נקודות מפנה אקלים: נסיגה מהסף והאצת שינוי חיובי

צומת המקור: 1747218

שינויי האקלים אינם עוד איום רחוק, אלא כבר גורמים לנו להתמודד עם "נקודות מפנה" מסוכנות שעלולות לשנות את חיי היומיום שלנו לנצח. ג'יימס דייסי מגלה כיצד מחקר חדש על מערכות האקלים האנושי יכול לעזור לנו למנוע אסון

"אזהרות שיטפונות עם גשם כבד וסופות רעמים"
"ממטרים עזים מעוררים כאוס בנסיעות"
"אנשים שנתקעו כשהצפה מנתקת קהילות"

סיפורים על שיטפונות הם תזונה בסיסית בתקשורת. אין זה מפתיע בהתחשב בעובדה שלגשם חזק עשויה להיות השפעה עצומה על קהילות מקומיות - פגיעה בבתים, ניתוק קווי חשמל וחסימת כבישים. אבל תארו לעצמכם אם שילוב מצער של הצפה מקומית אינטנסיבית בחלק אחד של מדינה משחרר כאוס נסיעות על פני אומה שלמה.

אירוע כזה הוא דוגמה לא נקודת מפנה במערכת סוציו-אקונומית - כאשר קלט קטן יחסית גורם לתוצאה גדולה באופן לא פרופורציונלי שמביאה לתוצאות חברתיות וכלכליות שלא ניתן לבטל בקלות. בתרחיש זה הטריגר הוא מי שיטפון בשטח קטן יחסית, ונקודת המפנה היא אובדן הפונקציונליות של רשת הכבישים הארצית. אם אנשים לא יכולים לנסוע, אז הפעילות הכלכלית והחברתית נעצרת במהירות. כן, מי השיטפונות ישככו, אבל כדי למנוע שתוצאה דומה תתרחש שוב, יהיה צורך לעצב מחדש את מערכת הכבישים.

בפיזיקה, נקודות מפנה - או נקודות קריטיות - הן דבר שבשגרה. אפשר למצוא אותם בכל מיני מעברי פאזה, בין אם זה נוזל שהופך לגז, או מגנטיזציה פתאומית של חומרים פרו-אלקטריים (ראו מסגרת למטה). אבל את העניין הגובר באי-לינאריות בהקשר חברתי ניתן לקשר לספר "פופ-סוציולוגיה" רב המכר של מלקולם גלדוול משנת 2000 נקודת מפנה. הוא פירק כמה מגמות חברתיות מבלבלות, כולל הירידה הדרמטית בשיעורי הפשיעה בניו יורק בשנות ה-1990, וההתעוררות הבלתי צפויה (ולא קשורה) של נעלי Hush Puppies באותו עשור.

תוך שנים ספורות, מושג נקודת המפנה נכנס גם לשיחות אקלים. פחדים צמחו סביב אירועים קטסטרופליים עם הפיכות מוגבלת, כמו ההשתהות בקנה מידה גדול של יער הגשם באמזונס (כאשר בריאות הצמחים מתדרדרת בהדרגה, ולפעמים גורמת למוות של אורגניזם), והמסת יריעות קרח שבתורן גורמות למפלס הים העולמי לעלות. חששות אלה הובילו צוות של מדעני סביבה בבריטניה ובגרמניה להזהיר בשנת 2008 כי "החברה עלולה להיות נדחקת לתחושת ביטחון מזויפת על ידי תחזיות חלקות של שינוי עולמי" (PNAS 105 1786). הם הגדירו "אלמנט מתהפך" כתת-מערכת תת-יבשתית של כדור הארץ שניתן להעביר - בנסיבות מסוימות - למצב שונה מבחינה איכותית על ידי הפרעות קטנות.

אנשים כבר נאלצים לברוח מבתיהם בגלל עליית מפלס הים, בעוד אדמות חקלאיות ננטשות בגלל בצורת

בשנים האחרונות, מושג נקודת המפנה התרחב למערכות האקלים האנושי, והטרמינולוגיה שלו אף מופיעה ב דיווחים על ידי פאנל בין - ממשלתי לשינוי האקלים. ההשפעה הרחבה יותר של הצפות מקומיות היא רק אחת מני רבות נקודות מפנה סוציו-אקונומיות פוטנציאליות המופעלות על ידי שינויים באקלים. למעשה, אנשים כבר נאלצים לברוח מבתיהם עקב עליית מפלס הים, בעוד אדמות חקלאיות ננטשות בגלל בצורת, ואתרי סקי מאבדים את השלג שלהם בגלל ההתחממות הגלובלית. אבל בניסיון לחזות ספים מסוכנים ולמנוע מאיתנו לחצות אותם, מתהווה תחום אקדמי חדש לגמרי, שבו חוקרים מכל רחבי מדעי החברה והפיזיקה חוקרים את יחסי הגומלין המורכבים בין אקלים ומערכות סוציואקונומיות.

הדרך לנקודת מפנה

מחקר שנערך לאחרונה בתחום צומח זה העריך את חוסנן של רשתות כבישים אירופיות בפני שיטפונות (מחקר תחבורה חלק ד ' 108 103332). בראשותו של קס ואן גינקל - חוקר הסתגלות לאקלים וניהול סיכונים ב- מכון Deltares בהולנד - המחקר מצא שמדינות הרריות קטנות, כמו סלובניה, מקדוניה ואלבניה, הן פגיעות במיוחד, כאשר 5% הקשים ביותר של שיטפונות של אחת למאה שנה באזורים מקומיים עלולים לבודד אזורים שלמים בשל חוסר חוסן ברשת הכבישים. בשל מספר מצומצם של קשרים בין מרכזים כלכליים מרכזיים במדינות אלה, על פי ההערכות, 32-41% מהנהגים ייאלצו לבצע עקיפות - רבים מהם קיצוניים - מה שיביא להפרעה חברתית וכלכלית.

לעומת זאת, רשתות הכבישים במדינות עשירות וגדולות יותר - כמו בריטניה, גרמניה וצרפת - הן בדרך כלל חזקות יותר, אם כי אפילו להן עדיין יכולות להיות פגיעות מקומיות. יומיים של גשם כבד מעל מרכז אירופה ביולי 2021, למשל, הובילו לשיטפונות קיצוניים שבהם נהרגו לפחות 222 בני אדם בגרמניה ובבלגיה, עם נזקים קשים לתשתית באזור רחב יותר. חלק ניכר מההרס התרחש במדינות גרמניה נורדריין-וסטפאליה וריילנד-פאלץ, שם עמקים צרים תלולים יצרו אפקטים דמויי משפך. יתרה מכך, מפלסי מי השיטפונות עלו מכיוון שהקרקעות היו רוויות במידה רבה לפני גשמים שוברי השיאים של יולי באזורי התפיסה של נהרות אהר וארפט. שיטפונות ומפולות הובילו לסגירת כבישים, שניתקו דרכי פינוי לכמה כפרים.

למודלים המשמשים את חוקרי הטיפים החברתיים של ימינו יש קווי דמיון עם ההתפתחויות האחרונות בתורת הרשתות ומעברים קריטיים במערכות פיזיקליות. מחקר הדרכים של ואן גינקל, למשל, אימץ גישת חלחול רשת, המשמשת בפיזיקה למודל של מעברי פאזה בחומרים. גישה זו יכולה לתאר, למשל, כיצד תמיסה של פולימרים תהפוך לג'ל קשיח ברגע שדי שרשראות נקשרו יחד, כאשר המעבר מתרחש במה שמכונה "נקודת חלחול".

באופן מכריע, הקבוצה של ואן גינקל התאימה את המודל הפיזי כדי שיהיה רלוונטי עבור קובעי המדיניות. הסיבה לכך היא שבמערכות אנושיות, ניתן להגיע לנקודות מפנה בלתי מקובלות הרבה לפני נקודת החלחול המתמטית. "במחקר שלנו, נקודת החלחול האמיתית היא המקום שבו כל המדינה בעצם מוצפת - ואם זה קרה אז היעדר רשת כבישים היא כבר לא הבעיה הכי גדולה שלך", הוא אומר.

במקום זאת, נקודות מפנה חברתיות מוגדרות על ידי גורמים אנושיים - במקרה זה, אובדן פונקציונליות גדול של רשת כבישים ארצית בזמן שיטפון, כפי שהוגדר על ידי נתיבי ניתוק, שינויי מסלול וזמני עיכוב כלליים. ואן גינקל אומר שרשויות הכבישים הלאומיות כבר מודעים לחלק מהפגיעות שהמחקר של הקבוצה שלו חושף. הערך, הוא אומר, הוא בכך שהוא מאפשר לבצע השוואות בין מדינות, מה שיכול להיות שימושי עבור קובעי מדיניות או עבור משקיעים עסקיים.

עבור מערכות רבות, ייתכן שנקודת המפנה אינה מופעלת ישירות על ידי האקלים. כפי שמציין ואן גינקל, זה יכול להיות בגלל שינוי מדיניות שמסיר את התמיכה בקהילות העומדות בפני ההשפעות של שינויי אקלים איטיים ויציבים. עובדים חקלאיים באזורים יותר ויותר צחיחים המסתמכים על סובסידיות ממשלתיות, למשל, יהיו חשופים להשפעות איטיות מצטברות של שינויי אקלים אם תמיכתם תוסר לפתע. במילים אחרות: הלא-לינאריות קיימת במערכת החברתית.

נקודות מפנה במערכות פיזיות

בפיזיקה, הרעיון של מעברי פאזה או נקודות קריטיות צץ בהקשרים רבים. בפיזיקה של חומר מעובה, חומר יכול לעבור פתאום למצב שונה מהותית בטמפרטורות קריטיות, נוזל יכול להפוך לגז, בעוד שמתכת סטנדרטית יכולה להפוך למוליך-על. מכניקה סטטיסטית מציעה דרך להבין מעברי פאזה באמצעות מודל Ising, שפותח במקור כדי להסביר את המגנטיזציה הספונטנית בסרט פרומגנטי.

תיאוריה קשורה, תיאוריית החלחול, משמשת למודל של הופעה פתאומית של קישוריות ארוכת טווח על פני מערכת של אשכולות מנותקים אקראיים. תיאוריית החלחול שימשה לחקר כל דבר, החל מהתפשטות שברים בחומרים, ועד התפשטות שריפות יער ופיזור של וירוסים ביולוגיים. כיום, חלק מכלי הפיזיקה הסטטיסטית הללו משמשים מחדש לחקור דינמיקה חברתית - מהאופן שבו החדשות מתפשטות במדיה החברתית, לדפוסי הצבעה ולאינטראקציות המורכבות בין אקלים ומערכות סוציואקונומיות.

לא רק אבדון וקדרות

מחקרים על נקודת מפנה חברתית לא רק חושפים נקודות תורפה ומנבאים קטסטרופות. הם גם עוזרים לנו להבין את המכניקה של שינוי חברתי מהיר רצוי. מדוע, למשל, הפך מהר מאוד לבלתי מתקבל על הדעת לאפשר עישון במרחבים ציבוריים לאחר עשרות שנים של סובלנות? מדוע המחאה של תלמיד שוודי אחד המריץ דור לקמפיין על איומי האקלים? או מדוע נדרשה מגיפה עד שעבודה היברידית הייתה מאומצת באופן נרחב?

התשובה הפשוטה לשאלות כאלה היא שהזמן היה נכון - אבל זה ברור רק בדיעבד. השאלה הרלוונטית יותר למחוללי השינוי היא: כיצד ניתן "לתת טיפים" למערכות חברתיות וכלכליות כדי לאפשר שינוי מתקדם מהיר?

אצל גלדוול נקודת מפנה הוא טוען שהתערבויות מוצלחות נוטות להיות ממוקדות היטב ודורשות שינויים התנהגותיים צנועים עבור אנשים. לדבריו, יוזמות טיפים חברתיות צריכות להיות נוחות, ולהגיע על ידי שילוב של אנשי מכירות, מחברים ומומחים. הוא מצטט יוזמה למודעות לסוכרת ולסרטן השד בקהילה השחורה של סן דייגו, בראשות האחות ג'ורג'יה סאדלר. לאחר שלקמפיין ראשוני בכנסיות מקומיות הייתה השפעה מועטה, סאדלר העבירה את המיקוד שלה למכוני יופי מקומיים. היא ידעה שהם מקומות מרגיעים שבהם אנשים כבר סומכים על הסטייליסטים, אז הם הוכשרו להעביר מסרים של הקמפיין בשיחה. התיקון הזה בטקטיקות הוביל להצלחה גדולה - מחקר המשך שחיבר סאדלר מצא שיעורים גבוהים יותר משמעותית של ממוגרפיה בקרב נשים אפרו-אמריקאיות שנחשפו להודעות הסלון, בהשוואה לקבוצת ביקורת שלא הייתה (J. Natl Med. Assoc. 103 735).

