Az éghajlati fordulópontok: visszavonulás a peremről és a pozitív változások felgyorsítása

Forrás csomópont: 1747218

Az éghajlatváltozás már nem jelent távoli fenyegetést, de máris olyan veszélyes „fordulópontokkal” kell szembenéznünk, amelyek örökre megváltoztathatják mindennapi életünket. James Dacey megtudja, hogy az emberi és éghajlati rendszerekkel kapcsolatos új kutatások hogyan segíthetnek a katasztrófa elkerülésében

„Örvizi figyelmeztetések heves esőzések és zivatarok miatt”
„A heves felhőszakadások utazási káoszt váltanak ki”
„Az árvíz miatt rekedt emberek elvágják a közösségeket”

Az árvizekről szóló történetek a médiában alapvető étrendet képviselnek. Aligha meglepő, tekintve, hogy a heves esőzések óriási hatással lehetnek a helyi közösségekre – tönkreteheti az otthonokat, kiütheti az elektromos vezetékeket és elzárhatja az utakat. De képzeljük el, ha egy ország egyik részében az intenzív helyi áradások szerencsétlen kombinációja utazási káoszt robbant ki egy egész nemzetre kiterjedően.

Egy ilyen esemény egy példa a fordulópont egy társadalmi-gazdasági rendszerben – amikor egy viszonylag kis ráfordítás aránytalanul nagy eredményt vált ki, amely nem könnyen visszafordítható társadalmi és gazdasági következményekkel jár. Ebben a forgatókönyvben a kiváltó ok az árvíz egy viszonylag kis területen, és a fordulópont az országos úthálózat működőképességének elvesztése. Ha az emberek nem tudnak utazni, akkor a gazdasági és társadalmi tevékenység gyorsan leáll. Igen, az árvíz alábbhagy, de ahhoz, hogy hasonló kimenetel ne ismétlődhessen meg, át kellene alakítani az úthálózatot.

A fizikában a fordulópontok – vagy kritikus pontok – mindennaposak. Megtalálhatók mindenféle fázisátalakulásban, legyen szó gázzá alakuló folyadékról, vagy ferroelektromos anyagok hirtelen mágnesezéséről (lásd lentebb). De a társadalmi kontextusban a nemlinearitás iránti növekvő érdeklődés Malcolm Gladwell 2000-es bestseller „popszociológia” könyvéhez köthető. A fordulópont. Számos zavaró társadalmi trendet lebontott, ideértve a New York-i bűnözési ráta drámai visszaesését az 1990-es években, és a Hush Puppies cipők váratlan (és nem kapcsolódó) újjáéledését ugyanabban az évtizedben.

Néhány éven belül a fordulópont koncepciója az éghajlati beszélgetésekbe is bekerült. Felnőttek a félelmek a katasztrofális, korlátozottan visszafordítható események körül, mint például az amazóniai esőerdők nagymértékű pusztulása (amikor a növények egészsége fokozatosan romlik, ami néha a szervezet pusztulásához vezet), valamint a jégtakarók olvadása, ami viszont a globális tengerszint emelkedését okozza. Ezek az aggodalmak arra késztették az Egyesült Királyságban és Németországban élő környezettudósokból álló csoportot, hogy 2008-ban arra figyelmeztetett, hogy „a társadalmat hamis biztonságérzetbe ringathatják a globális változások zökkenőmentes előrejelzései”PNAS 105 1786). A „billentő elemet” a Föld szubkontinentális alrendszereként határozták meg, amely – bizonyos körülmények között – kis perturbációkkal minőségileg eltérő állapotba állítható.

Az emelkedő tengerszint miatt az emberek már most kénytelenek elhagyni otthonaikat, míg a mezőgazdasági területeket elhagyják a szárazság miatt

Az elmúlt években a fordulópont fogalma az ember-klíma rendszerekre is kiterjedt, és terminológiája még ebben is megtalálható jelentések valami által Kormányközi Panel on Climate Change. A helyi áradások szélesebb körű hatása csak egy a sok lehetséges társadalmi-gazdasági fordulópont közül, amelyeket az éghajlat változásai váltanak ki. Valójában az emberek már most kénytelenek elhagyni otthonaikat az emelkedő tengerszint miatt, miközben a termőföldeket elhagyják az aszály miatt, a síterepek pedig elvesztik a havaikat a globális felmelegedés miatt. A veszélyes küszöbök előrejelzése és azok átlépésének megakadályozása érdekében azonban egy teljesen új tudományos terület van kialakulóban, amelyben a társadalom- és a fizikai tudományok kutatói az éghajlat és a társadalmi-gazdasági rendszerek közötti összetett kölcsönhatásokat vizsgálják.

Út a fordulóponthoz

Egy nemrégiben készült tanulmány ezen a növekvő területen az európai úthálózatok árvízállóságát értékelte.Közlekedési kutatás D rész 108 103332). Által vezetett Kees vanGinkel – klímaalkalmazkodási és kockázatkezelési kutató a Deltares Intézet Hollandiában – a tanulmány megállapította, hogy a kis hegyvidéki országok, mint például Szlovénia, Macedónia és Albánia, különösen sérülékenyek, mivel a száz évből egyenként előforduló áradások legrosszabb 5%-a lokális területeken akár egész régiókat is elszigetelhet az úthálózat rugalmasságának hiánya. A kiemelt gazdasági központok közötti kapcsolatok korlátozott száma miatt ezekben az országokban a becslések szerint a járművezetők 32–41%-ának kellene kerülőutakat választania – sok közülük szélsőséges –, ami társadalmi és gazdasági zavarokat okozna.

Ezzel szemben a gazdagabb, nagyobb országokban – például az Egyesült Királyságban, Németországban és Franciaországban – az úthálózatok általában robusztusabbak, bár még ezekben is előfordulhatnak helyi sebezhetőség. Például 2021 júliusában Közép-Európa felett kétnapos heves esőzések szélsőséges áradásokhoz vezettek, amelyekben legalább 222 ember vesztette életét Németországban és Belgiumban, és súlyos infrastrukturális károkat okozott egy tágabb régióban. A pusztítások nagy része a német Észak-Rajna-Vesztfália és Rajna-vidék-Pfalz tartományokban történt, ahol a meredek, keskeny völgyek tölcsérszerű hatásokat keltettek. Ráadásul az árvízszint megemelkedett, mert a talaj nagymértékben telített volt az Ahr és Erft folyók vízgyűjtő területein a rekord mennyiségű júliusi csapadék előtt. Az árvizek és a földcsuszamlások útlezáráshoz vezettek, ami miatt több faluban elzárták a kiürítési útvonalakat.

A mai szociális tippekkel foglalkozó kutatók által használt modellek hasonlóságot mutatnak a hálózatelmélet legújabb fejlesztéseivel és a fizikai rendszerek kritikus átmeneteivel. Van Ginkel útvizsgálata például hálózati perkolációs megközelítést alkalmazott, amelyet a fizikában használnak az anyagok fázisátalakulásának modellezésére. Ez a megközelítés például leírhatja, hogy a polimerek oldata hogyan válik merev géllé, ha elegendő lánc kapcsolódik egymáshoz, és a váltás az úgynevezett „perkolációs ponton” történik.

Lényeges, hogy van Ginkel csoportja úgy alakította át a fizikai modellt, hogy az releváns legyen a politikai döntéshozók számára. Ennek az az oka, hogy az emberi rendszerekben az elfogadhatatlan fordulópontokat jóval a matematikai perkolációs pont előtt lehet elérni. „Tanulmányunkban az igazi átszivárgási pont az, ahol az egész országot alapvetően elönti a víz – és ha ez megtörténik, akkor már nem az úthálózat hiánya jelenti a legnagyobb problémát” – mondja.

Ehelyett a társadalmi fordulópontokat emberi tényezők határozzák meg – jelen esetben az országos úthálózat funkcionalitásának nagymértékű elvesztése árvíz során, amit a levágási útvonalak, az útvonal-változtatások és a teljes késési idők határoznak meg. Van Ginkel szerint a nemzeti közúti hatóságok valószínűleg már tisztában vannak a csoportja tanulmánya által feltárt sebezhető pontokkal. Szerinte az az érték, hogy lehetővé teszi a nemzetek közötti összehasonlítást, ami hasznos lehet a döntéshozók vagy az üzleti befektetők számára.

Sok rendszer esetében előfordulhat, hogy a fordulópontot nem közvetlenül az éghajlat váltja ki. Amint van Ginkel rámutat, ennek oka lehet egy olyan politikai változás, amely megszünteti a lassú és állandó klímaváltozás hatásaival szembesülő közösségek támogatását. Az egyre kiszáradtabb régiók mezőgazdasági dolgozói, akik például állami támogatásokra támaszkodnak, ki vannak téve az éghajlatváltozás halmozott, lassan jelentkező hatásainak, ha támogatásukat hirtelen megszüntetnék. Más szóval: a nemlinearitás létezik a társadalmi rendszerben.

Fordulópontok a fizikai rendszerekben

A fizikában a fázisátalakulások vagy kritikus pontok gondolata sok kontextusban felmerül. A kondenzált anyag fizikában egy anyag kritikus hőmérsékleten hirtelen átválthat alapvetően más állapotba, a folyadékból gáz, míg a szabványos fémből szupravezető alakulhat át. A statisztikai mechanika módot kínál a fázisátalakulások megértésére az Ising-modell segítségével, amelyet eredetileg a ferromágneses film spontán mágnesezésének magyarázatára fejlesztettek ki.

Egy kapcsolódó elméletet, a perkolációs elméletet használják a nagy hatótávolságú kapcsolódás hirtelen felbukkanásának modellezésére véletlenszerűen szétválasztott klaszterek rendszerében. A perkolációs elméletet az anyagokban bekövetkező repedések terjedésétől az erdőtüzek terjedéséig és a biológiai vírusok széttöredezéséig mindent tanulmányozták. Napjainkban ezeknek a statisztikai fizikai eszközöknek egy részét újrahasznosítják a társadalmi dinamika vizsgálatára – a hírek közösségi médiában való terjedésétől a szavazási mintákig és az éghajlati és társadalmi-gazdasági rendszerek közötti összetett kölcsönhatásokig.

Nem csak a végzet és a komor

A társadalmi fordulópontokat vizsgáló tanulmányok nemcsak a sebezhetőségeket fedik fel, és katasztrófákat jósolnak meg. Segítenek abban is, hogy megértsük a kívánatos gyors társadalmi változás mechanikáját. Miért vált például gyorsan elképzelhetetlenné, hogy több évtizedes tolerancia után engedélyezzék a dohányzást a közterületeken? Miért ösztönzött egy svéd diák tiltakozása egy generációt az éghajlati fenyegetések elleni kampányra? Vagy miért kellett világjárvány ahhoz, hogy a hibrid munka széles körben elterjedjen?

Az ilyen kérdésekre az egyszerű válasz az, hogy itt volt az idő – de ez csak utólag nyilvánvaló. A lényegesebb kérdés a változást előidézők számára: hogyan lehet „megbillenteni” a társadalmi és gazdasági rendszereket, hogy elősegítsék a gyors, progresszív változást?

Gladwellben A fordulópont azzal érvel, hogy a sikeres beavatkozások általában szorosan összpontosítanak, és szerény viselkedési változtatásokat igényelnek az egyéneknél. Szerinte a közösségi borravalók kezdeményezéseinek kényelmesnek kell lenniük, és azokat értékesítők, összekötők és szakértők kombinációjával kell megvalósítani. Idéz egy diabétesz és mellrák tudatosítási kezdeményezést a San Diego-i fekete közösségben, Georgia Sadler nővér által vezetett. Miután a kezdeti kampány a helyi gyülekezetekben csekély hatással volt, Sadler a helyi szépségszalonokra helyezte a hangsúlyt. Tudta, hogy ezek olyan pihentető helyek, ahol az emberek már megbíznak a stylistokban, ezért arra képezték ki őket, hogy beszélgetés közben kampányüzeneteket adjanak át. Ez a taktikai finomítás nagy sikerhez vezetett – egy, Sadler társszerzője által készített nyomon követési tanulmány szignifikánsan magasabb arányt mutatott ki a mammográfiás vizsgálatban az afroamerikai nők körében, akik ki voltak téve a szalon üzeneteinek, összehasonlítva egy kontrollcsoporttal, amely nem (J. Natl Med. Assoc. 103 735).

ifjúsági sztrájk a klímavédelemért London 2019

Az éghajlati válsággal az a kihívás, hogy a lassú és egyenletes változás már nem elég jó a katasztrófa elkerüléséhez. A kutatók a közelmúltban megállapították, hogy a jelenlegi, 1.1 °C-os globális felmelegedés az iparosodás előtti szinthez képest máris az öt éghajlati fordulópont tartományába tolódott el.Tudomány 10.1126/science.abn7950). Ezek a grönlandi és a nyugat-antarktiszi jégtakarók összeomlása; a permafrost régiók felolvadása rövid időn belül, hatalmas mennyiségű tárolt szén-dioxid szabadul fel; a korallzátonyok teljes elvesztése alacsony szélességeken; és egy fontos óceáni áramlat drasztikus gyengülése az Atlanti-óceán északi részén.

Az éghajlati kihívások kezelése érdekében a világ vezetői most (november 6–18.) találkoznak az ENSZ éghajlatváltozási konferenciáján Egyiptomban.COP 27), olyan kulcsfontosságú kérdések megvitatása érdekében, mint az éghajlatváltozás elleni küzdelem finanszírozása, az energiautak és az éghajlati veszélyekhez való alkalmazkodás. De a megkötött megállapodások nem sok hasznot hoznak, ha a megígért változtatásokat nem fogadják el az érintett személyek, közösségek és vállalkozások. Éppen ezért a döntéshozóknak meg kell érteniük a társadalmi változások dinamikáját.

Az egyik kutató, aki az ember-klíma rendszerek átmeneteinek mechanizmusait kutatja, az Ilona Ottó, társadalomtudós a Graz Egyetem, Ausztria. Egy 2020-as tanulmányában Otto és csapata hat olyan társadalmi tippelemet azonosított, amelyeket kulcsfontosságúnak tartottak a Paris megállapodás a klímaváltozásról (PNAS 117 2354). Energiát takarnak; a városok szén-dioxid-mentesítése; a fosszilis tüzelőanyagoktól való megszabadulás; a fosszilis tüzelőanyagok erkölcsi vonatkozásai; az éghajlatváltozással kapcsolatos oktatás és elkötelezettség; valamint az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásával kapcsolatos bővebb tájékoztatás. Minden egyes billenőelemhez stratégiát javasoltak a tudományos, ipari, valamint civil és kormányzati szervezetek szakértőivel folytatott konzultációk alapján. Az ötletek az újszerű építőanyagoktól és a húsmentes diéták népszerűsítésén át a globális környezetvédelmi bíróság megalakításáig terjednek.

Otto számára a változás legerőteljesebb mozgatórugói az infrastruktúrához és a társadalmi normákhoz kapcsolódnak. Vegyük például a két Északi Áramlat vezetéket, amelyeket azért építettek, hogy földgázt szállítsanak Oroszországból Európába. Miután Oroszország 2022 elején megtámadta Ukrajnát, a 11 milliárd dolláros Északi Áramlat 2 vezetéket teljesen elhagyták, és Oroszország azóta a nyugati szankciókra válaszul lekapcsolta az Északi Áramlat 1-et. Ennek eredményeként az energia- és fogyasztói árak Európa-szerte felfelé ugrottak.

Ennek ellenére a szorítás ellenére a legtöbb európai lakos nem kiabál a csővezetékek visszakapcsolásáért – kollektívan elfogadják, hogy erkölcsileg undorító lenne Oroszország háborúját finanszírozni. Otto szerint ezek a közelmúltbeli fejlemények egyértelmű jelei annak, hogy a megújuló energia alternatíváit fel kell gyorsítani. Attól tart azonban, hogy az Északi Áramlat léptékű, multinacionális projektek csak a fosszilis tüzelőanyagokra vonatkoznak – a zöldenergiára való átállásról szóló minden retorika ellenére.

