Podnebne spremembe niso več oddaljena grožnja, ampak se že soočamo z nevarnimi "prelomnimi točkami", ki bi lahko za vedno spremenile naše vsakdanje življenje. James Dacey ugotavlja, kako bi nam lahko nove raziskave sistemov človek-podnebje pomagale preprečiti katastrofo
"Opozorila pred poplavami zaradi močnega dežja in neviht"
Hudourniški nalivi sprožijo potovalni kaos
"Ljudje obtičali, ko so skupnosti odrezale poplave"
Zgodbe o poplavah so stalnica v medijih. To ni presenetljivo glede na to, da lahko močno deževje močno vpliva na lokalne skupnosti – poškoduje domove, prekine električne napeljave in blokira ceste. Toda predstavljajte si, da bi nesrečna kombinacija intenzivnih lokalnih poplav v enem delu države sprožila potovalni kaos po vsej državi.
Takšen dogodek je primer a prelomna točka v družbenoekonomskem sistemu – ko razmeroma majhen vložek sproži nesorazmerno velik izid, ki povzroči socialne in ekonomske posledice, ki jih ni mogoče zlahka odpraviti. V tem scenariju so sprožilec poplavne vode na relativno majhnem območju, točka preloma pa izguba funkcionalnosti državnega cestnega omrežja. Če ljudje ne morejo potovati, se gospodarska in družbena dejavnost hitro ustavita. Da, poplavne vode se bodo umirile, a da bi preprečili ponovitev podobnega izida, bi bilo treba prenoviti cestni sistem.
V fiziki so prelomne točke – ali kritične točke – običajne. Najdemo jih v vseh vrstah faznih prehodov, pa naj gre za pretvorbo tekočine v plin ali nenadno magnetizacijo feroelektričnih materialov (glejte okvir spodaj). Toda naraščajoče zanimanje za nelinearnost v družbenem kontekstu je mogoče povezati z uspešnico Malcolma Gladwella iz leta 2000 o »pop-sociologiji« Tipping point. Dekonstruiral je več zmedenih družbenih trendov, vključno z dramatičnim upadom stopnje kriminala v New Yorku v devetdesetih letih prejšnjega stoletja in nepričakovanim (in nepovezanim) ponovnim vzponom čevljev Hush Puppies v istem desetletju.
V nekaj letih je koncept prelomne točke vstopil tudi v podnebne pogovore. Strahovi so rasli okoli katastrofalnih dogodkov z omejeno reverzibilnostjo, kot je obsežno odmiranje amazonskega deževnega gozda (ko se zdravje rastlin postopno slabša, kar včasih povzroči smrt organizmov) in taljenje ledenih plošč, ki posledično povzroči dvig globalne morske gladine. Zaradi teh pomislekov je skupina okoljskih znanstvenikov iz Združenega kraljestva in Nemčije leta 2008 posvarila, da »lahke projekcije globalnih sprememb lahko družbo zazibljejo v lažen občutek varnosti« (PNAS 105 1786). Opredelili so "prevrnitveni element" kot subkontinentalni podsistem Zemlje, ki ga je mogoče v določenih okoliščinah preklopiti v kvalitativno drugačno stanje z majhnimi motnjami.
Ljudje so zaradi dviga morske gladine že prisiljeni zapustiti svoje domove, kmetijska zemljišča pa se zaradi suše opuščajo.
V zadnjih letih se je koncept prelomne točke razširil na sisteme človek-podnebje, njegova terminologija pa se pojavlja celo v Poročila z Medvladni panel o podnebnih spremembah. Širši vpliv lokalnih poplav je le ena od mnogih možnih socialno-ekonomskih prelomnic, ki jih sprožijo podnebne spremembe. Pravzaprav so ljudje že prisiljeni zapustiti svoje domove zaradi dviga morske gladine, kmetijska zemljišča se opuščajo zaradi suše, smučišča pa zaradi globalnega segrevanja izgubljajo sneg. Toda v poskusu, da bi predvideli nevarne pragove in preprečili, da bi jih prestopili, se pojavlja povsem novo akademsko področje, v katerem raziskovalci iz vseh družbenih in fizikalnih ved preiskujejo zapletene interakcije med podnebnimi in družbenoekonomskimi sistemi.
