Променяща се инфраструктура за променящ се климат

Тъй като изменението на климата започва да удря планетата, инфраструктурата на нашето общество ще трябва да премине през някои сериозни промени. Инфраструктурата включва неща като нашите методи за транспортиране, електрозахранване и водоснабдяване, канализационни системи и системи за отпадъци. Нещото с изменението на климата обаче е, че то няма да повлияе на нито едно отделно място по същия начин. Това означава, че ще има много различни стилове за справяне с проблеми като суша, покачване на морското равнище, наводнения, торнадо, екстремни горещини или студове и бури.

В тази статия ще дам общ преглед на различни стратегии за нашата бъдеща инфраструктура, устойчива на климата. Имайте предвид обаче, че всяко отделно място ще трябва да направи свои собствени проучвания, специфични за обекта, за да намери най-добрите решения за своите нужди.

транспорт

Пътища. Те са скъпи за поддръжка, каквито са, но с допълнителни щети от наводнения, валежи, топлина и слана, поддръжката на пътищата ще стане много по-скъпа. Павираните пътища, където валежите и наводненията са проблем, ще се борят да поемат цялата допълнителна вода. Проблемът с материалите, които имаме сега, е, че за разлика от естествените пейзажи, те почти не поглъщат вода. След това имаме цялата тази допълнителна вода, която не знае къде да отиде, в крайна сметка наводнявайки улици и градове. Добавените валежи също ще повредят пътната маркировка на павираните пътища и ще причинят повече ерозия на неасфалтираните пътища. The EPA докладва че този проблем ще бъде особено драматичен в Съединените щати в района на Great Planes, потенциално изискващ до 3.5 милиарда долара ремонт до 2100 г.

На места, където екстремните горещини са по-голям проблем, високите температури ще доведат до по-често напукване на павираните пътища и нужда от повече поддръжка. Настилките също поглъщат повече топлина, превръщайки градовете в тези супер интензивни и опасни топлинни точки. Като се има предвид това, местата с по-високи температури може да започнат да използват форми на „готина настилка"

Ако продължим да отделяме толкова парникови газове, колкото в момента, EPA прогнозира, че до 2100 г. разходите за адаптиране в САЩ по пътищата може да достигнат до 10 милиарда долара. Тази оценка също така не включва по-нататъшни щети от покачване на морското равнище или наводнения от буря, така че вероятно ще бъде още по-висока. Въпреки това, с повече регулиране на емисиите на парникови газове, те изчисляват, че можем да избегнем $4.2 – $7.4 милиарда от тези щети.

Мостове и магистрали. Тези две форми на инфраструктура ще се нуждаят от най-голяма промяна в крайбрежните градове и градовете с ниско морско равнище. Тъй като бурите стават по-интензивни, мостовете и магистралите са изложени на риск да станат по-уязвими както от стреса, който допълнителният вятър и вода им оказват, така и от общото стареене.

Конкретно при мостовете най-голямата опасност е т.нар търкайте. Това е моментът, когато бързо движещата се вода под моста отмива утайки, които поддържат основите му. Тъй като водните тела непрекъснато се разрастват от повече дъждове и покачването на морското равнище, нечистотиите просто ще се влошават. Два настоящи начина, които EPA предлага за подпомагане на борбата с този проблем в бъдеще, са добавянето на повече скали и утайки за стабилизиране на основите на мостовете и добавянето на повече бетон за укрепване на мостовете като цяло.

Публичен транспорт. След това нека разгледаме обществения транспорт като градски автобуси, метро, ​​влакове и метро. С надеждата, че ще намалим нашите въглеродни емисии, много повече хора ще използват обществен транспорт. В рамките на градовете ще има по-голям брой автобусни или железопътни маршрути за придвижване, а общото количество автобуси и влакове ще се увеличи, за да има място за по-голям брой хора. Бъдещето обаче крие редица страшни възможности за обществения транспорт, по-специално от наводнения и екстремни горещини.

С наводненията ще пострадат тунелите и подземният транспорт за железниците. Това има смисъл, защото местата, които ще се наводнят първи, са най-ниските земи. След това добавете електрическите линии, които използват транспортните методи като метрото и метрото, и имаме определена обществена опасност. Всъщност вече започнахме да виждаме този тип наводнения на места като Ню Йорк, от урагана Санди, и само се влошава. Отговорите тези заплахи включват инфраструктурни промени като изграждане на повдигнати вентилационни решетки за намаляване на дъждовните води, изграждане на защитни елементи като подпорни стени и на някои места преместване на част от нашата транспортна инфраструктура в по-малко уязвими зони.

Що се отнася до екстремните горещини, пътували ли сте някога в градския обществен транспорт в час пик през лятото? Ще ви подскажа: не е забавно. Дори и да има климатик (често няма), с толкова много хора, натъпкани като сардини, е трудно да се поддържа ниска температура. Това количество топлина може да доведе до много реални опасности, като топлинно изтощение за хората, които се возят в обществен транспорт. За да се намали този проблем, инфраструктурата ще трябва или да има по-малко натоварени условия, или по-добри форми на климатизация.

И накрая, известно е, че екстремните горещини причиняват извити релси, известен също като „прегъване на топлина“, по железопътните линии. Те едновременно забавят влаковете и изискват допълнителни и по-скъпи ремонти за транспортиране.

Въздушен транспорт. Едно от най-важните неща, за които трябва да помислите по отношение на пътуването със самолет, е, че цялата операция е относително зависима от времето. Поради това самолетите ще трябва да станат по-устойчиви както на силни горещини, така и на силни бури. Други съображения са действителните самолетни писти, тъй като много от тях са близо до морското равнище и са уязвими от наводнения. Бурните вълни ще направят все повече и повече писти недостъпни за по-дълги периоди от време. За да разрешим това, може да започнем или да издигаме писти на по-високи конструкции, или да преместим много от нашите големи летища. 

Морски транспорт. Пристанищата и пристанищата също ще претърпят някои допълнителни промени поради покачването на моретата и засилените бури по бреговете. Някои от структурите вероятно ще трябва да бъдат издигнати по-високо или по-укрепени само за да толерират покачването на морското равнище.

Енергия

Климатик и отопление. Тъй като климатичните промени водят топлината до нови крайности, необходимостта от климатизация ще нарасне рязко. Места по света, особено градове, се нагряват до смъртоносни температури без климатик. Според Център за климата и енергетиката Solutions, „екстремните горещини са най-смъртоносното природно бедствие в САЩ, като убиват средно повече хора, отколкото урагани, мълнии, торнадо, земетресения и наводнения взети заедно.“

За съжаление, тъй като търсенето на енергия се повишава, способността ни да осигуряваме енергия намалява. Тъй като настоящите ни методи за производство на енергия са един от основните източници на причинено от човека изменение на климата, ние се забиваме в този порочен кръг на използване на енергия. Нашата надежда е да търсим по-чисти източници, за да задоволим повече от нашите енергийни нужди.

Язовири. На повечето места най-голямата заплаха за язовирите в бъдеще е увеличаването на наводненията и разрушаването от бури. Докато липсата на воден поток от суша може да бъде проблем на някои места, проучване от Норвежки университет за наука и технологии показа, че „увеличаването на продължителността на сушата и обема на дефицит [няма] да повлияе на производството на електроенергия или на работата на резервоара.“

От друга страна, проучването също така показа, че с увеличаване на бурите, „общата вероятност от хидроложка повреда на язовир ще се увеличи в бъдещия климат“. Това се случва, когато язовирите се претоварят от вода и прелеят или се счупят.

Освен това в лекция за 4 октомври обсъждайки покачването на морското равнище, Уилям и Мери професор по право, Елизабет Андрюс, показва, че тези ефекти вече се случват. Да я цитирам, когато „ураганът Флойд удари [Тайдуотър, Вирджиния] през септември 1999 г., 13 язовира бяха пробити и много други бяха повредени и в резултат на това законът за безопасност на язовирните стени във Вирджиния беше изменен.“ По този начин, с увеличаващите се бури, ще трябва да вложим много повече в инфраструктурата за безопасност на язовира.

