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 · Systems and Nexus Studies · Department of Systemic Risk and Complexity

Thresholds, early warning signals and the resilience that keeps systems away from them

خاڵەکانی پێچەوانەبوون و خۆڕاگریی سیستەمەکانی زەوی و کۆمەڵگە

Tipping points and resilience is the study of thresholds beyond which a system shifts abruptly, and often irreversibly, to another state, and of the properties that keep it from doing so.

Map tipping points and resilience of Earth and social systems on a real place See the courses
01سنوور

What the discipline covers

The subtopics its courses and تاقیگەکانی teach.

خولەکان
لە ئامادەکردندایە
ئاستەکان
In development
Labs
In development
  • Bifurcations and alternative stable states
  • Climate tipping elements: ice sheets, ocean circulation, tropical forests, coral reefs, permafrost
  • Ecological regime shifts
  • Social and economic tipping points
  • ئاگادارکردنەوەی پێشوەخت signals: critical slowing down, variance and autocorrelation
  • Resilience measurement and recovery rates
  • Tipping cascades between elements
  • Positive tipping points in technology and behaviour
  • Governance of tipping risks
02نەخشەکان

Build a twin of any place

Search any place or open the world; the layers and generators follow tipping points and resilience of Earth and social سیستەمانەی on the planet map, the globe and in 3D.

The Tonle Sap and the Lower Mekong at Phnom Penh: a flat plan of the faculty twin. Terrain 0 to 1,700 m; River 2,956 km; 14 dams; 6 power plants, 88 MW; Tree cover 37.8 percent of the box; Cropland 39.9 percent of the box; Built-up 0.9 percent of the box; Permanent water 4.7 percent of the box; 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; Surface water extent, OPERA DSWx (HLS): the flood pulse: read live when the 3D twin opens; Land cover classes, MODIS IGBP (annual): read live when the 3D twin opens. Contours every 250 metres from the elevation grid; named rivers by class; cropland, tree cover, water and built-up shares (esa worldcover 2021) as the class holding a quarter or more of each cell; dams as marks; power plants as marks.
The Tonle Sap and the Lower Mekong at Phnom Penh, Cambodia. Flat plan of the same data: the lake and rivers, the dams, the plants by capacity, the cropland and tree cover cells and the numbers below. The 3D twin opens on devices that can draw it, once its data and code have been checked; discharge, vegetation, surface water and the annual land cover load in the twin on request, each with its data date.
  • Terrain 0 to 1,700 m
  • River 2,956 km
  • 14 dams
  • 6 power plants, 88 MW
  • Tree cover 37.8 percent of the box
  • Cropland 39.9 percent of the box
  • Built-up 0.9 percent of the box
  • Permanent water 4.7 percent of the box
  • 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
  • Surface water extent, OPERA DSWx (HLS): the flood pulse: read live when the 3D twin opens
  • Land cover classes, MODIS IGBP (annual): 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: the lake and rivers, the dams, the plants by capacity, the cropland and tree cover cells and the numbers below. The 3D twin opens on devices that can draw it, once its data and code have been checked; discharge, vegetation, surface water and the annual land cover load in the twin on request, each with its data date.

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).

03نەخشەی زیندوو

People and exposure in Bangladesh

Population density, night-time lights, air quality, heat and floods, over Bangladesh.

نەخشە کارلێککارەکە JavaScript پێویستە؛ لیستی چینەکان و سەرچاوەکان لە خوارەوەن.

چینەکان 2

People and exposure

دەربارەی ئەم چینە
بەڵگە
مەزەندەکراو
سەرچاوە
Gridded Population of the World v4.11 (NASA SEDAC (CIESIN, Columbia University))
دابینکەر
NASA SEDAC (CIESIN، زانکۆی کۆلۆمبیا)
مۆڵەت
CC BY 4.0
ساڵی بەرهەم
null؛ خەمڵاندن لەسەر بنەمای سەرژمێری، نەگۆڕ (2020)
ڕوونی
نزیکەی تۆڕی 1 km
نادڵنیایی
مەزەندەی بنەماداری سەرژمێری بۆ خەڵک بۆ هەر کیلۆمەترێکی دووجا لە 2020، وەک ناوەڕۆکی ڕووبەڕووبوون پیشان دراوە؛ ژمارەی ئەو خەڵکە نییە کە بەهۆی هیچ مەترسیدەرێکەوە کاریگەر بوون.
پێیدا دەگەیت لە ڕێگەی
gibs.earthdata.nasa.gov، تەنیا دوای ئەوەی نەخشە ڕاستەوخۆکە ڕێگەپێدەیت
دەربارەی ئەم چینە
بەڵگە
چاودێریکراو
سەرچاوە
VIIRS Black Marble (VNP46A2) (NASA LAADS DAAC)
دابینکەر
NASA LAADS DAAC
مۆڵەت
داتای کراوەی NASA
ساڵی بەرهەم
ڕۆژانە؛ تیشکی ماهەوارە، ڕاستکراوە بۆ مانگەشەو و کەشوهەوا
نوێترین لە کاتی بنیاتنان
2026-10-12
ڕوونی
نزیکەی تۆڕی 500 m
نادڵنیایی
تیشکی شەوی ماهەوارە بۆ ئەو بەروارەی پیشاندراوە؛ ڕووناکی جێگرەوەی بەکارهێنانی کارەبا و پچڕانە، نەک پێوانەی دابینکردن یان دەستگەیشتن.
پێیدا دەگەیت لە ڕێگەی
gibs.earthdata.nasa.gov، تەنیا دوای ئەوەی نەخشە ڕاستەوخۆکە ڕێگەپێدەیت
دەربارەی ئەم چینە
بەڵگە
چاودێریکراو (هەور بۆشایی بەجێدەهێڵێت)
سەرچاوە
OMI Aura (NASA GES DISC)
دابینکەر
NASA GES DISC
مۆڵەت
داتای کراوەی NASA
ساڵی بەرهەم
ڕۆژانە؛ وەرگرتنەوەی ماهەوارە؛ هەور بۆشایی بەجێدەهێڵێت
نوێترین لە کاتی بنیاتنان
2026-10-10
ڕوونی
نزیکەی تۆڕی 2 km
نادڵنیایی
Satellite column of nitrogen dioxide in the lower atmosphere on the day shown, mostly from combustion; not a ground-level concentration or a health warning.
پێیدا دەگەیت لە ڕێگەی
gibs.earthdata.nasa.gov، تەنیا دوای ئەوەی نەخشە ڕاستەوخۆکە ڕێگەپێدەیت
دەربارەی ئەم چینە
بەڵگە
چاودێریکراو (هەوری بەردەوام هێشتا بۆشایی بەجێدەهێڵێت)
سەرچاوە
VIIRS NOAA-20 Level 3، 8 ڕۆژ (NASA LANCE)
دابینکەر
NASA LANCE
مۆڵەت
داتای کراوەی NASA
ساڵی بەرهەم
8 ڕۆژ؛ تێکەڵەی 8 ڕۆژەی ماهەوارە؛ هەوری بەردەوام هێشتا بۆشایی بەجێدەهێڵێت
نوێترین لە کاتی بنیاتنان
2026-09-14
ڕوونی
نزیکەی تۆڕی 1 km
نادڵنیایی
پلەی گەرمیی ڕووی زەوی بە ماهەوارە لە 8 ڕۆژی کۆتایی بەروارە پیشاندراوەکەدا، نیشاندەری ڕووبەڕووبوون بە گەرما؛ نە پلەی گەرمیی هەوایە، نە ئیندێکسی گەرمایە، نە ئاگادارکردنەوەی گەرما.
پێیدا دەگەیت لە ڕێگەی
gibs.earthdata.nasa.gov، تەنیا دوای ئەوەی نەخشە ڕاستەوخۆکە ڕێگەپێدەیت
دەربارەی ئەم چینە
بەڵگە
چاودێریکراو (هەور بۆشایی بەجێدەهێڵێت)
سەرچاوە
بەرهەمی جیهانی لافاوی VIIRS (NASA LANCE)
دابینکەر
NASA LANCE
مۆڵەت
داتای کراوەی NASA
ساڵی بەرهەم
ڕۆژانە؛ دۆزینەوەی ماهەوارە؛ هەور بۆشایی بەجێدەهێڵێت
نوێترین لە کاتی بنیاتنان
2026-10-14
ڕوونی
نزیکەی تۆڕی 250 m
نادڵنیایی
دۆزینەوەی ماهەوارە؛ هەور بۆشایی بەجێدەهێڵێت. ڕاستەرەستەری ماهەوارە یان مۆدێل وەک دابینکەر بڵاوی دەکاتەوە. هەور، بۆشایی ڕێڕەو و هەڵەی وەرگرتنەوە بۆشایی و هەڵە بەجێدەهێڵن؛ بەهاکان نیشاندەرن، نەک پێوانە لە شوێنێکدا.
پێیدا دەگەیت لە ڕێگەی
gibs.earthdata.nasa.gov، تەنیا دوای ئەوەی نەخشە ڕاستەوخۆکە ڕێگەپێدەیت

نوێترین بەردەست

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

نوێترین وێنەی NASA بار دەکرێت.

