Jord systemteknikk og ledelse Earth systems engineering and management

Earth systems engineering og ledelse (ESEM) er en disiplin som brukes til å analysere, designe, konstruere og håndtere komplekse miljøsystemer . Det innebærer et bredt spekter av fagområder, inkludert antropologi , ingeniørfag , miljøvitenskap , etikk og filosofi . I sin kjerne ser ESEM på å "rasjonelt designe og administrere koblede menneskelige naturlige systemer på en svært integrert og etisk måte". ESEM er et nylig voksende studieområde som har slått rot ved University of Virginia , Cornell og andre universiteter over hele USA, og ved Centre for Earth Systems Engineering Research (CESER) ved Newcastle University i Storbritannia. Grunnleggerne av disiplinen er Braden Allenby og Michael Gorman.

Introduksjon til ESEM

I århundrer har menneskeheten brukt jorden og dens naturlige ressurser til å fremme sivilisasjonen og utvikle teknologi. "Som et prinsipp [ sic ] resultat av industrielle revolusjoner og tilhørende endringer i menneskelig demografi, har teknologisystemer, kulturer og økonomiske systemer vært utviklingen av en jord der dynamikken i store naturlige systemer i økende grad blir dominert av menneskelig aktivitet."

På mange måter ser ESEM jorden som en menneskelig gjenstand. "For å opprettholde fortsatt stabilitet i både naturlige og menneskelige systemer, må vi utvikle evnen til å rasjonelt utforme og administrere koblede menneskelige naturlige systemer på en svært integrert og etisk måte - en Earth Systems Engineering and Management (ESEM) evne".

ESEM er utviklet av noen få individer. En spesiell oppmerksomhet er Braden Allenby . Allenby mener at grunnlaget som ESEM er bygget på er forestillingen om at "jorden, slik den nå eksisterer, er et produkt av menneskelig design". Faktisk er det ikke lenger noen naturlige systemer igjen i verden, "det er ingen steder igjen på jorden som ikke faller under menneskehetens skygge". "Så spørsmålet er ikke, som noen måtte ønske, om vi skal begynne med ESEM, fordi vi har gjort det i lang tid, om enn utilsiktet.

Spørsmålet er om vi vil påta oss det etiske ansvaret for å gjøre ESEM rasjonelt og ansvarlig ". I motsetning til den tradisjonelle ingeniør- og styringsprosessen" som påtar seg høy grad av kunnskap og sikkerhet om systematferden og et definert endepunkt for prosessen, "ESEM" vil være i konstant dialog med [systemene], ettersom de - og vi og våre kulturer - endrer seg og utvikler seg sammen i fremtiden ". ESEM er et nytt konsept, men det er en rekke felt" som industriell økologi , adaptiv ledelse , og systemteknikk som man kan stole på for å muliggjøre raske fremskritt i utviklingen av "ESEM som en disiplin.

Forutsetningen for ESEM er at vitenskap og teknologi kan gi vellykkede og varige løsninger på menneskeskapte problemer som miljøforurensning og klimaendringer. Denne antagelsen har nylig blitt utfordret i Techno-Fix: Hvorfor teknologi ikke redder oss eller miljøet .

Temaer

Adaptiv ledelse

Adaptiv ledelse er et sentralt aspekt av ESEM. Adaptiv ledelse er en måte å nærme seg miljøledelse på. Det forutsetter at det er stor usikkerhet i miljøsystemer og mener at det aldri er en endelig løsning på et jordsystemproblem. Derfor, når en handling har blitt iverksatt, må Earth Systems Engineer være i konstant dialog med systemet, se etter endringer og hvordan systemet utvikler seg. Denne måten å overvåke og administrere økosystemer på, aksepterer naturens iboende usikkerhet og omfavner den ved aldri å konkludere med en bestemt kur mot et problem.

Jordsystemteknikk

Earth systems engineering er egentlig bruk av systemanalysemetoder i undersøkelsen av miljøproblemer. Når man analyserer komplekse miljøsystemer, er det mange datasett, interessenter og variabler. Det er derfor hensiktsmessig å nærme seg slike problemer med en systemanalysemetode. I hovedsak er det "seks hovedfaser av en ordentlig gjennomført systemstudie". De seks fasene er som følger:

  1. Bestem systemets mål
  2. Sett kriterier for rangering av alternative kandidater
  3. Utvikle alternative løsninger
  4. Rangere alternative kandidater
  5. Repetere
  6. Handling

En del av systemanalyseprosessen inkluderer å bestemme systemets mål. Nøkkelkomponentene i målutviklingen inkluderer utvikling av et beskrivende scenario, et normativt scenario og et transitivt scenario. I det vesentlige beskriver beskrivende scenario [s] situasjonen slik den er [og] forteller [s] hvordan det måtte bli slik "(Gibson, 1991). En annen viktig del av det beskrivende scenariet er hvordan den "peker ut de gode funksjonene og de uakseptable elementene i status quo". Deretter viser det normative scenariet det endelige utfallet eller måten systemet skal fungere under ideelle forhold når det er gjort noe. For jordsystemets tilnærming vil "Normativt scenario" innebære den mest kompliserte analysen. Det normative scenariet vil håndtere interessenter, skape en felles handelssone eller et sted for fri utveksling av ideer for å komme opp med en løsning på hvor et system kan gjenopprettes eller akkurat hvordan et system skal endres. Endelig kommer Transitive-scenariet opp med den faktiske prosessen med å endre et system fra en beskrivende tilstand til en normativ tilstand. Ofte er det ikke en endelig løsning, som nevnt i adaptiv ledelse . Vanligvis følger en iterativ prosess når variabler og innganger endres, og systemet utvikler seg sammen med analysen.

Miljøvitenskap

Hovedartikkel: Miljøvitenskap

Når man undersøker komplekse økosystemer , er det et iboende behov for jordsystemteknikeren å ha en sterk forståelse av hvordan naturlige prosesser fungerer. En opplæring i miljøvitenskap vil være avgjørende for å forstå de mulige utilsiktede og uønskede effektene av et foreslått jordsystemdesign. Grunnleggende emner som karbonsyklus eller vannsyklus er sentrale prosesser som må forstås.

Etikk og bærekraft

Kjernen i ESEM er det sosiale, etiske og moralske ansvaret til jordens systemingeniør overfor interessenter og det naturlige systemet som konstrueres, for å komme med et objektivt transitivt og normativt scenario. "ESEM er selve den kulturelle og etiske konteksten". Det forventes at jordsystemteknikeren vil utforske de etiske implikasjonene av foreslåtte løsninger.

"Perspektivet av miljømessig bærekraft krever at vi spør oss hvordan hver interaksjon med det naturlige miljøet vil påvirke og bli bedømt av våre barn i fremtiden" "." Det er en økende bevissthet om at utviklingsprosessen, overlatt til seg selv, kan forårsake irreversibel skade på miljøet, og at det resulterende nettotilskuddet til rikdom og menneskelig velferd kan meget vel være negativt, om ikke katastrofalt. "Med dette begrepet i tankene er det nå et nytt mål om bærekraftig miljøvennlig utvikling. Bærekraftig utvikling er en viktig del for å utvikle egnede ESEM-løsninger på komplekse miljøproblemer.

Industriell økologi

Hovedartikkel: Industriell økologi

Industriell økologi er forestillingen om at store produksjons- og industrielle prosesser må skifte fra åpne sløyfesystemer til lukkede sløyfesystemer . Dette er egentlig resirkulering av avfall for å lage nye produkter. Dette reduserer avfall og øker effektiviteten av ressursene. ESEM ser ut til å minimere innvirkningen av industrielle prosesser på miljøet, derfor er forestillingen om resirkulering av industriprodukter viktig for ESEM.

Casestudie: Florida Everglades

Den Florida Everglades system er et godt eksempel på et komplekst økologisk system som gjennomgikk en ESEM analyse.

Bakgrunn

Florida Everglades ligger i sørlige Florida. Økosystemet er egentlig en subtropisk ferskvannsmyr som består av en rekke flora og fauna. Av spesiell oppmerksomhet er saggresset og ryggformene som gjør Everglades unike. I løpet av det siste århundret har menneskeheten hatt en økende tilstedeværelse i denne regionen. For tiden er hele østkysten av Florida utviklet, og befolkningen har økt til over 6 millioner innbyggere. Denne økte tilstedeværelsen gjennom årene har resultert i kanalisering og omdirigering av vann fra sin tradisjonelle sti gjennom Everglades og inn i Mexicogolfen og Atlanterhavet. Med dette har det vært en rekke skadelige effekter på Florida Everglades.

Beskrivende scenario

I 1993 hadde Everglades blitt påvirket av mange menneskelige utviklingstrekk. Vannføringen og -kvaliteten hadde blitt påvirket av konstruksjonen av kanaler og utfarter, til serien med forhøyede motorveier som løp gjennom Everglades til det ekspansive Everglades landbruksområde som hadde forurenset Everglades med store mengder nitrogen. Resultatet av denne reduserte vannstrømmen var dramatisk. Det var 90 - 95% reduksjon i vadefuglpopulasjoner, fallende fiskepopulasjoner og saltvannsinntrenging i økosystemet. Hvis Florida Everglades skulle forbli et amerikansk landemerke, måtte det iverksettes tiltak.

Normativt scenario

Det var i 1993 at Army Corps of Engineers analyserte systemet. De bestemte at en ideell situasjon ville være å "få vannet riktig". Ved å gjøre det ville det være en bedre strømning gjennom Everglades og et redusert antall kanaler og dykker som sender vann til tidevannet.

Transitivt scenario

Det var fra utviklingen av Normative Scenario at Army Corps of Engineers utviklet CERP, den omfattende Everglades restaureringsplanen. I planen opprettet de en tidslinje med prosjekter som skulle fullføres, de anslåtte kostnadene og de endelige resultatene for å forbedre økosystemet ved å ha innfødt flora og fauna. De skisserer også de menneskelige fordelene med prosjektet. Ikke bare vil løsningen være bærekraftig, da fremtidige generasjoner vil kunne glede seg over Everglades, men korrigering av vannstrømmen og gjennom opprettelse av lagringsanlegg vil redusere forekomsten av tørke og vannmangel i Sør-Florida.

Se også

Publikasjoner

  • Allenby, BR (2000). Earth systems engineering: verden som menneskelig gjenstand. Bro 30 (1), 5–13.
  • Allenby, BR (2005). Rekonstruere jord: Teknologi og miljø i menneskers tidsalder. Washington, DC: Island Press. Fra https://www.loc.gov/catdir/toc/ecip059/2005006241.html
  • Allenby, BR (2000, vinter). Jord systemteknikk og ledelse. IEEE Technology and Society Magazine, 0278-0079 (vinter) 10-24.
  • Davis, Steven, et al. Everglades: Økosystemet og dets restaurering. Boca Raton: St Lucie Press, 1997.
  • "Everglades." Omfattende Everglades restaureringsplan. 10. april 2004. https://web.archive.org/web/20051214102114/http://www.evergladesplan.org/
  • Gibson, JE (1991). Hvordan gjøre A-systemanalyse og dekalog av systemanalytiker. I WT Scherer (red.), (Høst 2003 utg.) (S. 29–238). Institutt for system- og informasjonsteknikk: U of Virginia. Hentet 29. oktober 2005,
  • Gorman, Michael. (2004). Pensum vårsemester 2004 . Hentet 29. oktober 2005 fra https://web.archive.org/web/20110716231016/http://repo-nt.tcc.virginia.edu/classes/ESEM/syllabus.html
  • Hall, JW og O'Connell, PE (2007). Earth Systems Engineering: gjør visjon til handling. Byggeingeniør, 160 (3): 114-122.
  • Newton, LH (2003). Etikk og bærekraft: bærekraftig utvikling og det moralske livet. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.

Referanser

Eksterne linker