Lĩnh vực thu hẹp đang nổi lên đang giúp mọi người đối phó với biến đổi khí hậu ở quy mô khu phố.

Nếu bạn đã từng tự hỏi có bao nhiêu điều nhỏ thực sự quan trọng, hãy xem xét bọ cánh cứng trên núi. Xấp xỉ kích thước của một hạt gạo, các côn trùng đen bóng chỉ sống khoảng một năm, nhưng một con bọ nữ có thể đi xa như 30 dặm để tìm một cây thông, nơi ấu trùng của nó có thể nở và ăn phần bên trong của vỏ cây. Một đám bọ cánh cứng có thể tàn phá một cây thông cao bằng tòa nhà tám tầng, khi cây đầu tiên chảy nhựa cây, sau đó kim của nó chuyển sang màu đỏ rỉ.

Trong thập kỷ qua, trong những khu rừng thông mọc khắp miền Tây và Tây Nam Hoa Kỳ, từ Alaska đến miền Nam California, hàng triệu mẫu thông đã chết trong một trong những trận dịch bọ cánh cứng tồi tệ nhất mà bất kỳ ai từng thấy.

Những người đi rừng đã nghi ngờ trong hơn hai thập kỷ rằng một vụ nổ côn trùng có trong các lá bài, dựa trên những dự đoán về sự nóng lên toàn cầu. Thời tiết ấm hơn có thể cho bọ cánh cứng và các loài côn trùng khác có cơ hội mở rộng sang lãnh thổ mới ở những vùng đất phía bắc lạnh lẽo và ở độ cao lớn. Ngay từ 1991, các nhà quản lý của Cục Lâm nghiệp Hoa Kỳ đã bắt đầu thảo luận về cách chuẩn bị cho dịch bệnh dịch hại lan rộng hơn. Nhưng dự đoán toàn cầu về biến đổi khí hậu, mặc dù phù hợp với xu hướng quy mô lớn, nhưng không đủ cụ thể để phân biệt sự thay đổi của nhiệt độ và địa hình (như ở các độ cao khác nhau dọc theo sườn núi) có thể tạo ra sự khác biệt đối với bọ cánh cứng.

Dự đoán sự thay đổi của khí hậu ảnh hưởng đến thực vật và côn trùng

Các mô hình khí hậu toàn cầu chia hành tinh thành một lưới khổng lồ và gộp bất cứ thứ gì có kích thước của Công viên quốc gia Yellowstone thành một hoặc hai pixel. James Powell, giáo sư toán học tại Đại học bang Utah, người đã sử dụng mô phỏng toán học để dự đoán sự thay đổi của khí hậu ảnh hưởng đến con bọ, rất nhiều thứ sẽ bị mất theo quy mô của những con bọ đó. thực vật và côn trùng.

Các kết quả giúp trả lời các câu hỏi thực tế - chẳng hạn như hạn hán có thể lan rộng khắp châu Phi hoặc bệnh Lyme tồi tệ như thế nào ở Maine khi mùa đông ấm hơn để hươu nai diễu hành về phía bắc.

Trong vài năm qua, những tiến bộ trong cả khoa học khí hậu và siêu máy tính đã bắt đầu mang đến cho những người như Powell một bức tranh phức tạp hơn về tương lai: các mô hình biến đổi khí hậu phóng to theo quy mô siêu phẳng. Tại 2011, Đại học Idaho đã tiết lộ một kiểu mẫu rằng khí hậu trong tương lai ước tính cho các khu vực nhỏ như dặm hai-và-một-nửa trên toàn bộ lục địa Hoa Kỳ. Khi được kết hợp với dữ liệu thực địa nhiều năm về cây và nhiệt độ được thu thập từ một loạt các địa điểm từ miền nam California đến miền bắc Washington, đây là thông tin đủ để Powell và cộng tác viên của ông, nhà côn trùng học lâm nghiệp Hoa Kỳ Barbara Bentz, bắt đầu lập bản đồ những nơi có cây thông bọ cánh cứng có thể mở rộng trên khắp phương Tây. Họ sẽ đưa ra kết quả cho các nhà quản lý rừng và công viên để họ có thể bắt đầu lên kế hoạch làm thế nào để đối phó với các cuộc tấn công của bọ cánh cứng trong tương lai.

Các mô hình quy mô nhỏ như vậy hiện đang được sử dụng trên khắp thế giới để dự đoán rất chi tiết về sự thay đổi khí hậu sẽ ảnh hưởng đến những điều cơ bản của cuộc sống. Đó là một quá trình gọi là hạ thấp tầm cao - một lĩnh vực nghiên cứu đang nổi lên nhanh chóng. Các nhà khoa học bắt đầu với một hoặc nhiều trong số hàng chục mô hình khí hậu toàn cầu và dữ liệu thực tế về thời tiết và địa hình. Họ sử dụng các mô phỏng máy tính phức tạp, tính toán thống kê hoặc cả hai để xác định dự đoán của họ với lĩnh vực cụ thể. Các kết quả giúp trả lời các câu hỏi thực tế - chẳng hạn như hạn hán có thể lan rộng khắp châu Phi như thế nào, bệnh Lyme có thể trở nên tồi tệ như thế nào khi Maine mùa đông ấm hơn để hươu nai diễu hành về phía bắc, hoặc sông Columbia sẽ tràn vào giữa hoặc cuối thế kỷ này.