שביתת נוער למען האקלים לונדון 2019

האתגר במשבר האקלים הוא ששינוי איטי ויציב עלול לא להיות מספיק טוב כדי למנוע קטסטרופה. חוקרים גילו לאחרונה שההתחממות הגלובלית הנוכחית של 1.1 מעלות צלזיוס מעל לרמות הפרה-תעשייתיות כבר הסיטה אותנו לטווחים של חמש נקודות מפנה אקלימיות (מדע 10.1126/science.abn7950). אלה הם קריסת הקרח של גרינלנד ומערב אנטארקטיקה; הפשרה של אזורי פרמפרוסט לאורך זמן קצר המשחררת כמויות אדירות של פחמן דו חמצני מאוחסן; אובדן מוחלט של שוניות אלמוגים בקווי רוחב נמוכים; והיחלשות דרסטית של זרם אוקיינוס ​​חשוב בצפון האוקיינוס ​​האטלנטי.

כדי להתמודד עם אתגרי האקלים, מנהיגי העולם נפגשים כעת (6-18 בנובמבר) בוועידת האו"ם לשינוי האקלים במצרים (COP 27), לנהל משא ומתן בנושאי מפתח כגון מימון אקלים, מסלולי אנרגיה והתאמה לאיומי אקלים. אבל כל הסכמים שייערכו יועילו מעט אם השינויים המובטחים לא יאומצו על ידי האנשים, הקהילות והעסקים שהם משפיעים עליהם. זו הסיבה שמקבלי ההחלטות צריכים להבין את הדינמיקה של שינוי חברתי.

חוקר אחד שחוקר את מנגנוני המעברים במערכות אדם-אקלים הוא אילונה אוטו, מדען חברה ב- אוניברסיטת גראץ, אוסטריה. במאמר משנת 2020, אוטו וצוותה זיהו שישה מרכיבי טיפים חברתיים שנחשבו חיוניים לעמידה ב הסכם פריז על שינויי אקלים (PNAS 117 2354). הם מכסים אנרגיה; פירוק ערים; סליקה מדלקים מאובנים; השלכות מוסריות של דלקים מאובנים; חינוך ומעורבות באקלים; ומידע משופר על פליטת גזי חממה. הוצעו אסטרטגיות עבור כל רכיב טיפים, בהתבסס על התייעצויות עם מומחים מהאקדמיה, מהתעשייה וארגונים אזרחיים וממשלתיים. הרעיונות נעים בין חומרי בנייה חדשים וקידום דיאטות ללא בשר, ועד להקמת בית דין סביבתי עולמי.

עבור אוטו, המניעים החזקים ביותר לשינוי מתייחסים לתשתיות ולנורמות חברתיות. קחו לדוגמה את שני צינורות נורד סטרים, שנבנו כדי לספק גז טבעי מרוסיה לאירופה. לאחר הפלישה של רוסיה לאוקראינה בתחילת 2022, צינור Nord Stream 11 בסך 2 מיליארד דולר נטוש כמעט, ומאז רוסיה כיבתה את Nord Stream 1 בתגובה לסנקציות המערב. כתוצאה מכך, מחירי האנרגיה והצרכן ברחבי אירופה עלו.

עם זאת, למרות הלחץ, רוב תושבי אירופה אינם זועקים להפעיל מחדש את הצינורות - ישנה הסכמה קולקטיבית שזה יהיה מתועב מוסרית לממן את מלחמת רוסיה. אוטו אומר שההתפתחויות האחרונות הללו הן סימן ברור שיש לעקוב במהירות אחר חלופות אנרגיה מתחדשת. עם זאת, היא חוששת שפרויקטים רב-לאומיים בקנה מידה של נורד סטרים מתרחשים רק עבור דלקים מאובנים - למרות כל הרטוריקה על מעברי אנרגיה ירוקה.

