Globaler Klimawandel und Kohlenstoff-Kreislauf

Globaler Klimawandel und
Kohlenstoff-Kreislauf
Wolfgang Lucht
Alexander-von-Humboldt Chair in Sustainability Science
Forschungsbereich Erdsystemanalyse
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung &
Geographisches Institut, Humboldt-Universtität zu Berlin
Planetare Soziale Ökologie des Globalen Wandels
Kummulative CO2-Emissionen BAU 2004-2050
Ernte und Verbrauch photosynthetischer Produkte (Jahr 2000)
Quellen: Kropp, Sterzel et al., PIK, 2010 / DKRZ/MPI-M / Erb et al., Ecol. Econ., 2010 / Virunga National Park, DRC
Sydney, Australien, 18 .Januar 2013
45.3 am 14. Jan. 1939, 44.2 am 1. Jan. 2006
Vorhersage für den 14. Januar 2013
Word frequency in AR5 WG1 SPM; Gianna-Carina Grün in Die ZEIT, 27 Sept 2103S
IPCC AR5 WG1, 2013
Multiple
Datensätze
Multiple
Messgrößen
Globale
Systeme
IPCC AR5 WG1, 2013
Equilibrium
Klimasensitivität
Transient
IPCC AR5
WG1, 2013
Klimasensitivität aus Paläo-Daten vs. Klimamodelle
Temperaturänderung (⁰C)
gelb:
Klimamodelle
Strahlungsantrieb (W/m2)
Skinner, Science 337, 2012
Einstrahlung, Albedo, Zusammensetzung Atmosphäre, Staub
Globale Temperatur vs. Meeresspiegelanstieg
Archer and Brovkin, Climatic Change, 2008
Erwärmung vs. kummulative CO2-Emissionen
IPCC AR5 WG1, 2013
Ein endliches Kohlenstoff-Budget
Um mit 50% Wahrscheinlichkeit unter 2⁰C zu bleiben
(unter Berücksichtigung aller weiteren nicht-CO2-Forcings):
840 GtC kummulativ seit 1870
Bisherige kummulative C-Emissionen:
531 GtC kummulativ seit 1870 in 2011 (... es bleiben ca. 300 GtC)
Jährliche Emissionen:
9.2 GtC/yr (2002-2011)
2011 9.5 GtC = +54% über 1990
Global Carbon Project 2012
Die Emergenz Chinas, die Renaissance der Kohle
Global Carbon Project 2011
Die (begrenzte) Wirkung derzeitiger Zusagen
Risiko für Ökosysteme ......
Wasserstress
+ 2.0°C
+ 3.5°C
+ 5.0°C
% scenarios with moderate and severe risk of ecosystem shift
with lower water availability and/or more droughts
Ostberg et al., Earth System Dynamics, 2013
Gerten et al., Environm. Res. Lett. 2013
Soziale
Inelastizität
Soziale
Innovation
Korridor der
Quartär
(letzte 2.6 Ma)
Korridor des
Holozän
Burning Embers of Climate Change Impacts
Klimawandel
Kritische Schwellwerte
umweltlich
sozial
anti-Malthusianische
Koevolution
Gibt es einen
Attraktor?
Große
Transformationen
der Umwelt und von
Gesellschaften
Planetare
Grenze
Kann er
überwunden
werden?
Große
Transformation
von Gesellschaften
• Vorteile grünen Wachstums
• Ko-Vorteile von Mitigation
• Stop von Entwaldung d. Marktmechanismen
(letzte 10 ka)
Lucht, PIK, 2013
• die unwiderstechliche Anziehungskraft
fossiler Energieformen
• großer materieller Reichtum
• die Verlockungen der Städte
• eine eisfreie Erde
Zeit
Organisation der Gesellschaft
• die unwiderstechliche Anziehungskraft
fossiler Energieformen
• großer materieller Reichtum
• die Verlockungen der Städte
• eine eisfreie Erde
Gibt es einen
Attraktor?
Attraktor-Becken
Gibt es
Attraktoren?
SonnenErnter
P
G
Kann er
überwunden
werden?
• Vorteile grünen Wachstums
• Ko-Vorteile von Mitigation
• Stop von Entwaldung d. Marktmechanismen
Organisation der Gesellschaft
Nutzer
fossiler
Energie
Können
sie überwundern
werden?
Q
H
NachhaltigkeitsPraktiker
Potentiallandschaft
Lucht, PIK, 2013
Sozialer Metabolismus
Quelle: EEA - ETC/SCP, 2010, colors modified by WBGU 2011
Die materielle Seite
der Zivilisation
Erde für 3.8 Mrd. Jahre
biogeochemische, -physikalische,
-graphische, (epi)genetische
Ko-Evolution
Geosphäre
Klimawandel,
Chemische
Verschmutzung,
Aerosole
Biosphäre
Folgen
Kolonisierung
Emissionen
Abfälle
Materialflüsse
Unterhalt
Reproduktion
Wachstum
ErdsystemWissenschaft
Identitäten
und Werte
Nachhaltigkeit im
Gesamtsystem?
Gelegenheiten
Recycling
Anthroposphäre
Mentale
Feedbacks
Ernte
Extraktion
Landnutzungsexpansion,
Biodiversitätsverlust,
Wasserverbrauch
Selbstreferentielle Dynamik
Ökonomie und Kultur
Geschichte
Menschliche Ambitionen
Nahrung
Futter
Materialien
Bioenergie
Tiere
Emergenz
palaeolithisch
landwirtschaftlich
industriell
vernetzt
Lucht, PIK, 2013