규모 축소라는 새로운 분야는 사람들이 지역 규모에서 기후 변화에 대처하도록 돕는 것입니다.
작은 것들이 얼마나 중요한지 궁금하다면 산송풍뎅이를 생각해 보세요. 대략 쌀알만한 크기의 광택이 나는 검은색 곤충은 30년 정도밖에 살지 못하지만, 암컷 딱정벌레는 소나무를 찾기 위해 XNUMX마일까지 이동할 수 있으며, 소나무에서 유충이 부화하여 껍질 내부를 먹을 수 있습니다. 딱정벌레 떼가 XNUMX층 건물 높이만큼 큰 소나무를 파괴할 수 있는데, 처음에는 나무에서 수액이 흘러나오고 그 다음에는 바늘이 녹슬어 빨갛게 변합니다.
지난 XNUMX년 동안 알래스카에서 캘리포니아 남부까지 미국 서부와 남서부를 가로지르는 소나무 숲에서 수백만 에이커의 소나무가 지금까지 본 적이 없는 최악의 소나무 딱정벌레 전염병 중 하나로 사망했습니다.
삼림 관리인들은 지구 온난화에 대한 예측을 토대로 1991년 넘게 곤충 폭발이 일어날 가능성이 있다고 의심해 왔습니다. 날씨가 따뜻해지면 딱정벌레와 기타 곤충이 추운 북부 기후와 높은 고도에서 새로운 영역으로 확장할 수 있는 기회를 얻을 수 있습니다. XNUMX년 초에 미국 산림청 관리자들은 보다 광범위한 해충 전염병에 대비하는 방법을 논의하기 시작했습니다. 그러나 기후 변화에 대한 전 지구적 예측은 비록 대규모 추세와 일치하기는 하지만 딱정벌레에 변화를 가져올 수 있는 온도와 지형(예: 산 경사면을 따라 다른 고도)의 변화를 식별할 만큼 충분히 구체적이지 않았습니다.
기후 변화가 식물과 곤충에 미치는 영향 예측
지구 기후 모델은 지구를 거대한 격자로 나누고 옐로스톤 국립공원(Yellowstone National Park) 크기의 모든 것을 한두 픽셀로 묶습니다. 기후 변화가 어떻게 영향을 미치는지 예측하기 위해 수학적 시뮬레이션을 사용하는 유타 주립 대학의 수학 교수 James Powell은 "딱정벌레에게 중요한 것 중 많은 부분이 해당 모델의 규모에서 손실될 것입니다"라고 말합니다. 식물과 곤충.
결과는 아프리카 전역에 가뭄이 어떻게 퍼질 수 있는지, 겨울이 따뜻해지면 사슴 진드기가 북쪽으로 이동하게 되면서 메인 주에서 라임병이 얼마나 악화될 수 있는지와 같은 실용적인 질문에 답하는 데 도움이 됩니다.
지난 몇 년 동안 기후 과학과 슈퍼컴퓨팅의 발전으로 Powell과 같은 사람들에게 미래에 대한 보다 복잡한 그림, 즉 지역적 규모로 확대되는 기후 변화 모델이 제공되기 시작했습니다. 2011년 아이다호대학교는 모델 이는 미국 전체 대륙에서 XNUMX마일 정도의 작은 지역에 대한 미래 기후를 추정한 것입니다. 캘리포니아 남부에서 워싱턴 북부까지 다양한 지역에서 수집된 수년간의 나무와 온도에 대한 현장 데이터를 결합하면, 이는 Powell과 그의 공동 작업자인 미국 산림청 곤충학자인 Barbara Bentz가 소나무가 자라는 장소의 지도 작성을 시작하기에 충분한 정보입니다. 딱정벌레는 서부 전역으로 확장될 수 있습니다. 그들은 숲과 공원 관리자에게 결과를 제공하여 향후 딱정벌레 공격에 대응하는 방법을 계획하기 시작할 것입니다.
이러한 소규모 모델은 이제 기후 변화가 삶의 기본에 어떤 영향을 미칠지 매우 자세하게 예측하기 위해 전 세계에서 사용되고 있습니다. 이는 급속히 떠오르는 연구 분야인 "다운스케일링"이라고 불리는 프로세스입니다. 과학자들은 수십 개의 지구 기후 모델 중 하나 이상과 날씨 및 지형에 대한 실제 데이터로 시작합니다. 그들은 복잡한 컴퓨터 시뮬레이션, 통계 계산 또는 두 가지 모두를 사용하여 특정 영역에 대한 예측을 정확히 찾아냅니다. 결과는 가뭄이 아프리카 전역에 어떻게 퍼질 수 있는지, 따뜻한 겨울로 인해 사슴 진드기가 북쪽으로 이동함에 따라 메인주에서 라임병이 얼마나 악화될 수 있는지, 금세기 중반이나 말까지 컬럼비아 강이 얼마나 자주 범람할 것인지와 같은 실용적인 질문에 답하는 데 도움이 됩니다.
