„Die unvorhergesehenen gesellschaftlichen Einschränkungen während der Covid-19-Pandemie im Jahr 2020 und danach haben erhebliche wirtschaftliche Folgen verursacht. Neben den ökonomischen Verlusten hatten Lockdowns und die Unterbrechung von Lieferketten auch Auswirkungen auf private Haushalte", erklärt Hauptautor und PIK-Forscher Robin Middelanis. „Eine solche globale Krise verringert die wirtschaftliche Kapazität zur Bewältigung weiterer Schocks durch Wetterextreme. Diese Extreme setzen die ohnehin schon gestressten Gesellschaften zusätzlich unter Druck." Bei einer einzelnen Klimakatastrophe können lokale Produktionsausfälle bis zu einem gewissen Grad flexibel durch nicht betroffene Produktionsstandorte im Wirtschaftsnetz ausgeglichen werden. Solche Ausgleichsmechanismen werden schwieriger, wenn die Weltwirtschaft als Ganzes unter Druck steht. Die Kosten für die Haushalte steigen, wenn Produkte knapp werden und sich verteuern.

Für ihre Studie, die in der Fachzeitschrift Environmental Research Letters veröffentlicht wird, analysierten die Forscher zwei Szenarien: eine „gestresste" Wirtschaft und eine gegensätzliche „nicht gestresste" Wirtschaft mit voller Wirtschaftskapazität. In beiden Szenarien simulierten sie die indirekten wirtschaftlichen Auswirkungen durch direkte lokale wirtschaftliche Schocks, wie sie durch Klimaextreme wie Hitzestress, Überschwemmungen und tropische Wirbelstürme verursacht werden. Dazu wurde die Wechselwirkung von mehr als 7.000 einzelnen Produktionssektoren und regionalen Verbrauchern, die über 1,8 Millionen Handelsverbindungen miteinander verbunden sind, auf einer täglichen Zeitskala für die Jahre 2020-2021 berechnet. Die Studie konzentriert sich auf den sich daraus ergebenden Preisdruck für private Haushalten in den Vereinigten Staaten, China und der Europäischen Union. 

„Es ist ebenso einfach wie gefährlich, die wirtschaftlichen Auswirkungen sich intensivierender Wetterextreme zu unterschätzen. Da diese sich unter Klimawandel verstärken, werden sie häufiger mit anderen Wirtschaftskrisen zusammentreffen und das ist gefährlich", betont Anders Levermann, Leiter der Forschungsabteilung Komplexitätsforschung am PIK. „Unsere Studie macht deutlich, dass Anpassung an Klimarisiken nicht nur bedeutet, gefährdete Regionen zu schützen. Wir müssen zudem die Widerstandsfähigkeit der Transport- und Handelsrouten erhöhen, um auch Schocks zu verkraften, die andere Gebiete getroffen haben."

Artikel: Robin Middelanis, Sven Norman Willner, Kilian Kuhla, Lennart Quante, Christian Otto, Anders Levermann (2023): Stressed economies respond more strongly to climate extremes. Environmental Research Letters 18 094034 [DOI:10.1088/1748-9326/acec5e]

Weblink zum Artikel: https://doi.org/10.1088/1748-9326/acec5e

Die Forschungsergebnisse, die im Vorfeld der großen Konferenz "Tipping Points: from climate crisis to positive transformation" an der Universität Exeter (12.-14. September) veröffentlicht werden, kommen zu dem Schluss, dass die menschlichen Emissionen die Erde bereits in die Gefahrenzone der Kipppunkte gebracht haben. Fünf der sechzehn Kipppunkte könnten bei den durch die globale Erwärmung schon heute erreichten Temperaturen ausgelöst werden: das grönländische und das westantarktische Eisschild, ein weit verbreitetes abruptes Auftauen der Permafrostböden, der Zusammenbruch der Konvektion in der Labradorsee, und das massive Absterben der tropischen Korallenriffe. Vier dieser fünf Ereignisse werden bei einer globalen Erwärmung von 1,5 °C von zunächst nur möglichen zu dann wahrscheinlichen Ereignissen und fünf weitere werden bei einem Erwärmungsniveau von 1,5°C möglich.

 "Wir sehen bereits Anzeichen für eine Destabilisierung in Teilen der westantarktischen und grönländischen Eisschilde, in Permafrostgebieten, im Amazonas-Regenwald und möglicherweise auch in der atlantischen Umwälzzirkulation," erklärt der Hauptautor David Armstrong McKay vom Stockholm Resilience Centre, der Universität Exeter und der Earth Commission.

"Die Wahrscheinlichkeit des Überschreitens von Kipppunkten kann durch eine rasche Reduzierung der Treibhausgasemissionen verringert werden"

"Die Welt ist bereits von einigen Kipppunkten bedroht. Wenn die globalen Temperaturen weiter ansteigen, werden weitere Kipppunkte möglich", fügt Armstrong McKay hinzu. "Die Wahrscheinlichkeit des Überschreitens von Kipppunkten kann durch ein rasches Senken der Treibhausgasemissionen verringert werden, und zwar ab sofort."

Im Sechsten Sachstandsbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) heißt es, dass das Risiko des Auslösens von Klima-Kipppunkten bei etwa 2 °C über den vorindustriellen Temperaturen hoch und bei 2,5 bis 4 °C sehr hoch wird.

Diese neue Analyse deutet darauf hin, dass die Erde bereits einen ’sicheren‘ Klimazustand verlassen haben könnte, wenn die Temperaturen eine Erwärmung von etwa 1°C überschreiten. Eine Schlussfolgerung der Untersuchung ist daher, dass selbst das Ziel des Pariser Abkommens der Vereinten Nationen, die Erwärmung auf deutlich unter 2°C und vorzugsweise 1,5°C zu begrenzen, nicht ausreicht, um einen gefährlichen Klimawandel vollständig zu vermeiden. Der Bewertung zufolge steigt die Wahrscheinlichkeit eines Kipppunkts von 1,5 bis 2°C Erwärmung deutlich an, mit noch höheren Risiken jenseits von 2°C.

Die Studie liefert starke wissenschaftliche Unterstützung für das Pariser Abkommen und die damit verbundenen Bemühungen, die globale Erwärmung auf 1,5 °C zu begrenzen, da sie zeigt, dass das Risiko von Kipppunkten jenseits dieses Niveaus eskaliert. Um eine 50-prozentige Chance zu haben, 1,5 °C zu erreichen und damit das Risiko von Kipppunkten zu begrenzen, müssen die weltweiten Treibhausgasemissionen bis 2030 um die Hälfte reduziert werden, um bis 2050 netto Null zu erreichen.

"Jedes Zehntelgrad zählt"

Johan Rockström, einer der Autoren der Analyse, Direktor des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung und Ko-Vorsitzender der Earth Commission: "Die Welt steuert auf eine globale Erwärmung von 2-3°C zu. Damit ist die Erde geradewegs auf Kurs, mehrere gefährliche Schwellenwerte zu überschreiten, die für die Menschen auf der ganzen Welt katastrophale Folgen haben würden. Um gute Lebensbedingungen auf der Erde zu erhalten, die Menschen vor zunehmenden Extremen zu schützen und stabile Gesellschaften zu ermöglichen, müssen wir alles tun, um das Überschreiten von Kipppunkten zu verhindern. Jedes Zehntelgrad zählt."

Tim Lenton, ein weiterer Autor, Direktor des Global Systems Institute an der Universität Exeter und Mitglied der Earth Commission: "Seit wir 2008 zum ersten Mal Kipppunkte des Klimas abgeschätzt haben, ist die Liste gewachsen, und unsere Einschätzung des Risikos, das sie darstellen, hat sich drastisch erhöht. Unsere neue Arbeit liefert zwingende Beweise dafür, dass die Welt die Dekarbonisierung der Wirtschaft radikal beschleunigen muss, um das Risiko des Überschreitens von Klima-Kipppunkten zu begrenzen. Um dies zu erreichen, müssen wir jetzt positive soziale Kipppunkte auslösen, die den Übergang zu einer sauberen Energiezukunft beschleunigen. Möglicherweise müssen wir uns auch anpassen, um mit Klimakipppunkten fertig zu werden, die wir nicht vermeiden können, und diejenigen unterstützen, die nicht versicherbare Verluste und Schäden erleiden könnten."

Das internationale Team hat Daten aus der Klimavergangenheit der Erde, aus aktuellen Beobachtungen und aus den Ergebnissen von Klimamodellen untersucht. Dabei kamen die Forschenden zu dem Schluss, dass 16 wichtige biophysikalische Systeme, die an der Regulierung des Erdklimas beteiligt sind (so genannte "Kipp-Elemente"), das Potenzial haben, Kipppunkte zu überschreiten, bei denen sich die Veränderungen dann von selbst fortsetzen. Das heißt, sogar wenn die Temperatur nicht weiter anstiege, würde ein Eisschild, ein Ozean oder ein Regenwald, sobald er einen Kipppunkt überschritten hat, immer weiter in einen neuen Zustand steuern. Wie lange der Übergang dauert, variiert je nach System zwischen Jahrzehnten und Tausenden von Jahren. So können sich beispielsweise Ökosysteme und atmosphärische Zirkulationsmuster schnell verändern, während der Zusammenbruch von Eisschilden langsamer vonstatten geht, aber zu einem unvermeidlichen Anstieg des Meeresspiegels um mehrere Meter führt.

9 Systeme betreffen das gesamte Erdsystem, weitere 7 Systeme hätten tiefgreifende regionale Auswirkungen

Die Forscher unterteilten die Kippelemente in neun Systeme, die das gesamte Erdsystem betreffen, wie die Antarktis und den Amazonas-Regenwald, und in weitere sieben Systeme, deren Kippen tiefgreifende regionale Folgen hätte. Zu letzteren gehören der westafrikanische Monsun und das Absterben der meisten Korallenriffe rund um den Äquator. Im Vergleich zur Bewertung von 2008 wurden mehrere neue Kippfaktoren wie die Konvektion in der Labradorsee und die subglazialen Becken in der Ostantarktis hinzugefügt, während das arktische Sommer-Meereis und das große Wetterphänomen der El-Niño-Süd-Oszillation (ENSO) mangels Belegen für eine Dynamik im Sinne der Definition der Kipppunkte gestrichen wurden.

Ricarda Winkelmann, Ko-Autorin der Analyse, Forscherin am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung und Mitglied der Earth Commission: "Viele Kippelemente im Erdsystem sind miteinander verknüpft, was Kipppunkte zu einem ernsthaften zusätzlichen Problem macht. Tatsächlich können Wechselwirkungen zwischen diesen Elementen die kritischen Temperaturschwellen für manche dieser Elemente senken, ab denen einzelne Kippelemente sich dann langfristig zu destabilisieren beginnen."

David Armstrong McKay: "Wir haben einen ersten Schritt getan, um die Welt über Kipppunktrisiken zu informieren. Es besteht ein dringender Bedarf an einer tiefer gehenden internationalen Analyse, insbesondere zu den Wechselwirkungen zwischen Kippelementen, wozu die Earth Commission ein Tipping Points Model Intercomparison Project (TIPMIP) ins Leben ruft."

Artikel: David I. Armstrong McKay 1,2,3,4, Arie Staal 1,2,5, Jesse F. Abrams 3, Ricarda Winkelmann 6, Boris Sakschewski 6, Sina Loriani 6, Ingo Fetzer 1,2, Sarah E. Cornell 1,2, Johan Rockström 1,6, Timothy M. Lenton 3 (2022): Exceeding 1.5°C global warming could trigger multiple climate tipping points. Science [DOI:10.1126/science.abn7950]
Institutionelle Zugehörigkeiten der Forschenden:
1 Stockholm Resilience Centre, Stockholm University; Stockholm, Sweden.
2 Bolin Centre for Climate Research, Stockholm University; Stockholm, Sweden.
3 Global Systems Institute, University of Exeter; Exeter, UK.
4 Georesilience Analytics; Leatherhead, UK.
5 Copernicus Institute of Sustainable Development, Utrecht University; Utrecht, Netherlands.
6 Potsdam Institute for Climate Impact Research; Potsdam, Germany

Weblink zum Artikel: www.science.org/doi/10.1126/science.abn7950

• Hassrede im Internet nimmt zu, wenn die Tageshöchsttemperaturen über oder unter einem "Wohlfühlfenster" von 12°C-21°C liegen – das zeigt die Auswertung von mehr als vier Milliarden Tweets mit Hilfe von Statistik und KI-Methoden
• Temperaturen über 30 °C schüren Online-Hass in allen Klimazonen und über sozioökonomische Unterschiede wie Einkommen, religiöse Überzeugungen oder politische Präferenzen hinweg, was auf eine universelle Grenze der menschlichen Anpassungsfähigkeit hinweist
• Konflikte in der digitalen Welt können auf die individuelle psychische Gesundheit wirken und auf den gesellschaftlichen Zusammenhalt haben und sind eine noch unterschätzte Klimaauswirkung

Temperaturen, die über oder unter dem Wohlfühlbereich von 12-21 Grad Celsius liegen, sind mit einem deutlichen Anstieg aggressiven Online-Verhaltens verbunden, so das Ergebnis einer neuen Studie. Bei der Analyse von Milliarden von Tweets, die auf der Social-Media-Plattform Twitter in den USA gepostet wurden, stellten Forschende des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung fest, dass Hassrede in allen Klimazonen, Einkommensgruppen und Glaubenssystemen zunimmt, wenn es zu heiss oder zu kalt ist. Dies deutet auf Grenzen der menschlichen Anpassungsfähigkeit an extreme Temperaturen hin und wirft ein Licht auf eine bisher unterschätzte gesellschaftliche Auswirkung des Klimawandels: Konflikte in der digitalen Welt, die sich sowohl auf den gesellschaftlichen Zusammenhalt als auch auf die psychische Gesundheit der Einzelnen auswirken.

"In mehr als vier Milliarden Tweets von US-Nutzern haben wir mit unserem KI-Algorithmus Hass-Tweets aufgespürt und mit Wetterdaten kombiniert. Dabei haben wir festgestellt, dass sowohl die absolute Zahl als auch der Anteil der Hass-Tweets außerhalb einer Klimakomfortzone steigt: Menschen neigen zu aggressiverem Online-Verhalten, wenn es draußen entweder zu kalt oder zu heiß ist", erklärt PIK-Wissenschaftlerin Annika Stechemesser, Erstautorin der Studie, die in The Lancet Planetary Health erschienen ist. "Wenn man von Online-Hassrede betroffen ist, kann das eine ernsthafte Bedrohung für die eigene psychische Gesundheit sein. Aus der psychologischen Fachliteratur wissen wir, dass Online-Hass vor allem bei jungen Menschen und Angehörigen von Minderheiten zu einer Verschlechterung der psychischen Gesundheit führen kann", so Stechemesser weiter. "Unsere Untersuchung zeigt, dass in den USA außerhalb eines Wohlfühlfensters von 12-21 Grad Celsius der Online-Hass bei kälteren Temperaturen um bis zu 12 Prozent und bei wärmeren Temperaturen um bis zu 22 Prozent zunimmt."

Der wohltemperierte Tweet: Die wenigsten Hass-Tweets in den USA bei 15-18 Grad Celsius

Um zu diesen Ergebnissen zu gelangen, verwendeten die Forschenden einen Ansatz des maschinellen Lernens. Dieser identifizierte ca. 75 Millionen englischsprachige Hass-Tweets in einem Datensatz, der aus mehr als 4 Milliarden Tweets besteht, die zwischen 2014 und 2020 in den USA auf Twitter gepostet wurden. Anschließend analysierten die Forschenden, wie sich die Anzahl der Hass-Tweets änderte, wenn die lokalen Temperaturen zu- oder abnahmen. In der Definition von Hassrede orientierten sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der offiziellen UN-Definition von Hassrede: Fälle von diskriminierender Sprache mit Bezug auf eine Person oder eine Gruppe aufgrund ihrer Religion, ethnischen Zugehörigkeit, Nationalität, Rasse, Hautfarbe, Abstammung, ihres Geschlechts oder anderer Identitätsfaktoren.

Auf Grundlage dieser Daten stellten die Forschenden fest, dass die Zahl der Hass-Tweets in einem "Wohlfühlfenster" von 12-21 Grad Celsius quer durch die USA gering ist; das Minimum an Hass-Tweets liegt bei Temperaturen zwischen 15 und 18 Grad Celsius. Heißere und kältere Temperaturen sind mit einer Zunahme von Hass-Tweets verbunden. Das genaue Wohlfühltemperaturfenster variiert je nach Klimazone, je nachdem also, welche Temperaturen üblich sind. Temperaturen über 30 Grad Celsius sind jedoch über alle Klimazonen und sozioökonomischen Unterschiede wie Einkommen, religiöse Überzeugungen oder politische Präferenzen hinweg durchgängig mit einem starken Anstieg von Online-Hass verbunden.

Dies deutet auf eine Grenze der Anpassungsfähigkeit hin, erklärt Anders Levermann, Leiter der Komplexitätsforschung am Potsdam-Institut sowie Forscher an der Columbia University in den USA und Mitautor der Studie: "Selbst in einkommensstarken Gebieten, in denen sich die Menschen Klimaanlagen leisten können und andere Möglichkeiten zur Hitzereguluation haben, beobachten wir eine Zunahme von Aggression an extrem heißen Tagen – ab 30°C geht es steil nach oben. Mit anderen Worten: Es gibt eine Grenze dessen, was Menschen ertragen können. Diese Anpassungsgrenze an extreme Temperaturen liegt möglicherweise noch unter der, die durch die pure Physiologie unseres Körpers gesetzt ist."

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.

Die versteckten Auswirkungen des Klimas auf die psychische Gesundheit

Die Folgen eines aggressiveren Online-Verhaltens können schwerwiegend sein, da Hassrede nachweislich negative Auswirkungen auf die psychische Gesundheit der Opfer von Online-Hass hat. Sie können auch Vorboten von Hassverbrechen in der Offline-Welt sein. "Schon lange beschäftigen sich Forschende mit der Frage, wie sich die Klimabedingungen auf das menschliche Wohlbefinden und Verhalten und damit die Gesellschaft auswirken", erklärt Leonie Wenz, Arbeitsgruppenleiterin am Potsdam-Institut und Leiterin der Studie: "Jetzt, angesichts des fortschreitenden Klimawandels, ist diese Fragestellung wichtiger denn je. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Online-Hassrede ein neuer Kanal ist, über den der Klimawandel den gesellschaftlichen Zusammenhalt und die psychische Gesundheit der Menschen beeinflussen kann. Das bedeutet also, dass eine sehr schnelle und drastische Senkung der Emissionen nicht nur der Außenwelt zugutekommen wird. Der Schutz unseres Klimas vor einer zu starken Erwärmung ist auch für unsere psychische Gesundheit entscheidend."

Artikel: Annika Stechemesser, Anders Levermann, Leonie Wenz (2022): Temperature impacts on hate speech online: evidence from four billion tweets. The Lancet Planetary Health. [DOI: 10.1016/PIIS2542-5196(22)00173-5]

Weblink zum Artikel: https://www.thelancet.com/journals/lanplh/article/PIIS2542-5196(22)00173-5/fulltext

Mehr Forschung zum Thema: In einer früheren Arbeit haben die Forschenden ähnlich universelle Ergebnisse über die verschiedenen europäischen Länder hinweg gefunden.  A. Stechemesser, L. Wenz, M. Kotz, A. Levermann (2021): Strong increase of racist tweets outside of climate comfort zone in Europe. Environmental Research Letters. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac28b3

Während weltweit rund 80% der landwirtschaftlichen Nutzfläche für die Produktion tierischer Lebensmittel genutzt wird, tragen diese nur zu 18% der globalen Kalorienversorgung bei, so die Forschenden. Wenn ein größerer Teil der Ackerflächen für die Erzeugung von Essen für Menschen statt von Futter für Tiere genutzt würde, ließe sich das Angebot von Lebensmitteln rasch und nachhaltig ausweiten und Preisanstiege und Hunger vermindern. Weniger Flächenverbrauch für die Landwirtschaft könnte zugleich das Artensterben reduzieren. Zudem ist klar: Die Erzeugung tierischer Lebensmittel führt zu einem erheblichen Ausstoß von Treibhausgasen und damit der globalen Erwärmung mit ihren Wetterextremen. Auch hier würde eine Wende hin zu mehr pflanzlicher Ernährung helfen.

Die Forschenden schlagen drei Maßnahmen vor:

1. Einen Transformationsfonds zur Umstellung der Außer-Haus-Verpflegung, etwa in Kantinen, und zur Förderung von Landwirten und Landwirtinnen beim Ausbau der Produktion von Hülsenfrüchten, Obst und Gemüse.
2. Die Einführung bestimmter wirkungsvoller Entlastungspakete und Lenkungsabgaben für Verbraucherinnen und Verbraucher.
3. Eine Zukunftskommission Ernährung und Landwirtschaft sowie die Kompetenzerweiterung des Wissenschaftlichen Beirats für Agrarpolitik, Ernährung und gesundheitlichen Verbraucherschutz zum Monitoring des Transformationsprozesses.

Veröffentlichung: Lukas Paul Fesenfeld, Lisa M. Pörtner, Benjamin Leon Bodirsky, Marco Springmann, Peter von Philipsborn, Franziska Gaupp, Daniel Müller, Josef Settele, Sabine Gabrysch, Florian Freund, Linus Mattauch, Felix Creutzig, Hermann Lotze-Campen (2022): Für Ernährungssicherheit und eine lebenswerte Zukunft. Pflanzenbasierte Ernährungsweisen fördern, Produktion und Verbrauch tierischer Lebensmittel reduzieren. Policy Brief, Zenodo [DOI:10.5281/zenodo.7038961]

Weblink zur Veröffentlichung: https://zenodo.org/record/7038961#.Yw_YVxxBw2w

Die herausragenden Arbeiten zu Kipp-Punkten im Erdsystem wie etwa dem Golfstrom-System im Atlantik, zu den planetaren Wellen des Jetstreams und deren Einfluss auf Wetterextreme, oder auch zum Management des globalen Kohlenstoff-Kreislaufes und zur CO₂-Bepreisung – sie alle hebt der Bericht als konkrete Beispiele für die „exzellente Forschung“ des Instituts hervor. „Die ganze Vielfalt der Folgen des Klimawandels“ wird beforscht, von Waldbränden bis zu Migration, von der Monsun-Vorhersage bis zu Störungen von Lieferketten, von Mooren als CO₂-Senken bis zu Gerechtigkeitsfragen der Klimapolitik.

Diese “hervorragenden Forschungsergebnisse” werden regelmäßig in “hochrangigen Fachzeitschriften” veröffentlicht, darunter Nature, Science und PNAS, so der Evaluationsbericht. Dies alles wurde immer auch nutzbar gemacht für Entscheiderinnen und Entscheider in Wirtschaft und Politik, welche auf die Expertise des PIK zurückgriffen und dies auch weiterhin tun, von der damaligen Bundeskanzlerin bis zu internationalen Zentralbanken. Die Sachverständigen heben die große Zahl „exzellenter Modelle“ hervor, also von Computersimulationen, die das PIK für seine wissenschaftliche Arbeit entwickelt hat. Diese sind wichtige Werkzeuge moderner Forschung, die auf der Auswertung von und dem Modellieren mit komplexen Datensätzen basieren. Das Institut „genießt einen herausragenden Ruf für das Software Engineering“ und koordiniert weltweite systematische Vergleiche der Computersimulationen vieler verschiedener Institute.

„Sehr erfolgreich" umfassenden Veränderungsprozess seit letzter Evaluation abgeschlossen

Seit der letzten Evaluation vor sieben Jahren hat das Potsdam-Institut „sehr erfolgreich einen umfassenden Veränderungsprozess abgeschlossen“, heißt es in dem Bericht. Angefangen mit der Ernennung zweier neuer wissenschaftlicher Direktoren: Johan Rockström, einem Naturwissenschaftler mit internationalem Hintergrund, und Ottmar Edenhofer, mit dem die Sozialwissenschaften auch in der obersten Führungsebene fest verankert werden. Außerdem wurde die Position einer Administrativen Direktorin geschaffen und mit Bettina Hörstrup besetzt.

Auch auf organisatorischer Ebene wurden vom Vorstand „bedeutende Veränderungen” vorgenommen. Der Bericht hebt hier eine ganze Reihe von Punkten hervor. Auf Abteilungsleitungsebene gab es vier Wechsel, um die Forschungsagenda zu schärfen. Unter anderem wurde mit der Berufung einer neuen Ko-Abteilungsleiterin mit dem Forschungsfokus Gesundheit, zusammen mit der Charité Berlin, dieses Thema neu im Institut etabliert. Dies sei „willkommen“, erklären die Gutachterinnen und Gutachter. Mit seinen neuen FutureLab-Forschungsgruppen hat das PIK „innovative neue Themen“ angepackt.

Auch konnte das Institut seine Publikationen in begutachteten Journalen gegenüber der vorigen Evaluationsperiode um 46 % steigern und hat wie empfohlen seine Veröffentlichungen in einschlägigen ökonomischen Fachzeitschriften verstärkt. Die Kommission merkt an, dass das PIK “weiterhin extrem erfolgreich” in der Einwerbung von Drittmitteln ist, etwa von EU oder Deutscher Forschungs-Gemeinschaft, und dies noch einmal “signifikant steigern” konnte, im Evaluierungszeitraum auf über 50 % des Gesamtbudgets.

