Seit über vier Jahren gibt es keine Verbesserung bei der Begrenzung der Emissionen: Der Ausblick auf die globale Erwärmung stagniert, die Erde steuert auf 2,6 Grad Celsius zu, so der Climate Action Tracker Ende 2025.
2024 hatte die globale Temperaturerhöhung bereits 1,5 Grad Celsius gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter erreicht. Nicht nur, um noch in die Nähe des Pariser Klimaziels zu kommen, sondern auch um langfristig eine Lebensgrundlagen erhaltende Klimaneutralität zu erreichen, ist daher eine Einschätzung der Speicherkapazität der natürlichen CO2-Senken wichtig.
Wälder, Moore und Ozeane gehören zu solchen Senken, die mit steigender CO2-Konzentration sogar mehr Kohlendioxid aufnehmen können, ihre Effizienz nimmt dabei jedoch ab. Ihre CO2-Speicheranteile werden mit steigenden Emissionen aufgrund der Wassertemperaturen und Versauerung geringer, so dass mehr CO2 in der Atmosphäre verbleibt.
Die AMOC-Strömung, ein wichtiges System von Meeresströmungen im Atlantik, das warmes Wasser nach Norden und kaltes Wasser nach Süden transportiert, sieht die Wissenschaft dabei als kritisches Kippelement – mit vielfältigen Klimawirkungen.
Das Ende der Strömung simuliert
Forschende des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) haben nun für eine neue Studie einen solchen AMOC-Kollaps unter stabilen Klimabedingungen simuliert. Dieser würde die globale Erwärmung um zusätzliche 0,2°C verstärken.
Dafür modellierten die Forschenden zunächst ein stabiles Erdklima bei unterschiedlichen atmosphärischen CO₂-Konzentrationen. Anschließend führten sie der Atlantikoberfläche Süßwasser zu, um einen Zusammenbruch der AMOC zu simulieren.
Selbst wenn die Strömung aufgrund des Süßwasser-Zuflusses zusammenbrechen würde, so die Forschenden, erholt sich die AMOC demnach bei vorindustriellen CO₂-Konzentrationen von 280 ppm in der Atmosphäre langfristig vollständig, sobald der Zufluss von Süßwasser endet.
Das Erschreckende: Bei CO₂-Konzentrationen von 350 ppm oder höher – deutlich unter dem heutigen Niveau von rund 430 ppm – bleibt die Strömung jedoch im „Aus“-Zustand, sobald sie einmal zusammengebrochen ist.
Keine Erholung bei mehr als 350 ppm
„Höhere CO₂-Konzentrationen verändern die AMOC-Stabilität grundlegend und treiben das System in einen bistabilen Zustand, in dem die AMOC über Hunderte von Jahren schwächer werden und dann dauerhaft zusammenbrechen könnte. Ist sie einmal zum Erliegen gekommen, sehen wir, dass sie sich langfristig nicht wieder erholt“, beschreibt es Leitautorin und PIK-Forscherin Da Nian in einer Mitteilung des Instituts.
In allen in der Studie analysierten Szenarien würde ein Übergang der AMOC in den „Aus“-Zustand zu einer zusätzlichen Erwärmung von 0,17°C bis 0,27°C führen. „Diese Temperaturänderung wird durch das freigesetzte CO₂ aus dem Südlichen Ozean angetrieben, denn durch die verstärkte Durchmischung gelangt CO₂-reiches Tiefenwasser an die Oberfläche“, erklärt Ko-Autor Matteo Willeit vom PIK.
Regionale Temperaturänderungen wären der Studie zufolge noch ausgeprägter als die Veränderung der globalen Durchschnittstemperatur. In einem Szenario bei CO₂-Konzentrationen von 450 ppm – wie sie auf der Erde zuletzt vor vielen Millionen Jahren auftraten, als es deutlich weniger Polareis gab – steigen die Temperaturen aufgrund des AMOC-Zusammenbruchs in der Antarktis um 6°C, während die Temperaturen in der Arktis um 7°C sinken.
Global 0,2 Grad, lokal bis zu 7 Grad Celsius
In ihrem Beitrag in der Zeitschrift Nature schreiben die Forschenden auch, dass solche langfristigen Gleichgewichtsreaktionen, wie simuliert, sich in der realen Welt möglicherweise nicht vollständig zeigen. Dennoch böten sie wertvolle Einblicke in die zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen und potenziellen Klima- und Ozean-Kohlenstoffreaktionen.
Wichtig sei, dass die zusätzliche globale Erwärmung zwar bescheiden sei, aber die erheblichen regionalen Temperaturreaktionen, wie die mehrgradige Erwärmung über Teilen der Antarktis unter einem 450-ppm-Hintergrund, die erheblichen Klimarisiken hervorheben würden, die mit einem AMOC-Kollaps verbunden seien.
"Weiter so" bedeutet "stärkere Folgen"
„Der Ozean war bislang unser größter Verbündeter. Er hat ein Viertel der vom Menschen verursachten CO₂-Emissionen aufgenommen", sagt PIK-Direktor und Mitautor Johan Rockström. Ein Zusammenbruch der AMOC könnte den Südlichen Ozean von einer CO₂-Senke in eine CO₂-Quelle verwandeln, wodurch große Mengen an CO₂ freigesetzt und die globale Erwärmung weiter angeheizt würde.
"Je mehr CO₂ sich zum Zeitpunkt des Zusammenbruchs in unserer Atmosphäre befindet, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit einer zusätzlichen Erwärmung", so Rockström. "Das heißt: Je mehr Emissionen wir heute ausstoßen, desto größer wird das Risiko für stärkere Klimafolgen in der Zukunft.“
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