세부 사항에 대한 수요
네브래스카-링컨 대학교의 기후 과학자인 로버트 오글스비(Robert Oglesby)는 “실제로 많은 관심이 기초 연구에서 보다 응용적인 측면으로 옮겨가고 있습니다.”라고 말합니다. "고해상도 기후 모델 축소를 사용하면 이러한 기후 변화가 어떤 영향을 미치게 될까요?"
올 봄, Oglesby와 또 다른 UNL 기후 과학자인 Clinton Rowe는 과테말라의 들쭉날쭉한 산악 지형을 XNUMX마일 해상도로 처리한 축소 모델의 결과를 발표했습니다. 기후 변화의 결과는 이미 산사태와 격렬한 해안 폭풍에 취약하고 빈곤 속에 살고 있는 인구가 많은 국가에서 특히 심각합니다. 그러나 과테말라의 지형은 너무 고르지 않아 지구 기후 모델의 큰 붓놀림으로 전체 영향을 시각화하기가 어렵습니다. InterAmerican Development Bank와 과테말라 정부의 자금 지원을 받아 Oglesby와 Rowe는 과테말라의 과학자들이 새로운 예측을 사용하여 기후 변화가 홍수, 농업 또는 수력 발전에 어떤 영향을 미칠 수 있는지와 같은 구체적인 질문을 고려하도록 교육하고 있습니다.
온실가스 배출이 여전히 높은 시나리오에서 곤충과 가뭄은 숲의 넓은 지역을 황폐화시켜 약 2100년까지 숲을 관목과 초원으로 변화시킨다고 Hansen은 말합니다.
이러한 유형의 연구는 기후 변화에 대한 더욱 자세한 정보에 대한 수요 증가에 부응합니다. 예를 들어, 미국의 오바마 행정부는 모든 연방 기관에 기온 상승과 악화되는 폭풍, 홍수 및 기타 재난에 적응하기 위한 계획을 작성하도록 요구했습니다.
축소된 모델은 너무 많은 이산화탄소 방출로 인한 결과를 때로는 충격적일 정도로 생생하게 세부적으로 집중적으로 보여줄 수도 있습니다. 지난 XNUMX월 NASA는 선도적인 국제 기후 과학자 단체인 기후 변화에 관한 정부 간 패널의 최신 글로벌 모델을 기반으로 훨씬 더 가까운 범위(XNUMX마일 해상도)에서 미국에 대한 기후 예측을 공개했습니다. Montana State University의 Andrew Hansen은 NASA의 데이터를 사용하여 로키산맥 북부의 Yellowstone, Grand Teton 및 Glacier 국립공원과 같은 공공 토지에 어떤 일이 일어날 수 있는지 추정하고 있습니다.
온실가스 배출이 여전히 높은 시나리오에서 곤충과 가뭄은 숲의 넓은 지역을 황폐화시켜 약 2100년까지 숲을 관목과 초원으로 변화시킨다고 Hansen은 말합니다. 나무가 덮이지 않으면 산에 쌓인 눈이 줄어들어 서부의 수원이 고갈됩니다. “꽤 드라마틱해요. 북부 로키산맥은 서부의 급수탑입니다.”라고 그는 말합니다.
더 많은 불확실성
지구 기후 모델은 지구 온난화에 대한 명확한 그림을 보여주지만 소규모에서는 불확실성이 더 큽니다. 예를 들어, 미국 남서부는 점점 더 건조해지고 있는 것이 거의 확실합니다. 그러나 연구자들은 지역 수자원 지구가 다가올 상황에 대비할 수 있을 만큼 명확하고 신뢰할 수 있는 파사데나의 XNUMX평방마일에 대해 신뢰할 수 있는 예측을 할 수 있습니까?
아이오와 주립대학교 기상학 교수인 William Gutowski는 “XNUMXkm와 같은 미세한 공간 규모를 탐구하는 것은 확실히 가치가 있지만 우리가 아는 것과 모르는 것을 알아내야 합니다.”라고 말합니다. Gutowski는 XNUMX년 전 세계 기후 연구 프로그램의 프로젝트인 Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment라는 공동 작업을 결성한 과학자 그룹의 일원입니다.
한국, 호주, 이탈리아 등 다양한 지역의 연구 기관에서 온 과학자들은 전 세계에서 일어나고 있는 규모 축소에 대한 독립적인 연구를 통합하고 어떤 방법이 가장 신뢰할 수 있는 결과를 생성하는지 알아내려고 노력하고 있습니다. 그들은 또한 다른 곳의 연구원들과 동일한 슈퍼컴퓨팅 기술에 접근할 수 없는 개발도상국의 과학자들을 포함하여 전 세계 과학자들이 접근할 수 있는 동일한 규모(약 31마일)로 전 세계 모든 지역에 대한 축소된 예측을 개발하고 있습니다.
연구자들은 평방 마일 단위로 어떻게 여름날이 로스앤젤레스 내륙 지역에서 무더위를 겪고 산 가브리엘 산맥의 경사면에 눈이 덜 내리는지 지도를 작성하고 있습니다.
캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 대기해양과학과의 과학자 Alex Hall은 작은 규모에서 불확실성을 일부 제거할 수 있다고 믿는 축소 방법을 개척한 팀을 이끌고 있습니다. 일부 축소 방법처럼 하나의 지구 기후 모델에만 의존하는 대신 UCLA 접근 방식은 컴퓨터 시뮬레이션과 통계를 결합하여 32개 모델의 결과를 통합합니다. 홀의 팀은 현재 로스앤젤레스 시와 2009년 미국 경제 회복 및 재투자법의 자금 지원을 받아 로스앤젤레스에 대한 지역 기후 예측을 작성하고 있습니다. 연구자들은 평방 마일 단위로 로스앤젤레스 내륙의 여름날이 어떻게 무더울지 지도를 작성하고 있습니다. 샌 가브리엘 산맥(San Gabriel Mountains)의 경사면에는 인근 지역과 눈이 내리는 빈도가 줄어들 것입니다.
지역 환경단체라고 합니다. 기후 해결조나단 파프리(Jonathan Parfrey) 전 시 수자원국장이 설립한 는 로스앤젤레스를 친환경적으로 만들고 기후 변화의 영향에 대비하는 공개 토론을 촉진하기 위해 UCLA의 조사 결과를 활용했습니다. 작년에 Parfrey 그룹은 LA가 “멋진 지붕”는 신축 주택과 개조 주택에서 햇빛을 반사하여 주택 과열 가능성을 줄여줍니다. Parfrey는 축소된 모델이 사람들에게 위기에 처한 상황을 일깨울 수 있을 만큼 실질적인 세부 정보도 제공한다고 믿습니다.
“이웃 수준으로 내려감으로써 우리는 사람들이 기후 변화가 자신과 집, 가족에게 어떤 의미인지 이해하도록 도울 것입니다.”라고 그는 말합니다.
이 문서는 원래의 등장 Ensia
저자에 관하여
Madeline Ostrander는 독립 저널리스트이자 YES! Magazine, 2014년 국립 보건 저널리즘 펠로우. 그녀는 Al Jazeera America, The Nation 및 High Country News와 같은 매체에 기후 변화와 환경에 대해 글을 씁니다. 그녀는 워싱턴 주 시애틀에 살고 있습니다.
추천 도서 :
온난화 세계의 위험, 불확실성, 경제 : 기후 카지노
William D. Nordhaus. (출판사 : Yale University Press, 10 월 2013)
William Nordhaus는 기후 논쟁을 둘러싼 모든 중요한 문제를 통합하여 관련된 과학, 경제, 정치 및 지구 온난화의 위험을 줄이는 데 필요한 단계를 설명합니다. 모든 관심있는 시민이 접근 할 수있는 언어를 사용하고 공정하게 다른 관점을 제시하기 위해주의를 기울인 그는 문제를 처음부터 끝까지 논의합니다. 처음부터 온난화가 개인 에너지 사용에서 시작되는 곳부터 끝까지 사회가 규정이나 세금을 사용하는 곳까지 또는 기후 변화의 원인이되는 가스 배출을 늦추기위한 보조금. Nordhaus는 교토 의정서와 같은 초기 정책이 이산화탄소 배출을 늦추지 못한 이유, 새로운 접근 방식이 어떻게 성공할 수 있는지, 어떤 정책 도구가 배출을 가장 효과적으로 줄일 수 있는지에 대한 새로운 분석을 제공합니다. 요컨대, 그는 우리 시대의 정의 문제를 명확히하고 지구 온난화의 궤도를 늦추기위한 다음 중요한 단계를 제시합니다.
