Thread by @EZ900

שרשור: נקודות מפנה/אל חזור במע' האקלים העולמי

אולי שמעתם על חששות שתהליך ההתחממות הגלובלית יגיע לנק' אל חזור והאנושות תושמד. אלא שהמציאות מורכבת בהרבה. קיימות הרבה נק' מפנה, והן גם לא בדיוק נק' או גבולות ברורים, אלא תחומים שככל שנכנס יותר לתוכם, כך יהיה קשה יותר לצאת מהם,

ואין לנו דרך לדעת איפה בדיוק נמצא הגבול שמעבר לו השינויים יהיו בלתי הפיכים.
אני אנסה להסביר את הנושא המורכב הזה בצורה פשוטה. גם אם נדמה לכם שאתם מבינים רק חלקית את מה שאתם קוראים בשרשור, אל תבהלו, תמשיכו לקרוא, ועד סוף השרשור הדברים יתחברו ותהיה לכם הבנה טובה יותר של מה באמת קורה

מערכת כדה"א מורכבת מאוד. כדי להבין מה קורה ולחזות מה יקרה מדענים מסתכלים על תת-מערכות. למשל, על מודל של הסטרטוספירה והאינטראקציה שלה עם הטרופוספירה, מודל של הזרמים באוקינוסים והאינטראקציה שלהם עם האטמוספירה, מודל של הקרח בקטבים, של זיהום אוויר, של היערות והשריפות שקורות בהם וכו'

משוב שלילי קורה במערכת כאשר כתוצאה משינוי קטן לכיוון אחד, מופעל כח לשנות את המע' בחזרה לכיוון ההפוך. למשל, ככל שפני כדה"א מתחממים יותר, כך הם פולטים יותר קרינה וע"י כך מתקררים (חוק סטפן בולצמן)
דוגמה נוספת: אם נדחוף מעט את הכדור שבתמונה, הוא יעצר ויתגלגל בחזרה, ישאר בתוך הקערה.

משוב חיובי: כתוצאה משינוי, מופעל כח להאצת השינוי הזה אל אותו הכיוון
למשל: הים מתחמם => האוויר מעליו מתחמם => אוויר חם סופח יותר מים => אדי מים הם גז חממה => חלק גדול יותר מקרינת ה IR שנפלטת מפני הים, מוחזרת ומחממת עוד יותר.
זה עלול להיות מצב לא יציב בו המע' לא תחזור למצבה ההתחלתי

כאשר שינוי קטן מאוד במערכת, גורם למשוב חיובי גדול מאוד, נאמר שהפתרון מתבדר, והנק' בה זה קורה היא נקודת מפנה.
למשל, שטח הקרח באוקינוס הארקטי הולך וקטן. אבל הקרח מחזיר מצוין את קרינת השמש בחזרה לחלל, וכשהוא הופך למים, הים בולע את הקרינה שהקרח היה אמור להחזיר, ומתחמם עוד יותר
>>

זה משוב חיובי שגורם לעוד התכת קרח, ואז עוד התחממות וכו'
הקרחונים ניתכים בטמפ' קבועה פחות או יותר (0°C) , וכל עליה קטנה בטמפ' האוויר מעבר לטמפ' שמהווה את נק' המפנה – ושטח הקרח ימשיך לקטון עד שלא יהיה קרח בקיץ (מעבר פאזה, משוב חיובי מתבדר), וייתכן שכבר עברנו את נק' המפנה הזו.

כיוון שהמודלים שלנו לא מספיק טובים, אנחנו נדע בודאות אם עברנו את נק' המפנה רק בדיעבד.

במקרה של הקרח, מספיק שכדה"א יתקרר מעט בחזרה, והוא שוב יצטבר גם בקיץ.
אבל יש גם נק' מפנה לא הפיכות - כמו מות שוניות האלמוגים וכל המערכת האקולוגית שסביבם עקב התחממות ועליית חומציות האוקינוסים.

קשרים בין נק' מפנה
כשתת-מערכת אחת עוברת שינוי גדול (נניח התכת הקרח בים הארקטי), אז במקרים מסוימים זו תהיה חציית נק' מפנה עבור מערכות אחרות.
בתמונה המצורפת יש פירוט של 9 תת-מערכות שעלולות להשתנות בתהליך של אפקט דומינו.

מערכת כדה"א והאקלים שלו מתוארת ע"י מע' משוואות דיפרנציאליות לא לינאריות, והיא כאוטית ולא יציבה. במילים אחרות, במהלך השנים, כדה"א עבר ממצב אחד יציב זמנית, למצב אחר יציב זמנית ללא מעורבות בני אדם. כלומר, כבר היו שנים בהם האקלים על כדה"א לא התאים לקיום בני אדם, וזה עלול לקרות שוב.

כשאנחנו (האנושות) מוסיפים אילוץ גדול למערכת (פליטת כמויות גדולות של פחמן דו חמצני) אנחנו מגדילים את הסיכון שהמע' תקדים ותצא ממצב היציבות הזמנית שבו היא נמצאת, ותעבור למצב אחר שיהיה רע לנו. ונכון להיום, המודלים שלנו הם גרועים מכדי לדעת איפה נמצאים קוי הגבול שאסור לחצות.

מה מצבנו היום?
פני כדה"א מתחממים–זה לא מוטל בספק
וגם ידוע שיש האצה בתהליך ההתחממות, בעיקר בגלל האילוץ שהאנושות יוצרת – פליטת עוד פד"ח. אם מחר בבוקר פליטת הפד"ח שלנו ב 75%, זה כנראה יספיק להפסיק את ההתחממות בעשורים הקרובים (היערות והאוקינוסים סופגים ~30% מכמות הפח"ד שאנחנו פולטים)

אלא שככל שנפעל מאוחר יותר, כך נצטרך להפחית יותר וגם לספוג בחזרה את הפח"ד ע"מ להפסיק את ההתחממות. וזה בגלל המשוב החיובי שיווצר מהתכת קרח, צמצום ושריפת שטחי יערות, פחות פליטת חמצן ע"י היערות בגלל ההתחממות, שחרור מתאן מאדמות קפואות ברוסיה וקנדה שיפשירו, ים חם סופג פחות פד"ח ועוד.

אנלוגיה ממע' מורכבת אחרת:
ככל שוירוס הקורונה הופך לנפוץ, כך קשה יותר לעצור את ההתפשטות בעזרת קטיעת שרשרות הדבקה (משוב חיובי), ומס' הנדבקים עולה מעריכית (משוב חיובי). ובנוסף, ככל שתפוצת הוירוס גדולה יותר, כך גם עולה הסיכוי ליצירת ואריאנט חדש שיהפוך לדומיננטי (התבדרות ונק' מפנה).

האם חצינו נקודות מפנה מסוימות של מע' האקלים? אולי. יש מדענים שטוענים שכן, אבל לא בצורה בלתי הפיכה. המודלים שלנו לא טובים מספיק כדי לדעת בוודאות.
האם גרמנו להתחלה של אפקט דומינו שבסופו בעוד כמה מאות, או כמה אלפי שנים האנושות תושמד? כרגע הסיכוי לזה אפסי. אבל לא כדאי לשחק בגפרורים

שרשורים הבאים:
נגעתי בנושא האקלים רק על קצה המזלג, ולא כתבתי בכלל על מע' מורכבות ונ' מפנה בתחומים אחרים:
למשל ברפואה: כמות גלוקוז בדם מעבר לערך של נק' מפנה מסוימת יגרום לנזק למערכות הגוף שרק יקשה עוד יותר על שמירה על רמת גלוקוז תקינה.

סוציולוגיה ופוליטיקה: כששעור האנשים שמבטאים דעה מסוימת עולה, אז זה משכנע אחרים בדעה הזו (משוב חיובי), ומעבר לסף קריטי מסוים (נק' מפנה), חלה התבדרות והרבה אנשים שיש להם נטיה להסכים עם הרוב מצטרפים לדעה הזו.

כלכלה ושוק ההון (למשל חוסר יציבות וקריסת כלכלות), רשתות חברתיות וכו'

אז אם אהבתם את השרשור ותרצו שאכתוב עוד על נושא ההתחממות הגלובלית, האקלים, או על תכונות של מערכות מורכבות אחרות, אז שתפו/רטווטו/פברטו. במידה והשרשור יקבל חשיפה שמצדיקה את הזמן שהושקע בו, אני אכתוב עוד.