Pot do prelomne točke
Ena nedavna študija na tem rastočem področju je ocenila odpornost evropskih cestnih omrežij na poplave (Raziskava transporta, del D 108 103332). Voden z Kees van Ginkel – raziskovalec prilagajanja podnebnim spremembam in obvladovanja tveganja pri Inštitut Deltares na Nizozemskem – študija je pokazala, da so majhne gorske države, kot so Slovenija, Makedonija in Albanija, še posebej ranljive, saj najhujših 5 % poplav v sto letih na lokalnih območjih lahko izolira celotne regije zaradi pomanjkanje odpornosti v cestnem omrežju. Zaradi omejenega števila povezav med ključnimi gospodarskimi središči v teh državah bi po ocenah 32–41 % voznikov moralo ubrati obvoze – med katerimi so mnogi ekstremni – kar bi povzročilo socialne in gospodarske motnje.
Nasprotno pa so cestna omrežja v bogatejših, večjih državah – kot so Združeno kraljestvo, Nemčija in Francija – na splošno bolj robustna, čeprav so lahko tudi v njih še vedno lokalna ranljivosti. Dvodnevno močno deževje nad srednjo Evropo julija 2021 je na primer povzročilo hude poplave, v katerih je umrlo najmanj 222 ljudi v Nemčiji in Belgiji, s hudo škodo na infrastrukturi v širši regiji. Večji del opustošenja se je zgodil v nemških zveznih deželah Severno Porenje-Vestfalija in Porenje-Pfalško, kjer so strme ozke doline povzročile lijakaste učinke. Še več, ravni poplavne vode so bile povišane, ker so bila tla pred rekordnimi julijskimi padavinami v povodjih rek Ahr in Erft večinoma nasičena. Poplave in zemeljski plazovi so povzročili zaprtje cest, kar je prerezalo evakuacijske poti za več vasi.
Modeli, ki jih uporabljajo današnji raziskovalci socialnih nasvetov, so podobni nedavnemu razvoju teorije omrežij in kritičnih prehodov v fizičnih sistemih. Van Ginklova študija ceste je na primer sprejela pristop mrežne perkolacije, ki se uporablja v fiziki za modeliranje faznih prehodov v materialih. Ta pristop lahko na primer opiše, kako se bo raztopina polimerov spremenila v tog gel, ko se bo dovolj verig povezalo skupaj, pri čemer se bo zamenjava zgodila na tako imenovani "perkolacijski točki".
Bistveno je, da je van Ginklova skupina prilagodila fizični model, da bi bil pomemben za oblikovalce politik. To je zato, ker so v človeških sistemih lahko nesprejemljive prelomne točke dosežene veliko pred matematično točko perkolacije. »V naši študiji je prava točka pronicanja tam, kjer je v bistvu poplavljena celotna država – in če se je to res zgodilo, potem pomanjkanje cestnega omrežja ni več vaš največji problem,« pravi.
Namesto tega so socialne prelomne točke opredeljene s človeškimi dejavniki – v tem primeru velika izguba funkcionalnosti državnega cestnega omrežja med poplavo, kot je opredeljeno z odseki poti, spremembami poti in skupnimi zamudnimi časi. Van Ginkel pravi, da se nacionalni cestni organi verjetno že zavedajo nekaterih ranljivosti, ki jih razkriva študija njegove skupine. Vrednost, pravi, je v tem, da omogoča primerjave med narodi, kar bi lahko bilo koristno za oblikovalce politik ali poslovne vlagatelje.
Pri mnogih sistemih prelomne točke morda ne sproži neposredno podnebje. Kot poudarja van Ginkel, je to lahko posledica spremembe politike, ki odpravlja podporo skupnostim, ki se soočajo z vplivi počasnih in vztrajnih podnebnih sprememb. Kmetijski delavci v vse bolj sušnih regijah, ki so na primer odvisni od državnih subvencij, bi bili na primer izpostavljeni akumuliranim počasnim vplivom podnebnih sprememb, če bi bila njihova podpora nenadoma odpravljena. Z drugimi besedami: nelinearnost obstaja v družbenem sistemu.
Prelomne točke v fizičnih sistemih
V fiziki se zamisel o faznih prehodih ali kritičnih točkah pojavi v številnih kontekstih. V fiziki kondenzirane snovi lahko material pri kritičnih temperaturah nenadoma preide v bistveno drugačno stanje, tekočina lahko postane plin, medtem ko se standardna kovina lahko spremeni v superprevodnik. Statistična mehanika ponuja način razumevanja faznih prehodov prek Isingovega modela, ki je bil prvotno razvit za razlago spontane magnetizacije v feromagnetnem filmu.
