Home » Articole » Articole » Știință » Încălzirea globală » Încălzirea globală: Controlul temperaturii fiziologice și ambientale

Încălzirea globală: Controlul temperaturii fiziologice și ambientale

De ceva vreme, se înregistrează o creștere lentă, dar treptată a temperaturii medii a întregului glob, o „încălzire globală”, de fapt, rezultatul proceselor umane și naturale care produc acest fenomen de zeci de ani. Deoarece nu sunt percepute direct de către indivizi, aceste procese și efectele lor au fost ignorate de mult timp, sau cel puțin nu sunt considerate a fi imediat dăunătoare și periculoase. Încălzirea globală depinde nu atât de radiația solară, cât de efectul de seră care derivă din emisia continuă, de către activitățile umane și evenimentele naturale, de gaze cu efect de seră care se acumulează în atmosferă și formează o barieră în calea dispersării căldurii produse de solar. radiatii. Există un număr bun de modele pentru a explica modul în care se produce încălzirea globală, care sunt de natură tehnică și consideră producția de gaze cu efect de seră drept cea mai importantă cauză; cu toate acestea, ele nu întotdeauna analizează și justifică motivele acestor emisii. Urmând logica, limbajul și metodele gândirii sistemice ale lui Senge, un model general, GEAM – de natură calitativă, dar rațional și coerent – poate evidenția factorii care interacționează care dau naștere și mențin încălzirea globală. Acest model constituie un cadru de referință pentru identificarea posibilelor „zone strategice” în care să identifice factorii „artificiali” și „naturali” creați de om care pot controla fenomenul și pentru a ordona nenumăratele idei și intervenții pe care diferitele națiuni le realizează individual pentru a controla global. încălzire. Modelul este de natură calitativă și nu permite efectuarea de calcule sau prognoze imediate. Cu toate acestea, ar putea ghida cercetarea științifică aprofundată în generarea de prognoze și simulare precise folosind instrumentele dinamicii sistemelor.

Controlul fiziologic al temperaturii

Omul are o tendință înnăscută și o nevoie vitală de a „controla” variabilele a căror dinamică provoacă probleme, atât în micromediul domestic, cât și în macromediul fizic, biologic și social, atunci când este perceput cu ajutorul mijloacelor de observație disponibile omului [1]. Odată cu progresul cunoștințelor în domeniul biologic și în medicină, omul a învățat să controleze chiar și acele variabile care îi perturbă bunăstarea fizică și psihică și împiedică munca de a produce, într-o formă organizată, bunurile și serviciile necesare pentru a-și satisface. nevoilor și să-și atingă aspirațiile. Acest control se referă, desigur, la variabilele sale biologice vitale, precum energia care trebuie dobândită prin hrană și apă, disponibilitatea unor instrumente pentru a se proteja împotriva amenințărilor, a se deplasa în spațiu (transport), a comunica etc. trebuie, de asemenea, să controleze dinamica variabilelor cu care interacționează, atât la nivel „activ”, prin producerea acestora, cât și la nivel „pasiv”, prin supunerea acestora, atunci când ele constituie un pericol pentru existența sa, de exemplu, nivelul apelor râului, incendii, amenințări din partea inamicilor etc. Unele dintre aceste variabile au o dinamică regulată, previzibilă, altele se modifică neregulat și necesită un control eficient. Motto-ul atribuit lui John von Neumann [2] este foarte clar în acest sens; identifică variabilele care au nevoie de control prin identificarea naturii proceselor care produc această dinamică.

„Toate procesele care sunt stabile le vom prezice. Toate procesele care sunt instabile le vom controla… Acesta a fost visul lui John von Neumann”.[2] (p. 182)

În cuvinte simple, „controlul dinamicii unei variabile” înseamnă modificarea „traiectoriei” acesteia astfel încât să poată atinge o „valoare țintă” dată, să nu depășească o „valoare limită”, sau să respecte o „constrângere”. Deși procesul de control poate fi, de asemenea, foarte complex [1], el se dezvoltă în esență după cum urmează:

  1. Specificarea obiectivului (constrîngeri sau limitări) pe care trebuie să le realizeze variabila de controlat; dacă urmează a fi atinse mai multe obiective în același timp, guvernarea trebuie să determine o „politică” prin care să indice prioritățile și intensitatea privind realizarea obiectivelor.
  2. Identificarea altor variabile, legate cauzal de cea de controlat, pe care omul le poate modifica cu un proces cunoscut de corectare a celui care trebuie controlat. Din acest motiv, ele sunt numite „pârghii de control”; controlul este „multipârghie” atunci când este efectuat prin intermediul mai multor pârghii în același timp. Când controlul este multipârghie, „managerul” sistemului de control trebuie să identifice o „strategie” care specifică câte și ce pârghii să folosească și intensitatea utilizării fiecăreia.
  3. Măsurarea „erorii”, adică a „abaterii” între „valoarea țintă” (sau constrângerea sau limita) și „valoarea reală” a variabilei de controlat, adică [eroare = valoare țintă—valoare reală].
  4. Acționând asupra „pârghiilor de control”, astfel încât, în funcție de asupra gradului de eroare, acestea presupun valorile necesare pentru modificarea variabilei de controlat; pârghiile pot fi naturale, fiziologice, automate sau voluntare, artificiale, sau în sprijinul celor artificiale.
  5. Procesul poate fi, de asemenea, repetitiv, încercând să schimbe dinamica variabilei de controlat în mai multe etape succesive.
  6. Controlul are succes când valoarea țintă = valoarea reală, adică atunci când eroarea = 0.

Acest proces de corectare a unei variabile în funcție de mărimea erorii în raport cu valoarea țintă este controlul tipic de feedback.

„Avem astfel exemple de feedback-uri negative care stabilizează temperatura și feedback-urile negative pentru a stabiliza viteza”.[3] (p. 97)

„Așadar, o mare varietate de sisteme din tehnologie și din natura vie urmează schema de feedback și este binecunoscut faptul că o nouă disciplină, numită Cibernetica, a fost introdusă de Norbert Wiener pentru a se ocupa de aceste fenomene. Teoria încearcă să arate că mecanismele de natură Feedback sunt baza comportamentului teleologic sau intenționat în mașinile create de om, precum și în organismele vii și în sistemele sociale”.[4] (p. 44)

Dintre numeroasele variabile pe care omul trebuie să le țină sub control pentru a supraviețui, cea mai relevantă este temperatura corpului în jurul valorii fiziologice normale, în intervalul 35,5 °C–37 °C. „Distanța” dintre temperatura reală la un moment dat și cea normală de referință este percepută ca fiind caldă sau rece, cu toate gradațiile posibile; cald, rece, răcire, înghețare, opărire, ardere și fierbere sunt termenii subiectivi folosiți pentru a indica amploarea „eroarei” înainte de efectuarea unei măsurători obiective. „Istoria umanității” ar putea fi interpretată și ca o căutare continuă a „instrumentelor”, adică a pârghiilor de control, pentru a menține o temperatură fiziologică normală a corpului.

„Pârghiile” fiziologice „automate” pentru controlul temperaturii corpului sunt „frisoanele” și „mișcarea” pentru a crește temperatura, sau „transpirația și liniștea” pentru a o scădea. Dacă alergăm la o cursă, mișcarea încălzește mușchii, dar transpirația încearcă să-i răcească, împingându-ne să ne odihnim (a doua pârghie suplimentară). Pârghiile „voluntare”, adesea artificiale, sunt folosite pentru completarea celor fiziologice. Dacă ne este frig, trebuie să creștem cantitatea și calitatea îmbrăcămintei; daca ne este cald trebuie sa îndepărtăm treptat niște îmbrăcăminte. Mai suntem calzi sau reci? Atunci, să ne adăpostim într-o peșteră, într-o casă de piatră, cărămidă sau lemn, sau una cu module termoizolante; putem aprinde un foc într-un șemineu, putem aprinde o sobă, putem cumpăra un aparat de aer condiționat/inverter. Căldura și frigul nu sunt încă sub control folosind aceste pârghii? Atunci, putem recurge la „pârghii extraordinare”; putem migra în medii răcoroase sau calde; vara, facem concediu la munte; iarna, în Caraibe.

Aceste exemple elementare arată de ce, de-a lungul mileniilor, am trecut de la focurile aprinse cu ramuri uscate într-o peșteră la aparatele de aer condiționat din zgârie-nori eco-durabili, precum și modul în care a evoluat îmbrăcămintea, de la piei de animale la fibre vegetale și animale țesute, chiar și fibre sintetice superizolante. Această evoluție a pârghiilor și instrumentelor de control conduce, de asemenea, la o îmbunătățire a calității îmbrăcămintei, locuințelor și turismului, precum și la o creștere a cererii și producției acestora. Atunci când „pârghiile de control” anterioare, care acţionează direct asupra variabilei fiziologice a căldurii corporale, nu sunt suficiente, devine necesară implementarea unui „control exogen-structural” direct asupra variabilelor care „influenţează în exterior” variabila de controlat. Dacă clima este atât de rece sau fierbinte încât nicio „pârghie de operare”, fiziologică sau artificială, nu este suficientă pentru a anula „eroarea de temperatură”, s-ar putea încerca să modifice variabilele climatice, implementând astfel un „control structural” al temperaturii omului, mediului, Pământului.

Controlul temperaturii ambientale

De-a lungul istoriei, omul s-a confruntat cu faze de răcire pe Pământ, inclusiv cu glaciații extinse și persistente [5] de care a încercat să se apere refugiindu-se în peșteri sau, mai des, migrând spre locuri mai puțin reci, chiar dacă a avut de suferit foamete care i-au pus supraviețuirea în pericol [6,7]. Chiar și astăzi, în țările „reci”, precum Canada, s-a încercat combaterea frigului prin crearea unor zone subterane încălzite artificial. Un exemplu este în Montreal, capitala Quebecului, denumită și Reso; această zonă conține un sistem de aproximativ 33 km de galerii și tuneluri subterane — care acoperă aproximativ 3,6 milioane de metri pătrați — cu magazine, birouri, hoteluri, bănci, muzee, precum și ansambluri rezidențiale și centre comerciale pentru a permite populației să trăiască complet în subteran iarna [8,9,10].Astăzi, există problema inversă; are loc o creștere lentă, dar graduală a temperaturii medii a întregului glob, o „încălzire globală”, rezultatul unor procese umane și fizice care acționează de mai multe decenii. Deoarece astfel de procese nu sunt resimțite imediat de indivizi, ele au fost ignorate de multă vreme sau, cel puțin, identificate ca nefiind dăunătoare imediat. Creșterea treptată a încălzirii globale, percepută prin instrumente adecvate și măsurători precise [11,12], a început să producă efecte foarte grave asupra ecosistemului [13], pentru a numi doar câteva, „clima a înnebunit”, topirea gheții (polare, calote, ghețari, tundră), creșterea înălțimea apelor mării și oceanice [14,15], estimată la 180 cm. în 2100 [16]; seceta, salinizarea și acumularea de săruri în sol conducând la ariditate, deșertificarea crescută; alterarea faunei și florei; și multe altele. „Prin urmare, încălzirea globală are efecte care se extind asupra hidrosferei, criosferei, biosferei și geosferei datorită interacțiunilor și feedback-urilor dintre aceste sisteme” [17].

Astăzi, în comunicații și educație, există tendința de a abandona termenul de „încălzire globală” pentru „schimbări climatice” [18,19], care se referă direct la manifestarea unor fenomene „locale” extreme atribuibile încălzirii [20] – precum fenomene atmosferice anormale, ploi intense [21], furtuni bruște de grindină, inundații frecvente, creșterea tornadelor și uraganelor [22], furtuni intense, vârfuri de căldură și frig etc. — în loc să menționăm încălzirea medie globală. [17]. De fapt, pentru majoritatea indivizilor, încălzirea globală nu este direct perceptibilă deoarece, la nivel planetar, temperatura crește în medie cu câteva grade pe parcursul mai multor decenii, în timp ce putem percepe cu ușurință fenomenele uneori devastatoare cauzate de încălzirea globală.

