Forscher des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) haben ein neues Konzept zur Quantifizierung von Stabilität entwickelt. Laut PIK könnte es ein wichtiges Werkzeug für die Erforschung komplexer Systeme werden, etwa auch für die Abschätzung von Kipp-Elementen im Klimasystem. Hierzu zählt auch der Regenwald im Amazonas-Gebiet Brasiliens.
Dem PIK zufolge könnte dieses Ökosystem, wenn das Erdklima weiter mit dem Ausstoß von Treibhausgasen aufgeheizt wird, von seinem heutigen stabilen Zustand eines fruchtbaren Waldes übergehen in einen gleichfalls stabilen, aber viel trockeneren: ähnlich einer Savanne.
Nach Angaben der Forscher beruht die Bi-Stabilität des Amazonas auf einer positiven Rückkopplung. Tief wurzelnde Bäume nehmen dort Wasser auf und verdunsten es dann in die Atmosphäre. Die Waldflächen steigern damit die Regenmengen und verbessern so ihre eigenen Wachstumsbedingungen. Wenn die Bewaldung jedoch unter einen gewissen Grenzwert gedrückt werde, funktioniert dieser Mechanismus nicht mehr – der Regenwald stirbt ab. Peter J. Menck vom PIK erklärt:
„Bislang konnte die Wissenschaft sagen, ob ein komplexes System stabil ist oder nicht – aber sie konnte nicht wirklich sagen, wie stabil es ist. Wir stellen uns die verschiedenen stabilen Zustände eines Systems als Punkte in einer bergigen Landschaft vor, mit steilen Felsen und tiefen Tälern. In den Senken zwischen den Gipfeln kommt ein System zur Ruhe, so wie es ein rollender Ball tun würde. Klar wird dabei: Es hängt stark von der Größe des Tals ab, wie wahrscheinlich ein System nach einem starken Stoß in diese Senke zurückkehrt.“
Die Arbeit mit dem Titel „How basin stability complements the linear-stability paradigm“ erscheint in Nature Physics. (Quelle: PIK/sp).
