World Population and the Climate Changes

 
PIIS0032874X0000258-2-1
DOI10.31857/S0032874X0000258-2
Publication type Article
Status Published
Authors
Affiliation: Landau Institute for Theoretical Physics, RAS
Address: Moscow oblast, Russia
Journal namePriroda
EditionIssue №7
Pages51-57
Abstract

The world population data from 1 AD to 2017 and the temperature variations of the North Hemisphere from 1 AD to 1979 have been analyzed. Possible data errors have been estimated. The population index is introduced as the relative difference between inverse numerical data and its parabolic approximation. The index occurs to be a bounded function; its average value is close to zero; its error level occurs to be nearly uniform. The index describes variations of the world population in the past. The population index has been compared with the North Hemisphere temperature variations. During the last millennia climate warming stimulates the world population growth while cooling leads to decrease of growth and sometimes even to decrease of population number. However, the population response to temperature variations occurred with a significant delay of about 100 years. Possible reasons for this delay are discussed against the background of known historical events. The historical analysis and the found climate–population correlation could give a principal possibility to forecast the world population behavior approximately up to year 2080. However, the actual forecast occurs to be reliable to years 2060–2065 only.

Keywordsworld population, approximations, climate changes, correlations
Received27.08.2018
Publication date07.09.2018
Number of characters18509
Cite   Download pdf To download PDF you should sign in
Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной
1

Эта статья готовилась как отклик на публикацию серии статей Е.Н.Черныха об эволюции человечества1. Заключительная часть серии — «Эпоха Нового времени: планетарные метаморфозы», в отличие от предшествующих, основана не на археологических открытиях, а на письменных источниках. История, написанная людьми, в первую очередь показывает влияние человеческого фактора на развитие событий, подчеркивает роль личности в истории. Конечно, письменные источники описывают также следствия событий, не зависящих от воли людей: землетрясений, эпидемий, череды неурожаев. В летописях и в сознании современников эти негативные явления чаще всего воспринимаются как «божья воля». Они были непредсказуемыми, но в какой степени случайными? Попробуем ответить на этот вопрос, сравнив динамику численности людей с известным нам объективным внешним фактором — колебаниями климата.

1. Культуры Homo: узловые сюжеты миллионолетней истории (Природа. 2018. №3. С.37–52; №4. С.47–62; №5. С.43–56; №6. С.54–67; №7. С.36–50).
2

Человек — уникальный биологический вид. Во- первых, его численность росла аномально быстро, по гиперболическому закону. Иные примеры такого роста в биологии отсутствуют. Во-вторых, человечество сумело победить голод: на сегодняшний день оно обеспечено питанием. Способ, правда, оказался довольно жестоким [1]: сейчас из всех млекопитающих только 4% (по массе) — дикие, 60% — домашний скот, а остальные 36% приходятся на людей. Дикие птицы составляют лишь 40% от общей птичьей массы, а ее основная часть — домашняя птица, которую люди выращивают для еды. В-третьих, человек так изменил атмосферу планеты, что началось потепление климата, и оно происходит все заметнее. Как мы увидим (это главный качественный вывод этой работы), в истории последнего тысячелетия потепление положительно сказывалось на росте народонаселения. По этой причине оно вольно или невольно приобрело психологически позитивную окраску. Это приведет нас к выводу, что сегодня человечество находится в ситуации неустойчивого и плохо предсказуемого развития, которое к тому же сопровождается ошибочным моральным оправданием.

3

Рост мирового народонаселения

В середине прошлого века австрийский физик Хейнц фон Фёрстер (1911–2002) заметил, что численность человечества N(t) с достаточно высокой точностью возрастает по гиперболическому закону, асимптотически стремясь к бесконечности [2]. Такая зависимость подчиняется дифференциальному уравнению dN/dt= N2/K, где K— некоторая постоянная, имеющая размерность человеко-год. Решение этого уравнения есть N(t) = K/(t0 — t), где постоянная интегрирования t0 есть момент асимптотической бесконечности. Сопоставление с данными о численности, известными к середине XXв., дало Фёрстеру следующую величину предельного времени t0 = 2026.87, или 13 ноября 2026 г. Естественно, при приближении к этому пределу отклонения от гиперболического роста должны были нарастать.

views: 337

Readers community rating: votes 0


                

Additional sources and materials

Bar-On Y.M., Phillips B., Milo R. The biomass distribution on Earth. Proceedings of National Academy of Sciences USA. In print.Doi:10/1073/pnas.1711842115.

M., 1999. [Kapitsa S.P. The general theory of the growth of humanity: How many people lived, lives and will live on Earth. M., 1999. (InRuss.).]

Kapitza S.P. Global population blow-up and after: the demographic revolution and information society. Hamburg,2006.

Pollard J.H. Mathematical models for the growth of human populations. Cambridge,1973.

May R.M. Chaos and the dynamics of biological populations. Proceedings of the Royal Society of London A. 1987; 413:27–44.

Cohen J. How many people can the world support? N.Y.,1995.

HaubC.,YanagisitaM.Worldpopulationdatasheet.PopulationReferenceBureau.Washington,1995.

McLaren D. Population growth – should we be worried? Population and Environment: Journal Interdisciplinar Studies. 1996; 17(3): 243–259.

Esper J., Cook E.R., Schweingruber F.H. Low-frequency signals in long tree-ring chronologies for reconstructing past temperature variability. Science. 2002; 295:2250–2253.

Moberg A., Sonechkin D.M., Holmgren K. et al. Highly variable Northern Hemisphere temperatures reconstructed fromlow-andhigh-resolutionproxydata.Nature.2005;433:613–617.

Doi:http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0805721105.

Byalko A.V., Kauffman G.B. Predicting Our Global Future. The Chemical Educator. 2012; 17:195–202.

. 2018; 2: 88–89. [Byalko A.V. Bitcoin and climate. Priroda. 2018; 2: 88–89. (InRuss.).]

Priroda. 1995; 5: 18–25. [Byalko A.V. Dynamics of the post-war world. Priroda. 1995; 5: 18–25. (InRuss.).]

. 1960; 132:1291–1295.

Система Orphus

Loading...
Up