Vändpunkter för klimatet: att dra sig tillbaka från randen och påskynda positiv förändring

"Översvämningsvarningar när kraftigt regn och åskväder drabbar"
"Torrentiska skyfall utlöser resekaos"
"Människor strandade när översvämningar skär av samhällen"

Berättelser om översvämningar är en basdiet i media. Det är knappast förvånande med tanke på att kraftigt regn kan ha en enorm inverkan på lokala samhällen – skada hem, slå ut kraftledningar och blockera vägar. Men tänk om en olycklig kombination av intensiva lokala översvämningar i en del av ett land utlöste resekaos över en hel nation.

En sådan händelse är ett exempel på en vändpunkt i ett socioekonomiskt system – när en relativt liten insats utlöser ett oproportionerligt stort utfall som medför sociala och ekonomiska konsekvenser som inte enkelt kan vändas. I detta scenario är den utlösande faktorn översvämningsvatten inom ett relativt litet område, och tipppunkten är förlusten av funktionalitet hos det nationella vägnätet. Om människor inte kan resa, stannar den ekonomiska och sociala verksamheten snabbt. Ja, översvämningsvattnet kommer att avta, men för att förhindra att ett liknande resultat inträffar igen, skulle vägsystemet behöva göras om.

Inom fysiken är tipppunkter – eller kritiska punkter – vardagligt. De kan hittas i alla möjliga fasövergångar, oavsett om det är en vätska som förvandlas till gas, eller plötslig magnetisering av ferroelektriska material (se ruta nedan). Men det ökande intresset för olinjäritet i ett socialt sammanhang kan kopplas till Malcolm Gladwells 2000 bästsäljande "popsociology"-bok The Tipping Point. Det dekonstruerade flera förvirrande sociala trender, inklusive den dramatiska nedgången i New York Citys brottsfrekvens på 1990-talet, och den oväntade (och orelaterade) återkomsten av Hush Puppies-skor samma årtionde.

Inom några år hade även tipppunktskonceptet kommit in i klimatsamtal. Rädslan växte kring katastrofala händelser med begränsad reversibilitet, som den storskaliga utrotningen av regnskogen i Amazonas (när växthälsan gradvis försämras, vilket ibland resulterar i organismers död), och smältningen av inlandsisar som i sin tur får de globala havsnivåerna att stiga. Dessa farhågor fick ett team av miljöforskare i Storbritannien och Tyskland att varna 2008 för att "samhället kan invaggas i en falsk känsla av säkerhet genom smidiga prognoser av global förändring" (PNAS 105 1786). De definierade ett "tippelement" som ett subkontinentalt delsystem av jorden som kan förvandlas – under vissa omständigheter – till ett kvalitativt annorlunda tillstånd genom små störningar.

Människor tvingas redan fly sina hem på grund av stigande havsnivåer, medan jordbruksmark överges på grund av torka

Under de senaste åren har tipppunktskonceptet utvidgats till mänskliga klimatsystem, och dess terminologi finns till och med i rapporter genom att Intergovernmental Panel on Climate Change. Den bredare effekten av lokala översvämningar är bara en av många potentiella socioekonomiska tipppunkter som utlöses av förändringar i klimatet. Faktum är att människor redan tvingas fly från sina hem på grund av stigande havsnivåer, medan jordbruksmark överges på grund av torka och skidorter tappar snö på grund av den globala uppvärmningen. Men i ett försök att förutse farliga trösklar och hindra oss från att passera dem, växer ett helt nytt akademiskt område fram, där forskare från hela samhälls- och fysikaliska vetenskaperna undersöker det komplexa samspelet mellan klimat och socioekonomiska system.

Vägen till en vändpunkt

En nyligen genomförd studie inom detta växande område bedömde hur robusta europeiska vägnät är mot översvämningar (Transportforskning Del D 108 103332). Ledd av Kees van Ginkel – en forskare om klimatanpassning och riskhantering vid Deltares Institutet i Nederländerna – fann studien att små bergsländer, som Slovenien, Makedonien och Albanien, är särskilt utsatta, med de värsta 5 % av översvämningarna på ett hundra år i lokala områden som potentiellt isolerar hela regioner på grund av en bristande motståndskraft i vägnätet. På grund av det begränsade antalet förbindelser mellan viktiga ekonomiska centra i dessa länder skulle uppskattningsvis 32–41 % av förarna behöva ta omvägar – många av dem extrema – vilket medför sociala och ekonomiska störningar.

Däremot är vägnäten i rikare, större länder – som Storbritannien, Tyskland och Frankrike – generellt sett mer robusta, även om de fortfarande kan ha lokala sårbarheter. Två dagar av kraftiga regn över Centraleuropa i juli 2021 ledde till exempel till extrema översvämningar där minst 222 människor dödades i Tyskland och Belgien, med allvarliga skador på infrastrukturen i en större region. Mycket av förödelsen inträffade i de tyska delstaterna Nordrhein-Westfalen och Rheinland-Pfalz, där branta smala dalar skapade trattliknande effekter. Dessutom höjdes översvämningsvattennivåerna på grund av att marken till stor del var mättad innan den rekordstora nederbörden i juli i avrinningsområdena för floderna Ahr och Erft. Översvämningar och jordskred ledde till att vägarna stängdes av, vilket avbröt evakueringsvägarna för flera byar.

De modeller som används av dagens forskare med socialt tips har likheter med den senaste utvecklingen inom nätverksteori och kritiska övergångar i fysiska system. Van Ginkels vägstudie antog till exempel en nätverksgenomströmningsmetod, som används i fysiken för att modellera fasövergångar i material. Detta tillvägagångssätt kan till exempel beskriva hur en lösning av polymerer kommer att förvandlas till en styv gel när tillräckligt många kedjor har länkats samman, med växlingen som sker vid vad som kallas en "perkolationspunkt".

Det avgörande var att van Ginkels grupp anpassade den fysiska modellen för att göra den relevant för beslutsfattare. Det beror på att i mänskliga system kan oacceptabla tipppunkter nås långt före den matematiska perkolationspunkten. "I vår studie är den verkliga perkolationspunkten där hela landet i princip är översvämmat - och om det hände är avsaknaden av ett vägnät inte längre ditt största problem", säger han.

Istället definieras sociala tipppunkter av mänskliga faktorer – i det här fallet den stora förlusten av funktionalitet hos ett nationellt vägnät under en översvämning, som definieras av avgränsningsrutter, ruttändringar och övergripande förseningstider. Van Ginkel säger att nationella vägmyndigheter troligen redan är medvetna om några av de sårbarheter som hans grupps studie avslöjar. Värdet, säger han, är att det gör det möjligt att göra jämförelser mellan nationer, vilket kan vara användbart för beslutsfattare eller för affärsinvesterare.

För många system kan det hända att vändpunkten inte direkt utlöses av klimatet. Som van Ginkel påpekar kan det bero på en policyförändring som tar bort stödet för samhällen som står inför effekterna av långsamma och stadiga klimatförändringar. Jordbruksarbetare i allt torrare regioner som är beroende av statliga subventioner, till exempel, skulle bli utsatta för ackumulerade långsamma effekter av klimatförändringar om deras stöd plötsligt togs bort. Med andra ord: olinjäriteten finns i det sociala systemet.

Inte bara undergång och dysterhet

Sociala tipppunktstudier avslöjar inte bara sårbarheter och förutsäger katastrofer. De hjälper oss också att förstå mekaniken bakom en önskvärd snabb social förändring. Varför blev det till exempel snabbt otänkbart att tillåta rökning i offentliga utrymmen efter årtionden av tolerans? Varför gav en svensk elevs protest energi till en generation att kampanja om klimathot? Eller varför krävdes det en pandemi för att hybridarbete skulle bli allmänt antaget?

Det enkla svaret på sådana frågor är att tiden var rätt – men det är bara uppenbart i efterhand. Den mer relevanta frågan för förändringsmakare är: hur kan du "tipsa" sociala och ekonomiska system för att underlätta snabba progressiva förändringar?

I Gladwells The Tipping Point han hävdar att framgångsrika insatser tenderar att vara hårt fokuserade och kräver blygsamma beteendeförändringar för individer. Enligt honom måste initiativ för sociala tips vara bekväma och levereras av en kombination av säljare, kontakter och experter. Han citerar ett initiativ för medvetenhet om diabetes och bröstcancer i det svarta samhället i San Diego, ledd av sjuksköterskan Georgia Sadler. Efter att en första kampanj i lokala kyrkor hade liten effekt, flyttade Sadler sitt fokus till lokala skönhetssalonger. Hon visste att de var avkopplande platser där folk redan litar på stylisterna, så de utbildades i att leverera kampanjbudskap i konversation. Denna justering av taktik ledde till stor framgång – en uppföljningsstudie som Sadler var medförfattare till fann signifikant högre frekvenser av mammografi bland afroamerikanska kvinnor som exponerades för salongens meddelanden, jämfört med en kontrollgrupp som inte hade (J. Natl Med. Assoc. 103 735).

Utmaningen med klimatkrisen är att långsam och stadig förändring kanske inte längre är tillräckligt bra för att undvika katastrofer. Forskare fann nyligen att den nuvarande globala uppvärmningen på 1.1 °C över förindustriella nivåer redan har flyttat oss till intervallen för fem klimattippen (Vetenskap 10.1126/science.abn7950). Dessa är kollapsen av både Grönlands och Västantarktiska istäcken; upptining av permafrostregioner under en kort tidsperiod och frigör stora mängder lagrad koldioxid; fullständig förlust av korallrev på låga breddgrader; och den drastiska försvagningen av en viktig havsström i norra Atlanten.

För att tackla klimatutmaningarna träffas världens ledare nu (6–18 november) vid FN:s klimatkonferens i Egypten (COP 27), för att förhandla fram nyckelfrågor som klimatfinansiering, energivägar och anpassning till klimathot. Men alla avtal som görs kommer att vara till liten nytta om utlovade förändringar inte omfamnas av de individer, samhällen och företag som de påverkar. Det är därför beslutsfattare måste förstå dynamiken i social förändring.

En forskare som undersöker mekanismerna för övergångar i människa-klimatsystem är Ilona Otto, en samhällsvetare vid University of Graz, Österrike. I en tidning från 2020 identifierade Otto och hennes team sex sociala tipselement som anses vara avgörande för att möta Parisavtalet om klimatförändringar (PNAS 117 2354). De täcker energi; koldioxidutsläppande städer; avyttring från fossila bränslen; moraliska konsekvenser av fossila bränslen; klimatutbildning och engagemang; och förbättrad information om utsläpp av växthusgaser. Strategier föreslogs för varje tipselement, baserade på samråd med experter från akademi, industri och civila och statliga organisationer. Idéerna sträcker sig från nya byggmaterial och främjande av köttfri dieter, till bildandet av en global miljödomstol.

För Otto är de mest kraftfulla drivkrafterna för förändring relaterad till infrastruktur och sociala normer. Ta till exempel de två Nord Stream-ledningarna, som byggdes för att leverera naturgas från Ryssland till Europa. Efter Rysslands invasion av Ukraina i början av 2022 övergavs Nord Stream 11-rörledningen på 2 miljarder dollar nästan, och Ryssland har sedan dess stängt av Nord Stream 1 som svar på västerländska sanktioner. Som ett resultat har energi- och konsumentpriserna i hela Europa skjutit i höjden.

Den allmänna opinionens fysik

Men trots pressen, skriker de flesta europeiska invånare inte att rörledningarna ska slås på igen – det finns en kollektiv acceptans att det skulle vara moraliskt avskyvärt att finansiera Rysslands krig. Otto säger att den senaste utvecklingen är ett tydligt tecken på att alternativ för förnybar energi bör snabbspåras. Hon fruktar dock att Nord Stream-ska multinationella projekt bara verkar hända för fossila bränslen – trots all retorik om grön energiövergångar.

Otto tittar för närvarande på inverkan av personliga val på klimatet, med provisoriska analyser av Storbritannien och Tyskland som tyder på att hushållens värmesystem vanligtvis är den största variabeln i individuella utsläpp. För att förstå de komplexa ekonomiska, sociala och moraliska frågor som konsumenter står inför använder Otto "smittmodeller", som vanligtvis används för att studera hur epidemier sprids. Resultaten kan hjälpa till med kampanjer för att uppmuntra människor att äta mindre kött, använda grönare reseformer eller utlösa förändringar i skolans läroplaner. "Samhällsvetare arbetar nu mer kvantitativt och är mer öppna för kvantitativa modeller", säger Otto.

Globala perspektiv

Sociala vändpunkter väcker också moraliska frågor. Kina kan sägas ha visat på den mest effektiva sociala tipsen i nyare historia, genom interventioner på statlig nivå som ettbarnspolitiken (1980–2016) och dess snabba ekonomiska utveckling. Men en fast väg för social förändring som väljs av ledare för en enpartistat skiljer sig mycket från övergångar som uppstår genom samhälleliga val – oavsett om de "tippats" av regeringens politik eller inte.

Faktum är att vissa länder har unika socioekonomiska dricksmöjligheter. I Sydafrika, till exempel, var nästan 90% av elen genereras av kol år 2020, men en åldrande infrastruktur innebär att landet regelbundet upplever blackouts. Många hoppas att klimatmål och sjunkande kostnader för förnybar energi kommer att göra det möjligt för Sydafrika att kringgå den vanliga koldrivna utvecklingsvägen – istället hoppa till en ny regim centrerad på förnybar energi. Enligt en studie från 2022 ledd av Jonathan Hanto av Berlins tekniska högskola, denna övergång börjar sakta. Nya vind- och solinstallationer har varit billigare än nya kolanläggningar i Sydafrika sedan 2015, medan ny lagstiftning stödjer alternativ med låga koldioxidutsläpp (Energi för hållbar utveckling 69 164).

Reinette (Oonsie) Biggs, hållbarhetsforskare vid Stellenbosch University, Sydafrika, säger att omvandlingen av landets energisystem till en ny stat kommer att vara en "gamechanger" eftersom så mycket av ekonomin och samhället är uppbyggt kring energianvändning. Men hon varnar för att förändringar bara kommer att förändras om den ekonomiska modellen blir mer fördelad och rättvis. Biggs vill ha en lagstiftning som kräver att en viss andel energi ska genereras av samhällsprojekt, och att sänka ribban för att småskaliga projekt ska sälja in i elnätet.

Med sådana enorma utmaningar kommer det att behövas en kombination av lokala initiativ och statliga insatser för att tippa oss bort från randen av klimatkatastrofen. Men socioekonomiska övergångar behöver inte bara vara undergång och dysterhet. Om den kollektiva fantasin kan aktiveras kanske vi kan tippa in i en ny värld där naturresurser inte längre är de fåtals herravälde och välstånd är ett alternativ för alla.