Sorodna teorija, teorija perkolacije, se uporablja za modeliranje nenadnega pojava povezljivosti na dolge razdalje v sistemu naključnih nepovezanih grozdov. Teorija perkolacije je bila uporabljena za preučevanje vsega, od širjenja zlomov v materialih do širjenja gozdnih požarov in drobljenja bioloških virusov. Danes se nekatera od teh orodij statistične fizike preuredijo za raziskovanje družbene dinamike – od načina širjenja novic na družbenih medijih do vzorcev glasovanja in zapletenih interakcij med podnebnimi in družbenoekonomskimi sistemi.
Ne samo poguba in mrak
Študije socialnih prelomnih točk ne razkrivajo le ranljivosti in napovedujejo katastrofe. Prav tako nam pomagajo razumeti mehaniko zaželenih hitrih družbenih sprememb. Zakaj je na primer po desetletjih tolerance hitro postalo nepredstavljivo dovoliti kajenje v javnih prostorih? Zakaj je protest enega švedskega učenca spodbudil generacijo k kampanji o podnebnih grožnjah? Ali zakaj je bila potrebna pandemija, da je hibridno delo postalo široko sprejeto?
Preprost odgovor na takšna vprašanja je, da je bil čas pravi – vendar je to očitno le v ozadju. Bolj primerno vprašanje za ustvarjalce sprememb je: kako lahko »nagnete« družbene in ekonomske sisteme, da omogočite hitre progresivne spremembe?
Pri Gladwellu Tipping point trdi, da so uspešne intervencije ponavadi tesno osredotočene in zahtevajo skromne vedenjske spremembe posameznikov. Po njegovem mnenju morajo biti pobude za socialno napitnino priročne in izvajati jih mora kombinacija prodajalcev, povezovalcev in strokovnjakov. Navaja pobudo za ozaveščanje o sladkorni bolezni in raku dojke v črnski skupnosti San Diega, ki jo vodi medicinska sestra Georgia Sadler. Potem ko je imela začetna kampanja v lokalnih cerkvah majhen učinek, se je Sadlerjeva osredotočila na lokalne kozmetične salone. Vedela je, da gre za sproščujoča mesta, kjer ljudje že zaupajo stilistom, zato so bili usposobljeni za posredovanje sporočil kampanje v pogovoru. Ta prilagoditev taktike je privedla do velikega uspeha – nadaljnja študija, katere soavtor je bil Sadler, je odkrila znatno višje stopnje mamografije med afroameriškimi ženskami, ki so bile izpostavljene salonskim sporočilom, v primerjavi s kontrolno skupino, ki ni (J. Natl Med. Izr. 103 735).
Izziv podnebne krize je, da počasne in enakomerne spremembe morda niso več dovolj dobre, da bi se izognili katastrofi. Raziskovalci so nedavno ugotovili, da nas je trenutno globalno segrevanje za 1.1 °C nad predindustrijsko ravnjo že premaknilo v razpone za pet podnebnih prelomnih točk (Znanost 10.1126/science.abn7950). To so propad grenlandske in zahodne antarktične ledene plošče; taljenje območij permafrosta v kratkem času, pri čemer se sprostijo velike količine shranjenega ogljikovega dioksida; popolna izguba koralnih grebenov na nizkih zemljepisnih širinah; in drastično oslabitev pomembnega oceanskega toka v severnem Atlantiku.
Da bi se spopadli s podnebnimi izzivi, se svetovni voditelji sestajajo zdaj (6.–18. novembra) na konferenci ZN o podnebnih spremembah v Egiptu (COP 27), za pogajanja o ključnih vprašanjih, kot so podnebno financiranje, energetske poti in prilagajanje podnebnim grožnjam. Toda kakršni koli dogovori, ki bodo sklenjeni, bodo imeli malo koristi, če obljubljenih sprememb ne bodo sprejeli posamezniki, skupnosti in podjetja, na katere vplivajo. Zato morajo odločevalci razumeti dinamiko družbenih sprememb.
En raziskovalec, ki raziskuje mehanizme prehodov v sistemih človek–klima, je Ilona Otto, družboslovka na Univerza v Gradcu, Avstrija. V dokumentu iz leta 2020 sta Otto in njena ekipa opredelila šest elementov socialnega napitnine, ki so ključni za izpolnjevanje Sporazum Paris o podnebnih spremembah (PNAS 117 2354). Pokrivajo energijo; razogljičenje mest; opustitev fosilnih goriv; moralne posledice fosilnih goriv; podnebna vzgoja in sodelovanje; in izboljšane informacije o emisijah toplogrednih plinov. Za vsak element napitnine so bile predlagane strategije na podlagi posvetovanj s strokovnjaki iz akademskih krogov, industrije ter civilnih in vladnih organizacij. Zamisli segajo od novih gradbenih materialov in spodbujanja brezmesnih diet do oblikovanja globalnega okoljskega sodišča.
