Um novo artigo científico de uma equipe internacional liderada pela Universidade de Maryland de cientistas ilustres, incluindo cinco membros das Academias Nacionais, argumenta que faltam feedbacks bidirecionais críticos nos modelos climáticos atuais que são usados ​​para informar o ambiente, clima, e políticas econômicas. As variáveis ​​modeladas inadequadamente mais importantes são a desigualdade, consumo, e população.

Nesta pesquisa, os autores apresentam extensas evidências da necessidade de um novo paradigma de modelagem que incorpore os feedbacks que o Sistema Terrestre tem sobre os humanos, e propor uma estrutura para modelagem futura que serviria como um guia mais realista para a formulação de políticas e desenvolvimento sustentável.

Doze membros da equipe interdisciplinar de 20 co-autores são da Universidade de Maryland, com várias outras universidades (Northeastern University, Universidade Columbia, George Mason University, Universidade Johns Hopkins, e Brown University) e outras instituições (Joint Global Change Research Institute, University Corporation for Atmospheric Research, o Instituto para o Meio Ambiente Global e Sociedade, Instituto de pesquisa RIKEN do Japão, e Goddard Space Flight Center da NASA) também representados.

O estudo explica que o Sistema Terrestre (por exemplo, atmosfera, oceano, terra, e biosfera) fornece o sistema humano (por exemplo, humanos e sua produção, distribuição, e consumo) não apenas as fontes de suas entradas (por exemplo, agua, energia, biomassa, e materiais), mas também as pias (por exemplo, atmosfera, oceanos, rios, lagos, e terras) que absorvem e processam suas saídas (por exemplo, emissões, poluição, e outros resíduos).

Intitulado "Modelagem de Sustentabilidade:População, Desigualdade, Consumo, e Acoplamento Bidirecional da Terra e dos Sistemas Humanos ", o artigo descreve como o rápido crescimento no uso de recursos, mudança no uso da terra, emissões, e a poluição tornou a humanidade o principal motor de mudança na maioria dos sistemas naturais da Terra, e como essas mudanças, por sua vez, têm efeitos de feedback críticos em humanos com consequências caras e sérias, incluindo na saúde e bem-estar humanos, crescimento econômico e desenvolvimento, e até mesmo migração humana e conflito social. Contudo, o artigo argumenta que essas interações bidirecionais ("acoplamento bidirecional") não estão incluídas nos modelos atuais.

Jornal multidisciplinar da Oxford University Press National Science Review , que publicou o jornal, destacou o trabalho em sua edição atual, apontando que "a taxa de variação das concentrações atmosféricas de CO2, CH4, e N2O [os gases de efeito estufa primários] aumentaram em mais de 700, 1000, e 300 vezes (respectivamente) no período após a Revolução Verde, em comparação com as taxas pré-industriais. "Veja a Figura 1 do artigo Destaques, reproduzido abaixo.

"Muitos conjuntos de dados, por exemplo, os dados da concentração total de gases de efeito estufa atmosféricos, mostram que a população humana tem sido um forte impulsionador do impacto total dos humanos em nosso planeta Terra. Isso é visto particularmente após as duas principais mudanças aceleradas de regime:Revolução Industrial (~ 1750) e Revolução Verde (~ 1950) ", disse Safa Motesharrei, Cientista de sistemas UMD e autor principal do artigo. "Pela última vez, mostramos que o impacto total cresceu em média ~ 4 por cento entre 1950 e 2010, com contribuições quase iguais de crescimento populacional (~ 1,7 por cento) e crescimento do PIB per capita (~ 2,2 por cento). Isso corresponde a uma duplicação do impacto total a cada 17 anos. Essa duplicação do impacto é chocantemente rápida. "

"Contudo, esses impactos humanos só podem ser verdadeiramente compreendidos dentro do contexto da desigualdade econômica, "apontou o cientista político e co-autor Jorge Rivas do Instituto para o Meio Ambiente Global e Sociedade." O uso médio de recursos per capita em países ricos é 5 a 10 vezes maior do que em países em desenvolvimento, e os países desenvolvidos são responsáveis ​​por mais de três quartos das emissões cumulativas de gases de efeito estufa de 1850 a 2000. "

O geógrafo e coautor da Universidade de Maryland, Klaus Hubacek, acrescentou:"A disparidade é ainda maior quando a desigualdade dentro dos países é incluída. Por exemplo, cerca de 50 por cento da população mundial vive com menos de US $ 3 por dia, 75 por cento com menos de US $ 8,50, e 90 por cento com menos de US $ 23. Um efeito dessa desigualdade é que os 10 por cento do topo produzem quase tantas emissões totais de carbono quanto os 90 por cento da base combinados. "

O estudo explica que aumenta a desigualdade econômica, consumo per capita, e a população total está impulsionando este rápido crescimento do impacto humano, mas que os principais modelos científicos da interação Terra-Sistema Humano não acoplam bidirecionalmente (interativamente) os Modelos do Sistema Terrestre com os principais fatores de mudança do Sistema Humano, como dados demográficos, desigualdade, crescimento econômico, e migração.

Os pesquisadores argumentam que os modelos atuais, em vez disso, geralmente usam independentes, projeções externas desses drivers. "Essa falta de acoplamento bidirecional torna os modelos atuais susceptíveis de perder feedbacks críticos no sistema combinado Terra-Humano, "disse o membro da Academia Nacional de Engenharia e co-autora Eugenia Kalnay, um ilustre professor universitário de ciências atmosféricas e oceânicas na Universidade de Maryland.

“Seria como tentar prever o El Niño com um modelo atmosférico sofisticado, mas com as temperaturas da superfície do mar retiradas do exterior, projeções independentes de, por exemplo, as Nações Unidas, "disse Kalnay." Sem incluir os feedbacks reais, as previsões para sistemas acoplados não podem funcionar; o modelo vai se afastar da realidade muito rapidamente. "

"Ignorar esse acoplamento bidirecional dos sistemas terrestre e humano pode levar à perda de algo importante, mesmo decisivo, para o destino de nosso planeta e nossa espécie, "disse o co-autor Mark Cane, G. Unger Vetlesen Professor de Ciências da Terra e Clima no Observatório da Terra Lamont-Doherty da Universidade de Columbia, que recentemente ganhou o Prêmio Vetlesen por criar o primeiro modelo acoplado oceano-atmosfera com feedbacks que previram com sucesso o El Niño.

Co-autor Matthias Ruth, Diretor e Professor da Escola de Políticas Públicas e Assuntos Urbanos, Universidade do Nordeste, disse:"O resultado de não modelar dinamicamente esses feedbacks críticos do Sistema Humano-Terra seria que os desafios ambientais que a humanidade enfrenta podem ser significativamente subestimados. não há um papel explícito dado às políticas e investimentos para moldar ativamente o curso no qual a dinâmica se desdobra. Em vez, como os modelos são projetados agora, qualquer intervenção - quase por definição - vem de fora e é percebida como um custo. Tal modelagem, e a mentalidade que vem com isso, não deixa espaço para a criatividade na solução de alguns dos desafios mais urgentes. "

"O artigo destaca corretamente que outros estressores humanos, não só os climáticos, são muito importantes para a sustentabilidade a longo prazo, incluindo a necessidade de reduzir a desigualdade '', disse Carlos Nobre (não co-autor), um dos principais cientistas do Sistema Terrestre do mundo, que recentemente ganhou o prestigioso Prêmio Volvo de Meio Ambiente em Sustentabilidade por seu papel na compreensão e proteção da Amazônia. "A igualdade social e econômica capacita as sociedades a se engajarem em caminhos sustentáveis, que inclui, a propósito, não apenas o uso sustentável dos recursos naturais, mas também desacelerando o crescimento populacional, para diminuir ativamente a pegada humana no meio ambiente. "

Michael Mann, Distinto Professor e Diretor do Earth System Science Center da Penn State University, que não era co-autor do artigo, comentou:"Não podemos separar as questões do crescimento populacional, consumo de recursos, a queima de combustíveis fósseis, e risco climático. Eles fazem parte de um sistema dinâmico acoplado, e, como os autores mostram, isso tem consequências potenciais terríveis para o colapso social. As implicações não poderiam ser mais profundas. "