اَبا اِباد

Earth as a Complex Interrlated system

سیستم‌های کنترلی اقلیم کره‌ی زمین

فرض کنید دو دوست خشمگین و پرخاشگر به همراه یکدیگر به مسافرت رفته‌اند. در قسمتی از این سفر دوست اول شوخی بی‌ربطی می‌کند که به مذاق دوست دوم خوش نمی‌آید و پاسخی کوبنده به دوست اول می‌دهد. دوست اول که او نیز یک انسان پرخاشگر است، مجددا پاسخی کوبنده‌تر به دوست دوم می‌دهد و رفته رفته این دعوا و مرافه شدت بیشتر و بیشتری می‌گیرد و به یک دعوای جدی تبدلی می‌شود.

در سیستم‌های کنترلی به چنین فرآیندی، یک فرآیند بازخورد مثبت یا بازخورد تشدیدی (Positive Feedback) گفته می‌شود.

در این فرآیند، یک اختلال کوچک (شوخی بی‌ربط) رفته رفته تشدید می‌شود و به یک دعوای جدی تبدیل می‌گردد. این اختلال کوچک یک اغتشاش (disturbance) در سیستم نامیده می‌شود. در واقع با آن شوخی بی‌ربط یک اغتشاش در سیستم رابطه‌ی این دو دوست وارد شده است. در مقابل تصور کنید که دوست سومی از راه می‌رسد که از قضا انسان صلح طلبی است و فورا شرایط را کنترل کرده و جنگ را به صلح تبدیل می‌کند. در اینجا دوست سوم نقش بازخورد منفی یا بازخورد متعادل کننده (Negative Feedback) را دارد. در چنین فرآیندی، به گونه‌ای بازخورد داده می‌شود که به جای اینکه همچون سیستم بازخورد مثبت، نوسانات تشدید شوند (یا اینکه دعوا بالا بگیرد)، نوسانات کاهش یابد (تشنج کاهش یابد).

حال با دانستن این موضوع به سراغ این سوال می‌رویم که سیستم‌های کنترلی اقلیم زمین از نوع بازخورد مثبت است یا بازخورد منفی؟

اگر افزایش دمای زمین را یک اغتشاش در این سیستم کنترلی در نظر بگیریم، آیا زمین به این اغتشاش به شکل بازخورد مثبت پاسخ می‌دهد یا بازخورد منفی؟ یا به عبارت دیگر سیستم زمین به شکلی عمل می‌کند که این افزایش دما شدیدتر شود یا بالعکس آن را کنترل می‌کند و دما را کاهش می‌دهد؟ در واقع سیستم‌‌های کنترلی اقلیمی کره‌ی زمین بسیار پیچیده بوده و مجموعه‌ای از این بازخوردهای مثبت و منفی است و این موضوعی است که در مدلسازی‌های تغییرات اقلیمی بدان پرداخته می‌شود. به عنوان مثال، افزایش دمای زمین باعث افزایش میزان ابرها در جو زمین می‌شود و این ابرها بخش زیادی (یک سوم) از نور خورشید را بازتاب می‌کنند و دمای زمین مجددا کاهش می‌یابد‌. پس در این حالت ما یک کنترل‌گر بازخورد منفی داریم که اثر اغتشاش را کاهش می‌دهد.

از طرف دیگر با افزایش دمای زمین و ذوب شدن یخ‌های قطب‌ شمال، میکروب‌ها می‌توانند مواد آلی منجمد شده در خاک آنجا را مصرف کنند و به عنوان محصول جانبی، مقادیر زیاد گاز متان را وارد جو کنند. از آنجایی که اثر گلخانه‌ای گاز متان بسیار شدیدتر از کربن دی‌اکسید است (حدود ۸۰ برابر)، دمای زمین رفته رفته با شدت بالاتری افزایش می‌یابد. پس در این حالت ما یک کنترل‌گر فیدبک مثبت داریم. یکی از نگرانی‌های بزرگ دانشمندان همین موضوع است که ما نمی‌دانیم که با افزایش دما این سیستم دقیقا چطور پاسخ می‌دهد.

آیا حلقه‌های بازخورد مثبت غلبه کرده و این سیستم از کنترل خارج می‌شود؟

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *