sunnuntaina, maaliskuuta 25, 2007

Ilmaston lämepeneminen - eräs yhteismaan ongelma

Edellisessä postauksessani mainitsin että taloustieteilijä Samuel Bowlesin mukaan yhteinen arvopohja antaa paremmat mahdollisuudet ratkaista ns. Yhteismaan ongelman (Tragedy of Commons).

Yhteismaan ongelma on esimerkki lukuisista ihmisten välisistä synkronointiongelmista, joita ei voi ratkaista optimaalisesti niin että kaikki ajavat vain sokeasti omaa etuaan. Optimaalisuuden puute tarkoittaa tässä tapauksessa sitä että päädytään tilanteeseen T, joka on kaikkien kannalta epäsuotuisa. (Eli on olemassa joku toinen asiantila T' joka on jokaisen kannalta parempi kuin asiantila T.)

Esimerkki epäoptimaalisesta asiantilasta on se, kun nepalilaisen kylän metsä hakataan putipuhtaaksi (poltto)puusta jolloin eroosio vie maan ja maa ei enää koskaan kasva puuta. Kaikkien kannalta paras asiantila olisi jos puutavaraa kaadettaisiin vain niin paljon, että metsän luontainen uudistuminen olisi mahdollista. Jako voisi olla sellainen että kaikki saavat yhtä paljon, mutta jako voisi olla myös sellainen että kylän ainoa rikas talonpoika saa puolet ja loput jaetaan köyhien talonpoikien kesken. Pitkällä tähtäimellä kaikki hyötyisivät.

Optimaaliseen (ns. Pareto-optimaaliseen) ratkaisuun pääseminen on usein vaikeaa, jos kylässä ei ole ketään joka kykenee sekä päättämään puutavaran jaosta että pakottamaan muut noudattamaan päätöstä. Usein kylä kuitenkin on vuosisatojen myötä kehittänyt menetelmän (instituution) ongelman ratkaisemiseksi. Esimerkiksi Izha Mayojen tapauksessa "menetelmä" perustuu uskoon että metsänhenget rankaisevat metsän raiskaajaa ja siksi jokainen yksinkin metsässä liikkuva Izha Maya toimii metsän (ja siis yhteisön) parhaaksi.

Menetelmä perustuu siis kyläläisten yhteisiin perinteisiin, yhteiseen arvopohjaan ja normistoon ja normien rikkojien rankaisemiseen. Toiset yhteisöt ovat löytänet ratkaisun - toiset eivät.

Ihmiskunnalla on tänään todella suuri ja koko ihmiskunnalle yhteinen yhteismaan ongelma - ilmaston lämpeneminen.

Nature-lehden uusimmassa numerossa on useita artikkeleita ilmaston lämpenemisen vaikutuksesta arktiseen ja anarktiseen luontoon. Varsinkin arktinen luonto muuttuu nopeaa vauhtia: kesän jääpeite on jo supistunut 20 %:ia ja todennäköisesti vuoden 2050 paikkeilla Pohjoinen Jäämeri on kesällä ensi kertaa jäätön. Monet Jäämeren eläimet ja kasvit korvautuvat Tyynenmeren ja Atlantin eläimillä. Ilmaston lämpenemistä ei tietenkään enää voi estää mutta lämpeneminen pitää saada pysäytettyä.

Ilmaston lämpenemistä on pyritty ratkaisemaan "kyläläisten" yhteistyöllä - esimerkiksi määräämällä päästömaksuja. Kylän asukkaat ovat hyvin heterogeenista väkeä ja ongelman ratkaiseminen ei ole lähelläkään onnistumista. Jotkut kyläläisistä (EU-maat) haluavat näyttää muille mallia, koska eurooppalaiseen kulttuuriin kuuluu usko että "hyvällä esimerkillä voi vaikuttaa muihin". Teoria ei tunnu toimivan.

Puheena oleva yhteismaan ongelma on kuitenkin niin merkittävä että ongelman ratkaisua ei voi jättää toiveajattelun varaan. En tiedä miten ongelma voidaan ratkaista. Ehkä realistisin malli olisi USA:n uuskonservativien ongelmanratkaisumalli: USA päättää asiasta ja pakottaa muut tottelemaan ? USA vain on sisäisesti liian heikko toteuttamaan tätä ja Bushin hallinto on tähän mennessä suhtautunut vähättelevästi koko ongelmaan. Republikaanipuolue suhtautuu fanaattisen negatiivisesti ilmastonmuutokseen.

Uuskonservatiivien malli on siis ongelmallinen mutta niin ovat kaikki muutkin esitetyt mallit. Vihreät sanovat jotain tyyliin "pitää löytyä yhteistä tahtoa ratkaista meidän kaikkien yhteiset ongelmat". Mutta entäpä ellei löydy ? Annetaanko siinä tapauksessa ongelmien vain kasautua ? Eikö muitakin vaihtoehtoja kannattaisi tutkia ?

Ilmakehän yksityistäminen tai haittavero voisi toimia jos Suomella olisi oma kansallinen erillinen ilmakehä. Jäljelle jääkin näillä näkymin se vaihtoehto että päästöt lisääntyvät niin kauan että lämpötilan nousu, aavikoituminen, merenpinnan nousu yms. aiheuttavat globaalin nälänhädän ja konfliktitilanteen, jossa suurin osa ihmisistä kuolee ja suuri osa eläinlajeista kuolee sukupuuttoon.

Kansallnen liike ei voi panna päätään pensaaseen tämän ongelman suhteen kieltämällä koko ongelmaa - niin kuin esimerkiksi jotkut Brussel Journalin toimittajat ja Tsekin presidentti Vaclav Klaus ovat tehneet.

13 kommenttia:

Anonyymi kirjoitti...

Tsekkaas tämä dokkari..

http://video.google.com/videoplay?docid=-4520665474899458831&q=The+Great+Global+Warming+Swindle

Jukka kirjoitti...

1970-luvun alussa ennustettiin että hiilidioksidipäästöt tulevat aiheuttamaan ilmakehän lämpenemistä. Ensin skeptikot kielsivät lämpenemisen kokonaan - sitten kun lämpeneminen on niin ilmiselvää ettei sitä enää voi kieltää, aletaan väittää, että lämpeneminen on kyllä totta mutta se johtuu muista syistä.

Kuullostaa raskaasti kreationistien tyyliseltä argumentoinnilta. Miten nyt sattui että heti kun lämpeneminen ensin ennustettiin niin sitten se myös toteutui. Katsopa esim. wikipedia aiheesta (http://fi.wikipedia.org/wiki/Ilmaston_lämpeneminen). Kukaanhan ei väitä että on 100%:n varma että lämpeneminen johtuu ihmisestä mutta se on yli 90 %:n todennäköistä.

Anonyymi kirjoitti...

Yksi ehkä päästörajoituksia halvenpi ratkaisu ilmaston lämpenemiseen:

http://peakoildebunked.blogspot.com/2006/01/217-geoengineering.html

Nuclear physicist Edward Teller says that the jury is still out on whether or not greenhouse gases are leading to global warming, but that contemporary technology offers considerably cheaper options for addressing any global warming effects than politicians and environmentalists are considering.

* One approach, first proposed by theorist Freeman Dyson in 1979, would counteract any warming effect of greenhouse gases by diminishing by about 1 percent the amount of sunlight reaching the Earth's surface.

* This could be done by deliberately introducing fine particles -- such as those thrown up naturally from volcanoes -- into the upper atmosphere to scatter sunlight and heat back into space.

* Such a solution might cost as much as $1 billion a year -- or just $100 million if technologically advanced options were employed.

* That would be between 0.1 percent and 1 percent of the $100 billion a year it is estimated would be required to price-ration fossil fuel usage down to 1990 levels in the United States alone.

IDA kirjoitti...

Mielestäni Klaus on kuitenkin oikeassa siinä, että ilmastonmuutosta käytetään häikäilemättömästi poliittisesti hyväksi ja on syytä olla tarkkana, että sitä ei käytetä kansallisen itsemääräämisoikeuden kaventamiseen myös muiden asioiden suhteen.

Oma näkemykseni on edelleen se, että ilmaston lämpeneminen johtuu pääosin auringon toiminnasta, mutta myönnän, että en ole päivittänyt tietojani pariin vuoteen ollenkaan. Ja sitä ennenkin melko pinnallisesti. Silloin tilanne näytti siltä, että mitattu data ei tue lämpenemistä ennustavia malleja ja ilmaston mallinnus oli muutenkin hyvin alkuarvoherkkää ja epävarmaa.