بۆ جوڵاندن ڕایبکێشە. Ctrl یان ⌘ ڕابگرە و بسوڕێنە، پینچ بکە یان دوگمەکان بۆ نزیک و دوورکردنەوە؛ بەسەر بەهاکاندا ڕابوەستە لە ژێر نیشانەدەر؛ گەڕاندنەوە دەگەڕێتەوە بۆ ناوچەکە.

People and exposure, framed on Bangladesh.بەرهەمی ماهەوارە و مۆدێل وەک NASA بڵاوی دەکاتەوە، هەر یەکەیان بە بەرواری خۆی. نیشاندەرن، نەک هەڵسەنگاندنی هیچ شوێنێک.

داتا: NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © بەشداربووانی OpenStreetMap · Natural Earth · NASA EONETسەرچاوە و مۆڵەتەکان

  • 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). داتای کراوەی 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). داتای کراوەی 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). Licensed under CC BY 4.0. ڕەنگەکان لە نەخشەی ڕەنگی بڵاوکراوە دووبارە کێشراونەتەوە؛ بەهاکان لە خانەکانی H3 دا تێکڕا کراون لەو شوێنەی نیشان دراون (دەستکاریکراو). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
  • VIIRS Black Marble night-time lights, NASA Goddard Space Flight Center; distributed by the NASA Level-1 and Atmosphere Archive and Distribution System (LAADS DAAC); imagery via NASA GIBS. ڕەنگەکان لە نەخشەی ڕەنگی بڵاوکراوە دووبارە کێشراونەتەوە؛ بەهاکان لە خانەکانی H3 دا تێکڕا کراون لەو شوێنەی نیشان دراون (دەستکاریکراو). داتای کراوەی NASA
  • OMI nitrogen dioxide (Aura) and OMPS aerosol index (Suomi NPP), NASA; distributed by the NASA GES DISC; imagery via NASA GIBS. Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). داتای کراوەی NASA
  • بەرهەمە نزیک-کاتی-ڕاستەقینەکانی VIIRS (لافاو، پلەی گەرمیی ڕووی زەوی، بەفر، ڕەنگدانەوەی چاککراو)، NASA LANCE؛ imagery via NASA GIBS. ڕەنگەکان لە نەخشەی ڕەنگی بڵاوکراوە دووبارە کێشراونەتەوە؛ بەهاکان لە خانەکانی H3 دا تێکڕا کراون لەو شوێنەی نیشان دراون (دەستکاریکراو). داتای کراوەی NASA
  • ASTER GDEM بەرهەمی METI و NASA ە (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC); imagery via NASA GIBS. ڕەنگەکان لە نەخشەی ڕەنگی بڵاوکراوە دووبارە کێشراونەتەوە؛ بەهاکان لە خانەکانی H3 دا تێکڕا کراون لەو شوێنەی نیشان دراون (دەستکاریکراو). Cite as: 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. داتای کراوەی NASA
  • دروستکراو بە Natural Earth. داتای نەخشەی ڕایگان، ڤێکتەر و ڕاستەر @ naturalearthdata.com. دۆمەینی گشتی
  • © OpenStreetMap contributors (ODbL), via NASA GIBS (کەناراوەکان، سنوورەکان، ڕێگاکان و ناوی شوێنەکان). ڕەنگەکان لە نەخشەی ڕەنگی بڵاوکراوە دووبارە کێشراونەتەوە؛ بەهاکان لە خانەکانی H3 دا تێکڕا کراون لەو شوێنەی نیشان دراون (دەستکاریکراو). ODbL
  • Blue Marble, NASA Earth Observatory; imagery via NASA GIBS. ڕەنگەکان لە نەخشەی ڕەنگی بڵاوکراوە دووبارە کێشراونەتەوە؛ بەهاکان لە خانەکانی H3 دا تێکڕا کراون لەو شوێنەی نیشان دراون (دەستکاریکراو). داتای کراوەی NASA
  • ناوەڕۆک لەسەر گلۆب و نەخشەی تەخت: هێڵی کەنار، سنوور، ڕێگا و ناوی شوێن لە چینە ئاماژەییەکانی NASA GIBS (داتای OpenStreetMap، ODbL، © OpenStreetMap contributors)؛ وێنەی Blue Marble وەک بنەمای ئارەزوومەندانە؛ زەوی 3D و خوێندنەوەی بەرزایی لە ئیندێکسی ڕەنگی بەرزایی ASTER GDEM (پۆلەکانی 5 m تا 200 m، گەورەکراوە بۆ ڕوونی). سنوورەکان وەک بڵاوکراون کێشراون و هیچ دیدگایەک لەسەر هیچ خاکێک ناگەیەنن.
  • گۆی زەوی: MapLibre GL JS 6.9.1, BSD-3-Clause, © MapLibre contributors.
  • ڕووداوە ڕاستەوخۆکان: NASA Earth Observatory Natural Event Tracker (EONET)؛ ڕووداوەکان نیشانەدەرن و بەستەری سەرچاوەی ڕەسەنی خۆیان دەهێڵنەوە.
  • 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).
  • پێشبینی کوالیتی هەوا، 5 ڕۆژ، PM2.5 (CAMS لە ڕێگەی Open-Meteo): Contains modified Copernicus Atmosphere Monitoring Service information 2026.
  • داتای کەشناسی لە Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), بە مۆڵەتی CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
  • چینە ئارەزوومەندانەکان (7 سەرچاوە لە لیستی چینەکان: ڕاستەوخۆ، پێشبینی، چاودێریکراو و ناوەڕۆک) کاتێک دەکرێنەوە ناوی دابینکەرەکەیان لەسەر نەخشە و لێرەدا پیشان دەدەن؛ پێشبینییەکان دەرچووی مۆدێلن و نیشاندەرە وەرگیراوەکان مەزەندەن.

چینەکان و بەروارەکان

  • چڕی دانیشتووان، 2020: دانیشتووان: CIESIN، زانکۆی کۆلۆمبیا، Gridded Population of the World v4.11 (2018)، NASA SEDAC، CC BY 4.0 · جێگیر
  • ڕووناکی شەو، ڕۆژانە: VIIRS Black Marble (VNP46A2)، NASA LAADS DAAC · 12ی تشرینی یەکەمی 2026
  • دووانە ئۆکسیدی نایترۆجین، ستوونی خوارەوەی کەشوهەوا: OMI Aura، NASA GES DISC · 10ی تشرینی یەکەمی 2026
  • پلەی گەرمی ڕووی زەوی، ڕۆژ، تێکەڵەی 8 ڕۆژە: VIIRS NOAA-20 Level 3، 8 ڕۆژ، NASA LANCE · 14ی ئەیلوولی 2026
  • ئاوی لافاو، تێکەڵەی 3 ڕۆژە: بەرهەمی جیهانی لافاوی VIIRS، NASA LANCE · 14ی تشرینی یەکەمی 2026

04The subject

The subject, methods and measures and debates and bodies

The field and its scope

For climate and ecosystem analysts, resilience planners and investors who need to recognise approaching thresholds, read early-warning evidence critically and judge what keeps a system away from a transition.

05The method

Slowing down before the fold: how a recovery rate becomes an early warning signal

As a forcing approaches a tipping threshold the system recovers from small knocks ever more slowly; that slowing shows up as rising autocorrelation and variance in a long record, and the trend in those statistics, not any single value, is what an early warning signal reads.

Sources: Scheffer et al., Early-warning signals for critical transitions (2009); Dakos et al., Slowing down as an early warning signal for abrupt climate change (2008); Armstrong McKay et al., Exceeding 1.5°C global warming could trigger multiple climate tipping points (2022); Boers, Observation-based early-warning signals for a collapse of the Atlantic Meridional Overturning Circulation (2021).

06At a glance

At a glance, hub and courses

Tipping points and resilience of Earth and social systems at a glance

risksacademy.comsystems-nexusdiscipline

Tipping points and resilience of Earth and social systems: 0 primary courses open, 0 in preparation and 0 also taught here, across 9 subtopics. Courses: none yet.
Tipping points and resilience of Earth and social systems at a glance
  • Open, 0
  • In preparation, 0
  • Subtopics, 9
Drawn as a network cascade: the discipline as the source, its courses as the first tier and connected disciplines as the second.Course codes from the curriculum; study levels L1 to L4.
Twin builderBuild a twin of any placeWorked example: the Tonle Sap and the Lower Mekong at Phnom Penh · 5 generators · 13 layers · 2 instruments
07کۆنسۆڵ

How Tipping points and resilience of Earth and social systems is taught, as a process you can run

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

08فێربوون

Achievements, where this is practised, practised in and across the ecosystem

Achievements in this discipline

  1. Course achievements

    One for each course with this as its primary discipline, earned when you pass the course’s assessed activities.

  2. Department: Systemic Risk and Complexity

    Earn two discipline achievements in the Department of Systemic Risk and Complexity. In development.

An achievement is a record of the learning completed and assessed here. How recognition works.

09بەشداری بکە

Take part in Systems and Nexus Studies

لەوەوە دەست پێبکە کە کێیت.

10References

Core references and where to begin

Start with Scheffer, then Lenton, then Scheffer.

11پرسیارەکان

پرسیار، وەڵام و زاراوە سەرەکییەکان

ئایا خوێندن لێرە خۆڕاییە؟
بەڵێ. هەموو خول و کەرەستەیەکی فێربوونی Risk Academy، بە سەرکردایەتیی Nexus Consortium، خوێندنی خۆڕاییە، بە خێرایی خۆت یان لەگەڵ کۆمەڵێک. بەشداریی ئاسایی هیچ کرێیەکی نییە؛ کاری بە پارە، ڕاهێنانی کاری و زەمالەکان ڕێککەوتنی جیاوازن.
تەواوکردنی خولێک چیم پێدەدات؟
تۆماری تەواوکردن: خولەکە، وەشانەکەی، بەروار و ئەوەی هەڵسەنگێنرا، بە شێوەی بنەڕەتی تایبەتە و تۆ هاوبەشی دەکەیت. لەسەر یەک کەڵەکە دەبێت بۆ دەستکەوتەکانی بواری زانستی، بەش و بەرنامە. تۆمارێک دیاری دەکات چی خوێندراوە و هەڵسەنگێنراوە و لێهاتوویی پشتڕاست ناکاتەوە؛ مۆڵەت، ناونیشانی پیشەیی یان دۆخی دامەزراندن نییە.
داتا و شوێنەکان لە کوێوە دێن؟
هەر کۆلێژێک لەسەر هاوشێوەیەکی دیجیتاڵیی شوێنێکی ڕاستەقینە وانە دەڵێتەوە کە لە داتای کراوە بنیات نراوە؛ هەر چینێک دابینکەر، مۆڵەت و بەروارەکەی هەڵدەگرێت، و هەر ئەنجامێک لە Academy سەرچاوەکەی دیاری دەکات. نەخشە و وێنەکان نیشاندەرن بۆ فێرکردن، هەرگیز هەڵسەنگاندنی شوێنێک نین.
How do I take part beyond the courses in tipping points and resilience of Earth and social systems?
خانەیەکی لێهاتوویی لە سێ تا حەوت کەس پێکبهێنە، ڕێڕەوێکی هاوبەش بخوێنە، ئەرکێکی سەرپەرشتیکراو لە National Working Groups وەربگرە، یان کۆمەڵێک لە دامەزراوەکەتەوە بهێنە. بۆ ڕێکخراوەکان.

زاراوە سەرەکییەکان

دەستەواژە

خاڵی پێچەوانەبوون

A critical threshold at which a small change pushes a system into a qualitatively different state.

دەستەواژە

Critical slowing down

The slower recovery from small perturbations as a system approaches a tipping point.

دەستەواژە

Hysteresis

The property that a system does not return to its earlier state when the driver is reversed.

دەستەواژە

Tipping element

A large component of the Earth system that may pass a tipping point, such as an ice sheet or the Amazon forest.

Reportsبەشداری بکە

لەم لاپەڕەیەوە بەڵگە پێشکەش بکە.

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
پەیوەندیدار

Around Tipping points and resilience of Earth and social systems

خاڵەکانی پێچەوانەبوون و خۆڕاگریی سیستەمەکانی زەوی و کۆمەڵگە

Prepare with a related course

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

کەتەلۆگی خولەکان ببینە Back to Department of Systemic Risk and Complexity