Зелена енергия. Голям проблем, когато говорим за изменението на климата и енергията, е използването на изкопаеми горива. Докато продължаваме да изгаряме изкопаеми горива, ще продължаваме да влошаваме изменението на климата.

Имайки това предвид, чистите, устойчиви енергийни източници ще станат от съществено значение. Те ще включват използване вятър, слънчев, и геотермална източници, както и нови концепции за по-ефективно и достъпно улавяне на енергия, като напр SolarBotanic Green Tree който събира както вятърна, така и слънчева енергия.

строителство

Строителни норми. Промените в климата и морското равнище ще ни накарат да имаме по-добре адаптирани сгради. Дали ще получим тези необходими подобрения като превенция или като реакция е под въпрос, но това ще трябва да се случи в крайна сметка. 

На места, където наводненията са проблем, ще има повече изисквания за повдигната инфраструктура и устойчивост на наводнения. Това ще включва всяко ново строителство в бъдеще, както и поддържане на настоящите ни сгради, за да сме сигурни, че и двете са устойчиви на наводнения. Наводненията са едно от най-скъпите бедствия след земетресения, така че е от решаващо значение да се уверите, че сградите имат здрави основи и са издигнати над линията на наводнение. Всъщност увеличаването на наводненията може да направи някои места забранени за изцяло строителство. 

Що се отнася до местата с липса на вода, сградите ще трябва да станат много по-ефективни от вода. Това означава промени като тоалетни с нисък поток, душове и кранове. В някои райони може дори да се наложи да се сбогуваме с ваните. Знам. Това също ме разстройва.

Освен това сградите ще се нуждаят от по-добра изолация и архитектура за насърчаване на ефективно отопление и охлаждане. Както беше обсъдено по-рано, климатизацията става много по-необходима на много места, така че да се уверите, че сградите помагат за облекчаване на част от това търсене, ще бъде огромна помощ.

И накрая, иновация, която започва да навлиза в градовете зелени покриви. Това означава да имате градини, трева или някаква форма на растения на покривите на сградите. Може да попитате какъв е смисълът на градините на покрива и да се изненадате да разберете, че те всъщност имат огромни предимства, включително изолация на температурата и звука, абсорбиране на дъжд, подобряване на качеството на въздуха, намаляване на „топлинните острови“, добавяне към биоразнообразието и като цяло са красиви. Тези зелени покриви подобряват средата в града толкова много, че градовете ще започнат да изискват или тях, или слънчеви панели за всяка нова сграда. Сан Франциско вече го направи направи това!

Плажове и брегове. Крайбрежното строителство става все по-малко практично. Въпреки че всеки обича крайморски имот, с покачването на морското равнище, тези места за съжаление ще бъдат първите, които ще се окажат под водата. Може би единственото положително нещо за това би било за хората, които са малко по-навътре, защото скоро може да са много по-близо до плажа. Наистина обаче строителството близо до океана ще трябва да спре, защото никоя от тези сгради няма да бъде устойчива при увеличаване на бурите и нарастващите приливи.

Морски стени. Що се отнася до морските стени, те ще продължат да стават все по-често срещани и прекомерно използвани в опитите ни да се справим с изменението на климата. Една статия от Scientific American прогнозира, че „всяка страна по света ще изгради стени, за да се защити от покачващите се морета в рамките на 90 години, защото цената на наводненията ще бъде по-скъпа от цената на защитните проекти.“ Сега, това, което не знаех, преди да направя някои допълнителни изследвания, е, че тази форма на предотвратяване на нарастващите приливи прави много увреждане на крайбрежната среда. Те са склонни да влошат крайбрежната ерозия и да объркват естествените форми на справяне на крайбрежието.

Една алтернатива, която може да започнем да виждаме по крайбрежието, е нещо, наречено „живи брегове“. Това са „базирани на природата структури,“ като блата, пясъчни дюни, мангрови гори или коралови рифове, които правят всички същите неща като морски стени, но също така осигуряват местообитание на морски птици и други същества. С малко късмет в строителните разпоредби, тези зелени версии на морски стени могат да се превърнат във водещ защитен играч, особено в защитени крайбрежни зони като речни системи, залива Чесапийк и Големите езера.

