Der Klimawandel ist keine ferne Bedrohung mehr, sondern stellt uns bereits vor gefährliche „Wendepunkte“, die unser tägliches Leben für immer verändern könnten. James Dacey findet heraus, wie neue Forschungen zu Mensch-Klima-Systemen uns helfen könnten, Katastrophen abzuwenden
„Hochwasserwarnungen bei starkem Regen und Gewitter“
„Sintflutartige Regenfälle lösen Reisechaos aus“
„Menschen stranden, weil Überschwemmungen Gemeinden abschneiden“
Geschichten über Überschwemmungen sind ein fester Bestandteil der Medien. Das ist kaum verwunderlich, wenn man bedenkt, dass starker Regen große Auswirkungen auf die lokale Bevölkerung haben kann – er beschädigt Häuser, zerstört Stromleitungen und blockiert Straßen. Aber stellen Sie sich vor, eine unglückliche Kombination heftiger lokaler Überschwemmungen in einem Teil eines Landes würde ein Reisechaos in einem ganzen Land auslösen.
Ein solches Ereignis ist ein Beispiel für a Wendepunkt in einem sozioökonomischen System – wenn ein relativ kleiner Input ein unverhältnismäßig großes Ergebnis auslöst, das soziale und wirtschaftliche Folgen hat, die nicht einfach rückgängig gemacht werden können. In diesem Szenario sind Überschwemmungen in einem relativ kleinen Gebiet der Auslöser und der Wendepunkt ist der Verlust der Funktionalität des nationalen Straßennetzes. Wenn Menschen nicht reisen können, kommen wirtschaftliche und soziale Aktivitäten schnell zum Erliegen. Ja, die Überschwemmungen werden nachlassen, aber um zu verhindern, dass sich ein ähnliches Ergebnis wiederholt, müsste das Straßennetz neu gestaltet werden.
In der Physik sind Kipppunkte – oder kritische Punkte – an der Tagesordnung. Sie kommen bei allen Arten von Phasenübergängen vor, sei es bei der Umwandlung einer Flüssigkeit in Gas oder bei der plötzlichen Magnetisierung ferroelektrischer Materialien (siehe Kasten unten). Aber das wachsende Interesse an Nichtlinearität in einem sozialen Kontext kann mit Malcolm Gladwells Bestseller „Pop-Soziologie“ aus dem Jahr 2000 in Verbindung gebracht werden Der Wendepunkt. Es dekonstruierte mehrere verwirrende gesellschaftliche Trends, darunter den dramatischen Rückgang der Kriminalitätsraten in New York City in den 1990er Jahren und das unerwartete (und nicht damit zusammenhängende) Wiederaufleben von Hush Puppies-Schuhen im selben Jahrzehnt.
Innerhalb weniger Jahre gelangte das Tipping-Point-Konzept auch in die Klimadiskussion. Die Ängste wuchsen vor katastrophalen Ereignissen mit begrenzter Reversibilität, wie dem großflächigen Absterben des Amazonas-Regenwaldes (wenn sich die Pflanzengesundheit zunehmend verschlechtert, was manchmal zum Absterben von Organismen führt) und dem Abschmelzen der Eisschilde, die wiederum zu einem Anstieg des globalen Meeresspiegels führen. Diese Bedenken veranlassten ein Team von Umweltwissenschaftlern in Großbritannien und Deutschland im Jahr 2008 zu der Warnung, dass „die Gesellschaft durch glatte Prognosen des globalen Wandels in ein falsches Sicherheitsgefühl eingelullt werden könnte“ (PNAS 105 1786). Sie definierten ein „Kippelement“ als ein subkontinentales Teilsystem der Erde, das unter bestimmten Umständen durch kleine Störungen in einen qualitativ anderen Zustand versetzt werden kann.
Aufgrund des steigenden Meeresspiegels sind Menschen bereits gezwungen, ihre Häuser zu verlassen, während Ackerland aufgrund der Dürre aufgegeben wird
In den letzten Jahren hat sich das Kipppunkt-Konzept auf Mensch-Klima-Systeme ausgeweitet, und seine Terminologie kommt sogar in vor Berichte von dem Intergovernmental Panel on Climate Change. Die umfassenderen Auswirkungen lokaler Überschwemmungen sind nur einer von vielen möglichen sozioökonomischen Wendepunkten, die durch Klimaveränderungen ausgelöst werden. Tatsächlich sind Menschen aufgrund des steigenden Meeresspiegels bereits gezwungen, ihre Häuser zu verlassen, Ackerland wird aufgrund der Dürre aufgegeben und Skigebiete verlieren aufgrund der globalen Erwärmung ihren Schnee. Aber in dem Versuch, gefährliche Schwellen vorherzusehen und uns daran zu hindern, sie zu überschreiten, entsteht ein völlig neues akademisches Feld, in dem Forscher aus allen Sozial- und Naturwissenschaften die komplexen Wechselwirkungen zwischen Klima und sozioökonomischen Systemen untersuchen.
Der Weg zu einem Wendepunkt
Eine aktuelle Studie in diesem wachsenden Bereich untersuchte die Robustheit europäischer Straßennetze gegenüber Überschwemmungen (Verkehrsforschung Teil D 108 103332). Angeführt von Kees van Ginkel – ein Forscher für Klimaanpassung und Risikomanagement am Deltares-Institut in den Niederlanden – die Studie ergab, dass kleine Gebirgsländer wie Slowenien, Mazedonien und Albanien besonders gefährdet sind, wobei die schlimmsten 5 % der alle hundert Jahre auftretenden Überschwemmungen in begrenzten Gebieten möglicherweise ganze Regionen isolieren mangelnde Widerstandsfähigkeit des Straßennetzes. Aufgrund der begrenzten Anzahl von Verbindungen zwischen wichtigen Wirtschaftszentren In diesen Ländern müssten schätzungsweise 32–41 % der Fahrer Umwege nehmen – viele davon extrem – und damit soziale und wirtschaftliche Störungen mit sich bringen.
Im Gegensatz dazu sind die Straßennetze in wohlhabenderen, größeren Ländern – wie Großbritannien, Deutschland und Frankreich – im Allgemeinen robuster, obwohl auch dort immer noch lokale Schwachstellen bestehen können. So führten zweitägige heftige Regenfälle über Mitteleuropa im Juli 2021 zu extremen Überschwemmungen, bei denen in Deutschland und Belgien mindestens 222 Menschen ums Leben kamen und in einer weiteren Region schwere Infrastrukturschäden entstanden. Ein Großteil der Verwüstungen ereignete sich in den deutschen Bundesländern Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz, wo steile, enge Täler trichterartige Effekte erzeugten. Darüber hinaus kam es zu erhöhten Hochwasserständen, weil die Böden in den Einzugsgebieten der Flüsse Ahr und Erft bereits vor den rekordverdächtigen Regenfällen im Juli weitgehend gesättigt waren. Überschwemmungen und Erdrutsche führten zu Straßensperrungen, die den Evakuierungsweg für mehrere Dörfer versperrten.
Die von heutigen Social-Tipping-Forschern verwendeten Modelle weisen Ähnlichkeiten mit jüngsten Entwicklungen in der Netzwerktheorie und kritischen Übergängen in physikalischen Systemen auf. Van Ginkels Straßenstudie nutzte beispielsweise einen Netzwerk-Perkolationsansatz, der in der Physik zur Modellierung von Phasenübergängen in Materialien verwendet wird. Dieser Ansatz kann beispielsweise beschreiben, wie sich eine Polymerlösung in ein starres Gel verwandelt, sobald genügend Ketten miteinander verbunden sind, wobei der Wechsel an einem sogenannten „Perkolationspunkt“ erfolgt.
Entscheidend war, dass van Ginkels Gruppe das physikalische Modell anpasste, um es für politische Entscheidungsträger relevant zu machen. Das liegt daran, dass in menschlichen Systemen inakzeptable Kipppunkte lange vor dem mathematischen Versickerungspunkt erreicht werden können. „In unserer Studie liegt der wahre Versickerungspunkt dort, wo im Grunde das ganze Land überschwemmt ist – und wenn das passieren würde, wäre das Fehlen eines Straßennetzes nicht mehr Ihr größtes Problem“, sagt er.
Stattdessen werden soziale Wendepunkte durch menschliche Faktoren definiert – in diesem Fall durch den großen Funktionsverlust eines nationalen Straßennetzes während einer Überschwemmung, der durch abgeschnittene Routen, Routenänderungen und Gesamtverzögerungszeiten definiert wird. Van Ginkel sagt, dass die nationalen Straßenbehörden sich wahrscheinlich bereits einiger der Schwachstellen bewusst sind, die die Studie seiner Gruppe aufdeckt. Der Wert liegt seiner Meinung nach darin, dass dadurch Vergleiche zwischen Nationen ermöglicht werden, was für politische Entscheidungsträger oder Unternehmensinvestoren nützlich sein könnte.
Bei vielen Systemen wird der Kipppunkt möglicherweise nicht direkt durch das Klima ausgelöst. Wie van Ginkel betont, könnte dies auf eine Änderung der Politik zurückzuführen sein, die die Unterstützung für Gemeinden aufhebt, die mit den Auswirkungen langsamer und stetiger Klimaveränderungen konfrontiert sind. Landarbeiter in immer trockeneren Regionen, die beispielsweise auf staatliche Subventionen angewiesen sind, wären den akkumulierten, langsam einsetzenden Auswirkungen des Klimawandels ausgesetzt, wenn ihnen die Unterstützung plötzlich entzogen würde. Mit anderen Worten: Die Nichtlinearität existiert im sozialen System.
Kipppunkte in physikalischen Systemen
In der Physik taucht die Idee von Phasenübergängen oder kritischen Punkten in vielen Zusammenhängen auf. In der Physik der kondensierten Materie kann ein Material bei kritischen Temperaturen plötzlich in einen grundlegend anderen Zustand übergehen, eine Flüssigkeit kann zu einem Gas werden, während sich ein normales Metall in einen Supraleiter verwandeln kann. Die statistische Mechanik bietet eine Möglichkeit, Phasenübergänge mithilfe des Ising-Modells zu verstehen, das ursprünglich zur Erklärung der spontanen Magnetisierung in ferromagnetischen Filmen entwickelt wurde.
Eine verwandte Theorie, die Perkolationstheorie, wird verwendet, um die plötzliche Entstehung einer weitreichenden Konnektivität in einem System zufälliger, nicht verbundener Cluster zu modellieren. Die Perkolationstheorie wurde verwendet, um alles zu untersuchen, von der Bruchausbreitung in Materialien über die Ausbreitung von Waldbränden bis hin zur Fragmentierung biologischer Viren. Heutzutage werden einige dieser statistischen physikalischen Werkzeuge für die Untersuchung sozialer Dynamiken eingesetzt – von der Art und Weise, wie sich Nachrichten in sozialen Medien verbreiten, bis hin zu Abstimmungsmustern und den komplexen Wechselwirkungen zwischen Klima und sozioökonomischen Systemen.
Nicht nur Untergang und Finsternis
Studien zu sozialen Wendepunkten decken nicht nur Schwachstellen auf und sagen Katastrophen voraus. Sie helfen uns auch, die Mechanismen des wünschenswerten schnellen sozialen Wandels zu verstehen. Warum wurde es zum Beispiel nach jahrzehntelanger Toleranz schnell undenkbar, das Rauchen im öffentlichen Raum zu erlauben? Warum hat der Protest eines schwedischen Schülers eine Generation dazu angespornt, sich gegen Klimabedrohungen einzusetzen? Oder warum brauchte es eine Pandemie, bis hybrides Arbeiten weit verbreitet war?
Die einfache Antwort auf solche Fragen ist, dass die Zeit reif war – aber das erkennt man erst im Nachhinein. Die relevantere Frage für Changemaker lautet: Wie können soziale und wirtschaftliche Systeme „gekippt“ werden, um einen schnellen, fortschreitenden Wandel zu ermöglichen?
Bei Gladwell Der Wendepunkt Er argumentiert, dass erfolgreiche Interventionen tendenziell eng fokussiert sind und bescheidene Verhaltensänderungen für den Einzelnen erfordern. Seiner Meinung nach müssen soziale Trinkgeldinitiativen praktisch sein und von einer Kombination aus Verkäufern, Vermittlern und Experten durchgeführt werden. Er zitiert eine Initiative zur Aufklärung über Diabetes und Brustkrebs in der schwarzen Gemeinde von San Diego, die von der Krankenschwester Georgia Sadler geleitet wird. Nachdem eine erste Kampagne in örtlichen Kirchen kaum Wirkung gezeigt hatte, verlagerte Sadler ihren Fokus auf lokale Schönheitssalons. Sie wusste, dass es sich um entspannende Orte handelte, an denen die Leute den Stylisten bereits vertrauen, und so wurden sie darin geschult, Kampagnenbotschaften im Gespräch zu vermitteln. Diese Optimierung der Taktik führte zu großem Erfolg – eine von Sadler mitverfasste Folgestudie ergab deutlich höhere Mammographieraten bei afroamerikanischen Frauen, die den Salonbotschaften ausgesetzt waren, im Vergleich zu einer Kontrollgruppe, die dies nicht getan hatte (J. Natl Med. Assoc. 103 735).
Die Herausforderung der Klimakrise besteht darin, dass ein langsamer und stetiger Wandel möglicherweise nicht mehr ausreicht, um eine Katastrophe zu verhindern. Forscher haben kürzlich herausgefunden, dass die derzeitige globale Erwärmung von 1.1 °C über dem vorindustriellen Niveau uns bereits in die Bereiche von fünf Klimakipppunkten gebracht hat (Wissenschaft 10.1126/science.abn7950). Dabei handelt es sich um den Zusammenbruch der Eisschilde Grönlands und der Westantarktis; das Auftauen von Permafrostgebieten innerhalb kurzer Zeit, wodurch große Mengen gespeicherten Kohlendioxids freigesetzt werden; der vollständige Verlust von Korallenriffen in niedrigen Breiten; und die drastische Abschwächung einer wichtigen Meeresströmung im Nordatlantik.
Um die Herausforderungen des Klimawandels anzugehen, treffen sich die Staats- und Regierungschefs der Welt jetzt (6.–18. November) auf der UN-Klimakonferenz in Ägypten (COP 27), um Schlüsselthemen wie Klimafinanzierung, Energiepfade und Anpassung an Klimabedrohungen zu verhandeln. Aber alle getroffenen Vereinbarungen werden wenig nützen, wenn versprochene Änderungen nicht von den betroffenen Einzelpersonen, Gemeinschaften und Unternehmen angenommen werden. Deshalb müssen Entscheidungsträger die Dynamik des gesellschaftlichen Wandels verstehen.
Einer der Forscher, der die Mechanismen von Übergängen in Mensch-Klima-Systemen untersucht, ist Ilona Otto, ein Sozialwissenschaftler an der Universität Graz, Österreich. In einer Arbeit aus dem Jahr 2020 identifizierten Otto und ihr Team sechs soziale Trinkgeldelemente, die als entscheidend für die Erfüllung der Anforderungen gelten Übereinkommen in Paris zum Klimawandel (PNAS 117 2354). Sie decken Energie ab; Dekarbonisierung von Städten; Ausstieg aus fossilen Brennstoffen; moralische Implikationen fossiler Brennstoffe; Klimaerziehung und Engagement; und verbesserte Informationen über Treibhausgasemissionen. Basierend auf Konsultationen mit Experten aus Wissenschaft, Industrie sowie zivilen und staatlichen Organisationen wurden für jedes Trinkgeldelement Strategien vorgeschlagen. Die Ideen reichen von neuartigen Baumaterialien und der Förderung fleischfreier Ernährung bis hin zur Bildung eines globalen Umweltgerichts.
Für Otto liegen die stärksten Treiber für Veränderungen in der Infrastruktur und in sozialen Normen. Nehmen wir zum Beispiel die beiden Nord Stream-Pipelines, die gebaut wurden, um Erdgas von Russland nach Europa zu transportieren. Nach der russischen Invasion in der Ukraine Anfang 2022 wurde die 11 Milliarden US-Dollar teure Nord Stream 2-Pipeline so gut wie aufgegeben, und Russland hat seitdem Nord Stream 1 als Reaktion auf westliche Sanktionen abgeschaltet. Infolgedessen sind die Energie- und Verbraucherpreise in ganz Europa in die Höhe geschossen.
Die Physik der öffentlichen Meinung
Doch trotz der Engpässe schreien die meisten Europäer nicht nach einer Wiederinbetriebnahme der Pipelines – es herrscht allgemein die Einsicht, dass es moralisch abscheulich wäre, Russlands Krieg zu finanzieren. Otto sagt, diese jüngsten Entwicklungen seien ein klares Zeichen dafür, dass Alternativen zu erneuerbaren Energien beschleunigt vorangetrieben werden sollten. Sie befürchtet jedoch, dass multinationale Nord-Stream-Projekte offenbar nur für fossile Brennstoffe umgesetzt werden – trotz aller Rhetorik über den Übergang zu grüner Energie.
Otto untersucht derzeit die Auswirkungen persönlicher Entscheidungen auf das Klima. Vorläufige Analysen für Großbritannien und Deutschland deuten darauf hin, dass die Heizsysteme von Haushalten in der Regel die größte Variable bei den individuellen Emissionen sind. Um die komplexen wirtschaftlichen, sozialen und moralischen Probleme zu verstehen, mit denen Verbraucher konfrontiert sind, verwendet Otto „Ansteckungsmodelle“, die typischerweise zur Untersuchung der Ausbreitung von Epidemien verwendet werden. Die Ergebnisse könnten bei Kampagnen helfen, die Menschen dazu ermutigen, weniger Fleisch zu essen, umweltfreundlichere Formen des Reisens zu nutzen oder Änderungen in den Lehrplänen der Schulen anzustoßen. „Sozialwissenschaftler arbeiten mittlerweile quantitativer und sind offener für quantitative Modelle“, sagt Otto.
Globale Perspektiven
Soziale Wendepunkte werfen auch moralische Fragen auf. Man könnte sagen, dass China durch staatliche Interventionen wie die Ein-Kind-Politik (1980–2016) und seine rasante wirtschaftliche Entwicklung das wirksamste soziale Trinkgeld in der jüngeren Geschichte demonstriert hat. Aber ein fester Weg für gesellschaftlichen Wandel, den die Führer eines Einparteienstaats wählen, unterscheidet sich stark von Übergängen, die durch gesellschaftliche Entscheidungen entstehen – unabhängig davon, ob sie durch die Regierungspolitik „gekippt“ werden oder nicht.
Tatsächlich verfügen einige Länder über einzigartige sozioökonomische Trinkgeldmöglichkeiten. In Südafrika beispielsweise waren es fast 90 % des Stroms durch Kohle erzeugt Auch im Jahr 2020 kommt es im Land aufgrund einer alternden Infrastruktur regelmäßig zu Stromausfällen. Viele hoffen, dass Klimaziele und sinkende Kosten für erneuerbare Energien Südafrika in die Lage versetzen werden, den standardmäßigen kohlenstoffbasierten Entwicklungsweg zu umgehen und stattdessen zu einem neuen Regime überzugehen, das sich auf erneuerbare Energien konzentriert. Laut einer Studie aus dem Jahr 2022 unter der Leitung von Jonathan Hanto dauert ebenfalls 3 Jahre. Das erste Jahr ist das sog. Technische Hochschule Berlin, dieser Übergang beginnt langsam. Neue Wind- und Solaranlagen sind in Südafrika seit 2015 günstiger als neue Kohlekraftwerke, während neue Gesetze kohlenstoffarme Alternativen unterstützen (Energie für nachhaltige Entwicklung 69 164).
Reinette (Oonsie) Biggs, ein Nachhaltigkeitsforscher bei Stellenbosch Universität, Südafrika, sagt, dass die Verlagerung des Energiesystems des Landes in einen neuen Staat ein „Game-Changer“ sein wird, da ein großer Teil der Wirtschaft und Gesellschaft auf den Energieverbrauch ausgerichtet ist. Sie warnt jedoch davor, dass Veränderungen nur dann transformativ sein werden, wenn das Wirtschaftsmodell verteilter und gerechter wird. Biggs möchte eine Gesetzgebung, die verlangt, dass ein bestimmter Prozentsatz der Energie durch Gemeinschaftsprojekte erzeugt wird, und eine Senkung der Hürde für den Verkauf kleinerer Projekte an das Stromnetz.
Angesichts solch großer Herausforderungen ist eine Kombination aus lokalen Initiativen und staatlichen Interventionen erforderlich, um uns vom Rand einer Klimakatastrophe fernzuhalten. Aber sozioökonomische Übergänge müssen nicht nur Untergang und Finsternis sein. Wenn die kollektive Vorstellungskraft aktiviert werden kann, können wir uns vielleicht in eine neue Welt begeben, in der natürliche Ressourcen nicht länger die Herrschaft einiger weniger sind und Wohlstand eine Option für alle ist.
