Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một mô hình mô phỏng toàn cầu mới cung cấp cái nhìn dài hạn đầu tiên về cách đô thị hóa – sự phát triển của các thành phố và thị trấn – sẽ diễn ra trong những thập kỷ tới. Các dự án nhóm nghiên cứu tổng số tiền của các khu đô thị trên Trái đất có thể phát triển ở bất cứ đâu 1,8-5,9 lần vào năm 2100, xây dựng khoảng 618.000 dặm vuông.
Nhà khoa học dữ liệu Jing Gao của Đại học Delaware bị mê hoặc bởi những cách mà các thành phố và thị trấn phát triển theo thời gian. Khái niệm này được gọi là đô thị hóa.
Chicago, Los Angeles và New York, tất cả đều là thành phố, nhưng mỗi thành phố đều phát triển khác nhau, về cách thức diện tích đất của thành phố mở rộng. Điều tương tự cũng đúng trên toàn cầu, từ New Delhi, Ấn Độ, đến Paris, Pháp.
Gao, một giáo sư trợ lý địa lý và khoa học không gian tại Đại học Trái đất, Đại dương và Môi trường của UD, và cộng tác viên Brian O’Neill, cựu sinh viên UD và giáo sư từ Đại học Denver, đã tạo ra một mô hình mô phỏng toàn cầu mới để dự đoán vùng đất đô thị mới như thế nào hay sẽ thay đổi ra sao trong 100 năm tới trong các điều kiện kinh tế xã hội khác nhau.
Nghiên cứu thúc đẩy khoa học dữ liệu và học máy để cung cấp cái nhìn dài hạn đầu tiên về cách đô thị hóa sẽ diễn ra – từng thập kỷ.
Các nhà nghiên cứu mô tả các mô phỏng của họ trong một bài báo được công bố trên tạp chí Nature Communications vào thứ Bảy ngày 8 tháng 5.
Khoa học dữ liệu giúp dự báo dài hạn
Theo Gao, cho đến gần đây, rất khó để tạo ra các dự báo dài hạn toàn cầu về mở rộng đô thị. Điều này là do trong khi đô thị hóa là một xu hướng toàn cầu, cách các thành phố phát triển (tòa nhà, đường xá, con người, kinh tế) có thể thay đổi theo thời gian. Ngoài ra, sự phát triển này có thể khác nhau giữa các quốc gia và thậm chí trong các khu vực khác nhau của cùng một quốc gia.
Để hiểu sự thay đổi này xảy ra như thế nào, Gao và O’Nill đã sử dụng khoa học dữ liệu để phân tích 15 bộ dữ liệu toàn cầu mô tả các khía cạnh khác nhau của đô thị hóa, bao gồm một loạt bản đồ toàn cầu mới có cho thấy sự thay đổi đất đô thị trong 40 năm qua dựa trên hình ảnh vệ tinh của Trái đất. Các bản đồ toàn cầu chính xác trong khoảng 125 feet (38 mét) và cung cấp cái nhìn chi tiết độc đáo về sự phát triển đô thị trong quá khứ mà trước đây không thể thực hiện được với mức độ cụ thể này.
Dữ liệu lịch sử khai thác tiết lộ rằng có ba phong cách đô thị hóa khác nhau: đô thị hóa, đô thị hóa đều đặn và đô thị hóa nhanh chóng. Và các quốc gia phát triển từ quá trình đô thị hóa nhanh chóng sang đô thị hóa đều đặn sang đô thị hóa theo thời gian.
Không có gì ngạc nhiên khi Hoa Kỳ và hầu hết các nước Tây Âu đã đô thị hóa. Ấn Độ và Trung Quốc trước đây đã trải qua sự phát triển nhanh chóng và giờ đã chuyển sang đô thị hóa đều đặn. Các quốc gia đô thị hóa nhanh chóng hiện nay bao gồm nhiều quốc gia ở Châu Phi.
Và đây là phần khoa học dữ liệu. Hiểu những phong cách rộng lớn này là không đủ để nắm bắt – trên toàn cầu – cách đô thị hóa diễn ra trên mặt đất ở quy mô địa phương.
Để làm điều này, các nhà nghiên cứu đã chia thế giới thành 375 khu vực nhỏ và chạy một mô hình duy nhất cho từng khu vực, sau đó ghép các kết quả từ tất cả các mô hình lại với nhau để phát triển bản đồ toàn cầu. Thông tin này có thể làm sáng tỏ cách các thành phố của chúng ta có thể thay đổi và tiết lộ các tác động tiềm năng của quá trình đô thị hóa có thể thông báo cho các nhà hoạch định và hoạch định chính sách đô thị toàn cầu.
Dự báo của nhóm nghiên cứu cho thấy rằng tổng số tiền của các khu đô thị trên Trái đất có thể phát triển ở bất cứ đâu 1,8-5,9 lần vào năm 2100. Tính trung bình, nếu xu hướng đô thị hóa quá khứ tiếp tục, thế giới sẽ xây dựng khoảng 618.000 dặm vuông (1,6 triệu km vuông) khu vực đô thị mới trên toàn cầu trong thế kỷ. Đây là một khu vực rộng gấp 4,5 lần kích thước của Đức, hoặc, hơn 225 triệu sân bóng đá.
Tuy nhiên, việc mở rộng đô thị này diễn ra như thế nào phần lớn phụ thuộc vào xu hướng xã hội trong những năm tới. Điều này bao gồm các xu hướng tăng trưởng kinh tế, thay đổi dân số và thói quen lối sống, và mức độ xem xét được đưa ra cho cách các thói quen của chúng ta ảnh hưởng đến môi trường.
Đối với cả các nước phát triển và đang phát triển, ví dụ như các nước ở Châu Âu và Đông Nam Á, việc mở rộng đô thị dự kiến sẽ tăng gấp ba nếu xã hội ủng hộ sự phát triển dựa trên vật chất và nhiên liệu hóa thạch thay vì áp dụng tư duy bền vững.
Ở Mỹ, việc mở rộng đô thị ít nhất xảy ra nếu mọi người tập trung vào sự bền vững, như phát triển xanh và nhận thức về môi trường. Trong trường hợp này, đất đô thị dự kiến sẽ tăng 1,3 lần vào năm 2100. Nhưng nếu mọi người ủng hộ sự phát triển vật chất cao trong cùng một khung thời gian, với mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch cao và một xã hội định hướng vật chất, dự kiến sẽ mở rộng đô thị gần gấp bốn lần số tiền bành trướng của Hoa Kỳ vào đầu thế kỷ.
Hoa Kỳ đã nằm trong số các quốc gia có lượng đất phát triển lớn nhất, vì vậy tăng trưởng gấp bốn lần trong việc mở rộng đô thị là rất nhiều.
Gao giải thích: “Đây là nơi dự đoán của chúng tôi có thể thông báo chính sách và lập kế hoạch. Những dự báo này có thể giúp các nhà nghiên cứu và phân tích hiểu được những thay đổi quy mô lớn xảy ra trong một khoảng thời gian dài, như biến đổi khí hậu, có thể ảnh hưởng đến các khu vực đô thị địa phương như thế nào.”
Hầu hết các cá nhân không nhận ra những thay đổi đối với cảnh quan như các tòa nhà và đường xá có thể ảnh hưởng đến cuộc sống của họ. Ví dụ ở Delaware, những ngôi nhà thứ hai được xây dựng gần bờ biển thường phải trả giá bằng đất nông nghiệp. Mặc dù những phát triển này có thể làm tăng sự thịnh vượng kinh tế của một khu vực nhưng chúng có thể có những hậu quả không lường trước khác, chẳng hạn như tăng khả năng tiếp xúc với lũ lụt ven biển và nước biển dâng.
Và, bất kể kịch bản kinh tế xã hội nào đã được chọn, các mô phỏng cho thấy hầu hết các quốc gia sẽ trở nên đô thị hóa vào cuối thế kỷ.
Một phát hiện thú vị từ công việc là mặc dù suy nghĩ phổ biến là đô thị hóa chủ yếu xảy ra ở các nước đang phát triển, Gao nói rằng điều này có thể không xảy ra.
Nếu chúng ta nhìn vào dữ liệu thu thập được trong 40 năm qua, số lượng tuyệt đối của việc xây dựng đất đô thị mới ở các nước phát triển là tương đương với các nước đang phát triển. Tuy nhiên, những thay đổi dường như nhanh hơn ở các nước đang phát triển bởi vì hiện tại có vùng đất kém phát triển hơn nhiều, vì vậy tốc độ thay đổi xuất hiện lớn hơn.
Điều này đặt ra câu hỏi: khi các nước đang phát triển ở châu Phi tiếp tục phát triển, liệu họ có bắt kịp hoặc vượt qua các nước phát triển như Hoa Kỳ về đất đai đô thị hóa không?
Theo định nghĩa ngày nay, châu Phi dự kiến sẽ trở thành đô thị hóa vào năm 2100. Nhưng ngay cả khi nó tiếp tục phát triển với tốc độ rất nhanh so với phần còn lại của thế giới trong suốt thế kỷ, nó sẽ không theo kịp các nước phát triển như Mỹ vì sự khác biệt ngay từ đầu là rất lớn và thế giới phát triển vẫn tiếp tục mở rộng khu đô thị của nó.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Delwar . Bản gốc được viết bởi Karen B. Roberts. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :