Planetary Boundary

ภูมิศาสตร์ที่ชัดเจนของความยากจนด้านพลังงาน แอฟริกาใต้สะฮาราได้กลายเป็นศูนย์กลางของความไม่เท่าเทียมด้านพลังงานทั่วโลก โดยมี 80% ของประชากรโลกที่ขาดไฟฟ้า — 600 ล้านคนที่อาศัยอยู่ส่วนใหญ่ในพื้นที่ชนบท อัตราการเข้าถึงไฟฟ้า 43% ของภูมิภาคซ่อนความแตกต่างที่ร้ายแรงระหว่างพื้นที่เมืองที่มีการเข้าถึง 81% และชุมชนชนบทที่ 34% วิกฤตการทำอาหารสะอาดพิสูจน์ว่ายากจะแก้ไขมากยิ่งขึ้นทั่วภูมิภาค ขณะที่เอเชียแสดงความก้าวหน้าอย่างโดดเด่น แอฟริกาใต้สะฮาราเห็น 170 ล้านคนเพิ่มขึ้น ที่พึ่งพาเชื้อเพลิงที่ก่อมลพิษตั้งแต่ปี 2010 โครงการ Saubhagya ของอินเดียเชื่อมต่อ 500 ล้านคน ระหว่างปี 2000 ถึง 2022 ขณะที่บังกลาเทศบรรลุการเข้าถึงสากลในปี 2023 โดยการรวมโครงสร้างพื้นฐานกริดกับระบบพลังงานแสงอาทิตย์นอกกริด โซลูชันพลังงานหมุนเวียนเปลี่ยนแปลงเศรษฐศาสตร์การเข้าถึง วิวัฒนาการอย่างมากของเศรษฐศาสตร์พลังงานหมุนเวียนได้เปลี่ยนแปลงความเป็นไปได้ของการเข้าถึงสากลอย่างพื้นฐาน ต้นทุนพลังงานแสงอาทิตย์ลดลงจาก $3.75 ต่อวัตต์ในปี 2014 เป็น $0.28 ต่อวัตต์ในปี 2024 ขณะที่ประสิทธิภาพแผงปรับปรุงจาก 15% เป็น 22% การลดต้นทุน 89% ในการจัดเก็บแบตเตอรี่ ทำให้พลังงานหมุนเวียนแบบกระจายสามารถแข่งขันกับการขยายกริดได้ มินิกริดเป็นนวัตกรรมที่เปลี่ยนแปลงมากที่สุดสำหรับการไฟฟ้าระดับชุมชน มินิกริดไฮบริดแสงอาทิตย์สมัยใหม่บรรลุต้นทุนที่ปรับระดับ $0.40-0.61 ต่อ kWh เมื่อเทียบกับ $0.92-1.30 สำหรับทางเลือกดีเซล โมเดลธุรกิจจ่ายตามการใช้ (PAYG) ที่รวมกับแพลตฟอร์มเงินมือถือได้ปลดล็อกการเข้าถึงพลังงานสำหรับหลายล้านคนที่ขาดเงินทุนเริ่มต้น ...

