기후 티핑 포인트: 벼랑 끝에서 후퇴하고 긍정적인 변화를 가속화

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기후변화는 더 이상 먼 미래의 위협이 아니라 이미 우리의 일상을 영원히 바꿔놓을 수 있는 위험한 '티핑 포인트'에 직면하게 만들고 있습니다. 제임스 데이시 인간-기후 시스템에 대한 새로운 연구가 재난을 피하는 데 어떻게 도움이 되는지 알아냅니다.

“폭우와 뇌우가 닥치면 홍수 경보”
“폭우로 여행 혼란 유발”
“홍수로 고립된 사람들, 공동체 차단”

홍수에 대한 이야기는 미디어의 주요 식단입니다. 폭우가 지역 사회에 막대한 영향을 미칠 수 있다는 점을 감안하면 놀라운 일이 아닙니다. 가옥이 손상되고 전선이 끊어지고 도로가 차단됩니다. 그러나 한 국가의 한 지역에서 발생한 심각한 지역 홍수의 불행한 조합이 국가 전체에 걸쳐 여행 혼란을 촉발했다고 상상해 보십시오.

이러한 이벤트는 사회경제 시스템의 전환점 – 상대적으로 작은 입력이 불균형적으로 큰 결과를 유발하여 쉽게 되돌릴 수 없는 사회적 및 경제적 결과를 초래하는 경우. 이 시나리오에서 방아쇠는 상대적으로 작은 지역 내의 홍수이며 티핑 포인트는 국가 도로망의 기능 상실입니다. 사람들이 여행을 할 수 없다면 경제 및 사회 활동이 빠르게 중단됩니다. 예, 홍수는 가라앉겠지만 비슷한 결과가 다시 발생하지 않도록 도로 시스템을 재설계해야 합니다.

물리학에서 티핑 포인트 또는 임계점은 흔한 일입니다. 액체가 기체로 변하든, 강유전성 물질이 갑자기 자화되든(아래 상자 참조) 모든 종류의 상전이에서 찾을 수 있습니다. 그러나 사회적 맥락에서 비선형성에 대한 관심 증가는 Malcolm Gladwell의 2000년 베스트셀러 "대중 사회학" 책과 연결될 수 있습니다. 티핑 포인트. 그것은 1990년대 뉴욕시 범죄율의 극적인 감소와 같은 XNUMX년 동안 Hush Puppies 신발의 예상치 못한(관련 없는) 부활을 포함하여 몇 가지 혼란스러운 사회적 추세를 해체했습니다.

몇 년 안에 전환점 개념도 기후 대화에 포함되었습니다. 아마존 열대우림의 대규모 메마름(식물의 건강이 점진적으로 악화되고 때로는 생물체의 죽음을 초래함)과 지구 해수면 상승을 야기하는 빙상이 녹는 것과 같이 제한된 가역성을 가진 재앙적인 사건을 중심으로 두려움이 커졌습니다. 이러한 우려로 인해 영국과 독일의 환경 과학자 팀은 2008년에 "사회가 글로벌 변화에 대한 순조로운 예측으로 인해 잘못된 안전감에 빠질 수 있다"고 경고했습니다.PNAS 105 1786). 그들은 특정 상황에서 작은 섭동에 의해 질적으로 다른 상태로 전환될 수 있는 지구의 아대륙 하위 시스템으로 "티핑 요소"를 정의했습니다.

해수면 상승으로 사람들은 이미 집을 떠나야 하고 가뭄으로 농지는 버려지고 있습니다.

최근 몇 년 동안 티핑 포인트 개념은 인간-기후 시스템으로 확장되었으며 그 용어는 보고서기후 변화에 관한 정부 간 패널. 지역 홍수의 광범위한 영향은 기후 변화로 인해 촉발된 많은 잠재적인 사회경제적 전환점 중 하나에 불과합니다. 실제로 해수면 상승으로 사람들은 이미 집을 떠나야 하고, 가뭄으로 농지는 버려지고, 스키장은 지구 온난화로 눈이 녹고 있다. 그러나 위험한 임계값을 예측하고 이를 넘지 못하도록 방지하기 위해 완전히 새로운 학문 분야가 등장하고 있습니다. 이 분야에서는 사회과학 및 물리과학 전반의 연구자들이 기후와 사회경제 시스템 사이의 복잡한 상호작용을 조사하고 있습니다.

티핑 포인트로 가는 길

이 성장하는 분야에 대한 최근의 한 연구는 홍수에 대한 유럽 도로망의 견고성을 평가했습니다.교통 연구 파트 D 108 103332). 주도 케이스 반 긴켈 – 기후 적응 및 위험 관리 연구원 델타레스 연구소 네덜란드 – 이 연구는 슬로베니아, 마케도니아, 알바니아와 같은 작은 산악 국가들이 특히 취약하다는 것을 발견했습니다. 도로 네트워크의 탄력성 부족. 주요 경제 중심지 간의 제한된 수의 연결로 인해 이들 국가에서는 약 32~41%의 운전자가 우회로를 이용해야 하며, 그 중 다수는 극단적인 방식으로 사회적, 경제적 혼란을 초래합니다.

반대로 영국, 독일, 프랑스와 같이 부유하고 큰 국가의 도로망은 일반적으로 더 견고하지만 여전히 국부적으로 취약할 수 있습니다. 예를 들어, 2021년 222월 중부 유럽에 이틀 동안 내린 폭우로 인해 독일과 벨기에에서 최소 XNUMX명이 사망하고 더 넓은 지역에 심각한 기반 시설이 손상되는 극심한 홍수가 발생했습니다. 황폐화의 대부분은 독일의 노르트라인베스트팔렌주와 라인란트팔츠주에서 발생했는데, 이 지역은 가파르고 좁은 계곡이 깔때기 같은 효과를 냈습니다. 게다가 Ahr 및 Erft 강 유역의 기록적인 XNUMX월 강우량 이전에 토양이 대부분 포화되었기 때문에 홍수 수위가 높아졌습니다. 홍수와 산사태로 인해 도로가 폐쇄되어 여러 마을의 대피 경로가 차단되었습니다.

오늘날의 소셜 팁 연구자들이 사용하는 모델은 네트워크 이론의 최근 발전과 물리적 시스템의 중요한 전환과 유사합니다. 예를 들어, Van Ginkel의 도로 연구는 재료의 상전이를 모델링하기 위해 물리학에서 사용되는 네트워크 여과 접근법을 채택했습니다. 예를 들어, 이 접근 방식은 "삼투점"으로 알려진 위치에서 스위치가 발생하면서 충분한 사슬이 함께 연결되면 고분자 용액이 단단한 겔로 변하는 방식을 설명할 수 있습니다.

결정적으로 van Ginkel의 그룹은 물리적 모델을 수정하여 정책 입안자들과 관련되도록 만들었습니다. 그 이유는 인간 시스템에서 허용할 수 없는 티핑 포인트는 수학적 침투 지점 훨씬 전에 도달할 수 있기 때문입니다. "우리 연구에서 진정한 침투 지점은 전국이 기본적으로 침수된 곳입니다. 만약 그런 일이 발생했다면 도로 네트워크의 부족은 더 이상 가장 큰 문제가 아닙니다."라고 그는 말합니다.

대신, 사회적 티핑 포인트는 인적 요인에 의해 정의됩니다. 이 경우 차단 경로, 경로 변경 및 전체 지연 시간으로 정의된 대로 홍수 동안 국가 도로망의 기능이 크게 손실됩니다. Van Ginkel은 국가 도로 당국이 이미 그의 그룹 연구에서 밝혀낸 일부 취약성을 알고 있을 가능성이 있다고 말합니다. 그 가치는 정책 입안자나 기업 투자자에게 유용할 수 있는 국가 간 비교를 가능하게 한다는 것이라고 그는 말합니다.

많은 시스템에서 티핑 포인트는 기후에 의해 직접 유발되지 않을 수 있습니다. van Ginkel이 지적한 것처럼 느리고 꾸준한 기후 변화의 영향에 직면한 지역 사회에 대한 지원을 제거하는 정책 변경 때문일 수 있습니다. 예를 들어, 점점 더 건조해지는 지역에서 정부 보조금에 의존하는 농업 노동자들은 그들의 지원이 갑자기 중단될 경우 기후 변화의 축적된 서서히 발병하는 영향에 노출될 것입니다. 즉, 비선형성은 사회 시스템에 존재한다.

물리적 시스템의 전환점

물리학에서 상전이 또는 임계점이라는 개념은 많은 맥락에서 나타납니다. 응축 물질 물리학에서 물질은 임계 온도에서 근본적으로 다른 상태로 갑자기 전환될 수 있고, 액체는 기체가 될 수 있으며, 표준 금속은 초전도체로 변할 수 있습니다. 통계 역학은 원래 강자성 필름의 자발 자화를 설명하기 위해 개발된 Ising 모델을 통해 위상 전이를 이해하는 방법을 제공합니다.

관련 이론인 여과 이론(percolation theory)은 임의의 연결이 끊긴 클러스터 시스템 전체에서 장거리 연결의 갑작스러운 출현을 모델링하는 데 사용됩니다. 침투 이론은 재료의 균열 전파에서 산불의 확산 및 생물학적 바이러스의 파편화에 이르기까지 모든 것을 연구하는 데 사용되었습니다. 오늘날 이러한 통계 물리학 도구 중 일부는 소셜 미디어에서 뉴스가 확산되는 방식부터 투표 패턴, 기후와 사회경제 시스템 간의 복잡한 상호 작용에 이르기까지 사회적 역학을 조사하기 위해 용도가 변경되고 있습니다.

파멸과 우울만이 아니다.

사회적 티핑 포인트 연구는 취약성을 노출하고 재앙을 예측하는 데 그치지 않습니다. 그들은 또한 바람직한 급속한 사회 변화의 메커니즘을 이해하는 데 도움을 줍니다. 예를 들어, 공공장소에서 흡연을 허용하는 것이 수십 년 동안 관용을 베풀어 온 후에 왜 금세 생각할 수 없게 되었습니까? 왜 한 스웨덴 학생의 시위가 한 세대를 기후 위협에 대한 캠페인에 활력을 불어넣었습니까? 또는 하이브리드 작업이 널리 채택되기까지 유행병이 발생한 이유는 무엇입니까?

그러한 질문에 대한 간단한 대답은 시기가 적절했다는 것입니다. 하지만 그것은 지나고 나서야 분명해졌습니다. 체인지메이커에게 더 적절한 질문은 다음과 같습니다. 급속한 점진적 변화를 촉진하기 위해 사회 및 경제 시스템에 어떻게 "팁"을 줄 수 있습니까?

글래드웰에서 티핑 포인트 그는 성공적인 개입은 긴밀하게 집중되는 경향이 있으며 개인에 대한 적당한 행동 변화를 요구한다고 주장합니다. 그에 따르면 소셜 팁 이니셔티브는 편리해야 하며 영업 사원, 커넥터 및 전문가의 조합에 의해 제공되어야 합니다. 그는 간호사인 Georgia Sadler가 이끄는 샌디에고 흑인 커뮤니티의 당뇨병 및 유방암 인식 이니셔티브를 인용합니다. 지역 교회에서의 초기 캠페인이 거의 영향을 미치지 못한 후 Sadler는 그녀의 초점을 지역 미용실로 옮겼습니다. 그녀는 사람들이 이미 스타일리스트를 신뢰하는 편안한 장소라는 것을 알고 있었기 때문에 그들은 대화를 통해 캠페인 메시지를 전달하도록 훈련받았습니다. 전술의 이러한 조정은 큰 성공으로 이어졌습니다. Sadler가 공동으로 작성한 후속 연구에서는 미용실 메시지에 노출된 아프리카계 미국인 여성 사이에서 그렇지 않은 대조군에 비해 유방 조영술의 비율이 훨씬 더 높다는 것을 발견했습니다.J. Natl Med. 협회 103 735).

2019 런던 기후를 위한 청년 파업

기후 위기의 도전은 느리고 꾸준한 변화가 더 이상 재앙을 피하기에 충분하지 않을 수 있다는 것입니다. 연구자들은 최근 현재 지구 온난화가 산업화 이전 수준보다 1.1°C 높아져 이미 XNUMX가지 기후 티핑 포인트 범위로 이동했음을 발견했습니다.과학 10.1126/science.abn7950). 이것은 그린란드와 서남극 빙상의 붕괴입니다. 짧은 시간 동안 영구동토층이 해빙되어 막대한 양의 저장된 이산화탄소가 방출됨; 저위도에서 산호초의 완전한 손실; 그리고 북대서양에서 중요한 해류의 급격한 약화.

기후 문제를 해결하기 위해 세계 지도자들은 지금(6월 18-XNUMX일) 이집트에서 열리는 UN 기후 변화 회의에서 회의를 갖습니다.COP 27), 기후 금융, 에너지 경로 및 기후 위협에 대한 적응과 같은 주요 문제를 협상합니다. 그러나 약속된 변화가 영향을 미치는 개인, 지역 사회 및 기업에 의해 수용되지 않는다면 어떤 합의도 거의 소용이 없을 것입니다. 그렇기 때문에 의사 결정자들은 사회 변화의 역학을 이해해야 합니다.

인간-기후 시스템의 전환 메커니즘을 조사하는 한 연구원은 일로나 오토, 사회 과학자 그라츠 대학교, 오스트리아. 2020년 논문에서 Otto와 그녀의 팀은 요구 사항을 충족하는 데 중요한 것으로 간주되는 XNUMX가지 사회적 팁 요소를 식별했습니다. 파리 계약 기후 변화에 (PNAS 117 2354). 그들은 에너지를 다룹니다. 탈탄소화 도시; 화석 연료에서 철수; 화석 연료의 도덕적 의미; 기후 교육 및 참여; 온실가스 배출에 대한 향상된 정보. 학계, 산업계, 민관단체 전문가들과의 협의를 바탕으로 팁 요소별 전략을 제시하였다. 아이디어는 참신한 건축 자재와 육식 없는 식단의 홍보에서 지구 환경 법원의 형성에 이르기까지 다양합니다.

Otto에게 가장 강력한 변화 동인은 인프라 및 사회적 규범과 관련이 있습니다. 예를 들어, 러시아에서 유럽으로 천연가스를 공급하기 위해 건설된 두 개의 Nord Stream 파이프라인을 생각해 보십시오. 2022년 초 러시아가 우크라이나를 침공한 후 11억 달러 규모의 Nord Stream 2 파이프라인은 거의 폐기되었으며 러시아는 이후 서방의 제재에 대응하여 Nord Stream 1의 전원을 차단했습니다. 그 결과 유럽 전역의 에너지 및 소비자 물가가 급등했습니다.

그러나 압박에도 불구하고 대부분의 유럽 주민들은 송유관을 다시 켜달라고 소리치지 않고 있습니다. Otto는 이러한 최근의 발전은 재생 에너지 대안이 신속히 추진되어야 한다는 분명한 신호라고 말합니다. 그러나 그녀는 Nord Stream 규모의 다국적 프로젝트가 녹색 에너지 전환에 대한 모든 수사에도 불구하고 화석 연료에 대해서만 발생하는 것처럼 보이는 것을 두려워합니다.

Otto는 현재 개인의 선택이 기후에 미치는 영향을 조사하고 있으며, 영국과 독일의 잠정적 분석을 통해 가정용 난방 시스템이 일반적으로 개인 배출량에서 가장 큰 변수임을 시사합니다. Otto는 소비자가 직면한 복잡한 경제, 사회 및 도덕적 문제를 이해하기 위해 일반적으로 전염병 확산 방식을 연구하는 데 사용되는 "전염 모델"을 사용합니다. 결과는 사람들이 고기를 덜 먹도록 장려하고 더 친환경적인 형태의 여행을 사용하거나 학교 커리큘럼에 변화를 촉발하는 캠페인에 도움이 될 수 있습니다. Otto는 “사회과학자들은 이제 더 정량적으로 작업하고 있으며 정량적 모델에 더 개방적입니다.

글로벌 관점

사회적 티핑 포인트는 또한 도덕적 질문을 제기합니다. 중국은 한 자녀 정책(1980-2016)과 급속한 경제 발전과 같은 국가 차원의 개입을 통해 최근 역사상 가장 효과적인 사회적 팁을 보여주었다고 말할 수 있습니다. 그러나 일당 국가의 지도자들이 선택한 사회 변화를 위한 고정된 경로는 정부 정책에 의해 "유도"되었는지 여부에 관계없이 사회적 선택을 통해 나타나는 전환과는 매우 다릅니다.

남아공의 한 주택에 태양광 패널 설치

실제로 일부 국가에는 독특한 사회경제적 팁 기회가 있습니다. 예를 들어 남아프리카에서는 거의 90%의 전기가 석탄에 의해 생성 2020년에는 인프라 노후화로 인해 정기적으로 정전이 발생합니다. 많은 사람들은 기후 목표와 재생 에너지의 급락하는 비용으로 인해 남아공이 표준 탄소 연료 개발 경로를 우회하여 대신 재생 에너지를 중심으로 하는 새로운 체제로 뛰어들 수 있기를 희망합니다. 2022년 연구에 따르면 조나단 한토베를린 공과대학, 이 전환이 서서히 시작되고 있습니다. 새로운 풍력 및 태양열 설치는 2015년 이후 남아프리카 공화국의 신규 석탄 발전소보다 저렴했으며, 새로운 법안은 저탄소 대안을 지원하고 있습니다.지속가능한 발전을 위한 에너지 69 164).

Reinette (Oonsie) 빅스, 지속 가능성 연구원 스텔 렌 보쉬 대학교, 남아공은 경제와 사회의 많은 부분이 에너지 사용을 중심으로 구축되기 때문에 국가의 에너지 시스템을 새로운 주로 전환하는 것이 "게임 체인저"가 될 것이라고 말합니다. 그러나 그녀는 경제 모델이 보다 분산되고 공평해져야만 변화가 가능할 것이라고 경고합니다. Biggs는 커뮤니티 프로젝트에서 일정 비율의 에너지를 생성하고 소규모 프로젝트가 그리드에 판매되는 기준을 낮추도록 요구하는 법안을 원합니다.

이러한 거대한 도전과제와 함께 기후 재앙의 직전에서 벗어나기 위해서는 지역 이니셔티브와 국가 개입의 조합이 필요할 것입니다. 그러나 사회경제적 전환이 반드시 암울할 필요는 없습니다. 집단적 상상력이 활성화된다면, 우리는 더 이상 천연 자원이 소수의 전유물이 아니며 번영이 모두의 선택이 되는 새로운 세상으로 우리 자신을 기울일 수 있을 것입니다.

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