Otto jelenleg a személyes döntések éghajlatra gyakorolt ​​hatását vizsgálja, az Egyesült Királyságban és Németországban végzett ideiglenes elemzések szerint általában a háztartások fűtési rendszerei jelentik a legnagyobb egyéni kibocsátást. A fogyasztók előtt álló összetett gazdasági, társadalmi és erkölcsi problémák megértéséhez Otto „fertőzési modelleket” használ, amelyeket jellemzően a járványok terjedésének tanulmányozására használnak. Az eredmények segíthetnek olyan kampányokban, amelyek arra ösztönzik az embereket, hogy kevesebb húst egyenek, használjanak környezetbarátabb utazási formákat, vagy módosítsák az iskolai tanterveket. „A társadalomtudósok ma már kvantitatívabban dolgoznak, és nyitottabbak a kvantitatív modellekre” – mondja Otto.

Globális perspektívák

A társadalmi fordulópontok erkölcsi kérdéseket is felvetnek. Kínáról elmondható, hogy a közelmúlt történelmének leghatékonyabb társadalmi billentését demonstrálta olyan állami szintű beavatkozások révén, mint az egygyermekes politika (1980–2016) és gyors gazdasági fejlődése. Ám az egypártállamok vezetői által választott meghatározott út a társadalmi változásokhoz nagyon különbözik azoktól az átalakulásoktól, amelyek a társadalmi döntések révén jönnek létre – függetlenül attól, hogy a kormány politikája „billenti” vagy sem.

napelem telepítés egy házra Dél-Afrikában

Valójában néhány ország egyedülálló társadalmi-gazdasági borravalóval rendelkezik. Dél-Afrikában például a villamos energia csaknem 90%-a volt szén által termelt 2020-ban azonban az elöregedő infrastruktúra miatt az ország rendszeresen tapasztal áramszüneteket. Sokan azt remélik, hogy az éghajlati célok és a megújuló energia zuhanó költségei lehetővé teszik Dél-Afrikának, hogy megkerülje a szokásos szén-dioxid-kibocsátású fejlesztési útvonalat – ehelyett a megújuló energiára összpontosító új rezsim felé ugorjon. Az általa vezetett 2022-es tanulmány szerint Jonathan Hanto az Berlini Műszaki Intézet, ez az átmenet lassan kezdődik. Az új szél- és napelemek 2015 óta olcsóbbak, mint az új szénerőművek Dél-Afrikában, miközben az új jogszabályok támogatják az alacsony szén-dioxid-kibocsátású alternatívákat (Energia a fenntartható fejlődésért 69 164).

Reinette (Oonsie) Biggs, a fenntarthatóság kutatója Stellenbosch EgyetemA Dél-afrikai Köztársaság szerint az ország energiarendszerének új államba való áthelyezése „játékot válthat ki”, mivel a gazdaság és a társadalom nagy része az energiafelhasználásra épül. Arra azonban figyelmeztet, hogy a változások csak akkor lesznek átalakítóak, ha a gazdasági modell elosztottabbá és igazságosabbá válik. Biggs olyan jogszabályt szeretne, amely előírja, hogy az energia bizonyos százalékát közösségi projektek termeljék, és lejjebb helyezzék a lécet a kisméretű projektek hálózatba történő értékesítése előtt.

Ilyen hatalmas kihívások mellett helyi kezdeményezések és állami beavatkozások kombinációjára lesz szükség ahhoz, hogy kibillentsünk minket az éghajlati katasztrófa széléről. De a társadalmi-gazdasági átmeneteknek nem kell pusztán végzetnek és komornak lenniük. Ha a kollektív képzelet aktiválható, talán egy új világba csöppenhetünk, ahol a természeti erőforrások már nem a kevesek uralma, és a jólét mindenki számára elérhető.

Időbélyeg:

Még több Fizika Világa