ปัญหาระดับดาวเคราะห์ที่มีต้นทุนทางสังคม ความเป็นกรดของมหาสมุทร ซึ่งขับเคลื่อนโดยการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากมนุษย์ เป็นตัวแทนของขอบเขตดาวเคราะห์ที่สำคัญในกรอบเศรษฐศาสตร์โดนัทของเคท ราเวิร์ธ เมื่อระดับ CO₂ ในบรรยากาศเพิ่มขึ้นจากความเข้มข้นก่อนยุคอุตสาหกรรม 280 μatm เป็นระดับปัจจุบันที่เกิน 414 μatm การดูดซับคาร์บอนส่วนเกินนี้โดยมหาสมุทรได้เปลี่ยนแปลงเคมีของน้ำทะเลอย่างพื้นฐาน pH ของมหาสมุทรลดลงประมาณ 0.1 หน่วยตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม โดยมีการคาดการณ์ว่าจะลดลงต่อไปถึง pH 7.8 ภายในปี 2100 การประมงทางทะเลให้แหล่งโปรตีนที่จำเป็นสำหรับประชากรมากกว่า 3 พันล้านคนทั่วโลก พร้อมทั้งสนับสนุนการดำรงชีพของผู้คนนับล้านในชุมชนชายฝั่ง กลไกที่ซับซ้อนของการปรับตัว การปรับตัวของปลาทำงานผ่านกลไกหลายอย่างที่เชื่อมโยงกัน ครอบคลุมระดับทางสรีรวิทยา พฤติกรรม และพันธุกรรม ในระดับสรีรวิทยา ปลาต้องรักษาสมดุลกรด-เบสผ่านการปรับในการขนส่งไอออนและการควบคุม pH ปลาทะเลมักจะชดเชยการรบกวนกรด-เบสโดยการสะสมไบคาร์บอเนตในพลาสมา แต่กระบวนการนี้มาพร้อมกับต้นทุนพลังงานที่สำคัญ การศึกษาการแสดงออกของยีนได้ระบุเส้นทางโมเลกุลเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการทนต่อความเป็นกรด ปลาที่อาศัยอยู่ในแหล่ง CO₂ ธรรมชาติแสดงการแสดงออกของยีนที่สูงขึ้นในยีนที่เกี่ยวข้องกับสมดุล pH เมแทบอลิซึมที่เพิ่มขึ้น และการควบคุมการขนส่งไอออน การปรับตัวข้ามรุ่น การปรับตัวข้ามรุ่นเกิดขึ้นเป็นกลไกที่อาจมีความสำคัญ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าการสัมผัส CO₂ ที่สูงขึ้นของพ่อแม่สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพของลูกหลาน โดยการศึกษาบางชิ้นแสดงให้เห็นการปรับปรุงอย่างสมบูรณ์ของผลกระทบเชิงลบในตัวอ่อนที่พ่อแม่เคยประสบสภาวะความเป็นกรด ความสามารถในการปรับตัวเชิงวิวัฒนาการดูเหมือนจะเชื่อมโยงกับความแปรปรวนทางพันธุกรรมที่มีอยู่ภายในประชากร ความท้าทายที่เชื่อมโยงกัน ความท้าทายหลายประการที่เชื่อมโยงกันทำให้การปรับตัวของปลาซับซ้อนขึ้น ต้นทุนพลังงานในการรักษาสมดุลกรด-เบสเป็นข้อจำกัดพื้นฐาน ความแปรปรวนเฉพาะสายพันธุ์ในความไวสร้างความท้าทายทางนิเวศวิทยาที่ซับซ้อน อัตราความเป็นกรดของมหาสมุทรในปัจจุบัน ซึ่งไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในประวัติศาสตร์ธรณีวิทยาล่าสุด อาจเกินความสามารถในการปรับตัวของหลายสายพันธุ์ โอกาสที่มีแนวโน้มดี แหล่ง CO₂ ธรรมชาติให้ตัวอย่างที่น่าเชื่อถือของการปรับตัวระยะยาวที่ประสบความสำเร็จ ความยืดหยุ่นข้ามรุ่นเป็นกลไกการปรับตัวที่ทรงพลังซึ่งสามารถให้การตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม การระบุเส้นทางพันธุกรรมเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการทนต่อความเป็นกรดได้เปิดโอกาสในการทำนายความเปราะบางของสายพันธุ์และความสามารถในการปรับตัว ...

รอยประทับที่ลึกขึ้นของสภาพภูมิอากาศต่อรายได้และการทำงานระดับโลก เศรษฐกิจโลกอยู่ที่จุดแยกสำคัญเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศรบกวนระบบเศรษฐกิจที่มั่นคงและเปลี่ยนแปลงสภาพการทำงานทั่วโลกมากขึ้น รายได้และการทำงานเป็นมิติสำคัญของรากฐานทางสังคมภายในกรอบเศรษฐกิจโดนัท โมเดลเศรษฐกิจโดนัทที่คิดค้น “พื้นที่ปลอดภัยและยุติธรรม” ระหว่างรากฐานทางสังคมและขอบเขตของโลก ให้กรอบที่เหมาะสำหรับการทำความเข้าใจความเชื่อมโยงที่ซับซ้อนเหล่านี้ เมื่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทวีความรุนแรงขึ้น มันท้าทายความสามารถในการรักษาโอกาสด้านรายได้และการทำงานที่เพียงพอสำหรับทุกคนในขณะที่เคารพขีดจำกัดทางนิเวศวิทยาอย่างพื้นฐาน ติดตามรากฐานประวัติศาสตร์ของผลกระทบทางเศรษฐกิจจากสภาพภูมิอากาศ ความเข้าใจเกี่ยวกับผลกระทบทางเศรษฐกิจของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้พัฒนาอย่างมากในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา ในออสเตรเลีย ภัยแล้งรุนแรงได้ลด GDP ของประเทศประมาณ 1% ในขณะที่อุทกภัยในประเทศไทยปี 2011 ก่อให้เกิดความเสียหายประมาณ 10% ของ GDP ไทย รูปแบบประวัติศาสตร์ของการหยุดชะงักทางเศรษฐกิจที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศได้เปิดเผยความไม่เท่าเทียมที่สำคัญในความเปราะบาง โดยประเทศกำลังพัฒนาได้รับความเสียหายมากกว่า สังเกตความตึงเครียดทางเศรษฐกิจในปัจจุบันจากสภาพภูมิอากาศต่อแรงงาน การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีผลกระทบที่วัดได้ต่อรายได้และการทำงานทั่วโลกแล้ว ในอเมริกาเหนือเพียงแห่งเดียว ภัยพิบัติจากสภาพภูมิอากาศมีค่าใช้จ่ายประมาณ 415 พันล้านดอลลาร์ในช่วงสามปีที่ผ่านมา ความเสียหายโดยตรงเหล่านี้ถูกเพิ่มเติมด้วยการสูญเสียผลิตภาพเนื่องจากคนงานประสบกับความเครียดจากความร้อน โดยเฉพาะในอาชีพกลางแจ้งและที่ต้องใช้แรงงานหนัก การกระจายเชิงพื้นที่ของผลกระทบเหล่านี้เผยให้เห็นรูปแบบความไม่เท่าเทียมที่สำคัญ ภูมิภาคระหว่างเส้นขนานที่ 20 เหนือและใต้กำลังประสบความเสียหายทางเศรษฐกิจที่รุนแรงที่สุดจากอุณหภูมิที่สูงขึ้น คาดการณ์แรงกดดันด้านสภาพภูมิอากาศที่เพิ่มขึ้นต่อการดำรงชีวิตในอนาคต ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อรายได้และการทำงานคาดว่าจะทวีความรุนแรงอย่างมากในทศวรรษที่จะมาถึง ภายในปี 2049 การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจทำให้เศรษฐกิจโลกสูญเสียประมาณ 38 ล้านล้านดอลลาร์ต่อปี ภายใต้สถานการณ์สภาพภูมิอากาศระดับกลาง GDP โลกอาจหดตัว 9% ภายในปี 2070 แต่การสูญเสียเหล่านี้จะไม่เท่ากันอย่างมาก—แอฟริกา เอเชีย และอเมริกาใต้อาจประสบการลดลงของ GDP 40%, 25% และ 34% ตามลำดับภายในปี 2070 ...

ทำความเข้าใจโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์และความเปราะบาง ชั้นโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ ตั้งอยู่ประมาณ 19 ถึง 48 กิโลเมตรเหนือพื้นผิวโลก มีบทบาทป้องกันที่สำคัญโดยการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์ เกราะบรรยากาศนี้ป้องกันไม่ให้รังสี UV ในระดับอันตรายไปถึงพื้นผิวโลก ภัยคุกคามหลักต่อชั้นสำคัญนี้มาจากคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) ซึ่งเป็นสารประกอบสังเคราะห์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำความเย็น เครื่องปรับอากาศ และสารขับเคลื่อนสเปรย์ ความเสถียรของพวกมันกลับกลายเป็นปัญหา - เมื่อปล่อยออกมาแล้ว CFCs จะคงอยู่ในชั้นบรรยากาศเป็นทศวรรษ ในที่สุดก็ปล่อยอะตอมคลอรีนที่ทำลายโมเลกุลโอโซน อะตอมคลอรีนเพียงอะตอมเดียวสามารถทำลายโมเลกุลโอโซนได้ประมาณ 100,000 โมเลกุล วิกฤตโอโซนที่กำลังเผยตัว การเดินทางทางวิทยาศาสตร์เพื่อทำความเข้าใจการทำลายโอโซนเริ่มต้นด้วยการวิจัยบุกเบิกของโรว์แลนด์และโมลินาในต้นทศวรรษ 1970 ในบทความสำคัญปี 1974 ของพวกเขา พวกเขาตั้งทฤษฎีว่า CFCs สามารถอพยพไปยังชั้นสตราโตสเฟียร์และทำลายโมเลกุลโอโซนในเชิงเร่งปฏิกิริยา การยืนยันอย่างน่าทึ่งมาถึงในกลางทศวรรษ 1980 เมื่อนักวิทยาศาสตร์จาก British Antarctic Survey ค้นพบว่าชั้นโอโซนเหนือแอนตาร์กติกาลดลงหนึ่งในสาม - ปรากฏการณ์ที่รู้จักกันในชื่อ “หลุมโอโซน” การค้นพบนี้เปลี่ยนการทำลายโอโซนจากความกังวลเชิงทฤษฎีเป็นวิกฤตสิ่งแวดล้อมระหว่างประเทศที่เร่งด่วน การจัดทำพิธีสารมอนทรีออล หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่น่าตกใจกระตุ้นให้ประชาคมระหว่างประเทศดำเนินการ ในเดือนกันยายน 1987 พิธีสารมอนทรีออลว่าด้วยสารที่ทำลายชั้นโอโซนได้รับการรับรอง สร้างกรอบที่ครอบคลุมสำหรับการควบคุมสารทำลายโอโซนเกือบ 100 ชนิด พิธีสารมอนทรีออลเป็นความสำเร็จที่ไม่เหมือนใคร - เป็นสนธิสัญญาสหประชาชาติฉบับแรกและฉบับเดียวที่บรรลุการให้สัตยาบันทั่วโลก โดยมีทุก 197 ประเทศสมาชิกมุ่งมั่นต่อเป้าหมาย มากกว่า 98% ของสารทำลายโอโซนที่ถูกควบคุมถูกยกเลิกเป็นผลสำเร็จนับตั้งแต่การนำไปปฏิบัติ ...

มลพิษทางอากาศเป็นหนึ่งในความเสี่ยงด้านสุขภาพสิ่งแวดล้อมที่สำคัญที่สุดในระดับโลก การวิจัยปัจจุบันระบุว่ามลพิษทางอากาศเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตประมาณ 8.1 ล้านคนต่อปีทั่วโลก ทำให้เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการเสียชีวิตที่ป้องกันได้ ในกรอบเศรษฐศาสตร์โดนัท มลพิษทางอากาศเป็นตัวแทนของขีดจำกัดของโลกที่สำคัญซึ่งบั่นทอนรากฐานทางสังคมของสุขภาพมนุษย์โดยตรง มลพิษทางอากาศในฐานะวิกฤตสุขภาพสิ่งแวดล้อม ภัยคุกคามด้านสุขภาพสิ่งแวดล้อมที่แผ่ซ่านจากมลพิษทางอากาศเป็นความท้าทายพื้นฐานต่อความเป็นอยู่ที่ดีของมนุษย์ เมื่อคุณภาพอากาศเสื่อมลง ผลกระทบโดยตรงต่อสุขภาพมนุษย์จะปรากฏขึ้น สร้างผลกระทบแบบลูกคลื่นข้ามมิติทางสังคมอื่นๆ รวมถึงความสามารถในการทำงาน ผลิตภาพทางเศรษฐกิจ และการเข้าถึงการดูแลสุขภาพ มลพิษทางอากาศประกอบด้วยส่วนผสมที่หลากหลายของก๊าซและอนุภาคจากแหล่งที่มนุษย์สร้างขึ้นและจากธรรมชาติ กิจกรรมอุตสาหกรรม การขนส่ง การผลิตพลังงาน การเกษตร และการทำความร้อนและการทำอาหารในครัวเรือนมีส่วนทำให้เกิดส่วนผสมที่ซับซ้อนนี้ ประวัติศาสตร์ของมลพิษทางอากาศและการวิจัยด้านสุขภาพ การยอมรับมลพิษทางอากาศในฐานะปัญหาสาธารณสุขได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในศตวรรษที่ผ่านมา เหตุการณ์มลพิษในยุคอุตสาหกรรมตอนต้นเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญในการทำความเข้าใจผลกระทบต่อสุขภาพ การศึกษาหกเมืองของฮาร์วาร์ดและการศึกษาของสมาคมมะเร็งอเมริกันในทศวรรษ 1990 เปิดเผยหลักฐานสำคัญที่เชื่อมโยงการสัมผัสฝุ่นละอองในระยะยาวกับอัตราการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้น ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันชี้ว่าอาจไม่มี “เกณฑ์ที่ปลอดภัย” สำหรับสารมลพิษทางอากาศหลายชนิด โดยเฉพาะฝุ่นละอองขนาดเล็ก ($PM_{2.5}$) ผลกระทบต่อสุขภาพในปัจจุบัน ขนาดของผลกระทบด้านสุขภาพจากมลพิษทางอากาศในระดับโลกเป็นหนึ่งในความเสี่ยงด้านสุขภาพสิ่งแวดล้อมที่ใหญ่ที่สุด การประมาณการล่าสุดระบุว่ามลพิษทางอากาศรับผิดชอบต่อการเสียชีวิตประมาณ 8.1 ล้านคนในปี 2021 การกระจายภาระทั่วโลกแสดงให้เห็นความไม่เท่าเทียมกันอย่างชัดเจน โดยประเทศรายได้ต่ำและปานกลางมักประสบกับระดับมลพิษที่สูงกว่า ผลกระทบโดยตรงส่งผลต่อระบบทางเดินหายใจทันทีที่สุด เมื่อความเข้มข้นของ $PM_{2.5}$ เพิ่มขึ้นเพียง 10 µg/m³ อัตราการเสียชีวิตจากโรคทางเดินหายใจเพิ่มขึ้นประมาณ 0.58% แม้ว่าผลกระทบต่อระบบทางเดินหายใจจะเข้าใจได้ง่ายกว่า แต่ผลกระทบต่อหัวใจและหลอดเลือดคิดเป็นส่วนใหญ่ของการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับมลพิษทางอากาศ การสัมผัสในระหว่างตั้งครรภ์สร้างความเสี่ยงทั้งต่อมารดาและทารกในครรภ์ที่กำลังพัฒนา การสัมผัส $PM_{2.5}$ ที่เพิ่มขึ้นทุก 10 μg/m³ มีความสัมพันธ์กับน้ำหนักแรกเกิดลดลงประมาณ 16.54 กรัม ในปี 2021 มลพิษทางอากาศถูกระบุว่าเป็นปัจจัยเสี่ยงอันดับสองที่ทำให้เสียชีวิตในเด็กอายุต่ำกว่า 5 ปีทั่วโลก ...