Naturwissenschaftler verstehen sich gut darin, komplizierte Systeme vereinfacht darzustellen. Das ist auch gut und richtig so, denn auf diese Art und Weise decken sie Zusammenhänge auf, die bei der Betrachtung einzelner Faktoren vielleicht nie aufgefallen wären.
Im Hinblick auf das Klima unseres Planeten gibt es (unter anderem) die Theorie der Kipppunkte oder die Tipping Elements als Hinweise auf ebendiese.
Ursache und Wirkung stehen hierbei in drei unterschiedlichen Beziehungen zueinander:

i-874e59b9d5a6caa558f6e8b1402f974c-380px-Tipping_Points_Ursache_Wirkung-thumb-190x268.jpgBildquelle: Bildungsserver

1. geradlinig: Ursache hat Wirkung.
2. schwingend: Eine Ursache hat eine (eineindeutge) Wirkung, aber der Weg dahin verläuft instabil.
3.Bifurkation: Eine Ursache hat nur in einem bestimmten Fenster eine bvestimmte Wirkung. Werden Grenzwerte überschritten, springt das System in einen anderen Zustand und ässt sich durch Veränderung/Rücknahme der Ursache nicht wieder in den Originalzustand zurückversetzten. Hier spricht man dann von Kipppunkten. Das Verhalten von komplexen Systemen nach diesen Regeln kann man auf alles Mögliche anwenden, ob nun Finanzmärkte oder Ökosysteme, man findet es überall.
So versuchen Klimatologen anhand der zugrundeliegenden Formeln, zum Beispiel die Dynamik der schmelzenden Gletscher im gesamten Stoffkreislauf darstellen zu können. Gäbe es einen Kipppunkt für das Meereis der Arktis, wäre es ja interessant zu wissen, ob man diesem nahe kommt. Denn wenn die Theorie der Kipppunkte hier Anwendung fände, würde selbst ein verringerter CO2 Ausstoß nichts mehr bringen, wenn er schon überschritten wäre.
Die Eis-Albedo-Rükkopplung steht hierbei unter besonderer Beobachtung. Hierbei handelt es sich um eine Verstärkung des Effekts durch Rückkopplung: Das Eis schmilzt, legt Meerwasser frei. Dieses absorbiert die einfallende Lichtstrahlung deutlich mehr als das helle Eis, welches einen Großteil der Energie wieder reflektiert. Durch die Strahlungsaufnahme des Meerwassers kommt es jedoch auch zu einer Erwärmung, welche letztlich den Schmelzprozess des festen Eises vorantreibt. Somit wird die Strahlungsaufnahme durch die Flächenvergrößerung wieder potenziert und das Ganze windet sich spiralförmig weiter.
2007 wurde der bisher größte Wert abgeschmolzenen Eises gemessen, was die Wissenschaft dazu veranlasste, über die Existenz des Kipppunktes und dessen etwaige Überschreitung detaillierter nachzudenken.
Wäre dies der Fall, dann wäre das vollständige Abtauen des Meereises nicht mehr zu stoppen.
Allerdings, und nun kommt die gute Nachricht, haben die Wissenschaftler im Team um Dirk Notz vom Hamburger Max-Planck-Institut für Meteorologie Hinweise entdeckt, die die Existenz eines Kipppunktes negieren. Laut ihrer Arbeit (Geophysical Research Letters, 26.01.2011) reagiert die Eisbedeckung ziemlich genau auf die jeweiligen lokalen klimatischen Bedingungen. Somit besteht noch immer die Hoffung auf das Verlangsamen oder das Stoppen der arktischen Eisschmelze.


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Kommentare (10)

  1. #1 Dr. Webbaer
    Juni 17, 2011

    In hoch komplexen Systemen gibt es keine Kipp-Punkte, jedenfalls keine für den Menschen erkennbare. – Sonst wären sie nicht hoch komplex.

    MFG
    Dr. Webbaer

  2. #2 Thilo
    Juni 17, 2011

    In hoch komplexen Systemen gibt es keine Kipp-Punkte

    ???

    jedenfalls keine für den Menschen erkennbare.

    mindestens im nachhinein schon

  3. #3 Dr. Webbaer
    Juni 17, 2011

    @Thilo Küssner
    Ex post erscheint das vielleicht dem einen oder anderen Erkenntnssubjekt so, ex ante geht gar nichts.

    Über’s Ex-Inter kann man streiten. 😉
    Nah, auch dort geht nüscht.

    MFG
    Dr. Webbaer

  4. #4 silentjay
    Juni 17, 2011
  5. #5 Redfox
    Juni 17, 2011

    Danke Silentjay, mit dem Link hast du mir ne menge Zeit gespart. Den Artikel wollte ich grade suchen … in Georg Hoffmanns Blog. X-{

  6. #6 Thilo
    Juni 17, 2011

    @ Dr.W:
    Nur mal der erste Link, den ich beim Googeln gefunden habe: http://www.scienceblogs.de/frischer-wind/2009/07/wann-spricht-man-vom-umkippen-eines-gewassers.php
    Oder ist das kein komplexes System?

  7. #7 michael
    Juni 17, 2011

    @Thilo
    > Oder ist das kein komplexes System?

    Aber vielleicht ist es kein hoch komplexes System. Das sind wohl solche, wo .. siehe ersten Kommentar.

  8. #8 Dr. Webbaer
    Juni 18, 2011

    @Thilo Küssner
    “Kipppunkt” ist ein ehemals technischer Begriff – http://de.wikipedia.org/wiki/Kipppunkt – der dann irgendwann auf Ökosysteme angewendet worden ist, bspw. wenn in einem weitgehend abgeschlossenen Boptop eine einzelne Art den Ausgangspunkt einer Nahrungskette bildet und diese an Hand einer Epidemie wegbricht, und dann irgendwann von politisch-wissenschaftlicher Seite, Stichwort: Ökologismus, erweitert worden ist auf hoch komplexe Systeme, was aber wissenschaftlich sinnlos ist.

    Das Verhalten von komplexen Systemen nach diesen Regeln [Kippunkte] kann man auf alles Mögliche anwenden, ob nun Finanzmärkte oder Ökosysteme, man findet es überall.

    stimmt so nicht, entweder sind Erklärungen bezogen auf diese Systeme einfach (“A geht in den Konkurs, weil B, der einzige Kunde, in den Konkurs geht.” – man nennt’s auch Kausalität) oder komplex, hier helfen Formeln (kann oft immer noch als Kausalität gebucht werden), oder sehr komplex, hier Sichten, also Theorien.

    Der “moderne Kipppunkt” ist eine Theorie, die nicht im System direkt repräsentiert ist, sondern Richtung Spekulatius geht. – Sie dürfen natürlich gerne Beispiele für nachgewiesene Kipppunkte nennen. Gerne auch aus der Wirtschaft – War bspw. die Aussage des Deutschen Bank Vertreters Breuer zur Liquiditätslage der Kirch-Gruppe, seinerzeit ein “Kipppunkt”? Helfen Sie Dr. W und dem Richter!

    MFG
    Dr. Webbaer

  9. #9 Wizzy
    Juni 28, 2011

    Kipppunkte, wie sie von Frau Bebber hier praezise definiert wurden, gibt es in ganz verschiedenen Arten von Systemen (ob komplex oder nicht) – ein Beispiel ist die Hysteresekurve eines Ferromagneten. Die Verwendung von ‘Kipppunkt’ als wie oben definierter Begriff insbesondere in der Klimawissenschaft (http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Kipppunkte) ist selbstverstaendlich ‘wissenschaftlich sinnvoll’, um Ihre Worte, Herr Webbaer, zu benutzen.

  10. #10 Dr. Webbaer
    Juni 28, 2011

    @Wizzy
    Ein Wissenschaftler würde bezogen auf hoch komplexe Systeme statt netter und vermutlich gut gemeinter pädagogisierender Feststellungen – http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Kipppunkte_im_Klimasystem – schon eher ein Intervall angeben wollen, das bei entsprechender Parametrisierung und bei einer gewissen Konfidenz zu einem wie hier angenommenen Störfall führt. Diese Konfidenz wird nie 100% erreichen und zudem ist die Stochastik, also die Ratekunst, in sich Spekulatius. – Lassen Sie sich diese Aussage gerne bestätigen.

    Kipp-Punkte stehen demzufolge außerhalb der Wissenschaft; die Annahme eines Intervalls dagegen ist oft sinnvoll, unterliegt aber politischen Maßgaben.

    Abweichend von der o.g. Prognostik bietet die Statistik die Möglichkeit einer sinnvollen Rückschau. – Das aber nur der Vollständigkeit halber, ex post und ex ante ähneln sich beide in ihrem Spekulatius-Wert, Prognosen und Rückschauen sind anthropogen.

    MFG
    Dr. Webbaer