Weiteres Entwicklungspotenzial für Zukunftsaufgaben

Dass das Institut seine Arbeit im Bereich der Sozialwissenschaften auszubauen plant, um die Entwicklung von Lösungen für durch den Klimawandel entstehende Probleme und Herausforderungen weiter zu verstärken, wird von der Kommission “grundsätzlich unterstützt” und ist „sehr willkommen“.

Der Bericht hebt die Idee hervor, entlang einer ‘knowledge value chain’ das Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) zu integrieren und drei innovative Forschungsfelder aufzubauen. Hierfür müsse das PIK sich für eine zusätzliche institutionelle Finanzierung bewerben, einen so genannten Sondertatbestand, heißt es in dem Report.

„Das Gutachten ist Anerkennung und Auftrag zugleich“

„Von einer so renommierten Gruppe internationaler Wissenschaftler gründlich begutachtet und exzellent bewertet zu werden, ist eine sehr wichtige Anerkennung für die Qualität und Relevanz unserer Wissenschaft“, so Johan Rockström, einer der zwei wissenschaftlichen Direktoren des PIK. „Dies ist besonders bedeutend für alle unsere Forschenden, die so viel Mühe und Talent darauf verwenden, unser Verständnis der Klimakrise und ihrer Lösung voranzutreiben. Mit der Evaluierung erhalten wir eine weitere Bestätigung, dass das PIK den Namen Potsdams an die Weltspitze der interdisziplinären Klimaforschung für globale Nachhaltigkeit trägt.” Er betont außerdem, dass “wir mit der Evaluierung nicht nur eine Bestätigung für unsere intensive Arbeit erhalten, sondern auch sehr wertvolle Hinweise, wie wir das Institut in Zukunft weiterentwickeln können. An dieser Stelle möchten wir uns ganz besonders bei unseren Zuwendungsgebern in Brandenburg und dem Bund für die konsequente Unterstützung bedanken.“

„Das Gutachten ist uns eine Verpflichtung für die Zukunft, in doppelter Hinsicht“, erklärt Ottmar Edenhofer, Direktor des PIK. „Es ist uns eine Verpflichtung für die Zukunft unserer Arbeit, bei der wir die sozialwissenschaftliche Forschung zu den Lösungen des Klimaproblems ausbauen wollen. Und es ist uns eine Verpflichtung für die Zukunft der Menschen, denen unsere Forschung dient – denn es ist Forschung für den Erhalt sicherer Lebensbedingungen innerhalb planetarer Grenzen, für ein effizientes Management globaler Gemeinschaftsgüter, für erfolgreich nachhaltiges Wirtschaften.“

Weblink zu Leibniz-Gemeinschaft und Evaluationsergebnis: https://www.leibniz-gemeinschaft.de/ueber-uns/evaluierung/das-evaluierungsverfahren-der-leibniz-gemeinschaft/senatsstellungnahmen

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Das Ranking umfasst alle Fachrichtungen. Das PIK als transdisziplinär arbeitendes Institut ist mit Forschenden sowohl der Naturwissenschaften als auch der Sozialwissenschaften vertreten, von denen die meisten der Kategorie „Fachübergreifende Wissenschaft“ zugeordnet werden. Dies ist eine bemerkenswerte Bestätigung der hohen wissenschaftlichen Anerkennung der Arbeit über Fächergrenzen hinweg. Das Ranking zeigt auch, dass der Anteil der „meistzitierten“ Forschenden im Potsdam-Institut vergleichbar ist dem Anteil von entsprechend ausgezeichneten Forschenden in anderen Einrichtungen an der Weltspitze, etwa der Harvard University oder der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Diese sind die Heimat der meisten vielzitierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler – und dabei deutlich größere Häuser als das Potsdam-Institut.

Die Forschenden, die es unter die Top 1 Prozent des Rankings geschafft haben, bilden alle Forschungsbereiche des Instituts ab (in alphabetischer Reihenfolge):

• Benjamin Bodirsky, Mitglied der Arbeitsgruppe „Landnutzung und Resilienz“ in der Forschungsabteilung „Klimaresilienz“
• Ottmar Edenhofer, Direktor und Chef-Ökonom
• Dieter Gerten, Arbeitsgruppenleiter für Erdsystemmodelle, Forschungsabteilung „Erdsystemanalyse“
• Elmar Kriegler, Ko-Leiter der Forschungsabteilung „Transformationspfade“
• Jürgen Kurths, ehemaliger Ko-Leiter der Forschungsabteilung „Komplexitätsforschung“
• Hermann Lotze-Campen, Ko-Leiter der Forschungsabteilung „Klimaresilienz“
• Gunnar Luderer, Leiter der Arbeitsgruppe Energiesysteme in der Forschungsabteilung „Transformationspfade“
• Christoph Müller, Ko-Leiter der Arbeitsgruppe „Landnutzung und Resilienz“ in der Forschungsabteilung „Klimaresilienz“
• Alexander Popp, Ko-Leiter der Arbeitsgruppe „Landnutzung und Resilienz“ in der Forschungsabteilung „Klimaresilienz“
• Stefan Rahmstorf, Ko-Leiter der Forschungsabteilung „Erdsystemanalyse“
• Johan Rockström, Direktor und Nachhaltigkeitsforscher
• Hans Joachim Schellnhuber, Direktor Emeritus

Das Ranking von Clarivate Analytics gibt den Einfluss der wissenschaftlichen Arbeit wieder und illustriert, wie sehr andere Forschungsarbeiten sich auf die Veröffentlichungen des PIK beziehen. Grundlage sind Daten aus der Literaturdatenbank Web of Science mit einer enormen Zahl an Zitationsstatistiken. Analysiert wird nicht nur der Einfluss innerhalb eines Fachgebiets, sondern darüber hinaus auch fächerübergreifender, interdisziplinärer Einfluss. Insgesamt wurden rund 6.600 Forschende aus über 70 Ländern als „highly cited“ ausgezeichnet, basierend auf vielzitierten wissenschaftlichen Arbeiten der letzten elf Jahre (Januar 2010 bis Dezember 2020). Die meisten von ihnen forschen in den USA. Auf Platz zwei liegen Forschende aus China. Deutsche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler liegen hinter Großbritannien und Australien auf Platz fünf.

Mehr zum Ranking und zur Methode finden Sie hier.

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• Die CO2-Bepreisung ist ein effizientes und effektives Klimaschutzinstrument. Allerdings muss der CO2-Preis auf Kraft- und Brennstoffe in den kommenden Jahren stark steigen, um die Klimaziele zu erreichen. Aktuell liegt er bei 25 Euro pro Tonne CO2.

• Ein steigender CO2-Preis könnte jedoch eine hohe soziale Sprengkraft in sich bergen. Denn ärmere Haushalte werden durch den CO2-Preis im Verhältnis stärker belastet als wohlhabendere Haushalte, weil sie einen größeren Teil ihres Einkommens für Güter wie Benzin oder Heizöl ausgeben.

• Eine Befragung durch RWI, PIK und der Universität Oxford unter rund 6.000 Haushalten zeigt, dass vor der Einführung des CO2-Preises auf Kraft- und Brennstoffe insgesamt eine Mehrheit von knapp 54 Prozent der Befragten grundsätzlich bereit war, zum Zwecke des Klimaschutzes höhere Kosten in Kauf zu nehmen. In der untersten Einkommensgruppe lag die Zustimmung dagegen bei unter 40 Prozent. Die Zustimmungswerte fallen mit steigenden CO2-Preisen.

• Die Befragung zeigt auch, dass der Rückverteilung der Einnahmen aus der CO2-Bepreisung eine bedeutende Rolle zukommt, wenn eine breitere Unterstützung dieses Klimaschutzinstrumentes erreicht werden soll: Bei einem CO2-Preis von 50 Euro pro Tonne steigt die Zustimmung für den Fall, dass die Einnahmen pauschal an die Bevölkerung zurückgezahlt werden, unter einkommensschwachen Haushalten von deutlich unter 40 auf über 60 Prozent an.

• Um die finanziellen Folgen der CO2-Bepreisung abzumildern, sind die bislang beschlossenen Förderprogramme und Einzelmaßnahmen – etwa die Prämie beim Kauf von Elektroautos oder die Anhebung der Pendlerpauschale – insgesamt ungeeignet. RWI und PIK plädieren daher für einen breit angelegten und konzertierten Ausgleichsmechanismus, der insbesondere Gering- und Durchschnittsverdienern zugutekommt.

• Als Ausgleichsmechanismus schlagen RWI und PIK zunächst eine Entlastung beim Strompreis durch die deutliche Senkung von Abgaben und Steuern vor. Dieser Vorschlag ließe sich administrativ leicht umsetzen und würde insbesondere einkommensschwache Haushalte entlasten. Diese geben nämlich einen größeren Anteil ihres Einkommens für Energiekosten aus als wohlhabendere Haushalte. Zudem wäre eine Senkung der Stromabgaben aus steuersystematischen Gründen sinnvoll und außerdem förderlich für die sogenannte Sektorkopplung, bei der in Sektoren wie dem Verkehr und dem Gebäudebereich vermehrt grüner Strom eingesetzt werden soll.

• Mittelfristig sollten zusätzliche Einnahmen aus der CO2-Bepreisung mittels einer pauschalen Rückzahlung ausgeschüttet werden, bei der alle Bürgerinnen und Bürger die gleiche Summe erhielten. Diese Form der Pro-Kopf-Rückerstattung käme erst bei höheren CO2-Preisen in Frage, weil der Verwaltungsaufwand im Vergleich zu den Auszahlungsbeträgen sonst unverhältnismäßig hoch wäre. Dennoch sollten bereits jetzt die rechtlichen und administrativen Voraussetzungen für Pro-Kopf-Rückerstattungen geschaffen werden.

PIK-Direktor Ottmar Edenhofer erklärt: „Klimapolitik kann sehr gut sozial gerecht sein, wenn sie den Ausgleich zwischen unterschiedlichen Einkommensgruppen von vornherein mitdenkt. Der CO2-Preis kann damit Leitinstrument moderner Klimapolitik sein. Hingegen wäre ein ungebremster Klimawandel mit mehr Wetterextremen sozial ungerecht, weil er teuer ist und Geringerverdiener stärker trifft als Großverdiener.“

„Der CO2-Preis ist mit Abstand das effizienteste Instrument, um die Klimaziele zu erreichen und sollte daher im Mittelpunkt der künftigen Klimapolitik stehen“, ergänzt RWI-Präsident Christoph M. Schmidt. „Doch ob die Bevölkerung höhere CO2-Preise mitträgt, wird entscheidend davon abhängen, wie die Einnahmen aus der Bepreisung verwendet werden.“

Studie: Manuel Frondel, Viola Helmers, Linus Mattauch, Michael Pahle, Stephan Sommer, Christoph M. Schmidt und Ottmar Edenhofer (2021): „Akzeptanz der CO2-Bepreisung in Deutschland: Evidenz für private Haushalte vor Einführung des CO2-Preises“.

Weblink zur Studie: https://www.rwi-essen.de/media/content/pages/publikationen/rwi-materialien/rwi-materialien_147.pdf

Zu den Ergebnissen der Studie ist ein Gastbeitrag mit dem Titel „Ein Ausgleich für die Klimapolitik“ in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung vom 11. Oktober 2021 erschienen.

"Die AMOC ist eines der wichtigsten Zirkulationssysteme unseres Planeten", sagt der Autor der Studie, Niklas Boers vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, der Freien Universität Berlin und der Universität Exeter. "Wir wissen bereits aus einigen Computersimulationen und aus Daten der Erdvergangenheit, so genannten Paläoklima-Proxy-Records, dass die AMOC neben dem aktuellen starken Zustand auch einen alternativen, wesentlich schwächeren Zustand einnehmen kann. Diese Bi-Stabilität bedeutet, dass grundsätzlich auch abrupte Übergänge zwischen den beiden Zirkulationsmodi möglich sind."

Fingerabdrücke in Mustern von Oberflächentemperatur und Salzgehalt

Es wurde bereits zuvor gezeigt, dass die AMOC derzeit so schwach ist wie nie zuvor in den vergangenen tausend Jahren. Bisher war jedoch offen, ob die beobachtete Abschwächung lediglich einer Änderung des mittleren Zirkulationszustands entspricht oder ob sie mit einem tatsächlichen Verlust an dynamischer Stabilität einhergeht. "Der Unterschied ist entscheidend", sagt Niklas Boers, "denn eine Verringerung der dynamischen Stabilität würde bedeuten, dass sich die AMOC ihrer kritischen Schwelle genähert hat, jenseits derer ein erheblicher und in der Praxis wahrscheinlich unumkehrbarer Übergang zum schwachen Zirkulationsmodus stattfinden könnte."

Langfristige Beobachtungsdaten über die Stärke der AMOC gibt es leider nicht, aber die AMOC hinterlässt so genannte Fingerabdrücke in den Temperatur- und Salzgehaltsmustern der Meeresoberfläche des Atlantischen Ozeans. "Eine detaillierte Analyse dieser Fingerabdrücke in acht unabhängigen Indizes deutet nun darauf hin, dass die Abschwächung der AMOC während des letzten Jahrhunderts in der Tat wahrscheinlich mit einem Stabilitätsverlust verbunden ist", sagt Boers. "Die Ergebnisse stützen die Einschätzung, dass der Rückgang der AMOC nicht nur eine Fluktuation oder eine lineare Reaktion auf steigende Temperaturen ist, sondern wahrscheinlich das Herannahen einer kritischen Schwelle bedeutet, jenseits derer das Zirkulationssystem zusammenbrechen könnte."

Die Faktoren müssen weiter untersucht werden – stehen aber mit dem Klimawandel in Verbindung

Für das Phänomen ist wahrscheinlich eine Reihe von Faktoren von Bedeutung, die zu den direkten Auswirkungen der Erwärmung des Atlantiks auf seine Zirkulation hinzukommen. Dazu gehören der Süßwasserzufluss durch das Abschmelzen des grönländischen Eisschilds, durch das schmelzende Meereis, durch zunehmende Niederschläge und durch Wasser aus Flüssen. Süßwasser ist leichter als Salzwasser und verringert die Tendenz des Wassers im Nordatlantik, von der Oberfläche in größere Tiefen abzusinken, was einer der Antreiber der Umwälzung ist.

"Ich hätte nicht erwartet, dass die zusätzlichen Mengen an Süßwasser, die im Laufe des letzten Jahrhunderts in den Ozean flossen, bereits eine solche Reaktion der AMOC hervorrufen würden", sagt Boers. "Wir müssen unsere Modelle dringend mit den vorliegenden Beobachtungen in Einklang bringen, um zu beurteilen, wie weit die AMOC tatsächlich noch vom kritischen Schwellwert entfernt ist." Auch wenn die jeweilige Bedeutung der verschiedenen Faktoren noch weiter untersucht werden muss, stehen sie mit dem vom Menschen verursachten Klimawandel in Verbindung.

Artikel: Niklas Boers (2021): Observation-based early-warning signals for a collapse of the Atlantic Meridional Overturning Circulation. Nature Climate Change. DOI: 10.1038/s41558-021-01097-4

Weblink zum Artikel: http://dx.doi.org/10.1038/s41558-021-01097-4

Frühere Forschung zu dem Thema: L. Caesar, G. D. McCarthy, D. J. R. Thornalley, N. Cahill, S. Rahmstorf (2021): Current Atlantic Meridional Overturning Circulation weakest in last millennium. Nature Geoscience [DOI: 10.1038/s41561-021-00699-z] (Pressemitteilung zu dieser früheren Studie hier)