Luotan kuitenkin tässä valtavirran näkemyksiin, enkä rupea asiasta väittelemään, kun en ole perehtynyt.

Joka tapauksessa mielenkiintoinen kysymys miten päästöjen vähentäminen toteutetaan. Olisi ehkä todellakin järkevämpää, että joku vain pakottaisi kaikki tiettyyn tasoon kuin se, että päästöillä käydään kauppaa. Kansainvälinen lainsäädäntö voi johtaa epäoikeudenmukaisempaan tilanteeseen kuin silkka raaka pakko, koska lainsäädännön sanktiointi muodostuu helposti hyvinkin puolueelliseksi.

Jukka kirjoitti...

En minäkään ole mikään asiantuntija.

Luotan kuitenkin noin yleisesti enemmän sellaisiin malleihin jotka ennustavat tulevaa kuin sellaisiin jotka eivät ennusta. 70-luvulla jo ennustettiin hiilidioksipäästöjen nostavan lämpötiloja. Tällöin lämpötilat eivät vielä olleet nousseet. Ennustus toteutui. Tämä ei tietenkään todista että teoria (="lämpötilan nousu johtuu ihmisestä") pitäisi paikkansa.

Mutta ajatellaanpa hetken kuitenkin että lämpeneminen johtuu ihmisestä ja nimenomaan hiilidioksidi- yms. päästöistä.

Tällöin voi todella kysyä onko siinä että Euroopan maat ottavat pyhimyksen roolin ja alkavat yksipuolisesti toteuttaa säästöjä tehokasta. Luultavasti sillä tavalla ei vähennetä päästöjä juuri ollenkaan - ainoastaan talouden painopiste siirtyy muualle. En tietysti voi tietää tätäkään 100 %:n varmuudella.

Jukka kirjoitti...

"Yksi ehkä päästörajoituksia halvenpi ratkaisu ilmaston lämpenemiseen ..."

Mielenkiintoinen juttu. Tämän jälkeen tosin maapallo sitten olisi kasvihuone jonka lämpötilan säätely tapahtuisi monimiutkaisen prosessin kautta. Entä jos prosessi romahtaisi ?

lämäri kirjoitti...

Mitä muihin bloggaajiin tulee, niin ainakin pikkupoika on toista mieltä tuosta ilmastoasiasta. En mene julistamaan että hän ja vain hän on oikeassa, mutta käy kuitenkin tutustumassa hänen pohdintoihinsa.

http://alastontotuus.blogspot.com/search/label/ilmastonmuutos

Jukka kirjoitti...
Kirjoittaja on poistanut tämän kommentin.
Anonyymi kirjoitti...

re Edward Teller

from Valuethinker

Sorry I don't speak Finnish. I followed the debate here from Tim Lambert's Deltoid blog, and wanted to respond to a comment re geoengineering.

We should remember Edward Teller endorsed Reagan's 'Star Wars' when no reputable scientist at the time thought that it could be made to work (and it was eventually stealthily abandoned).

The below post from Realclimate has some good thoughts about geoengineering.


http://peakoildebunked.blogspot.com/2006/01/217-geoengineering.html

Nuclear physicist Edward Teller says that the jury is still out on whether or not greenhouse gases are leading to global warming, but that contemporary technology offers considerably cheaper options for addressing any global warming effects than politicians and environmentalists are considering.

http://www.realclimate.org/index.php/archives/2006/06/geo-engineering-in-vogue/

28 Jun 2006
Geo-engineering in vogue…
Filed under:

* Climate Science
* Greenhouse gases
* Aerosols

— gavin @ 6:23 pm

There was an interesting article in the NY Times this week on possible geo-engineering solutions to the global warming problem. The story revolves around a paper that Paul Crutzen (Nobel Prize winner for chemistry related to the CFC/ozone depletion link) has written about deliberately adding sulphate aerosols in the stratosphere to increase the albedo and cool the planet - analogous to the natural effects of volcanoes. The paper is being published in Climatic Change, but unusually, with a suite of commentary articles by other scientists. This is because geo-engineering solutions do not have a good pedigree and, regardless of their merit or true potential, are often seized upon by people who for various reasons do not want to reduce greenhouse gas emissions. However, these ideas keep popping up naturally since significant emission cuts continue to be seen as difficult to acheive, and so should be considered fairly. After all, if there was a cheaper way to deal with the CO2 problem, or even a way to buy time, shouldn't we take it?

First a little history [Update: See Spencer Weart's essay on the history of climate modification ideas]. Geo-engineering ideas first reached the public in the 60s when there was still a lot of enthusiasm for technical fixes of the world's problems. One example was suggested by the Soviets who wanted to melt the Arctic (either using soot or nuclear devices) in order to warm up their frozen North. More recently, there was a proposal to dam the Straits of Gibralter in order to prevent more saline Mediterrean Sea water (because of the Aswan Dam) from affecting the North Atlantic conveyor circulation (no, it didn't make sense to us either). With such a pedigree, geo-engineering is generally seen as fringe entertainment at best, although some of the new ideas concerning atmospheric carbon dioxide sequestration are being looked into seriously.

Edward Teller is the scientist most associated publicly with the idea of creating a stratospheric shield to prevent excessive global warming, though he built on an idea from Freeman Dyson (who has subsequently become a bit of global warming contrarian)*. However, as Teller's collaborator Stanislaw Ulam once said after discussing some new ideas with him: "Edward is full of enthusiasm about these possibilities; this is perhaps an indication they will not work". And given Teller's estrangement from the scientific community in his later years, it was not likely that the concept would be taken very seriously, and indeed it hasn't been.

*Which in turn built on a idea from Budyko...(see comment below).

But now Paul Crutzen has stepped into the fray. He has a much more solid reputation amongst climate scientists than Teller, and thus his ideas will be taken more seriously. I haven't seen the new paper yet (it's out in August) but there are a number of questions that need to be addressed before any geo-engineering proposal combatting global warming should be thought of as anything more than an interesting idea. First, the idea has to actually work, second, the side effects need to be minimal, and third, it has to be able to keep up with an increasing forcing from ever higher greenhouse gas levels, and fourth, it has to be cheaper than the simply reducing emissions at source. These are formidable hurdles.

Would it work? In most of the cases under discussion the target is the global mean temperature, and so something that balances the global radiative forcing of greenhouse gas increases is likely to 'work'. However, having no global mean forcing is not the same as having no climate change. A world with higher GHGs and more stratospheric aerosols is not the same as a world with neither.

Thus there will be side effects. For the stratospheric sulphate idea, these fall into two classes - changes to the physical climate as a function of the changes in heating profiles in solar and longwave radiation, and chemical and ecological effects from the addition of so much sulphur to the system. Physically, one could expect a slight decrease in surface evaporation (a 'dimming' effect) and related changes to precipitation, a warming of the tropopause and lower stratosphere (and changes in static stability), increased Eurasian 'winter warming' effects (related to shifts in the wind patterns as are seen in the aftermath ofvolcanoes). Chemically, there will be an increase in ozone depletion (due to increases in heterogenous surface chemistry in the stratosphere), increases in acid rain, possibly an increase in high cirrus cloud cover due to indirect effects of the sulphates on cloud lifetime. Light characteristics (the ratio of diffuse to direct sunlight) will change, and the biosphere may react to that. Dealing with the legal liability for these predictable consequences would promise to be a lively area of class action litigation.... On the positive side, sunsets will probably be more colorful.

Could it keep up? GHGs (particularly CO2) are accumulating in the atmosphere and so even with constant present-day emissions, the problem will continue to get worse. Any sulphates put in the stratosphere will only last a couple of years or so and need to be constantly updated to maintain concentrations. Therefore the need for the stratospheric sulphates will continue to increase much faster than any growth of CO2 emissions. This ever-increasing demand, coupled with the impossibility of stopping once this path is embarked upon is possibly the biggest concern.

How expensive would it be? I will leave the detailed costing to others, but stemming from the last point, the cost will continue to rise indefinitely into the future unless this proposal is coupled with an concommittant effort to reduce CO2 emissions (and concentrations) such that the need for the sulphates will diminish in time.

