تغییرات اقلیمی و پیش‌بینی اثر پیچیده دومینوی حاصل از آن

پژوهشگران تحت تاثیر رخدادهایی نظیر توفان هاروی در حال تلاش برای تعیین اثرات متقابل بین تغییرات اقلیمی و کشاورزی، انرژی، حمل‌و‌نقل و دیگر سیستم‌های انسانی هستند. بارندگی‌های بی‌سابقه‌ی توفان هاروی در اوت سال ۲۰۱۷، ایالت تگزاس را غرق آب کرد و موجب ایجاد آبشاری از بی‌نظمی در این منطقه شد. سیل وسیع موجب تبدیل شدن خیابان‌ها به رودخانه شده و مانع از انجام عملیات تخلیه و دسترسی به خدمات اورژانسی نیز شد. همچنین این پدیده موجب جریان یافتن فاضلاب کارخانه‌ها و انتشار مواد سمی و خطرناک شد. در برخی از مناطق، خدمات تلفنی و اینترنت قطع شده و در حدود ۳۰۰ هزار فرد در تگزاس بدون برق ماندند. توفان هاروی همچنین موجب توقف موقت یک‌چهارم از تولید نفت آمریکا در خلیج مکزیک شده و موجب افزایش قیمت گاز شد.

سیل ناشی از توفان هاروی در هیوستون در ایالت تگزاس

تمرکز چهارمین ارزیابی ملی تغییرات اقلیمی (NCA) که توسط دولت فدرال آمریکا منتشر شده، بر چنین سناریوهایی است: رویدادهای اقلیمی موجب بروز تاثیراتی می‌شوند که این تاثیرات خود آغازگر زنجیره‌ای از اثرات دیگر می‌شوند (مثل فروافتادن یک ردیف از دومینوهای پشت‌هم‌چیده‌شده که موجب افتادن دیگر توالی‌ها می‌شود). در این ارزیابی که حدود ۳۰۰ نفر از پژوهشگران و دست‌اندرکاران در تهیه‌ی آن مشارکت داشتند، یک فصل کامل به اثرات متقابل بین تغییرات اقلیمی و چیزی که سیستم‌های پیچیده نامیده می‌شود، اختصاص داده شده است.

نکته‌ی این گزارش این است که دانشمندان نه‌تنها باید روی چگونگی تاثیر گرمایش کره زمین بر سیستم‌های طبیعی توجه کنند بلکه لازم است درمورد تاثیر این تغییرات روی دیگر حوزه‌ها نیز تمرکز کنند؛ برای مثال، چگونگی آسیب ناشی از خشکسالی در بخش کشاورزی و تاثیر آن روی اقتصاد و دسترسی به مواد غذایی را نیز در نظر بگیرند.کاتارین ماچ، پژوهشگر ارشد دانشگاه استنفورد و یکی از نویسندگان NCA می‌گوید:

واقعیت پیچیده است. در یک اقلیم در حال تغییر، تاثیرات مستقل از هم نیستند.

پیچیدگی این اثرات آبشاری به‌حدی است که درک یا پیش‌بینی آن‌ها در مسیر معنی‌دار ممکن است دشوار و حتی غیرممکن باشد. اما این دقیقا همان موردی است که اکنون دانشمندان در حال کشف چگونگی آن هستند.

پژوهشگران معمولا سیستم‌ها را نسبتا جداگانه مورد بررسی قرار می‌دهند تا نتایج مطالعه‌ی آن‌ها واضح باشد. به‌عنوان مثال آن‌ها ممکن است بررسی کنند که کدام جاده‌ها طی یک بارندگی دچار گرفتگی می‌شوند اما این موضوع را که چگونه آسیب وارده به ارتباطات یا خدمات اورژانسی در اثر توفان، ممکن است با مسدود‌شدگی‌های جاده‌ای در تعامل باشد و موجب اثرات بیشتری شود، در نظر نمی‌گیرند. ماچ می‌گوید:

پرسش شما ممکن است این باشد که تاثیر تغییرات اقلیمی روی یک جنگل یا یک محصول کشاورزی
 به چه صورت است. درواقع شما محدوده‌ای در اطراف سیستم خود ایجاد می‌کنید و تنها درون جعبه‌ی مطالعه‌ی 
خود را مورد بررسی قرار می‌دهید.

این موضوع هنگامی که دانشمندان در حال بررسی خطرات احتمالی ناشی از تغییرات اقلیمی هستند، یک ضعف بزرگ محسوب می‌شود. در اینجا یک مثال ساده می‌آوریم: اگر پژوهشگران بخواهند ببینند که چگونه تغییرات اقلیمی روی سیستم‌های انرژی تاثیر می‌گذارند، ممکن است تنها در یک مدل ساده اثرات ناشی از تغییرات دما و امواج گرمایی را روی میزان تقاضای برق مورد بررسی قرار دهند. این نگاه محدود ممکن است باعث این نتیجه‌گیری شود که برای اینکه تقاضای انرژی برای سرمایش برآورد شود، لازم است نیروگاه‌های بیشتری ساخته شوند. اما چنین مطالعه‌ای با تمرکز انفرادی می‌تواند یک موضوع مهم را نادیده بگیرد: درجه حرارت بیشتر همچنین موجب ایجاد وضعیت خشکسالی در برخی از مناطق می‌شود؛ در نتیجه، آب کمتری برای خنک کردن نیروگاه‌ها وجود دارد و حتی گرم‌تر بودن آب در این شرایط، بازده خنک کردن را کاهش می‌دهد. این تعامل پیچیده که معمولا نادیده گرفته می‌شود، می‌تواند آسیب قابل‌توجهی به تولید انرژی وارد کند. این همان چیزی است که دقیقا در تگزاس و جنوب شرق آمریکا طی خشکسالی‌های اخیر اتفاق افتاده است.

تقریبا تمام نیروگاه‌های ایالات متحده از آب برای تنظیم دما استفاده می‌کنند

آنتونی جانتوس، دیگر نویسنده‌ی NCA می‌گوید:

با این مثال‌ها شما متوجه می‌شوید مشکلی که باید در جهان واقعی حل کنید، پیچیده‌تر از مشکلی است 
که در ذهن شما است. حتی ممکن است هزینه‌ی زیادی را صرف حل مسئله‌ی اشتباه کنید.

یک روش ساده‌تر، توجه به دینامیک بین تمام این سیستم‌های محیطی و انسانی به شیوه‌ی بازنگری است؛ به این صورت که پژوهشگران، تهدیدهای ناشی از اثرات متقابلی که قبلا رخ داده است را در نظر بگیرند. اما سخت‌تر از خود پیش‌بینی‌ها، انجام وظایفی درجهت کمک به آمادگی جوامع برای اثرات حاصل از تغییرات اقلیمی آینده است. لئون کلارک، نویسنده‌ی دیگر NCA می‌گوید:

پژوهش در این حوزه در حال رشد است و ما تازه شروع به درک این پیچیدگی‌ها کرده‌ایم.

در برخی از مطالعات جدید، چنین موضوعاتی تحت بررسی هستند: چگونه شوک‌های ناشی از تغییرات اقلیمی در بخش کشاورزی بر بازارهای جهانی، قیمت غذاها و استفاده از زمین تاثیر خواهند گذاشت؛ ارتباط بین خطر سیل و اقدامات محافظتی اتخاذشده دربرابر سیل چیست؛ چگونه گسترش مخازن آب می‌تواند موجب بدتر شدن مشکل کمبود آب در دوران خشکسالی شود و ارتباط بین افزایش دما و بروز خشونت درمیان مردم به چه صورت است.

