Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Meze růstu Radek Pelánek Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Účel Proč tento model? zajímavé téma, asi nejznámější systémový model dobře popsaný ukázka procesu modelování, analýz modelu relativně starý model – lze ilustrovat dopad, kontext modelování ... ale také dost kontroverzní Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Účel Historie Club of Rome – nevládní organizace zabývající se mezinárodními politickými problémy J. W. Forrester: World Dynamics (1971) Donella Meadows, Denis Meadows, Jorgen Randers: Limits to Growth, 1972 Dynamics of Growth in a Finite World, 1974 Beyond the Limits, 1993 Limits to Growth: 30-Year Update, 2004 Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Účel Účel knih Upozornit na zdánlivě zřejmý fakt, že V omezeném světě není možný neomezený růst Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Účel Účel modelu Zkoumání interakce lidské civilizace s nosnou kapacitou planety Jak může expandující globální populace a ekonomika interagovat a adaptovat se na nosnou kapacitu Země během následujících několika desetiletí? Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Účel Možné scénáře Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Účel Pravděpodobný současný stav Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Účel Účel modelu II Jaké jednání (politiky) zvýší šance k plynulému přechodu zpět pod tuto kapacitu? (tj. k scénáři c) namísto d)) Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Poznámky O modelu The model we have constructed is, like every model, imperfect, oversimplified, and unfinished. In spite of the preliminary state of our work, we believe it is important to publish the model and our findings now. (...) We feel that the model described here is already sufficiently developed to be of some use to decision-makers. Furthermore, the basic behavior modes we have already observed in this model appear to be so fundamental and general that we do not expect our broad conclusions to be substantially altered by further revisions. Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Poznámky O předpovídání A major purpose in constructing the world model has been to determine which, if any, of these behavior modes will be most characteristic of the world system as it reaches the limits to growth. This process of determining behavior modes is ”prediction” only in the most limited sense of the word. Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Poznámky Připomenutí: fáze modelování 1 Formulace problému 2 Základní návrh modelu 3 Budování modelu 4 Verifikace a validace 5 Simulace a analýza 6 Sumarizace výsledků Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Základní prvky Předmět zájmu modelu zdroje (sources) – obnovitelné, neobnovitelné dřezy (sinks) – znečištění Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Základní prvky Nejdůležitější prvky růstové procesy limity zpoždění eroze Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Základní prvky Klíčové zásobárny modelu znečištění neobnovitelné zdroje populace zemědělství (produkce jídla, úrodnost země, eroze) ekonomika (průmysl, služby, zaměstnanost) Všechny zásobárny v modelu jsou globální – nerozlišují mezi regiony, apd. Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Základní prvky Zdůvodnění struktury I Because we are interested at this point only in broad behavior modes, this first world model needs not be extremely detailed. We thus consider only one general population, a population that statistically reflects the average characteristics of the global population. We include only one class of pollutants – the long-lived, globally distributed family of pollutants, such as lead, mercury, asbestos, and stable pesticides and radioisotopes – whose dynamic behavior in the ecosystem we are beginning to understand. We plot one generalized resource that represents the combined reserves of all nonrenewable resources, although we know that each separate resource will follow the general dynamic pattern at its own specific level and rate. Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Základní prvky Zdůvodnění struktury II vysoká abstrakce (a agregace) je nutná, aby byl model pochopitelný; samozřejmě to limituje množství informací, které můžeme z modelu dostat výstupy nejsou přesné předpovědi může nám to však dát porozumění příčin růstu a chování při dosažení limitů Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Zpětnovazební cykly Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Zpětnovazební cykly Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Zpětnovazební cykly Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Příklady částí modelu Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Příklady částí modelu Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Příklady částí modelu Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Příklady částí modelu Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Limity a parametry Limity uvažované v modelu kultivovaná země úrodnost půdy dosažitelná úroda neobnovitelné zdroje schopnost absorbovat znečištění (žádné války, nepokoje, epidemie, ...) Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Limity a parametry Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Limity a parametry Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Limity a parametry WORLD3 původní model v nástroji Dynamo, pozdější ve Stelle model dostupný (bude na cvičení) Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Limity a parametry Validace a verifikace modelu nebudeme rozebírat vývoj takového modelu trvá několik let Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Simulace Základní simulace simulace začínají v roce 1900, model vyladěn, aby dosavadní průběh odpovídal simulace bez fyzických omezení planety (GIGO – garbage in, garbage out) simulace se základním nastavením modelu, bez přizpůsobování se (business-as-usual) Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Simulace Simulace bez limitů Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Simulace Business-As-Usual Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Analýza citlivosti Citlivost parametrů testovány změny odhadnutých parametrů: zdvojnásobeny zdroje technologie pro kontrolu znečištění zvýšení výnosů země protekce proti erozi zvýšení využívání efektivity zdrojů Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Analýza citlivosti Zdvojnásobení zdrojů Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Analýza citlivosti Všechny uvedené změny parametrů Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Zásahy do systému Změny chování civilizace Testování různých zásahů do systému: kontrola porodnosti stabilizována průmyslová produkce, snížení emisí rychlý vývoj technologíí pro snížení eroze a lepší využití zdrojů Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Zásahy do systému Změny chování: Čas adopce zásahů v různých dobách: 1975, 1995, 2015 zkoumání toho, jaký vliv může hrát rozdíl dvaceti let závěry: velký vliv Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Závěry studie Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Závěry studie Komentář k možnostem vývoje Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Závěry studie Závěry I Pokud současné trendy růstu světové populace, průmyslu, znečištění, produkce jídla a čerpání zdrojů budou pokračovat, limity růstu na této planetě budou dosaženy někdy během následujících sta let. Nejpravděpodobnějším důsledkem dosažení těchto limitů bude náhlý a nekontrolovatelný pokles velikosti populace a životní úrovně. Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Závěry studie Závěry II Je však možné změnit současné trendy růstu a ustavit podmínky ekonomické a ekologické stability, které jsou udržitelné dlouho do budoucna. Takový stav celosvětové rovnováhy může být navržen tak, aby základní životní potřeby všech lidí byly uspokojeny a každý člověk na Zemi měl stejnou šanci realizovat svůj lidský potenciál. Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Závěry studie Závěry III Pokud se lidé rozhodnout směřovat radši k druhému než k prvnímu výsledku, tak čím dříve začnou pracovat na jeho naplnění, tím větší budou jejich šance na úspěch. Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Závěry studie Komentář k závěrům nastínění trendů, módů chování, žádné konkrétní předpovědi odpovídá provedeným simulacím zobecněno, interpretováno (až moc ?) Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Reakce na studii Dopad knihy světový bestseller výrazně ovlivnila rodící se environmentální hnutí obecnější uvědomění si konečných limitů (posíleno následnou ropnou krizí) neovlivnila téměř vůbec politiku a rozhodování na vrcholné úrovni Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Reakce na studii Kritika povrchní „a piece of irresponsible nonsense (Newsweek editorial, 1973) příliš hrubý model (nerozlišuje regiony, věk), špatný/nedostatečně podložený odhad parametrů (neo)Malthusiánství, jen další předpověď zkázy předpovědi se nenaplnily zastávání se nulového růstu Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Reakce na studii Kritika hlubší nedostatečný/podceněný prostor pro inovace, rozvoj technologie, lidskou ’fantazii’ PIPO – pessimism in, pessimism out model má tvrdé limity, neumožňuje příliš přechod k náhradám doba kamenná neskončila na nedostatek kamenů... vestavěná zaujatost v modelu, např. ekonomický růst nemusí způsobovat nárůst znečištění (často naopak) Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Reakce na studii Naplnily se „předpovědi ? kniha nedělá žádné přesné předpovědi ke zlomům docházelo při simulacích nejdříve po 50 letech (v původní simulaci), tj. stále nelze soudit oprávněnost „předpovědí příklad srovnání s daty: A Comparison of ‘The Limits to Growth‘ with Thirty Years of Reality Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Souvislosti Hádanka O čem mluví následující text? In the end the world’s nations acknowledged that they had overrun a serious limit. Soberly, reluctantly, they agreed to give up a set of profitable and useful industrial products. They started to do so before any economic, biological, or human damage was observed, and before there was complete scientific certainty. They probably did it in time. Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Souvislosti Hádanka (pokr.) Úvod Popis modelu Analýza modelu Závěry a souvislosti Souvislosti Shrnutí kniha „Meze růstu (Limits to Growth), model WORLD3 příklad k čemu a jak může modelování sloužit ilustrace základních kroků modelování