สาขาใหม่ของการลดขนาดกำลังช่วยผู้คนจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในระดับพื้นที่ใกล้เคียง

หากคุณเคยสงสัยว่าสิ่งเล็กๆ น้อยๆ มีความสำคัญเพียงใด ลองพิจารณาด้วงสนภูเขา แมลงสีดำมันวาวมีขนาดประมาณเมล็ดข้าวอายุประมาณหนึ่งปี แต่ด้วงตัวเมียสามารถเดินทางได้ไกลถึง 30 ไมล์เพื่อค้นหาต้นสน ซึ่งตัวอ่อนของมันสามารถฟักและกินด้านในเปลือกได้ ฝูงแมลงสามารถทำลายต้นสนที่สูงเท่ากับอาคารแปดชั้นได้ เมื่อต้นไม้งอกน้ำนมออกมาก่อน จากนั้นเข็มของมันก็จะเปลี่ยนเป็นสีแดงสนิม

ในทศวรรษที่ผ่านมา ในป่าสนที่แผ่ขยายไปทั่วสหรัฐอเมริกาฝั่งตะวันตกและตะวันตกเฉียงใต้ ตั้งแต่อลาสก้าไปจนถึงแคลิฟอร์เนียตอนใต้ ต้นสนหลายล้านเอเคอร์ได้เสียชีวิตจากการระบาดของแมลงปีกแข็งที่เลวร้ายที่สุดครั้งหนึ่งที่ไม่เคยพบเห็น

ผู้พิทักษ์ป่าสงสัยมานานกว่าสองทศวรรษว่ามีแมลงระเบิดอยู่ในการ์ด โดยอิงจากการคาดการณ์ภาวะโลกร้อน อากาศที่อุ่นขึ้นจะทำให้แมลงปีกแข็งและแมลงอื่นๆ มีโอกาสขยายไปสู่ดินแดนใหม่ในพื้นที่ภาคเหนือที่หนาวเย็นและบนที่สูง ในช่วงต้นปี 1991 ผู้จัดการของ US Forest Service ได้เริ่มพูดคุยถึงวิธีเตรียมพร้อมสำหรับการระบาดของศัตรูพืช แต่การคาดการณ์ทั่วโลกสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แม้ว่าจะสอดคล้องกับแนวโน้มขนาดใหญ่ แต่ก็ไม่ได้เจาะจงมากพอที่จะแยกแยะความแตกต่างของอุณหภูมิและภูมิประเทศ (เช่น ที่ระดับความสูงต่างๆ ตามแนวลาดของภูเขา) ที่สามารถสร้างความแตกต่างให้กับแมลงเต่าทองได้

การคาดการณ์ว่าการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศส่งผลต่อพืชและแมลงอย่างไร

แบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลกแบ่งดาวเคราะห์ออกเป็นตารางขนาดยักษ์และจับก้อนขนาดเท่าอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตนให้เป็นหนึ่งหรือสองพิกเซล James Powell ศาสตราจารย์ด้านคณิตศาสตร์จาก Utah State University ซึ่งใช้การจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทำนายว่าการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศส่งผลกระทบอย่างไร พืชและแมลง

ผลลัพธ์ช่วยตอบคำถามเชิงปฏิบัติ เช่น ความแห้งแล้งอาจแพร่กระจายไปทั่วแอฟริกาได้อย่างไร หรือโรค Lyme จะกลายเป็นโรคในรัฐเมนได้อย่างไร เมื่อฤดูหนาวที่อากาศอบอุ่นขึ้นทำให้เห็บกวางเดินขึ้นเหนือ

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ความก้าวหน้าทั้งในด้านวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศและซูเปอร์คอมพิวเตอร์ได้เริ่มให้ผู้คนอย่างพาวเวลล์มองเห็นภาพอนาคตที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น นั่นคือแบบจำลองของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ขยายไปสู่ระดับไฮเปอร์โลคัล ในปี 2011 มหาวิทยาลัยไอดาโฮเปิดตัว a แบบ ที่ประเมินสภาพอากาศในอนาคตสำหรับพื้นที่ที่มีขนาดเล็กเพียงสองไมล์ครึ่งทั่วทั้งทวีปสหรัฐอเมริกา เมื่อรวมกับข้อมูลภาคสนามเกี่ยวกับต้นไม้และอุณหภูมิหลายปีที่รวบรวมจากไซต์ต่างๆ ตั้งแต่แคลิฟอร์เนียตอนใต้ไปจนถึงตอนเหนือของวอชิงตัน ข้อมูลนี้ก็เพียงพอแล้วสำหรับพาวเวลล์และผู้ร่วมงานของเขา Barbara Bentz นักกีฏวิทยาด้านป่าไม้แห่งสหรัฐอเมริกา เพื่อเริ่มทำแผนที่สถานที่ที่ต้นสน แมลงปีกแข็งอาจขยายตัวไปทางทิศตะวันตก พวกเขาจะให้ผลลัพธ์แก่ผู้จัดการป่าไม้และอุทยานเพื่อให้พวกเขาสามารถเริ่มวางแผนวิธีตอบสนองต่อการโจมตีของด้วงในอนาคต

แบบจำลองขนาดเล็กดังกล่าวกำลังถูกใช้ไปทั่วโลกเพื่อคาดการณ์โดยละเอียดว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะส่งผลต่อพื้นฐานของชีวิตอย่างไร เป็นกระบวนการที่เรียกว่า "การลดขนาด" ซึ่งเป็นงานวิจัยที่เกิดขึ้นใหม่อย่างรวดเร็ว นักวิทยาศาสตร์เริ่มต้นด้วยแบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลกมากกว่าหนึ่งโหลและข้อมูลจริงเกี่ยวกับสภาพอากาศและภูมิประเทศ พวกเขาใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อน การคำนวณทางสถิติ หรือทั้งสองอย่างเพื่อระบุการคาดการณ์ของตนไปยังขอบเขตของข้อมูลเฉพาะ ผลลัพธ์ช่วยตอบคำถามเชิงปฏิบัติ เช่น ความแห้งแล้งแผ่ขยายไปทั่วแอฟริกาได้อย่างไร โรค Lyme จะกลายเป็นโรคในรัฐเมนได้อย่างไร เมื่อฤดูหนาวที่อากาศอบอุ่นกว่าปล่อยให้เห็บกวางเดินขึ้นเหนือ หรือบ่อยครั้งที่แม่น้ำโคลัมเบียจะท่วมในช่วงกลางหรือปลายศตวรรษนี้

ความต้องการรายละเอียด

Robert Oglesby นักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศแห่งมหาวิทยาลัยเนแบรสกา–ลินคอล์นกล่าวว่า “ความสนใจส่วนใหญ่กำลังเปลี่ยนจากการวิจัยพื้นฐานไปเป็นด้านที่ประยุกต์ใช้มากกว่า” "ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเหล่านี้จะเป็นอย่างไรโดยใช้การลดขนาดแบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่มีความละเอียดสูง"

ฤดูใบไม้ผลินี้ Oglesby และนักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพอากาศของ UNL อีกคนหนึ่งคือ Clinton Rowe ได้เปิดเผยผลลัพธ์จากแบบจำลองที่ลดขนาดลงซึ่งจัดการได้ที่ความละเอียดสองไมล์ครึ่งกับภูมิประเทศที่เป็นภูเขาขรุขระของกัวเตมาลา ผลที่ตามมาของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นสิ่งที่เลวร้ายอย่างยิ่งในประเทศที่มีแนวโน้มว่าจะเกิดโคลนถล่มและพายุชายฝั่งที่รุนแรง และด้วยประชากรจำนวนมากที่อาศัยอยู่ในความยากจน แต่สภาพภูมิประเทศของกัวเตมาลานั้นไม่เท่ากัน จึงเป็นเรื่องยากที่จะเห็นภาพผลกระทบทั้งหมดด้วยการใช้พู่กันขนาดใหญ่ของแบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลก ด้วยเงินทุนจาก InterAmerican Development Bank และรัฐบาลกัวเตมาลา Oglesby และ Rowe กำลังฝึกอบรมนักวิทยาศาสตร์ในกัวเตมาลาให้ใช้การคาดการณ์ใหม่เพื่อพิจารณาคำถามเฉพาะ เช่น การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจส่งผลต่อน้ำท่วม เกษตรกรรม หรือไฟฟ้าพลังน้ำอย่างไร

ในสถานการณ์ที่การปล่อยก๊าซเรือนกระจกยังคงสูง แมลงและความแห้งแล้งทำลายพื้นที่ป่าขนาดใหญ่ ทำให้พวกมันกลายเป็นพุ่มไม้และทุ่งหญ้าประมาณปี 2100 Hansen กล่าว

การวิจัยประเภทนี้ตอบสนองต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับข้อมูลที่มีรายละเอียดมากขึ้นเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกา ฝ่ายบริหารของโอบามากำหนดให้หน่วยงานของรัฐบาลกลางทั้งหมดเขียนแผนเพื่อปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิที่ร้อนขึ้นและพายุที่เลวร้าย น้ำท่วม และภัยพิบัติอื่นๆ

โมเดลที่ลดสเกลยังช่วยให้โฟกัสได้ ในบางครั้งมีรายละเอียดที่ชัดเจนจนน่าตกใจ ซึ่งเป็นผลมาจากการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากเกินไป ในเดือนกันยายน NASA ได้เปิดเผยการคาดการณ์สภาพอากาศสำหรับสหรัฐอเมริกาในระยะที่ใกล้ยิ่งขึ้น — ความละเอียดครึ่งไมล์ — ตามแบบจำลองระดับโลกใหม่ล่าสุดจากคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศซึ่งเป็นหน่วยงานชั้นนำของนักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพอากาศ Andrew Hansen จาก Montana State University ใช้ข้อมูลของ NASA เพื่อประเมินสิ่งที่อาจเกิดขึ้นกับพื้นที่สาธารณะ เช่น อุทยานแห่งชาติ Yellowstone, Grand Teton และ Glacier ในเทือกเขาร็อกกี้ตอนเหนือ

ในสถานการณ์ที่การปล่อยก๊าซเรือนกระจกยังคงสูง แมลงและความแห้งแล้งทำลายพื้นที่ป่าขนาดใหญ่ ทำให้พวกมันกลายเป็นพุ่มไม้และทุ่งหญ้าประมาณปี 2100 Hansen กล่าว หากไม่มีต้นไม้ปกคลุม ก้อนหิมะบนภูเขาก็ลดน้อยลง ซึ่งทำให้แหล่งน้ำของตะวันตกอดอยาก “มันค่อนข้างน่าทึ่ง เทือกเขาร็อกกี้ทางตอนเหนือเป็นอ่างเก็บน้ำทางทิศตะวันตก” เขากล่าว

ความไม่แน่นอนมากขึ้น

ในขณะที่แบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลกแสดงให้เห็นภาพที่ชัดเจนของดาวเคราะห์ที่ร้อนขึ้น แต่ก็ยังมีความไม่แน่นอนมากขึ้นในระดับเล็กๆ ตัวอย่างเช่น ภาคตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกาเกือบจะแห้งแล้งอย่างแน่นอน แต่นักวิจัยสามารถคาดการณ์ได้อย่างน่าเชื่อถือเกี่ยวกับพื้นที่หนึ่งตารางไมล์ใน Pasadena ที่ชัดเจนและเชื่อถือได้เพียงพอสำหรับเขตน้ำในท้องถิ่นเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับสิ่งที่กำลังจะเกิดขึ้น?

William Gutowski ศาสตราจารย์ด้านอุตุนิยมวิทยาจาก Iowa State University กล่าวว่า "การสำรวจมาตราส่วนเชิงพื้นที่ละเอียดเหล่านั้นเป็นสิ่งที่คุ้มค่าอย่างแน่นอน แต่เราต้องคิดให้ออกว่าเรารู้อะไรและไม่รู้อะไร Gutowski เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ซึ่งเมื่อห้าปีที่แล้วได้ก่อตั้งความร่วมมือที่เรียกว่า Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment ซึ่งเป็นโครงการของโครงการวิจัยสภาพภูมิอากาศโลก

นักวิทยาศาสตร์ซึ่งมาจากสถาบันวิจัยหลายแห่งในเกาหลี ออสเตรเลีย และอิตาลี กำลังพยายามรวบรวมงานอิสระในการลดขนาดที่เกิดขึ้นทั่วโลก และค้นหาว่าวิธีการใดให้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือที่สุด พวกเขายังกำลังพัฒนาการคาดการณ์แบบย่อสำหรับทุกภูมิภาคของโลกในระดับเดียวกันประมาณ 31 ไมล์ ซึ่งสามารถเข้าถึงได้โดยนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก รวมถึงในประเทศกำลังพัฒนาที่อาจไม่สามารถเข้าถึงเทคโนโลยีซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบเดียวกับนักวิจัยที่อื่น

ตารางไมล์ต่อตารางไมล์ นักวิจัยกำลังทำแผนที่ว่าวันฤดูร้อนจะร้อนอบอ้าวในเขตแผ่นดินใหญ่ของลอสแองเจลิสอย่างไร และหิมะจะตกน้อยลงบนเนินเขาในเทือกเขาซานกาเบรียล

ที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย ภาควิชาบรรยากาศและมหาสมุทรศาสตร์ของลอสแองเจลิส นักวิทยาศาสตร์ Alex Hall เป็นผู้นำทีมที่บุกเบิกวิธีการลดขนาดที่เขาเชื่อว่าจะขจัดความไม่แน่นอนบางอย่างในระดับขนาดเล็กออกไป แทนที่จะอาศัยแบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลกเพียงแบบจำลองเดียว เช่นเดียวกับวิธีการลดขนาดบางวิธี วิธีของ UCLA จะรวมการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์และสถิติเพื่อดึงผลลัพธ์จากแบบจำลอง 32 แบบมารวมกัน ทีมงานของ Hall กำลังสร้างการคาดการณ์สภาพภูมิอากาศในท้องถิ่นสำหรับลอสแองเจลิสด้วยเงินทุนจากแหล่งอื่น ๆ เมืองและ American Recovery and Reinvestment Act ของปี 2009 นักวิจัยกำลังทำแผนที่ว่าวันฤดูร้อนจะร้อนอบอ้าวในพื้นที่ของลอสแองเจลิส พื้นที่ใกล้เคียงและหิมะจะตกน้อยลงบนเนินเขาในเทือกเขาซานกาเบรียล

กลุ่มสิ่งแวดล้อมท้องถิ่นที่เรียกว่า แก้ไขสภาพอากาศ Climateซึ่งก่อตั้งโดย Jonathan Parfrey อดีตกรรมาธิการน้ำและพลังงานของเมือง ได้ดึงข้อมูลการค้นพบของ UCLA เพื่อช่วยกระตุ้นการอภิปรายสาธารณะเกี่ยวกับการสร้างสิ่งแวดล้อมในลอสแองเจลิส และการเตรียมพร้อมสำหรับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ปีที่แล้ว กลุ่ม Parfrey ได้ช่วยผลักดันให้ LA เป็นเมืองใหญ่เมืองแรกที่ใช้รหัสอาคารที่ต้องใช้ “หลังคาเย็น” ซึ่งสะท้อนแสงอาทิตย์และทำให้บ้านไม่ร้อนเกินไปสำหรับบ้านใหม่และปรับปรุงใหม่ Parfrey เชื่อว่าโมเดลที่ลดขนาดลงยังมีรายละเอียดที่จับต้องได้มากพอที่จะปลุกผู้คนให้ตื่นขึ้นถึงสิ่งที่เสี่ยง

“เมื่อลงไปถึงระดับเพื่อนบ้าน เราจะช่วยให้ผู้คนเข้าใจว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีความหมายต่อพวกเขา บ้าน ครอบครัวของพวกเขาอย่างไร” เขากล่าว

บทความนี้เดิมปรากฏบน Ensia

เกี่ยวกับผู้เขียน

Madeline Ostrander เป็นนักข่าวอิสระ บรรณาธิการร่วมของ YES! นิตยสารและวารสารศาสตร์สุขภาพแห่งชาติ ประจำปี 2014 เธอเขียนเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสิ่งแวดล้อมสำหรับร้านค้าต่างๆ เช่น Al Jazeera America, The Nation และ High Country News เธออาศัยอยู่ในซีแอตเทิล วอชิงตัน

หนังสือแนะนำ:

คาสิโนภูมิอากาศ: ความเสี่ยงความไม่แน่นอนและเศรษฐศาสตร์สำหรับโลกร้อน
โดย William D. Nordhaus (สำนักพิมพ์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเยล, ต.ค. 2013)

William Nordhaus รวบรวมประเด็นสำคัญทั้งหมดที่เกี่ยวกับการอภิปรายเรื่องสภาพอากาศ โดยอธิบายถึงวิทยาศาสตร์ เศรษฐศาสตร์ และการเมืองที่เกี่ยวข้อง—และขั้นตอนที่จำเป็นในการลดอันตรายจากภาวะโลกร้อน โดยใช้ภาษาที่พลเมืองที่เกี่ยวข้องทุกคนสามารถเข้าถึงได้และดูแลในการนำเสนอมุมมองต่างๆ อย่างเป็นธรรม เขาอภิปรายปัญหาตั้งแต่ต้นจนจบ: ตั้งแต่ต้น ที่ซึ่งภาวะโลกร้อนเกิดขึ้นจากการใช้พลังงานส่วนบุคคลของเรา จนถึงจุดสิ้นสุด โดยที่สังคมใช้กฎระเบียบหรือภาษี หรือเงินอุดหนุนเพื่อชะลอการปล่อยก๊าซที่รับผิดชอบต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Nordhaus เสนอบทวิเคราะห์ใหม่ว่าเหตุใดนโยบายก่อนหน้านี้ เช่น พิธีสารเกียวโต ล้มเหลวในการชะลอการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ วิธีใหม่ๆ จะประสบความสำเร็จได้อย่างไร และเครื่องมือนโยบายใดที่จะลดการปล่อยมลพิษได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด กล่าวโดยสรุป เขาได้ชี้แจงปัญหาที่กำหนดในยุคสมัยของเรา และกำหนดขั้นตอนที่สำคัญต่อไปในการชะลอเส้นทางของภาวะโลกร้อน

คลิกที่นี่สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมและ / หรือสั่งซื้อหนังสือเล่มนี้ใน Amazon