موضوع یکی از مطالعاتی که هنوز در حال بررسی است، این است که چگونه توفان هاروی روی شبکه‌ی جاده‌ای هیوستون و متعاقبا میزان دسترسی مردم به خدمات اورژانسی اثرگذار بود. در این مطالعه، پژوهشگران از داده‌های سیل و مدل‌سازی برای تجزیه‌و‌تحلیل اینکه آیا مردم ساکن در آن مناطق در زمان‌های مختلف توفان دسترسی به ایستگاه‌های آتش‌نشانی و بیمارستان داشتند یا نه، استفاده کردند. آن‌ها همچنین این مطلب را مورد بررسی قرار دادند که در صورت مسدود بودن راه‌های معمول، مدت زمان دسترسی مردم به خدمات اورژانس چقدر بوده است.آوانتیکا گوری پژوهشگر دانشگاه پرینستون می‌گوید:

این‌ها زنجیره‌ای از رویدادها هستند که قصد داشتیم آن‌ها را آشکار کنیم.

او امیدوار است که چنین مطالعاتی اطلاعات بهتری درباره‌ی محل مناسب تخصیص منابع مهیا کنند و بتوانند به برنامه‌ریزان شهری کمک کنند تا دربرابر رویدادهایی نظیر توفان هاوری وارد عمل شوند؛ برای مثال بهبود برنامه‌های تخلیه در محله‌های خاص یا دادن اطلاعات مسیریابی بهتر به وسایل نقلیه اورژانس در هنگام بروز توفان.

البته کارشناسان معتقدند که این نوع پژوهش، چالش‌برانگیز است؛ مدل‌سازی یک سیستم به‌تنهایی هم سخت است، چه برسد به اینکه بخواهیم ارتباط آن را با دیگر سیستم‌ها نیز در نظر بگیریم. مدل‌های مورد نیاز برای شبیه‌سازیِ جنبه‌های مختلفِ یک مسئله (مانند بارندگی یا سیل در جاده‌ها) ممکن است به‌طور کامل در مقیاس‌های زمانی و مکانی مختلفی عمل کنند. همچنین ممکن است لازم باشد که داده‌های مختلف از منابع متفاوت به هم متصل شوند. به‌طور کلی هرچه یک مسئله پیچیده‌تر می‌شود، نیاز به قدرت و زمان محاسباتی بیشتری برای اجرای این شبیه‌سازی‌ها خواهد بود. دانشمندان همچنین ممکن است نیاز به ترکیب نتایج شبیه‌سازی سناریوهای آینده با نظرات کارشناسان برای کمک به تکمیل پیش‌بینی‌هایی مبتنی بر تجربه داشته باشند. فراتر از پژوهش لازم است که پژوهشگران به افزایش درک تصمیم گیرندگان و اتخاذ تصمیمات مرتبط کمک کنند؛ به‌عنوان مثال، از آنجایی که پیش‌بینی مقدار دقیق افزایش سطح دریا ممکن نیست، کارشناسان می‌توانند به جوامع در ساخت موانع قابل تنظیم محافظ دربرابر سیل کمک کنند. هم‌اکنون برخی مناطق مانند نیویورک و بوستون با درنظرگرفتن سیستم‌های پیچیده، خود را برای تغییرات اقلیمی آماده می‌کنند. جانتوس می‌گوید:

آن‌ها در حال انجام یک کار پیچیده در زمینه‌ی مدل‌سازی اثرات متقابل بین افزایش سطح دریا، 
بروز توفان، جغرافیای خاص بندرها و خطوط ساحلی و زیرساخت‌های در معرض خطر هستند و درمورد نحوه‌ی 
انطباق‌پذیری این بخش‌ها با اثرات ناشی از تغییرات اقلیمی در حال بررسی هستند.

ماچ می‌گوید: «هرچند کارشناسان می‌گویند که هرگز قادر نیستند احتمال جداگانه و دقیقی را برای هر کدام از اثرات متقابل مشخص کنند، ولی این کارها موجب کسب اطلاعاتی می‌شود که به ما کمک می‌کنند تصمیم بگیریم در چه موقعیت‌هایی باید چه کاری انجام دهیم. ما باید تصمیم بگیریم و اجازه ندهیم پیچیدگی‌ها، موجب فلج شدن ما شوند».