211service.com
Koło globalnej fortuny
Przez lata Ronald Prinn, ScD '71, obserwował, jak oczy decydentów zaszkliły się, gdy przedstawiał im alarmujące dowody na zmiany klimatyczne spowodowane przez człowieka. Tak więc naturalnie profesor nauk o atmosferze był mile zaskoczony, gdy w październiku dowiedział się, że Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu podzieli się z Al Gore Pokojową Nagrodą Nobla 2007 za udokumentowanie i podniesienie świadomości na temat globalnego ocieplenia.
Uznanie zmian klimatycznych za istotny problem nadchodzi od dawna. Ale w końcu podejmowane są działania, dzięki wielu naukowcom, którzy spędzili lata na gromadzeniu i interpretowaniu danych – i popularyzowaniu ich znaczenia. Akcja ta obejmuje nowy nacisk ze strony członków Kongresu USA na przyjęcie przepisów mających na celu ograniczenie emisji gazów cieplarnianych.
Jako dyrektor Centrum Nauki o Globalnych Zmianach MIT, Prinn odegrał kluczową rolę w zwracaniu uwagi opinii publicznej na zmiany klimatyczne. Jego Advanced Global Atmospheric Gases Experiment (AGAGE) świętuje 30. rocznicę monitorowania związków niszczących warstwę ozonową (w tym chlorofluorowęglowodorów niegdyś powszechnie stosowanych w aerozolach) oraz gazów cieplarnianych, takich jak metan. A program, który założył w 1991 roku z profesorem Sloan School Henrym Jacobym, ekonomistą, zbliżył fizyków i socjologów do niezwykle bliskiej, ciągłej współpracy z ekologami w celu stworzenia modeli klimatycznych, które uwzględniają ludzkie przyczyny i koszty globalnego ocieplenia. Próbują również dowiedzieć się, co należy zrobić, aby to złagodzić lub powstrzymać. Jako pierwszy orędownik włączenia nauki do polityki publicznej, Prinn zeznawał przed Kongresem i był głównym autorem raportu panelu klimatycznego nagrodzonego Nagrodą Nobla z 2007 roku.
Prinn mówi, że kiedy on i Jacoby rozpoczęli projekt modelowania, stanęli przed podstawowymi pytaniami: Czy moglibyśmy kiedykolwiek wiarygodnie przewidzieć klimat? A jaki był najlepszy sposób na uwzględnienie ludzkiej aktywności? Niektórzy koledzy myśleli, że to szaleństwo, aby zająć się tak złożonym zadaniem, wspomina Prinn. Nawet on uważał to przedsięwzięcie za donkiszoterię. Ale dla niego był to moralny obowiązek. Jeśli otrzymujesz fundusze na badania planety Ziemia i możesz pomóc w podejmowaniu decyzji, powinieneś to zrobić – nalega.
Rzeczą niezwykłą u Rona w porównaniu z wieloma innymi naukowcami, mówi Jacoby, [jest] to, że od najwcześniej rozumiał, że nauka, aby była naprawdę użyteczna, musi być zintegrowana z polityką publiczną i był gotów poświęcić się czas i energię na ten aspekt pracy. Na świecie jest wielu dobrych naukowców. Ale niewielu z nich jest dobrych w tego rodzaju pracy zespołowej.
Prinn obserwował, jak jego koledzy wpadli na pomysł modelowania, który obejmuje dane wejściowe z wielu dziedzin badań, w tym nauk społecznych. I widział, jak opinia publiczna jest zaniepokojona globalnym ociepleniem przewidywanym przez te modele. Ciekawie było zobaczyć ewolucję, mówi.
Kiedy Prinn był absolwentem MIT pod koniec lat 60., tylko kilku naukowców na świecie badało chemię ziemskiej atmosfery. Program kosmiczny był w powijakach, a Prinn zdobył doktorat z chemii, badając atmosfery innych planet: skład obłoków Jowisza, fotochemię Wenus. Został mianowany adiunktem w dziedzinie meteorologii na MIT mniej więcej w czasie, gdy obronił swoją pracę magisterską w 1971 roku.
To, co zaostrzyło jego zainteresowanie atmosferą naszej własnej planety, to jego praca w latach 70., modelująca wpływ na środowisko proponowanego przez Boeinga naddźwiękowego samolotu. Aby przewyższyć prędkość dźwięku, Boeing 2707 przeleciałby przez cienkie powietrze warstwy ozonowej. Ale silniki wytwarzałyby tlenek azotu, o którym chemicy wiedzieli, że niszczy ozon. Prinn i inni badacze z MIT przygotowali symulację komputerową demonstrującą ryzyko, jakie flota samolotów naddźwiękowych stanowiłaby dla warstwy ozonowej, która chroni planetę przed promieniowaniem ultrafioletowym Słońca. Plany budowy floty zostały ostatecznie odrzucone z różnych powodów, ale praca pozostała z nim. Zainteresowałem się chemią atmosfery na Ziemi, mówi.
W 1974 roku przyszli laureaci Nagrody Nobla, Sherwood Rowland i Mario Molina (który miał zostać profesorem MIT) opublikowali swoją przełomową pracę opisującą, w jaki sposób obojętne chlorofluorowęglowodory (CFC) szeroko stosowane w układach chłodniczych i puszkach aerozolowych mogą dotrzeć do warstwy ozonowej, gdzie promieniowanie ultrafioletowe może się przemieszczać wysoce reaktywne cząsteczki chloru, które mogą katalizować rozkład ozonu. Jednak w tym czasie Rowland i Molina nie mieli bezpośrednich dowodów na to, że tak się dzieje. Ich praca wywoływała u chemików niepokój: tak mało było wiadomo o chemii atmosfery, a zwłaszcza o wpływie na nią gazów wytwarzanych przez człowieka. Nikt nie wiedział, jaki może być cykl życia tych gazów – ani czy warstwa ozonowa faktycznie się rozpada. Czy CFC naprawdę utrzymują się w atmosferze i wędrują do warstwy ozonowej? W jaki sposób naturalnie występujące, wysoce reaktywne chemikalia zwane rodnikami hydroksylowymi wchodziły w interakcje z emisjami wytworzonymi przez człowieka?
Te pytania skłoniły Prinna do uruchomienia w 1978 roku zakrojonego na szeroką skalę projektu pomiaru i modelowania chemii ziemskiej atmosfery. AGAGE stale monitoruje tempo emisji i trwałość 45 gazów niszczących warstwę ozonową i cieplarnianych, w tym CFC, rodniki hydroksylowe, metan i podtlenek azotu. Mierzy również globalne poziomy wszystkich gazów regulowanych przez protokoły z Kioto i Montrealu (z wyjątkiem dwutlenku węgla, który jest monitorowany przez agencję rządową USA). Ustalenia z detektorów projektu w pięciu miejscach przybrzeżnych na całym świecie pokazują regionalną dystrybucję tych gazów i pozwalają naukowcom i rządom monitorować, skąd pochodzą i dokąd zmierzają. Wyniki są publikowane online.
W latach 60. XX wieku regionalne zanieczyszczenie powietrza było głównym przedmiotem zainteresowania monitoringu atmosferycznego i nauki; Globalny monitoring był tak naprawdę dziedziną tylko kilku naukowców, przypomina Paul Fraser, który kieruje grupą badającą zmieniającą się atmosferę w australijskiej narodowej agencji naukowej, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation. (Jednym z tych nielicznych był Charles Keeling z Caltech, który w 1958 r. rozpoczął ciągłe monitorowanie atmosferycznego poziomu dwutlenku węgla w Mauna Loa w stanie HI).
Dużym wkładem Rona było rozwinięcie idei, że musimy patrzeć na Ziemię globalnie, nie tylko pod kątem CO2, ale także Wszystko Gazy ważne dla zmian klimatycznych i zubożenia warstwy ozonowej, mówi Fraser. To była duża zmiana nacisku na to, gdzie robiono ekscytującą naukę. Jego praca doprowadziła do znacznego rozszerzenia wysiłków agencji badawczych na całym świecie w zakresie badania globalnego problemu, a także utrzymywania regionalnych badań zanieczyszczeń.
Przemysł chemiczny zgodził się finansować projekt AGAGE przez trzy lata, mówi Prinn, ponieważ firmy chciały wiedzieć, jak wpływają na środowisko. Firmy dostarczyły informacje na temat produkcji i sprzedaży gazów, a po upływie trzech lat naukowcy przedstawili dowody na to, że CFC rzeczywiście utrzymywały się przez długi czas i mogły powodować poważne niszczenie warstwy ozonowej. Odkrycia zostały dramatycznie potwierdzone w 1985 r., kiedy w warstwie ozonowej nad Antarktydą zauważono dziurę. Wiedzieliśmy, że nastąpił szybki wzrost tych gazów i że ludzie odgrywali ogromną, jeśli nie wyłączną, rolę w niszczeniu warstwy ozonowej i emisji gazów cieplarnianych, mówi Prinn. Uznając wartość monitorowania zarówno tych długotrwałych, niebezpiecznych chemikaliów, jak i naturalnie występujących gazów w atmosferze, NASA przejęła rolę głównego fundatora projektu.
W 1988 roku, rok po tym, jak przełomowy Protokół Montrealski zaczął wycofywać freony w krajach uprzemysłowionych, kwestia klimatu stawała się coraz większa, mówi Prinn. Stał się tak duży, że Prinn nie miał już czasu na dalsze studiowanie pozaziemskiej chemii: planety opadły na bok, a ja zacząłem skupiać się na globalnym klimacie. Wraz z Thomasem Jordanem, ówczesnym kierownikiem wydziału nauk o Ziemi, atmosferze i planetarności, założyli Centrum Nauk o Globalnych Zmianach w 1990 roku, aby zbadać, w jaki sposób oceany, ziemia i atmosfera oddziałują na siebie w celu określenia ziemskiego klimatu.
Jednak praca centrum nie uwzględniała wpływu działalności człowieka na zmiany klimatyczne. Tak więc w 1991 roku, mając nadzieję na połączenie pracy naukowców zajmujących się klimatem z pracą ekonomistów i innych naukowców społecznych, Prinn połączył siły z Jacobym, aby uruchomić Wspólny Program Nauki i Polityki Zmian Globalnych. W tamtym czasie [gdybyś był] naukowcem, angażowanie się w politykę mogłoby cię skazić, mówi Prinn. Podejrzewa, że kiedy zaczynał wspólny program, niektórzy z moich kolegów myśleli, że zszedłem na głęboką wodę.
Rzeczywiście, problem, który podjęli, był skomplikowany. Głównym projektem programu jest symulacja komputerowa o nazwie MIT Integrated Global Systems Model, która umożliwia m.in. prognozowanie wzrostu średniej globalnej temperatury w czasie. Opiera się na informacjach o zmiennych, w tym o światowym wzroście gospodarczym, wzroście światowej populacji, zmianach technologicznych, emisji gazów cieplarnianych oraz dynamice geologicznej, oceanograficznej i atmosferycznej. Naukowcy wykorzystali megamodel do oceny potencjalnego wpływu na temperaturę planety głównych rachunków za energię będących przedmiotem debaty w Kongresie oraz do określenia wpływu alternatywnych technologii energetycznych na produkt krajowy brutto USA.
Badania klimatu są jak orkiestra, mówi Prinn. Aby tworzyć świetną muzykę, musisz mieć to wszystko razem. Potrzeba było pięciu lat prób, aby zintegrować modele gospodarcze i klimatyczne w ujednolicone narzędzie badawcze. Przyglądaliśmy się całej ziemi: klimatowi, zdrowiu ludzkiemu, rolnictwu, gospodarce – mówi. Wiedzieliśmy, że prognozy będą niepewne, więc zdecydowaliśmy się podać szanse konkretnych wyników przy poszczególnych wyborach.
Radzenie sobie z niepewnością oznacza wykonywanie setek i setek przebiegów modelu z różnymi założeniami, mówi Prinn. Na przykład model przyjmuje założenia dotyczące czynników ekonomicznych, takich jak produktywność i innowacyjność, aby przewidzieć przemysłowe emisje gazów cieplarnianych. Następnie badacze przyglądają się wynikom i oceniają, jak prawdopodobne – i jak niebezpieczne – może być każdy z nich.
Od 1999 roku Prinn, Jacoby i ich współpracownicy opublikowali wiele artykułów naukowych opartych na przewidywaniach modelu. Aby dotrzeć do opinii publicznej i prawodawców, stworzyli parę kółek do gry, aby przedstawić prawdopodobieństwa wzrostu temperatury w zakresie w ciągu następnych stu lat. Podobnie jak pionowe wersje koła używane na Koło fortuny , każdy jest wirującym wykresem kołowym. Jedno koło zakłada brak zmiany polityki, a drugie zakłada, że Protokół z Kioto – który wzywa do redukcji emisji dwutlenku węgla i pięciu innych gazów cieplarnianych – zostanie wdrożony do 2010 roku przez wszystkie kraje, które pierwotnie się na niego zgodziły. Zakłada również przyjęcie bardziej agresywnych polityk, które obniżą globalne emisje gazów cieplarnianych do mniej niż dwukrotnego poziomu sprzed epoki przemysłowej do 2100 roku. (Zobacz, które koło wolałbyś kręcić? naprzeciwko.)
W publicznych przemówieniach Prinn demonstruje dwa koła i pyta, ile publiczność, biorąc pod uwagę 100 000 dolarów na hazard, zapłaciłaby za politykę energetyczną, która pozwoliłaby im zakręcić tym z korzystniejszymi wynikami. Mówi, że odpowiedź wynosi zwykle około 10 000 dolarów. Pieniądze są oczywiście całkowicie hipotetyczne, ale Prinn twierdzi, że jego nieformalne badania pokazują, że opinia publiczna jest skłonna inwestować pieniądze w krótkim okresie, aby zmniejszyć ryzyko katastrofalnych zmian klimatycznych. A wymagana inwestycja może okazać się zaskakująco mała. Według brytyjskiego badania zakończonego w zeszłym roku wdrożenie polityki łagodzącej zmiany klimatu kosztowałoby zaledwie 1 procent globalnego produktu krajowego brutto.
Ludzie są przyzwyczajeni do radzenia sobie z niepewnością, mówi Prinn. Są przyzwyczajeni do myślenia o zmianie swoich nawyków i płaceniu za coś, nawet jeśli wiedzą, że rezultat, którego chcą, nie jest gwarantowany. Na przykład pacjent poinformowany o ryzyku zawału serca o 50 procent powyżej średniej raczej nie odmówi zapłaty za leki na cholesterol tylko dlatego, że nie można obiecać określonej długości życia.
W tej chwili, mówi Prinn, komputery mruczą, pracując cały czas, aby wykonać nowy zestaw obliczeń , który uwzględnia nowe odkrycia dotyczące między innymi zdolności oceanów do pochłaniania ciepła. Oceany spowalniają ocieplenie, ale nie tak bardzo, jak myśleliśmy, mówi. Byłoby wspaniale, gdyby nauka doszła do wniosku, że nie jest to taka zła sytuacja, ale taka jest natura naszych badań. Pozwalamy, aby wyniki spadały tam, gdzie mogą. Naukowcy z MIT przerabiają teraz koła, aby zobrazować pilniejszą sytuację.
Prinn jest przekonany, że Stany Zjednoczone nie mogą już dłużej czekać z łagodzeniem zmian klimatycznych i żywi jedynie ostrożny optymizm, że zadziałają wystarczająco szybko. Mówi, że mam postawę wyczekiwania i nadziei co do tego, co [zmiany polityki] mogą się wydarzyć, aby rozwiązać ten problem. Zbliża się bezpieczeństwo energetyczne [coraz większe]. Są to kwestie, które niepokoją liberałów i konserwatystów. Mówi, że w środowisku akademickim studenci są siłą napędową zmian. Młodzi ludzie nie są sceptykami klimatycznymi.
Które koło wolisz kręcić?
Obstawiam, jak bardzo nagrzeje się planeta, jeśli ograniczymy lub nie ograniczymy emisji gazów cieplarnianych.
Wspólny program MIT dotyczący nauki i polityki zmian globalnych stworzył parę obracających się kółek do gry, aby zademonstrować potencjalny wpływ polityk mających na celu złagodzenie globalnego ocieplenia. Badacze programu oszacowali prawdopodobieństwo nieznacznego, umiarkowanego i dramatycznego wzrostu średniej temperatury na świecie w latach 1990–2100, jeśli pierwotni sygnatariusze Protokołu z Kioto (w tym Stany Zjednoczone) wdrożą jego postanowienia do 2010 r. lub wcześniej i wdrożą jeszcze bardziej rygorystyczne polityki obniżające emisje do mniej do 2100 r. podwoją swoje poziomy sprzed epoki przemysłowej. Obliczyli również prawdopodobieństwa przy założeniu braku zmiany polityki i stworzyli wykresy kołowe pokazujące prawdopodobieństwo różnych globalnych wzrostów temperatury w obu scenariuszach. (Każdy kawałek ciasta reprezentuje zakres wzrostu temperatury; jego rozmiar odzwierciedla jego prawdopodobieństwo.)
Koło bez kołpaka ma tylko pasek reprezentujący wzrost temperatury o mniej niż 1 °C; jeśli koło się kręci, istnieje tylko 4,1 procent prawdopodobieństwa (1 szansa na 24), że się tam zatrzyma. Szanse na lądowanie na klinie wykazujące wzrost większy niż 5 ºC wynoszą około 1 do 26, czyli 3,8 procent.
W scenariuszu z czapką bardziej prawdopodobne jest łagodniejsze ocieplenie; dwa największe wzrosty temperatury z koła bez kołpaka nie są uwzględnione. Największy wzrost, większy niż 3 ºC, oznacza prawdopodobieństwo około 1 na 29, czyli 3,5 procent. Szanse na łagodniejszy wzrost są znacznie większe: 1 do 6 lub 15,8 procent dla mniej niż 1 ºC i 36 procent dla między 1 a 1,5 ºC.
Oba koła mają jednak wprowadzić otrzeźwiające zmiany, biorąc pod uwagę nowe odkrycia, że oceany nie spowalniają globalnego ocieplenia tak bardzo, jak wcześniej sądzono.