Nhu cầu chi tiết

Robert Phần lớn sự chú ý đang thực sự quay lưng lại với nghiên cứu cơ bản sang khía cạnh ứng dụng hơn, Robert nói, Robert Oglesby, một nhà khoa học khí hậu tại Đại học Nebraska Nebraska Lincoln. Những tác động của những thay đổi khí hậu này sẽ là gì, sử dụng mô hình khí hậu có độ phân giải cao?

Mùa xuân này, Oglesby và nhà khoa học khí hậu khác UNL, Clinton Rowe, công bố kết quả từ các mô hình downscaled mà bị xử lý ở độ phân giải dặm hai-và-một-nửa với địa hình núi lởm chởm của Guatemala. Hậu quả của biến đổi khí hậu đặc biệt nghiêm trọng ở một đất nước dễ bị sạt lở và bão dữ dội ven biển và với một dân số lớn sống trong nghèo đói. Nhưng địa hình của Guatemala không đồng đều, thật khó để hình dung toàn bộ tác động với những cú đánh lớn của mô hình khí hậu toàn cầu. Với sự tài trợ từ Ngân hàng Phát triển InterAmerican và chính phủ Guatemala, Oglesby và Rowe đang đào tạo các nhà khoa học ở Guatemala để sử dụng các dự đoán mới để xem xét các câu hỏi cụ thể, như cách biến đổi khí hậu có thể ảnh hưởng đến lũ lụt, canh tác hoặc thủy điện.

Trong các kịch bản phát thải khí nhà kính vẫn ở mức cao, côn trùng và hạn hán tàn phá các khu vực rộng lớn của rừng, biến chúng thành cây bụi và đồng cỏ khoảng 2100, Hansen nói.

Loại nghiên cứu này đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về thông tin chi tiết hơn về biến đổi khí hậu. Chẳng hạn ở Mỹ, chính quyền Obama đã yêu cầu tất cả các cơ quan liên bang viết kế hoạch thích nghi với nhiệt độ ấm lên và làm tồi tệ hơn các cơn bão, lũ lụt và các thảm họa khác.

Các mô hình hạ thấp cũng có thể tập trung, đôi khi chi tiết sống động gây sốc, hậu quả của việc giải phóng quá nhiều carbon dioxide. Vào tháng 9, NASA đã tiết lộ các dự báo khí hậu cho Hoa Kỳ ở phạm vi gần hơn - độ phân giải nửa dặm - dựa trên các mô hình toàn cầu mới nhất từ ​​Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu, cơ quan khoa học khí hậu quốc tế hàng đầu. Andrew Hansen tại Đại học bang Montana đang sử dụng dữ liệu của NASA để ước tính những gì có thể xảy ra với các vùng đất công cộng, như công viên quốc gia Yellowstone, Grand Teton và Glacier ở miền bắc Rockies.

Trong các kịch bản phát thải khí nhà kính vẫn ở mức cao, côn trùng và hạn hán tàn phá các khu vực rộng lớn của rừng, biến chúng thành cây bụi và đồng cỏ khoảng 2100, Hansen nói. Không có vỏ cây, những ngọn núi tuyết nhỏ dần, làm cạn kiệt nguồn nước của phương Tây. Đây là một bộ phim khá ấn tượng. Rockies phía bắc là tháp nước của phương Tây, ông nói.

Không chắc chắn hơn

Trong khi các mô hình khí hậu toàn cầu mô tả một bức tranh rõ ràng về một hành tinh nóng lên, thì có nhiều sự không chắc chắn ở quy mô nhỏ. Ví dụ, Tây Nam Hoa Kỳ gần như chắc chắn sẽ khô hơn. Nhưng các nhà nghiên cứu có thể đưa ra một dự đoán đáng tin cậy về một dặm vuông, giả sử, Pasadena đủ rõ ràng và đáng tin cậy để quận nước địa phương bắt đầu chuẩn bị cho những gì sắp tới?

William Chắc chắn là đáng để khám phá những quy mô không gian tốt đẹp đó, như một km, nhưng chúng ta phải tìm ra những gì chúng ta biết và không biết, William nói, William Gutowski, giáo sư khí tượng học tại Đại học bang Iowa. Gutowski là một phần của một nhóm các nhà khoa học, năm năm trước, đã thành lập một sự hợp tác có tên là Thí nghiệm điều chỉnh khí hậu khu vực phối hợp, một dự án của Chương trình nghiên cứu khí hậu thế giới.

Các nhà khoa học, những người đến từ các tổ chức nghiên cứu ở những nơi xa xôi như Hàn Quốc, Úc và Ý, đang cố gắng tập hợp các công việc độc lập để thu hẹp quy mô đang diễn ra trên khắp thế giới và tìm ra phương pháp nào tạo ra kết quả đáng tin cậy nhất. Họ cũng đang phát triển các dự đoán được đánh giá thấp cho mọi khu vực trên toàn cầu ở cùng một quy mô, khoảng 31, mà các nhà khoa học trên toàn thế giới có thể truy cập, bao gồm cả những nước đang phát triển có thể không tiếp cận được công nghệ siêu máy tính như các nhà nghiên cứu ở nơi khác.

Các dặm vuông bằng dặm vuông, các nhà nghiên cứu đang lập bản đồ về việc những ngày hè sẽ trôi qua như thế nào trong các khu phố nội địa của Los Angeles và tuyết sẽ rơi ít thường xuyên hơn trên các sườn dốc của dãy núi San Gabriel.

Tại Đại học California, Khoa Khoa học Khí quyển và Đại dương của Los Angeles, nhà khoa học Alex Hall dẫn đầu một nhóm nghiên cứu về phương pháp thu hẹp quy mô mà ông tin rằng đã cắt bỏ một số bất ổn ở quy mô nhỏ. Thay vì chỉ dựa vào một mô hình khí hậu toàn cầu, như một số phương pháp thu nhỏ, phương pháp UCLA kết hợp mô phỏng và thống kê máy tính để kết hợp các kết quả từ các mô hình 32. Nhóm của Hall hiện đang đưa ra dự đoán khí hậu địa phương cho Los Angeles với sự tài trợ từ, trong số các nguồn khác, thành phố và Đạo luật Phục hồi và Tái đầu tư của Mỹ về 2009. Các dặm vuông bằng dặm vuông, các nhà nghiên cứu đang lập bản đồ về việc những ngày hè sẽ trôi qua như thế nào trong các khu phố nội địa của Los Angeles và tuyết sẽ rơi ít thường xuyên hơn trên các sườn dốc của dãy núi San Gabriel.

Một nhóm môi trường địa phương được gọi là Giải quyết khí hậu, được thành lập bởi cựu ủy viên nước và điện thành phố Jonathan Parfrey, đã rút ra những phát hiện của UCLA để giúp thúc đẩy các cuộc thảo luận công khai về việc phủ xanh Los Angeles và chuẩn bị cho các tác động của biến đổi khí hậu. Năm ngoái, nhóm của Parfrey đã giúp thúc đẩy LA trở thành thành phố lớn đầu tiên áp dụng các quy tắc xây dựng đòi hỏimái nhà mát mẻ, Đây là nơi phản chiếu ánh sáng mặt trời và làm cho những ngôi nhà ít bị quá nóng, trên những ngôi nhà mới và được cải tạo. Parfrey tin rằng các mô hình thu nhỏ cũng cung cấp các chi tiết đủ hữu hình để đánh thức mọi người về những gì đang bị đe dọa.

Bằng cách đi xuống cấp độ khu phố, chúng tôi sẽ giúp mọi người hiểu được biến đổi khí hậu có ý nghĩa gì đối với họ, nhà của họ, gia đình của họ, ông nói.

Bài viết này ban đầu xuất hiện trên Ensia

Lưu ý

Madeline Ostrander là một nhà báo độc lập, một biên tập viên đóng góp cho YES! Tạp chí, và là thành viên báo chí y tế quốc gia năm 2014. Cô viết về biến đổi khí hậu và môi trường cho các tờ báo như Al Jazeera America, The Nation và High Country News. Cô ấy sống ở Seattle, Washington.

Sách giới thiệu:

Casino Khí hậu: rủi ro, không chắc chắn, và Kinh tế cho một thế giới ấm lên
của William D. Nordhaus. (Nhà xuất bản: Nhà xuất bản Đại học Yale, 2013)

Tập hợp tất cả các vấn đề quan trọng xung quanh cuộc tranh luận về khí hậu, William Nordhaus mô tả khoa học, kinh tế và chính trị liên quan — và các bước cần thiết để giảm nguy cơ nóng lên toàn cầu. Sử dụng ngôn ngữ có thể tiếp cận được với bất kỳ người dân liên quan nào và cẩn thận trình bày các quan điểm khác nhau một cách công bằng, anh ấy thảo luận vấn đề từ đầu đến cuối: ngay từ đầu, nơi mà sự ấm lên bắt nguồn từ việc sử dụng năng lượng cá nhân của chúng ta, cho đến cuối cùng, nơi xã hội áp dụng các quy định hoặc thuế hoặc trợ cấp để làm chậm phát thải khí gây ra biến đổi khí hậu. Nordhaus đưa ra một phân tích mới về lý do tại sao các chính sách trước đó, chẳng hạn như Nghị định thư Kyoto, không làm chậm lượng khí thải carbon dioxide, cách tiếp cận mới có thể thành công và công cụ chính sách nào sẽ giảm lượng khí thải hiệu quả nhất. Nói tóm lại, ông làm sáng tỏ một vấn đề xác định của thời đại chúng ta và đưa ra các bước quan trọng tiếp theo để làm chậm quỹ đạo của sự nóng lên toàn cầu.

Bấm vào đây để biết thêm thông tin và / hoặc đặt mua cuốn sách này trên Amazon.