אוטו בוחן כעת את ההשפעה של בחירות אישיות על האקלים, כאשר ניתוחים זמניים של בריטניה וגרמניה מצביעים על כך שמערכות חימום ביתיות הן בדרך כלל המשתנה הגדול ביותר בפליטות בודדות. כדי להבין את הסוגיות הכלכליות, החברתיות והמוסריות המורכבות איתם מתמודדים צרכנים, אוטו משתמש ב"מודלים של הדבקה", המשמשים בדרך כלל כדי ללמוד כיצד מגיפות מתפשטות. התוצאות עשויות לסייע בקמפיינים לעידוד אנשים לאכול פחות בשר, להשתמש בצורות ירוקות יותר של נסיעות או לעורר שינויים בתוכניות הלימודים בבית הספר. "מדעני החברה עובדים כעת בצורה כמותית יותר ופתוחים יותר למודלים כמותיים", אומר אוטו.

נקודות מבט גלובליות

נקודות מפנה חברתיות מעלות גם שאלות מוסריות. ניתן לומר כי סין הפגינה את הטיפ החברתי היעיל ביותר בהיסטוריה האחרונה, באמצעות התערבויות ברמת המדינה כמו מדיניות הילד האחד (1980–2016) והתפתחותה הכלכלית המהירה. אבל מסלול קבוע לשינוי חברתי שנבחר על ידי מנהיגי מדינה חד-מפלגתית שונה מאוד ממעברים המתהווים דרך בחירות חברתיות - בין אם "מקבלים טיפ" על ידי מדיניות הממשלה או לא.

התקנת פאנלים סולאריים על בית בדרום אפריקה

למעשה, לחלק מהמדינות יש הזדמנויות סוציו-אקונומיות ייחודיות למתן טיפ. בדרום אפריקה, למשל, כמעט 90% מהחשמל היה שנוצר על ידי פחם בשנת 2020, ובכל זאת תשתית מזדקנת פירושה שהמדינה חווה באופן קבוע הפסקות חשמל. רבים מקווים כי יעדי אקלים וצניחה בעלויות של אנרגיה מתחדשת יאפשרו לדרום אפריקה לעקוף את נתיב הפיתוח הסטנדרטי המונע בפחמן - במקום זאת לקפוץ למשטר חדש שבמרכזו אנרגיה מתחדשת. על פי מחקר משנת 2022 בראשות יונתן הנטו של המכון הטכנולוגי של ברלין, המעבר הזה מתחיל לאט לאט. מתקני רוח ושמש חדשים היו זולים יותר ממפעלי פחם חדשים בדרום אפריקה מאז 2015, בעוד חקיקה חדשה תומכת בחלופות דלות פחמן (אנרגיה לפיתוח בר קיימא 69 164).

רינט (אונסי) ביגס, חוקר קיימות ב אוניברסיטת סטלנבוש, דרום אפריקה, טוענת שהעברת מערכת האנרגיה של המדינה למדינה חדשה תהיה "משנה משחק" מכיוון שכל כך הרבה מהכלכלה והחברה בנויים סביב שימוש באנרגיה. אבל היא מזהירה ששינויים יהיו משנים רק אם המודל הכלכלי יהפוך מבוזר ושוויוני יותר. ביגס רוצה חקיקה שמחייבת להפיק אחוז מסוים של אנרגיה על ידי פרויקטים קהילתיים, ולהוריד את הרף למכירת פרויקטים בקנה מידה קטן לרשת.

עם אתגרים כה עצומים, יהיה צורך בשילוב של יוזמות מקומיות והתערבויות של המדינה כדי להטות אותנו מסף אסון האקלים. אבל מעברים סוציו-אקונומיים לא צריכים להיות רק אבדון וקדרות. אם ניתן להפעיל את הדמיון הקולקטיבי, אולי נוכל להטות את עצמנו לעולם חדש שבו משאבי הטבע אינם עוד שליטה של ​​מעטים ושגשוג הוא אופציה לכולם.

בול זמן:

עוד מ עולם הפיזיקה