Det er mere end blot klimaforandringer

En ny videnskabelig artikel fra et internationalt hold ledet af University of Maryland af fremtrædende videnskabsmænd, herunder fem medlemmer af de nationale akademier, hævder, at der mangler kritiske tovejsfeedbacks fra nuværende klimamodeller, der bruges til at informere miljø, klima, og økonomisk politik. De vigtigste utilstrækkeligt modellerede variable er ulighed, forbrug, og befolkning.

I denne forskning, forfatterne præsenterer omfattende beviser på behovet for et nyt paradigme for modellering, der inkorporerer de feedbacks, som Jordsystemet har på mennesker, og foreslå en ramme for fremtidig modellering, der ville tjene som en mere realistisk vejledning for politikudformning og bæredygtig udvikling.

Tolv af det tværfaglige team på 20 medforfattere er fra University of Maryland, med flere andre universiteter (Northeastern University, Columbia University, George Mason University, Johns Hopkins University, og Brown University) og andre institutioner (Joint Global Change Research Institute, University Corporation for Atmosfærisk Forskning, Instituttet for Globalt Miljø og Samfund, Japans RIKEN-forskningsinstitut, og NASA's Goddard Space Flight Center) også repræsenteret.

Undersøgelsen forklarer, at Jordsystemet (f.eks. atmosfære, ocean, jord, og biosfæren) giver det menneskelige system (f.eks. mennesker og deres produktion, fordeling, og forbrug) ikke kun kilderne til dets input (f.eks. vand, energi, biomasse, og materialer), men også vaskene (f.eks. atmosfære, oceaner, floder, søer, og lande), der absorberer og behandler dets output (f.eks. emissioner, forurening, og andet affald).

Med titlen "Modellering af bæredygtighed:befolkning, Ulighed, Forbrug, og tovejskobling af jorden og menneskelige systemer", papiret beskriver, hvordan den hurtige vækst i ressourceforbrug, ændring af arealanvendelsen, emissioner, og forurening har gjort menneskeheden til den dominerende drivkraft for forandring i de fleste af Jordens naturlige systemer, og hvordan disse ændrer sig, på tur, har kritiske feedback-effekter på mennesker med dyre og alvorlige konsekvenser, herunder menneskers sundhed og velvære, økonomisk vækst og udvikling, og endda menneskelig migration og samfundskonflikt. Imidlertid, papiret hævder, at disse to-vejs interaktioner ("bidirektional kobling") ikke er inkluderet i de nuværende modeller.

Oxford University Press's multidisciplinære tidsskrift National Science Review , som udgav papiret, har fremhævet arbejdet i sit aktuelle nummer, påpeger, at "ændringshastigheden af ​​atmosfæriske koncentrationer af CO2, CH4, og N2O [de primære drivhusgasser] steg med over 700, 1000, og 300 gange (henholdsvis) i perioden efter den grønne revolution sammenlignet med præindustrielle priser." Se figur 1 fra Highlights-artiklen, gengivet nedenfor.

"Mange datasæt, for eksempel, data for den samlede koncentration af atmosfæriske drivhusgasser, viser, at den menneskelige befolkning har været en stærk drivkraft for den samlede påvirkning af mennesker på vores planet Jorden. Dette ses især efter de to store accelererende regimeskift:den industrielle revolution (~1750) og den grønne revolution (~1950)", sagde Safa Motesharrei, UMD systemforsker og hovedforfatter af papiret. "For den seneste tid, vi viser, at den samlede indvirkning er vokset i gennemsnit ~ 4 procent mellem 1950 og 2010, med næsten lige store bidrag fra befolkningsvækst (~1,7 procent) og BNP pr. indbygger (~2,2 procent). Det svarer til en fordobling af den samlede påvirkning hvert ~17. år. Denne fordobling af virkningen er chokerende hurtig."

"Imidlertid, disse menneskelige påvirkninger kan kun virkelig forstås i sammenhæng med økonomisk ulighed, " påpegede politolog og medforfatter Jorge Rivas fra Instituttet for Globalt Miljø og Samfund. "Det gennemsnitlige ressourceforbrug pr. indbygger i velhavende lande er 5 til 10 gange højere end i udviklingslande, og de udviklede lande er ansvarlige for over tre fjerdedele af de kumulative drivhusgasemissioner fra 1850 til 2000."

Geograf og medforfatter ved University of Maryland, Klaus Hubacek, tilføjede:"Forskellen er endnu større, når uligheden inden for landene er inkluderet. F.eks. omkring 50 procent af verdens mennesker lever for mindre end $3 om dagen, 75 procent på mindre end $8,50, og 90 procent på mindre end $23. En effekt af denne ulighed er, at de øverste 10 procent producerer næsten lige så meget samlede kulstofemissioner som de nederste 90 procent tilsammen."

Undersøgelsen forklarer, at stigninger i økonomisk ulighed, forbrug pr. indbygger, og den samlede befolkning driver alle denne hurtige vækst i menneskelig indvirkning, men at de store videnskabelige modeller for jord-menneskelige system-interaktion ikke tovejs (interaktivt) kobler jordsystemmodeller med de primære menneskelige system-drivere til forandring, såsom demografi, ulighed, økonomisk vækst, og migration.

Forskerne hævder, at nuværende modeller i stedet generelt bruger uafhængige, eksterne projektioner af disse chauffører. "Denne mangel på to-vejs kobling gør, at nuværende modeller sandsynligvis vil gå glip af kritiske feedbacks i det kombinerede jord-menneske-system, " sagde National Academy of Engineering-medlem og medforfatter Eugenia Kalnay, en fremtrædende universitetsprofessor i atmosfærisk og oceanisk videnskab ved University of Maryland.

"Det ville være som at prøve at forudsige El Niño med en sofistikeret atmosfærisk model, men med havoverfladetemperaturerne taget udefra, uafhængige fremskrivninger af, for eksempel, de Forenede Nationer, " sagde Kalnay. "Uden at inkludere de rigtige tilbagemeldinger, forudsigelser for koblede systemer kan ikke fungere; modellen vil komme væk fra virkeligheden meget hurtigt. "

"Hvis man ignorerer denne tovejskobling af Jorden og menneskelige systemer, kan det føre til at man går glip af noget vigtigt, endda afgørende, for vores planets og vores arts skæbne, " sagde medforfatter Mark Cane, G. Unger Vetlesen professor i jord- og klimavidenskab ved Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory, som for nylig vandt Vetlesen-prisen for at skabe den første koblede hav-atmosfære-model med feedback, der med succes forudsagde El Niño.

Medforfatter Matthias Ruth, Direktør og professor ved School of Public Policy and Urban Affairs, Northeastern University, sagde:"Resultatet af ikke dynamisk modellering af disse kritiske Human-Earth System-feedbacks ville være, at de miljømæssige udfordringer menneskeheden står over for kan blive betydeligt undervurderet. Desuden, der er ingen eksplicit rolle givet til politikker og investeringer for aktivt at forme den kurs, som dynamikken udspiller sig i. Hellere, som modellerne er designet nu, enhver intervention – næsten per definition – kommer udefra og opfattes som en omkostning. Sådan modellering, og den tankegang der følger med, efterlader ikke plads til kreativitet i løsningen af ​​nogle af de mest presserende udfordringer."

"Avisen fremhæver korrekt, at andre menneskelige stressfaktorer, ikke kun klimaet, er meget vigtige for langsigtet bæredygtighed, herunder behovet for at mindske uligheden'', sagde Carlos Nobre (ikke medforfatter), en af ​​verdens førende Earth System-forskere, som for nylig vandt den prestigefyldte Volvos miljøpris i bæredygtighed for sin rolle i at forstå og beskytte Amazonas. "Social og økonomisk lighed giver samfund mulighed for at engagere sig i bæredygtige veje, Som indeholder, i øvrigt, ikke kun bæredygtig brug af naturressourcer, men også bremse befolkningstilvæksten, aktivt at mindske det menneskelige fodaftryk på miljøet."

Michael Mann, Fremstående professor og direktør for Earth System Science Center ved Penn State University, som ikke var medforfatter til avisen, kommenterede:"Vi kan ikke adskille spørgsmålene om befolkningsvækst, ressourceforbrug, afbrænding af fossile brændstoffer, og klimarisiko. De er en del af et koblet dynamisk system, og, som forfatterne viser, dette har alvorlige potentielle konsekvenser for samfundssammenbrud. Implikationerne kunne ikke være mere dybtgående."