Za Otta so najmočnejša gonila sprememb povezana z infrastrukturo in družbenimi normami. Vzemimo za primer dva plinovoda Severni tok, ki sta bila zgrajena za dostavo zemeljskega plina iz Rusije v Evropo. Po ruski invaziji na Ukrajino v začetku leta 2022 je bil 11 milijard dolarjev vreden plinovod Severni tok 2 skoraj opuščen, Rusija pa je od takrat kot odgovor na sankcije Zahoda izklopila Severni tok 1. Posledično so cene energije in življenjskih potrebščin po Evropi močno narasle.
Fizika javnega mnenja
Vendar kljub stiski večina evropskih prebivalcev ne kriči, da bi se cevovodi ponovno vključili – obstaja kolektivno sprejetje, da bi bilo moralno odvratno financirati rusko vojno. Otto pravi, da so ti nedavni dogodki jasen znak, da je treba pospešiti uporabo alternativ obnovljivih virov energije. Boji pa se, da se večnacionalni projekti v obsegu Severnega toka zdijo samo za fosilna goriva – kljub vsej retoriki o prehodu na zeleno energijo.
Otto trenutno proučuje vpliv osebnih odločitev na podnebje, pri čemer začasne analize Združenega kraljestva in Nemčije kažejo, da so gospodinjski ogrevalni sistemi običajno največja spremenljivka v posameznih emisijah. Da bi razumel zapletena gospodarska, socialna in moralna vprašanja, s katerimi se soočajo potrošniki, Otto uporablja »modele okužbe«, ki se običajno uporabljajo za preučevanje, kako se širijo epidemije. Rezultati bi lahko pomagali pri kampanjah za spodbujanje ljudi k uživanju manj mesa, uporabi bolj zelenih oblik potovanja ali sprožitvi sprememb šolskih učnih načrtov. "Družbeni znanstveniki zdaj delajo bolj kvantitativno in so bolj odprti za kvantitativne modele," pravi Otto.
Globalne perspektive
Družbene prelomnice sprožajo tudi moralna vprašanja. Za Kitajsko bi lahko rekli, da je pokazala najučinkovitejše socialno napitnino v novejši zgodovini z intervencijami na državni ravni, kot je politika enega otroka (1980–2016) in hitrim gospodarskim razvojem. Toda fiksna pot za družbene spremembe, ki so jo izbrali voditelji enopartijske države, se zelo razlikuje od prehodov, ki nastanejo zaradi družbenih odločitev – ne glede na to, ali jih »nagiba« vladna politika ali ne.
Pravzaprav imajo nekatere države edinstvene socialno-ekonomske priložnosti za napitnino. V Južni Afriki je bilo na primer skoraj 90 % električne energije ki ga ustvarja premog leta 2020, vendar starajoča se infrastruktura pomeni, da država redno doživlja izpade elektrike. Mnogi upajo, da bodo podnebni cilji in padajoči stroški obnovljive energije Južni Afriki omogočili, da zaobide standardno razvojno pot, ki temelji na ogljiku, namesto da preskoči na nov režim, osredotočen na obnovljivo energijo. Glede na študijo iz leta 2022, ki jo je vodil Jonathan Hanto od Berlinski inštitut za tehnologijo, ta prehod se počasi začenja. Nove vetrne in sončne naprave so od leta 2015 v Južni Afriki cenejše od novih elektrarn na premog, medtem ko nova zakonodaja podpira nizkoogljične alternative (Energija za trajnostni razvoj 69 164).
Reinette (Oonsie) Biggs, raziskovalec trajnosti na Univerza Stellenbosch, Južna Afrika, pravi, da bo prehod državnega energetskega sistema v novo stanje "spremenil igro", saj je velik del gospodarstva in družbe zgrajen okoli rabe energije. Vendar opozarja, da bodo spremembe transformativne le, če bo ekonomski model postal bolj porazdeljen in pravičen. Biggs želi zakonodajo, ki zahteva, da določen odstotek energije proizvedejo skupnostni projekti, in da zniža prag za manjše projekte, ki se prodajajo v omrežje.
Ob tako velikih izzivih bo potrebna kombinacija lokalnih pobud in državnih posegov, da nas odvrnejo od roba podnebne katastrofe. Vendar ni nujno, da so socialno-ekonomske tranzicije vse pogubne. Če je mogoče aktivirati kolektivno domišljijo, se morda lahko vrnemo v nov svet, kjer naravni viri niso več v prevladi peščice in je blaginja možnost za vse.
