Skip to content

Illustrative: a state in a double-well potential, tipping and returning with hysteresis as the forcing changes

Risk Academy, led by the Nexus Consortium · Earth and Environmental Sciences · Department of Ecology and Land Systems

The safe operating space and the processes that bound it

Sînorên gerstêrkî û berxwedana pergala Erdê

The planetary boundaries framework asks how far the Earth system can be pushed before it leaves the stable state in which societies developed.

01Çarçove

What the discipline covers

The subtopics its courses and laboratuwarên teach.

Kurs
Di amadekirinê de
Ast
In development
Labs
In development
  • The planetary boundaries framework
  • Climate change and biosphere integrity as core boundaries
  • Land-system change and freshwater change
  • Biogeochemical flows of nitrogen and phosphorus
  • Ocean acidification
  • Atmospheric aerosol loading and stratospheric ozone
  • Novel entities
  • Earth system resilience and interactions between boundaries
  • Safe and just Earth system boundaries
02Nexşe

Build a twin of any place

Search any place or open the world; the layers and generators follow planetary boundaries and Earth system resilience on the planet map, the globe and in 3D.

The Po at Casale Monferrato and the Vercelli rice plain: a flat plan of the faculty twin. Terrain 63 to 471 m; River 435 km; Canal 2,280 km; River discharge, GloFAS via Open-Meteo: read live when the 3D twin opens; Vegetation index, MODIS Terra NDVI 8-day: read live when the 3D twin opens; Soil moisture, SMAP L3 (daily): read live when the 3D twin opens; Precipitation rate, GPM IMERG (30 minutes): read live when the 3D twin opens; Surface water extent, OPERA DSWx (HLS): read live when the 3D twin opens; True colour at 30 m, HLS Sentinel-2 (daily granules): read live when the 3D twin opens. Contours every 50 metres from the elevation grid; rivers and named canals by class.
The Po at Casale Monferrato and the Vercelli rice plain, Italy. Flat plan of the same data: relief as contours from the inline grid, rivers and canals, and the numbers below. The 3D twin opens on devices that can draw it, once its data and code have been checked.
  • Terrain 63 to 471 m
  • River 435 km
  • Canal 2,280 km
  • River discharge, GloFAS via Open-Meteo: read live when the 3D twin opens
  • Vegetation index, MODIS Terra NDVI 8-day: read live when the 3D twin opens
  • Soil moisture, SMAP L3 (daily): read live when the 3D twin opens
  • Precipitation rate, GPM IMERG (30 minutes): read live when the 3D twin opens
  • Surface water extent, OPERA DSWx (HLS): read live when the 3D twin opens
  • True colour at 30 m, HLS Sentinel-2 (daily granules): read live when the 3D twin opens
Credits and dates per layer are listed under the stage. Relief in the twin is exaggerated ×1.5 for legibility.

Drag to move, right drag or Shift with a drag to turn and tilt, Ctrl with the wheel to zoom. Keyboard: arrows move, Shift with arrows turn and tilt, + and – zoom, 0 resets, V steps through the views, Escape clears.

Flat plan of the same data: relief as contours from the inline grid, rivers and canals, and the numbers below. The 3D twin opens on devices that can draw it, once its data and code have been checked.

The boundaries, names and designations shown do not imply any judgement on the legal status of any territory, or any endorsement or acceptance of such boundaries. Countries: Natural Earth (public domain).

03Nexşeya zindî

Hazards and exposure in Mexico

Flood water, active fires and surface heat beside population and night-time lights, over Mexico.

Nexşeya înteraktîf JavaScript hewce dike; lîsteya qatan û çavkanî li jêr in.

Qat 3

Metirsî û rûbirûbûn

Derbarê vê qatê
Delîl
Çavdêrîkirî (ewr valahiyan dihêlin)
Çavkanî
VIIRS Global Flood Product (NASA LANCE)
Peydakar
NASA LANCE
Lîsans
Daneyên vekirî yên NASA
Berhema salê
rojane; Tesbîtkirina bi peykê; ewr valahiyan dihêlin
Nûtirîn di dema avakirinê de
2026-10-14
Çareserî
tora nêzîkî 250 m
Nediyarî
Tesbîtkirina bi peykê; ewr valahiyan dihêlin. Rasterê peyk an modelê wekî pêşkêşker diweşîne. Ewr, valahiyên şeritê û xeletiya wergirtinê valahî û lerzê dihêlin; nirx nîşander in, ne pîvandinên li cihekî ne.
Bi vê rêyê tê gihîştin
gibs.earthdata.nasa.gov, tenê piştî ku hûn nexşeya zindî destûr bidin
Derbarê vê qatê
Delîl
Çavdêrîkirî (ewr û dema derbasbûnê valahiyan dihêlin)
Çavkanî
VIIRS NOAA-20 375 m (FIRMS) (NASA LANCE FIRMS)
Peydakar
NASA LANCE FIRMS
Lîsans
Daneyên vekirî yên NASA
Berhema salê
rojane; Tesbîtkirina bi peykê; ewr û dema derbasbûnê valahiyan dihêlin
Nûtirîn di dema avakirinê de
2026-10-13
Çareserî
torê nêzîkî 500 m
Nediyarî
Tespîtkirinên xalên germ ên peykî ji bo roja nîşandayî, bi flaresên gazê û germa pîşesazî re; ne şewata erênkirî, ne raporta bûyerê û ne hişyarî ye.
Bi vê rêyê tê gihîştin
gibs.earthdata.nasa.gov, tenê piştî ku hûn nexşeya zindî destûr bidin
Derbarê vê qatê
Delîl
Texmînkirî
Çavkanî
Gridded Population of the World v4.11 (NASA SEDAC (CIESIN, Zanîngeha Columbia))
Peydakar
NASA SEDAC (CIESIN, Zanîngeha Columbia)
Lîsans
CC BY 4.0
Berhema salê
null; texmîna li ser bingeha serjimariyê, statîk (2020)
Çareserî
torê nêzîkî 1 km
Nediyarî
Texmîna li ser bingeha serjimêriyê ya mirovan ji bo her kîlometre çargoşeyekê di 2020 de, wekî çarçoveya rûbirûbûnê tê nîşandan; ne jimara mirovên ji hêla tu metirsiyê ve bandor bûne ye.
Bi vê rêyê tê gihîştin
gibs.earthdata.nasa.gov, tenê piştî ku hûn nexşeya zindî destûr bidin
Derbarê vê qatê
Delîl
Çavdêrîkirî (ewrên mayinde hêj jî valahiyan dihêlin)
Çavkanî
VIIRS NOAA-20 Asta 3, 8-rojî (NASA LANCE)
Peydakar
NASA LANCE
Lîsans
Daneyên vekirî yên NASA
Berhema salê
8-rojî; Berhevoka peykî ya 8-rojî; ewrên mayinde hêj jî valahiyan dihêlin
Nûtirîn di dema avakirinê de
2026-09-14
Çareserî
torê nêzîkî 1 km
Nediyarî
Germahiya rûyê axê ya peykî di 8 rojên ku bi dîroka nîşandayî diqedin de, nîşanderek ji rûbirûbûna germê; ne germahiya hewayê, ne îndeksa germê û ne hişyariya germê ye.
Bi vê rêyê tê gihîştin
gibs.earthdata.nasa.gov, tenê piştî ku hûn nexşeya zindî destûr bidin
Derbarê vê qatê
Delîl
Çavdêrîkirî
Çavkanî
VIIRS Black Marble (VNP46A2) (NASA LAADS DAAC)
Peydakar
NASA LAADS DAAC
Lîsans
Daneyên vekirî yên NASA
Berhema salê
rojane; Tîrêjiya peykî, ji bo ronahiya heyvê û atmosferê hatiye rastkirin
Nûtirîn di dema avakirinê de
2026-10-12
Çareserî
torê nêzîkî 500 m
Nediyarî
Tîrêja şevê ya peykî ji bo roja tê nîşandan; ronahî nîşanek e ji bo karanîna elektrîkê û qutbûnê, ne pîvandina peydakirin an gihîştinê ye.
Bi vê rêyê tê gihîştin
gibs.earthdata.nasa.gov, tenê piştî ku hûn nexşeya zindî destûr bidin
Derbarê vê qatê
Delîl
Çavdêrîkirî (ewr valahiyan dihêlin)
Çavkanî
VIIRS NOAA-20 Deep Blue AOD (NASA LANCE)
Peydakar
NASA LANCE
Lîsans
Daneyên vekirî yên NASA
Berhema salê
rojane; Bidestxistina peykî; ewr valahiyan dihêlin
Nûtirîn di dema avakirinê de
2026-10-14
Çareserî
torê nêzîkî 2 km
Nediyarî
Pîvana peykî ya tarî, dûman û tozê di tevahiya stûna hewayê de di roja tê nîşandan de; nîşanderek rûbirûbûnê ye, ne PM2.5 ya asta erdê, ne nîşandera kalîteya hewayê û ne hişyariyeke tenduristiyê ye.
Bi vê rêyê tê gihîştin
gibs.earthdata.nasa.gov, tenê piştî ku hûn nexşeya zindî destûr bidin

Ya herî dawî ya heyî

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap contributors (ODbL) · Natural Earth

Wêneyên herî nû yên NASA tê barkirin.

Bikişîne da ku bilivîne. Ctrl an ⌘ û zivirandin, pincandin an bişkojkan ji bo nêzîkkirinê; ji bo nirxên di bin nîşanderê de li ser bisekine; vegerandin vedigere herêmê.

Hazards and exposure, framed on Mexico.Berhemên peyk û modelê wekî NASA diweşîne, her yek bi dîroka xwe. Nîşander in, ne nirxandinên tu cihî ne.

Dane: NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © beşdarên OpenStreetMap · Natural Earth · NASA EONET · Lêkolîna Erdnasiyê ya Dewletên YekbûyîÇavkanî û lîsans

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). Daneyên vekirî yên NASA
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). Daneyên vekirî yên NASA
  • Berhemên VIIRS yên hema dema rast (lehî, germahiya rûyê erdê, berfa li erdê, refleksiya rastkirî), NASA LANCE; wêne bi NASA GIBS. Reng ji nexşeya rengan a weşandî ji nû ve hatine kişandin; nirx li şaneyên H3 yên ku têne nîşandan hatine navînkirin (hatiye guhertin). Daneyên vekirî yên NASA
  • NASA Fire Information for Resource Management System (FIRMS), berheva agirê çalak a VIIRS 375 m, NASA LANCE; kaşiyên vektorî bi riya NASA GIBS. Reng ji nexşeya rengan a weşandî ji nû ve hatine xêzkirin; nirx li cihên ku têne nîşandan di nav şaneyên H3 de hatine navînkirin (hatine guherandin). Daneyên vekirî yên NASA
  • Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). Bi lîsansa CC BY 4.0. Reng ji nexşeya rengan a weşandî ji nû ve hatine kişandin; nirx li şaneyên H3 yên ku têne nîşandan hatine navînkirin (hatiye guhertin). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
  • VIIRS Black Marble ronahiyên şevê, NASA Goddard Space Flight Center; ji aliyê NASA Level-1 and Atmosphere Archive and Distribution System (LAADS DAAC) ve tê belavkirin; wêne bi NASA GIBS. Reng ji nexşeya rengan a weşandî ji nû ve hatine kişandin; nirx li şaneyên H3 yên ku têne nîşandan hatine navînkirin (hatiye guhertin). Daneyên vekirî yên NASA
  • Berhemên atmosferê yên MODIS û VIIRS, NASA LANCE û LAADS DAAC; wêne bi riya NASA GIBS. Reng ji nexşeya rengan a weşandî ji nû ve hatine xêzkirin; nirx li cihên ku têne nîşandan di nav şaneyên H3 de hatine navînkirin (hatine guherandin). Daneyên vekirî yên NASA
  • ASTER GDEM berhemek METI û NASA ye (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC); wêne bi riya NASA GIBS. Reng ji nexşeya rengan a weşandî ji nû ve hatine xêzkirin; nirx li cihên ku têne nîşandan di nav şaneyên H3 de hatine navînkirin (hatine guherandin). Wiha bide nîşan: NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. Daneyên vekirî yên NASA
  • Bi Natural Earth hatiye çêkirin. Daneyên nexşeyê yên vektor û raster ên belaş @ naturalearthdata.com. Giştî
  • © beşdarên OpenStreetMap (ODbL), bi NASA GIBS (xetên peravê, sînor, rê û navên cihan). Reng ji nexşeya rengan a weşandî ji nû ve hatine kişandin; nirx li şaneyên H3 yên ku têne nîşandan hatine navînkirin (hatiye guhertin). ODbL
  • Blue Marble, NASA Earth Observatory; wêne bi riya NASA GIBS. Reng ji nexşeya rengan a weşandî ji nû ve hatine xêzkirin; nirx li cihên ku têne nîşandan di nav şaneyên H3 de hatine navînkirin (hatine guherandin). Daneyên vekirî yên NASA
  • Çarçove li ser globa û nexşeya daxistî: peravên, sînor, rê û navên cihan ji qatên referansê yên NASA GIBS (daneyên OpenStreetMap, ODbL, © OpenStreetMap contributors); wêneya Blue Marble wekî bingeha bijarte; erdnîgariya 3D û xwendina bilindahiyê ji nîşandera rengê bilindahiyê ya ASTER GDEM (çînên 5 m heta 200 m, ji bo xwendinê hatine mezinkirin). Sînor wekî hatine weşandin têne xêzkirin û li ser tu axê helwestekê nîşan nadin.
  • Gerdûn: MapLibre GL JS 6.9.1, BSD-3-Clause, © beşdarên MapLibre.
  • Bûyerên zindî: NASA Earth Observatory Natural Event Tracker (EONET); bûyer nîşanî ne û girêdanên çavkaniya xwe ya orîjînal diparêzin.
  • Zindî: Bûyerên NASA EONET nîşander in, ne hişyariyên desthilatê ne.
  • Zindî: U.S. Geological Survey Bûyer nîşanî ne, ne hişyariyên rayedaran in.
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Pêşbîniya herikîna çemê, 30 roj bi navber (GloFAS bi riya Open-Meteo): Agahiyên Copernicus Emergency Management Service yên guhertî dihewîne 2026; ne hişyariya lehiyê ye.
  • Daneyên hewayê ji Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), bi lîsansa CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
  • Qatên bijartî (10 çavkanî di lîsteya qatan de: zindî, pêşbînî, çavdêrîkirî û çarçoveyî) dema ku têne vekirin krediya peydakar li ser nexşeyê û li vir çap dikin; pêşbînî encamên modelê ne û nîşanderên derxistî texmîn in.

Qat û dîrok

  • Ava lehiyê, berhevoka 3-rojî: VIIRS Global Flood Product, NASA LANCE · 14 Cotmeh 2026
  • Şewat û anomaliyên germî yên çalak: VIIRS NOAA-20 375 m (FIRMS), NASA LANCE FIRMS · 13 Cotmeh 2026
  • Qebareya nifûsê, 2020: Nifûs: CIESIN, Zanîngeha Columbia, Gridded Population of the World v4.11 (2018), NASA SEDAC, CC BY 4.0 · sabît
  • Germahiya rûyê erdê, roj, kompozîta 8 rojan: VIIRS NOAA-20 Level 3, 8 roj, NASA LANCE · 14 Îlon 2026
  • Ronahiya şevê, rojane: VIIRS Black Marble (VNP46A2), NASA LAADS DAAC · 12 Cotmeh 2026
  • Kûrahiya optîkî ya aerosolê, rojane: VIIRS NOAA-20 Deep Blue AOD, NASA LANCE · 13 Cotmeh 2026

04The subject

The subject, methods and measures and debates and bodies

The field and its scope

Ji bo Earth system scientists, sustainability analysts and policy advisers who need to read a planetary boundary assessment or a tipping point estimate and understand what the control variable, the threshold and the uncertainty zone each mean.

05The method

From a tonne of carbon to a boundary: how emissions become concentration, forcing and warming, and where the safe space ends

Annual emissions accumulate in the atmosphere at a fraction the carbon cycle sets; concentration gives radiative forcing through a logarithm; forcing gives warming through climate sensitivity; the climate boundary of 350 parts per million and 1 watt per square metre, and the tipping thresholds near 1.5 degrees, turn the curve into a decision.

Sources: Steffen et al., Planetary boundaries: guiding human development on a changing planet (2015); Richardson et al., Earth beyond six of nine planetary boundaries (2023); Myhre et al., New estimates of radiative forcing due to well mixed greenhouse gases (1998); Armstrong McKay et al., Exceeding 1.5 C global warming could trigger multiple climate tipping points (2022); Friedlingstein et al., Global Carbon Budget 2022 (2022).

06At a glance

At a glance, hub, what is changing now and courses

Planetary boundaries and Earth system resilience at a glance

risksacademy.comearth-environmentdiscipline

Planetary boundaries and Earth system resilience: 0 primary courses open, 0 in preparation and 0 also taught here, across 9 subtopics. Courses: none yet.9 subtopics
Planetary boundaries and Earth system resilience at a glance
  • Open, 0
  • In preparation, 0
  • Subtopics, 9
Drawn as a scenario fan: each course is a branch from today, in study-level order. The widening is the form of the figure; it forecasts nothing.Course codes from the curriculum; study levels L1 to L4.
Twin builderBuild a twin of any placeWorked example: the Po at Casale Monferrato and the Vercelli rice plain · 5 generators · 14 layers · 3 instruments
07Konsol

How Planetary boundaries and Earth system resilience is taught, as a process you can run

Press Play to run this process from this page’s own data.

08Pratîk

Practice, learning and connections

How technology helps and what risk it brings

09Beşdar bibe

Take part in Earth and Environmental Sciences

Ji kî bûna xwe dest pê bike.

10References

Core references and where to begin

Start with Rockström, then Steffen, then Richardson.

11Pirs

Pirs, bersiv û têgehên sereke

Gelo xwendin li vir belaş e?
Erê. Her kurs û materyalê fêrbûnê yê Risk Academy, bi rêberiya Nexus Consortium, xwendina wê belaş e, bi leza xwe an bi komekê re. Beşdariya asayî tu xercê nîne; xebata bi pere, stajyerî û bûrs rêkeftinên cuda ne.
Temamkirina kursekê çi dide min?
Tomara temamkirinê: kurs, guhertoya wê, dîrok û tiştê ku hat nirxandin, bi awayê xwerû taybet e û tu parve dikî. Ew li ser hev kom dibe bo destkeftên dîsîplîn, beş û bernameyê. Tomarek diyar dike çi hat xwendin û nirxandin û jêhatîbûnê piştrast nake; ew ne lîsans, ne sernavê pîşeyî û ne rewşa kar e.
Dane û cih ji ku tên?
Her fakulte li ser cêwîyekî cihekî rastîn ê ji daneyên vekirî hatî avakirin ders dide; her qat peydaker, lîsans û dîroka xwe hildigire, û her encam li ser Academy çavkaniya xwe diyar dike. Nexşe û wêne ji bo fêrkirinê nîşander in, qet ne nirxandina cihekî ne.
How do I take part beyond the courses in planetary boundaries and Earth system resilience?
Şaneyeke jêhatîbûnê ji sê heta heft kesan ava bike, rêyeke hevpar bixwîne, erkeke bi çavdêrî di National Working Groups de bigire, an komeke ji saziya xwe bîne. Ji bo rêxistinan.

Têgehên sereke

Têgeh

Planetary boundary

A quantified limit for an Earth system process within which humanity can continue to develop with low risk of large-scale change.

Têgeh

Safe operating space

The region within all planetary boundaries.

Têgeh

Biosphere integrity

The functional and genetic diversity of living pergalên, one of the two core boundaries.

Têgeh

Novel entities

New substances, modified life forms and materials introduced by people, such as synthetic chemicals and plastics.

rêzeya Pergalên StratejîkBeşdar bibe

Ji vê rûpelê delîl bidin.

Reports is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

Risk Academy
Sînorên gerstêrkî û berxwedana pergala Erdê

Prepare with a related course

Open courses in connected disciplines teach the methods this discipline will build on.