Referințe

  1. Mella, P. The Magic Ring. Systems Thinking Approach to Control Systems; Springer: New York, NY, USA, 2021. [Google Scholar] [CrossRef]
  2. Dyson, F. Infinite in All Directions; Harper and Row: New York, NY, USA, 1988. [Google Scholar]
  3. Wiener, N. Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine; MIT Press: Cambridge, MA, USA, 1961. [Google Scholar]
  4. von Bertalanffy, L. General System Theory: Foundations, Development, Applications; Braziller: New York, NY, USA, 1968. [Google Scholar]
  5. Petit, J.R.; Jouzel, J.; Raynaud, D.; Barkov, N.I.; Barnola, J.M.; Basile, I.; Bender, M.; Chappellaz, J.; Davis, M.; Delaygue, G.; et al. Climate and Atmospheric History of the Past 420,000 Years from the Vostok Ice Core, Antarctica. Nature 1999, 399, 429–436. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
  6. Earle, S. Physical Geology; Bccampus: Victoria, BC, Canada, 2015; Available online: https://opentextbc.ca/geology/ (accessed on 29 November 2021).
  7. Wikipedia. Timeline of Glaciation. 2021. Available online: https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_glaciation (accessed on 29 November 2021).
  8. Heintzman, R. The Political Culture of Quebec, 1840–1960. Can. J. Political Sci. 1983, 16, 3–59. [Google Scholar] [CrossRef]
  9. McGillivray, B. Montreal. Quebec, Canada. Britannica. 2021. Available online: https://www.britannica.com/place/Montreal/Administration-and-society (accessed on 29 November 2021).
  10. Thoma, M.; Gumart, C. Quebec: A History of Culture and Politics; Capilano University: North Vancouver, BC, Canada, 2018. [Google Scholar]
  11. Ritchie, H.; Roser, M. CO2 and Greenhouse Gas Emissions; Published online at OurWorldInData.org. 2020. Available online: https://ourworldindata.org/co2-and-other-greenhouse-gas-emissions (accessed on 29 November 2021).
  12. WMO—World Meteorological Organization. Greenhouse Gas Bulletin. The State of Greenhouse Gases in the Atmosphere Based on Global Observations through 2020. 2021. Available online: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=10838 (accessed on 29 November 2021).
  13. Maslin, M. Global Warming; Oxford University Press: New York, NY, USA, 2004. [Google Scholar]
  14. Mimura, N. Sea-level rise caused by climate change and its implications for society. Proc. Jpn. Acad. 2013, 89, 281–301. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [Green Version]
  15. Weishaupt, A.; Ekardt, F.; Garske, B.; Stubenrauch, J.; Wieding, J. Land Use, Livestock, Quantity Governance, and Economic Instruments—Sustainability Beyond Big Livestock Herds and Fossil Fuels. Sustainability 2020, 12, 2053. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
  16. Jevrejeva, S.; Grinsted, A.; Moore, J.C. Upper limit for sea level projections by 2100. Environ. Res. Lett. 2014, 9, 104008. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
  17. Baede, A.P.M. The climate system: An overview. In Climate Change 2001: The Scientific Basis: Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change; Houghton, J.T., Ed.; Cambridge University Press: New York, NY, USA, 2001; Volume 9, pp. 85–98. [Google Scholar]
  18. Drake, F. Global Warming. The Science of Climate Change; Oxford University Press: Oxford, UK, 2000. [Google Scholar]
  19. Houghton, J.T.; Ding, Y.D.J.G.; Griggs, D.J.; Noguer, M.; van der Linden, P.J.; Dai, X.; Maskell, K.; Johnson, C.A. Climate Change: The Scientific Basis; Cambridge University Press: Cambridge, UK, 2001; Available online: https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/07/WG1_TAR_FM.pdf (accessed on 29 November 2021).
  20. Stott, P.A.; Allen, M.; Christidis, N.; Dole, R.M.; Hoerling, M.; Huntingford, C.; Pall, P.; Perlwitz, J.; Stone, D. Attribution of Weather and Climate-Related Extreme Events. In Climate Science for Serving Society; Springer: Dordrecht, The Netherlands, 2013; pp. 307–337. Available online: https://www.wcrp-climate.org/conference2011/documents/Stott.pdf (accessed on 29 November 2021). [CrossRef]
  21. Trenberth, K.E. Changes in precipitation with climate change. Clim. Res. 2011, 47, 123–138. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
  22. Emanuel, K.; Mann, M. Atlantic hurricane trends linked to climate change. EOS 2006, 87, 233–244. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]

Sursa: Mella, P. Global Warming: Is It (Im)Possible to Stop It? The Systems Thinking Approach. Energies 2022, 15, 705. https://doi.org/10.3390/en15030705. Licența CC BY 4.0. Traducere și adaptarea © 2024 Nicolae Sfetcu

Căldura - Termodinamica fenomenologică
Căldura – Termodinamica fenomenologică

Despre căldură, temperatură, și modalități de măsurare, și aplicații practice în inginerie. Un punct de vedere contemporan privind energia, termodinamica și legile ei, cu detalierea celor mai importante principii care o guvernează. Un capitol special este dedicat schimbărilor climatice și … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $3.99 Selectează opțiunile
Fizica fenomenologică - Compendiu - Volumul 2
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 2

Un compendiu care se dorește a fi exhaustiv pentru domeniul fizicii, cu accent pe explicarea fenomenelor și aplicațiilor practice. O carte pentru studiul personal, concisă și ușor de citit, care clarifică aceste teorii ale fizicii, cel mai important domeniu al … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $9.99$34.55 Selectează opțiunile
Schimbări climatice - Încălzirea globală
Schimbări climatice – Încălzirea globală

Există în prezent o mare varietate de dispute privind încălzirea globală, atât în discursurile politice și sociale cât și în media populară și ​​literatura științifică, cu privire la natura, cauzele și consecințele încălzirii globale. Principala controversă o reprezintă cauzele creșterii … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $2.99$3.99 Selectează opțiunile

  1. ion adrian
    |

    Din punctul meu de vedere avem o problema majora: Cat timp mai avem? Este aplicabila teoria cu picatura de apa care daca vine peste un pahar plin va depinde de viteza de evaporatie daca il va face sa se reverse? . Astea sunt problemle principale, restul apatinand zonei in care se discuta serios despre sexul ingerilor sau despre soare si celelalte care pe langa el intareste organismu. 🙂

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *