edgar Hertwich, Gunnar Luderer (2017): Understanding Future Emissions from Low-Carbon Power Systems by Integration of Lice Cycle Assessment and Integrated Energy Modelling. Nature Energy [DOI: 10.1038/s41560-017-0032-9]

Kontakt für weitere Informationen:
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Pressestelle
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Klimakosten sind am geringsten, wenn die Erwärmung auf 2°C begrenzt wird

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Pressemitteilung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung

27.01.2020 (Sperrfrist abgelaufen)

PIK Potsdam

Die Klimakosten sind wahrscheinlich am geringsten, wenn die globale Erwärmung auf höchstens 2 Grad Celsius begrenzt wird. Das auf der Basis naturwissenschaftlicher Erkenntnisse politisch ausgehandelte Klimaziel des Paris-Abkommens ist also auch das wirtschaftlich sinnvolle, so zeigen jetzt Potsdamer Forscher in einer neuen Studie. Mit Hilfe von Computersimulationen mit einem Modell des US-Nobelpreisträgers William Nordhaus vergleichen sie Klimaschäden, etwa durch zunehmende Wetterextreme oder sinkende Arbeitsproduktivität, mit den Kosten der Verringerung des Treibhausgasausstoßes. Interessanterweise stellt sich heraus: Das kosteneffizienteste Niveau der globalen Erwärmung ist tatsächlich dasjenige, welches mehr als 190 Nationen als Pariser Klimaabkommen vereinbart haben. Bislang reichen die von den Staaten weltweit versprochenen CO2-Reduktionen jedoch nicht aus, um dieses Ziel zu erreichen.

„Um das wirtschaftliche Wohlergehen aller Menschen in diesen Zeiten der globalen Erwärmung zu sichern, müssen wir die Kosten der Klimaschäden und die Kosten des Klimaschutzes gegeneinander abwägen“, sagt Anders Levermann vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) und der New Yorker Columbia University, der das Forscherteam leitete. „Wir haben viele gründliche Tests mit unseren Computern durchgeführt. Und wir haben festgestellt, dass sich die Begrenzung des globalen Temperaturanstiegs auf 2°C, wie sie im wissenschaftlich fundierten, aber natürlich vor allem politischen Prozess auf dem Weg zum Paris-Abkommen 2015 vereinbart worden ist, tatsächlich als wirtschaftlich optimal erweist. Wissenschaft, Politik und Wirtschaft zeigen alle in eine Richtung: Null Emissionen in 2050. “

 

Streben nach wirtschaftlichem Wachstum

 

Klimapolitische Maßnahmen, etwa das Ersetzen von Kohlekraftwerken durch Windräder und Solarzellen oder die Einführung von CO2-Preisen, ziehen wirtschaftliche Kosten nach sich. Dasselbe gilt für Klimaschäden. Die Reduzierung der Treibhausgasemissionen verringert die Schäden natürlich deutlich; aber bisher wurden die beobachteten temperaturbedingten Verluste in der wirtschaftlichen Produktion selbst bei der Berechnung wirtschaftlich optimaler Politikpfade nicht wirklich berücksichtigt. Genau das haben die Forscher nun getan. Sie speisten die aktuelle Forschung zu wirtschaftlichen Schäden, die durch die Auswirkungen des Klimawandels verursacht werden, in eines der renommiertesten Computersimulationssysteme ein, nämlich in das vom Wirtschaftsnobelpreisträger William Nordhaus entwickelte und in der Vergangenheit für die Politikberatung in den USA verwendete Dynamic Integrated Climate-Economy-Model. Die Computersimulation ist darauf trainiert, nach Wirtschaftswachstum zu streben.

 

„Es ist bemerkenswert, wie robust die Temperaturgrenze von 2°C ist. Sie kommt bei praktisch allen von uns berechneten Kostenkurven heraus“, sagt Sven Willner, ebenfalls vom PIK und einer der Autoren der Studie. Die Forscher untersuchten in ihrer Studie eine Reihe von möglichen Unsicherheiten. Sie berücksichtigten zum Beispiel, dass Menschen heutigen Wohlstand gegenüber künftigem Wohlstand vorziehen, aber ebenso, dass kommende Generationen ihren Konsum nicht verringern müssen. Das Ergebnis, dass die 2°C-Grenze das ökonomisch kosten-effizienteste ist, zeigte sich über den gesamten Parameterraum und auch für die gesamte Bandbreite möglicher Klima-Sensitivitäten, die die Unsicherheit in den Klimaprojektionen widerspiegelt.

 

„Der Welt gehen die Ausreden für‘s Nichtstun aus“

 

„Da wir die Temperatur des Planeten bereits um mehr als ein Grad erhöht haben, erfordert eine Begrenzung auf 2°C schnelles und grundlegendes globales Handeln“, sagt Levermann. „Unsere Analyse basiert auf der beobachteten Beziehung zwischen Temperatur und Wirtschaftswachstum –  aber es könnte zusätzliche Auswirkungen geben, die wir noch nicht vorhersehen können. Veränderungen in der Reaktion von Gesellschaften auf Klimastress, insbesondere ein Aufflammen schwelender gewaltsamer Konflikte oder das Überschreiten von Kipppunkten für kritische Elemente im Erdsystem könnten die Kosten-Nutzen-Analyse weiter verändern – in die Richtung, dass noch dringender gehandelt werden muss.

 

„Der Welt gehen die Ausreden zur Rechtfertigung des Nichtstuns aus – all diejenigen, die bisher gesagt haben, dass eine Klimastabilisierung zwar schön wäre, aber zu teuer ist, können nun sehen, dass es in Wirklichkeit die ungebremste globale Erwärmung ist, die zu teuer ist“, erklärt Levermann. „Business as usual wird unmöglich. Entweder schaffen wir eine CO2-freie Wirtschaft, oder wir lassen die globale Erwärmung die Kosten für Unternehmen und Gesellschaften weltweit in die Höhe treiben.“

Artikel: Nicole Glanemann, Sven N. Willner, Anders Levermann (2020): Paris Climate Agreement passes the cost-benefit text. Nature Communications. [DOI 10.1038/s41467-019-13961-1]

 

Weblink zum Artikel, sobald er veröffentlicht ist: http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-13961-1

Risiken für Ernten: Globale Hitzewellen könnten mehrere Kornkammern der Welt gleichzeitig treffen

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Pressemitteilung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung

09.12.2019

PIK Potsdam

Bestimmte Muster im Jetstream – einem die Erde umzirkelnden Höhenwind – können gleichzeitige Hitzewellen in die Weltregionen bringen, die für bis zu einem Viertel der globalen Nahrungsmittelproduktion verantwortlich sind. Besonders anfällig sind der Westen Nordamerikas und Russlands, Westeuropa und die Ukraine. Extreme Wetterereignisse in diesem Ausmaß können die weltweite Nahrungsmittelproduktion erheblich beeinträchtigen und damit die Preise in die Höhe treiben. Die letzten Jahre haben gezeigt, dass starke Preissteigerungen bei Lebensmitteln mit sozialen Unruhen verbunden sein können.

In einer neuen Studie in Nature Climate Change zeigen Kai Kornhuber vom Earth Institute in New York und ein internationales Team, wie spezifische Wellenmuster im Jetstream die Wahrscheinlichkeit gleichzeitig auftretender Hitzewellen in wichtigen Anbauregionen Nordamerikas, Westeuropas und Asiens stark erhöhen. Ihre Forschungsergebnisse zeigen, dass diese gleichzeitigen Hitzewellen die Nahrungsmittelproduktion in diesen Regionen signifikant reduzieren können, was das Risiko mehrfacher Ernteausfälle und anderer weitreichender gesellschaftlicher Folgen nach sich zieht.

„Ein zwanzigfach erhöhtes Risiko“

„Wir haben eine bislang unterschätzte Anfälligkeit des Nahrungsmittelsystem entdeckt: Wenn diese Muster im Jetstream weltweit auftreten, haben wir ein zwanzigfach erhöhtes Risiko für gleichzeitige Hitzewellen in wichtigen Anbaugebieten“, sagte Kornhuber, der auch Gastwissenschaftler am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) ist. „Eigentlich ist die Zirkulation des Jetstream chaotisch, aber bei derartigen Ereignissen ergibt sich tatsächlich eine globale Ordnung.“

Der Westen Nordamerikas, Westeuropa und der Raum am Kaspischen Meer sind besonders anfällig für diese atmosphärischen Wellenmuster, die Hitzegebiete und Dürren an einem Ort festhalten – mit fatalen Folgen für die Ernteerträge. „Das Bedrohliche an diesen Mustern ist das zeitlich synchronisierte Auftreten von Extremen mit potentiellen Auswirkungen auf die globale Nahrungsmittelsicherheit“, so Kornhuber.

„Normalerweise geht man davon aus, dass geringe Ernteerträge in der einen Region durch gute Ernteerträge in einer anderen Region ausgeglichen werden. Aber diese planetaren Wellen können zu Ernteeinbußen in mehreren wichtigen Kornkammern gleichzeitig führen – mit entsprechenden Risiken für die globale Nahrungsmittelversorgung“, sagt Dim Coumou vom Institut für Umweltstudien der Freien Universität Amsterdam und dem PIK.

Auch nicht direkt betroffene Regionen könnten Preissteigerungen erleben

„Die Hitzewellen werden künftig durch die menschengemachte globale Erwärmung häufiger gleichzeitig verschiedene Gegenden über den Globus verteilt treffen, und sie werden auch noch heftiger werden“, fügt Jonathan Donges, Ko-Autor und Ko-Leiter des PIK FutureLabs ‚Erdsystemresilienz im Anthropozän‘ hinzu. „Das wirkt sich unter Umständen nicht nur auf die Nahrungsmittelverfügbarkeit in den direkt betroffenen Regionen aus. Sogar entlegenere Regionen können in der Folge von Knappheiten und Preissteigerungen betroffen sein.“

„In Jahren, in denen dieses verstärkte Muster der planetaren Wellen in zwei oder mehr Sommerwochen zu beobachten war, sank die Getreideproduktion in einzelnen Regionen um mehr als 10% ab. Im Durchschnitt über alle betroffenen Anbaugebiete hinweg sank sie um 4% ab“, sagt Elisabeth Vogel, Ko-Autorin von der Melbourne University.

Radley Horton vom Lamont Doherty Earth Observatory der Columbia University fügt hinzu: „Wenn Klimamodelle nicht in der Lage sind, diese Wellenmuster abzubilden, können Risikomanager wie Rückversicherer und Ernährungssicherheitsexperten das nicht richtig in ihre Analysen der gleichzeitig auftretenden Hitzewellen und ihrer Auswirkungen in einem sich erwärmenden Klima einbeziehen.“ Künftige Forschung muss auch die Anfälligkeit der globalen Pflanzenproduktion und des internationalen Agrarhandels bei gleichzeitigen Extremwetterlagen in großen Anbauregionen untersuchen.

Kornhuber fasst zusammen, dass ein gründliches Verständnis der Faktoren, die dieses Jetstream-Verhalten antreiben, letztendlich die saisonalen Vorhersagen der landwirtschaftlichen Produktion auf globaler Ebene verbessern könnte, und ebenso die Risikobewertungen von Ernteausfällen über mehrere wichtige Anbauregionen hinweg.

Artikel: Kai Kornhuber, Dim Coumou, Elisabeth Vogel, Corey Lesk, Jonathan F. Donges, Jascha Lehmann, Radley Horton (2019): Amplified Rossby waves enhance risk of concurrent heatwaves in major breadbasket regions. Nature Climate Change [DOI 10.1038/s41558-019-0637-z]

Weblink zum Artikel: https://www.nature.com/articles/s41558-019-0637-z

Weblink zu einem Erklärvideo zu den Planetaren Wellen (auf Englisch): https://www.youtube.com/watch?v=MzW5Isbv2A0

Vorherige Forschungsarbeiten zum Phänomen der Planetaren Wellen von PIK-Forschenden:

  • Kai Kornhuber, Scott Osprey, Dim Coumou, Stefan Petri, Vladimir Petoukhov, Stefan Rahmstorf, Lesley Gray (2019): Extreme weather events in early summer 2018 connected by a recurrent hemispheric wave-7 pattern. Environmental Research Letters, Volume 14, Number 5. [DOI: 10.1088/1748-9326/ab13bf] (unsere Pressemitteilung hier)
  • Michael E. Mann, Stefan Rahmstorf, Kai Kornhuber, Byron A. Steinman, Sonya K. Miller, Stefan Petri, Dim Coumou (2018): Projected changes in persistent extreme summer weather events: The role of quasi-resonant amplification. Science Advances, Vol. 4, no. 10  [DOI: 10.1126/sciadv.aat3272] (unsere Pressemitteilung hier)
  • Dim Coumou, Giorgia Di Capua, Steven Vavrus, L. Wang, S. Wang (2018): The influence of Arctic amplification on mid-latitude summer circulation. Nature Communications [DOI:10.1038/s41467-018-05256-8] (unsere Pressemitteilung hier)

 

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Wer wir sind: Das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) ist eines der weltweit führenden Institute in der Forschung zu globalem Wandel, Klimawirkung und nachhaltiger Entwicklung. Natur- und Sozialwissenschaftler erarbeiten hier interdisziplinäre Einsichten, welche wiederum eine robuste Grundlage für Entscheidungen in Politik, Wirtschaft und Zivilgesellschaft darstellen. Das PIK ist ein Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.

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Planetare Grenzen: Wechselwirkungen im Erdsystem verstärken menschgemachte Veränderungen

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Pressemitteilung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung

17.12.2019

PIK Potsdam

Veränderungen in verschiedenen Bereichen unseres Erdsystems summieren sich nicht einfach – sie können sich wechselseitig verstärken. Das Überschreiten der planetaren Belastungsgrenze in einem Bereich kann den vom Menschen verursachten Druck auf andere planetare Grenzen erhöhen. Zum ersten Mal hat ein internationales Forscherteam nun einige der planetaren Wechselwirkungen im Erdsystem beziffert. Biophysikalischen Interaktionen haben die direkten menschlichen Auswirkungen auf die neun planetaren Grenzen fast verdoppelt, vom Klimawandel bis zur Süßwassernutzung. Diese Erkenntnisse können jetzt für die Entwicklung von Politikmaßnahmen zur Sicherung der Lebensgrundlagen kommender Generationen genutzt werden.

„Unsere Forschung hat gezeigt, dass zwischen den einzelnen planetaren Grenzen sehr enge Wechselwirkungen bestehen“, sagt Johan Rockström, Direktor des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung und Mitautor der Studie. Zwei fundamentale Aspekte, nämlich Klimawandel und die so genannte Integrität der Biosphäre, der Erhalt der Natur, sind für mehr als die Hälfte der kombinierten Wirkungen in diesem Netzwerk verantwortlich, so die Wissenschaftler. „Das zeigt, wie fatal eine Destabilisierung dieser beiden sein kann“, sagt Rockström. „Die daraus resultierenden Kaskaden und Rückkopplungen verstärken die menschgemachten Veränderungen des Erdsystems und verkleinern damit den sicheren Handlungsraum für unsere Kinder und Enkelkinder.“

Das Abbrennen von Tropenwäldern zur Vergrößerung landwirtschaftlicher Nutzflächen erhöht beispielsweise den CO2-Gehalt in der Atmosphäre. Die zusätzlichen Treibhausgase tragen zum globalen Temperaturanstieg bei – und so wird der Schaden für die Wälder zum Schaden auch für die Klimastabilität. Der Temperaturanstieg kann wiederum den Druck auf die Tropenwälder und die Landwirtschaft weiter erhöhen. Die daraus resultierende Verstärkung der Effekte ist erheblich. Dabei wurden mögliche Kipppunkte in der Untersuchung außen vor gelassen. Diese bedeuten zusätzliche Risiken: Ab einer bestimmten Schwelle könnte sich der Amazonas-Regenwald nicht-linear und relativ rasch verändern.

Die neue Studie baut auf den bahnbrechenden Studien zum Konzept der planetaren Grenzen auf, die 2009 und 2015 erschienen. Hier wurden neun kritische Systeme identifiziert, die den Zustand des Planeten regulieren: Klimawandel, biogeochemische Ströme (insbesondere von Stickstoff und Phosphor), Landnutzungsänderungen, Süßwassernutzung, Aerosolbelastung, Ozonabbau, Versauerung der Ozeane, Verlust der Biosphärenintegrität einschließlich der biologischen Vielfalt, und Einführung neuartiger Substanzen wie toxischer Chemikalien und Kunststoffe. Die Art und Weise, wie man innerhalb der planetarischen Grenzen bleibt, ist von Ort zu Ort auf der Erde verschieden, so dass die jetzt vorliegenden Berechnung und die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Grenzen nicht unmittelbar in politische Maßnahmen umgesetzt werden können. Aber die Berechnungen bieten eine Orientierung.

„In unseren Forschungsergebnissen steckt eine gute Nachricht für Entscheider in der Politik“, schließt Rockström, „Wenn wir den Druck auf eine planetare Grenze reduzieren, wird dies in vielen Fällen auch den Druck auf andere planetare Grenzen verringern. Nachhaltige Lösungen können einander verstärken – das kann eine echte Win-Win-Situation sein.“

Artikel: Steven J. Lade, Will Steffen, Wim de Vries, Stephen R. Carpenter, Jonathan F. Donges, Dieter Gerten, Holger Hoff, Tim Newbold, Katherine Richardson, Johan Rockström (2019): Earth system interactions amplify human impacts on planetary boundaries. Nature Sustainability. [DOI 10.1038/s41893-019-0454-4]

Weblink zum Artikel: https://www.nature.com/articles/s41893-019-0454-4

Vorherige Forschung zu diesem Thema:

Planetary Boundaries: Guiding human development on a changing planet (2015, Science)
https://www.pik-potsdam.de/aktuelles/pressemitteilungen/vier-von-neun-planetaren-grenzen201d-bereits-ueberschritten?set_language=de

„Planetary Boundaries: A Safe Operating Space for Humanity“ (2009, Nature)
https://www.pik-potsdam.de/aktuelles/pressemitteilungen/archiv/2009/planetarische-grenzen-ein-sicherer-handlungsraum-fuer-die-menschheit?set_language=de

 

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Wer wir sind: Das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) ist eines der weltweit führenden Institute in der Forschung zu globalem Wandel, Klimawirkung und nachhaltiger Entwicklung. Natur- und Sozialwissenschaftler erarbeiten hier interdisziplinäre Einsichten, welche wiederum eine robuste Grundlage für Entscheidungen in Politik, Wirtschaft und Zivilgesellschaft darstellen. Das PIK ist ein Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.