Crutzen's paper may well address these issues comprehensively (and I look forward to seeing it) but, in my opinion, the proposals are unlikely to gain much traction. Maybe an analogy is useful to see why. Think of the climate as a small boat on a rather choppy ocean. Under normal circumstances the boat will rock to and fro, and there is a finite risk that the boat could be overturned by a rogue wave. But now one of the passengers has decided to stand up and is deliberately rocking the boat ever more violently. Someone suggests that this is likely to increase the chances of the boat capsizing. Another passenger then proposes that with his knowledge of chaotic dynamics he can counterbalance the first passenger and indeed, counter the natural rocking caused by the waves. But to do so he needs a huge array of sensors and enormous computational reasources to be ready to react efficiently but still wouldn't be able to guarantee absolute stability, and indeed, since the system is untested it might make things worse.

So is the answer to a known and increasing human influence on climate an ever more elaborate system to control the climate? Or should the person rocking the boat just sit down?

Jukka kirjoitti...
Kirjoittaja on poistanut tämän kommentin.
Jukka kirjoitti...

Thank you for the comment - I created a new post based on your comment saying basically following:

I am not able to comment on the feasibility of the proposed geoengineering mechanism technically, but due to the huge relevance of the global warming problem and the difficulty in introducing big reduction in the emission of the gases, every proposal should be considered.

I speculated then who would take care of the geoengineering. Who would pay the costs and who would make decisions on the optimal temperature.

If humanity must be able to control the atmosphere through genengineering, then we really need the enigineer doing the engineering and the politicians to make the decisions. It would be a huge public good effort, if the geoengineering would be managed internationally e.g through UN or G7.

But the same is even more true for the case if we have to solve the problem through reductions of gas emissions. We have a huge problem ("tragedy of commons") which must be managed internationally. Or thorugh US forcing the other countries to follow certain rules. (For that US seems to be too weak and at least today it looks like US has not commitment to solve the problem ??)

Anonyymi kirjoitti...

Jukka

1. who would pay for geoengineering?

I don't think we know, but I imagine it would be an international programme, like AIDS or malaria.

A better (or more hopeful) example might be NATO during the Cold War, when nations genuinely committed to particular numbers of divisions and weapons systems (but cheated on occasion).

Or even the CFC Treaty (Montreal Protocol) where the Europeans at first resisted, but finally agreed to American led cuts in CFCs, and by Treaty the Emerging Markets (Third World) are now forced to follow suit (with threat of trade sanctions).

2. on CO2 emissions the same problems of what economists call 'game theory' arise.

in fact the UK's new climate change bill (20% reductions by 2020, 60% by 2050) explicitly recognises the need for 'credible commitment' ie by committing ourselves to the process, we make it more likely that other countries will follow. This is something derived from game theory.

I think the US can lead on this, and needs to, but I do not think it can compel. It's only real 'weapon' would be the threat of trade sanctions, but that would have many other negative impacts.

However I do believe that if the US and the EU lead on this, then other nations will follow suit.

The US + EU + Japan/Korea/Taiwan/Singapore is over 60% of world emissions, currently, and something like 80% of world historic CO2 emissions. China and India will be very important, so is rainforest deforestation, but again if we move first, we show the way.

It may take some time for China and India to see the reality, but they are probably worse affected by global warming than we are, so it is in their interests that actions are taken.

In Canada they are now losing millions of hectares of coniferous forest to bud worms, which formerly the cold winters killed off before they could infest the trees. I hope that Finland escapes this devastating problem.

Valuethinker

Jukka kirjoitti...

Hi Valuethinker,

Interesting argumentation. One comment on this:

"in fact the UK's new climate change bill (20% reductions by 2020, 60% by 2050) explicitly recognises the need for 'credible commitment' ie by committing ourselves to the process, we make it more likely that other countries will follow. This is something derived from game theory."

I wonder which game theory result you refer to.

I can imagine the "others will follow"-model will work in small communities (neighbourhoods, churches) with high or medium level of group cohesion and maybe even Netherlands could follow Britain but what about China.

I understand that chinese people are rather negative towards Britain based on history like the Opium War. Also the culture and norms are very different to the british one's ?

Samuel Bowles e.g. says that heterogenous communities are less efficient on solving problems like this Tragedy of Commons (=climate warming). The most heterogenous human community is the whole human kind.

Regards Jukka