Ähnliche Frühwarnsignale für Klimaänderungen und Veränderungen in Ökosystemen, Finanzmärkten und menschlicher Gesundheit
Es wird zunehmend deutlich, dass viele komplexe Systeme kritische Grenzwerte oder Kipp-Punkte haben, an denen das System abrupt von einem Zustand in einen anderen übergeht. Diese kritischen Punkte vorherzusagen, bevor sie erreicht sind, ist von unschätzbarem Wert, aber extrem schwierig. Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern um Martin Scheffer von der Universität Wageningen bewertete nun in der Zeitschrift Nature vom 3. September 2009 den Fortschritt in theoretischer und empirischer Arbeit über die Frühwarnsignale von kritischen Übergängen. Interessanterweise fanden sie heraus, dass ähnliche allgemeine Eigenschaften in verschiedenen komplexen dynamischen Systemen – von Ökosystemen bis zum Klimasystem – vorkommen können, wenn sie sich dem kritischen Punkt nähern. Die Beispiele in puncto Klimasystem reichen vom Übergang der Erde vom „Treibhaus“ ins „Eishaus“ vor 34 Millionen Jahren bis hin zur plötzlichen Wüstenbildung im westlichen Nordafrika vor 5500 Jahren.
Die Analyse von kritischen Schwellenwerten und Frühwarnsignalen gehört zu den fortlaufenden Aktivitäten des Max-Planck-Instituts für Meteorologie und der Universität Hamburg. Ein kürzlich durch CliSAP gefördertes Projekt, das von Martin Claußen und Klaus Fraedrich geleitet wird, konzentriert sich auf die Analyse von Dynamiken im Klimasystem, die kurz vor dem Kippen stehen. Die Verlangsamung des Systems, die sich in einer Vielzahl von simulierten Zeitreihen andeutet, sobald abrupte Veränderungen unmittelbar bevorstehen, soll im Detail untersucht werden, um gemeinsame, grundlegende Mechanismen aufzudecken. Ein Ziel ist es, ein einfaches und allgemein gültiges Konzept für dieses dynamische Verhalten aufzustellen.
Victor Brovkin vom Max-Planck-Institut für Meteorologie hat an der wissenschaftlichen Veröffentlichung mitgearbeitet.
Marten Scheffer, Jordi Bascompte, William A. Brock, Victor Brovkin, Stephen R. Carpenter, Vasilis Dakos, Hermann Held, Egbert H. van Nes, Max Rietkerk and George Sugihara, 2009, Early Warning Signals for Critical Transitions. Nature, 461, 53-59.
http://www.nature.com/nature/journal/v461/n7260/full/nature08227.html
Kontakt:
Dr. Victor Brovkin
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel.: 040 41173 339
E-Mail: 
victor.brovkin@zmaw.de
2. Oktober 2009