Водни канали и зелена инфраструктура

След като съм израснал в Калифорния, сушата винаги е била постоянна тема на разговор. За съжаление, това е проблем, който не се подобрява с изменението на климата. Едно решение, което продължава да се хвърля в дебата, е инфраструктурата, която пренася вода от други места, като напр Сиатъл или Аляска. И все пак по-внимателен поглед показва, че това не е практично. Вместо това, различна форма на инфраструктура за пестене на вода е нещо, наречено „зелена инфраструктура“. Това означава да се използват структури като варели за дъжд, за да се събира по същество дъждовна вода и да се използва за неща като промиване на тоалетни и поливане на градини или селско стопанство. Чрез използването на тези техники, проучване изчисли, че Калифорния може да спести 4.5 трилиона галона вода.

Друг аспект на зелената инфраструктура включва презареждане на подпочвените води чрез наличие на повече градски зони, които абсорбират вода. Това включва по-пропускливи настилки, градини с дъждовна вода, специално проектирани да поемат допълнителна вода, и просто наличието на повече растително пространство около града, така че дъждовната вода да може да попие в подпочвените води. По-горе споменатият анализ оценява, че стойността на това презареждане на подпочвените води в определени райони ще бъде над $ 50 милиона.

Канализация и отпадъци

Канализация. Запазих най-добрата тема за последно, очевидно. Най-голямата промяна в канализационната инфраструктура в резултат на изменението на климата ще направи пречиствателните станции по-ефективни и цялата система по-устойчива на наводнения. В местата с наводнения в момента проблемът е, че канализационните системи не са настроени да поемат много вода. Това означава, че когато се случи наводнение, или отпадъчните води се насочват право към близките потоци или реки, или наводненията проникват в канализационните тръби и получаваме нещо, наречено „преливник на санитарна канализация.” Името се обяснява само по себе си, но това е основно, когато канализацията тече и разпространява концентрирани, сурови отпадъчни води в околната среда. Вероятно можете да си представите проблемите зад това. Ако не, помислете по линията на много замърсяване на водата и произтичащо от това заболяване. Бъдещата инфраструктура ще трябва да намери нови начини за справяне с препълването и да следи по-отблизо нейната поддръжка.

От друга страна, на места със суша, има няколко други концепции, които се носят наоколо по отношение на канализационната система. Единият е използването на по-малко вода в цялата система, за да се използва тази допълнителна вода за други нужди. След това обаче трябва да се тревожим за концентрацията на отпадни води, как можем успешно да ги пречистим и колко вредни ще бъдат тези концентрирани отпадни води върху инфраструктурата. Друга концепция, с която може да започнем да си играем, е повторното използване на водата след обработка, което прави качеството на тази филтрирана вода още по-важно.

Дъждовна вода. Вече говорих доста за проблемите зад дъждовните води и наводненията, така че ще се опитам да не се повтарям твърде много. В лекция за „Възстановяване на залива Чесапийк до 2025 г.: На път ли сме?“, старши адвокат на фондация Chesapeake Bay, Пеги Санър, повдигна въпроса за замърсяването на оттока от дъждовни води, като каза, че това е „един от най-големите сектори на замърсяване“. Санър обяснява, че голямо решение за замърсяването на дъждовните води върви заедно с това как можем да намалим наводненията; тоест да има повече земя, която може да абсорбира вода. Тя казва: „След като се инфилтрира в почвата, този отток се забавя, охлажда се и се почиства и след това често навлиза във водния път през подпочвените води.“ Тя обаче признава, че въвеждането на тези нови форми на инфраструктура обикновено е наистина скъпо и отнема много време. Това означава, че ако имаме късмет, може би ще видим повече от това през следващите 15 до 25 години.

Отпадъци. И накрая, имаме вашите общи отпадъци. Надяваме се, че най-голямата промяна с тази част от обществото ще бъде намаляването му. Когато погледнем статистиката, съоръжения за отпадъци като депа, инсинератори, компости и дори рециклиране сами по себе си причиняват до пет процента от емисиите на парникови газове в Съединените щати. Това може да не изглежда много, но след като го комбинирате с начина, по който всички тези неща са попаднали в кошчето (производство, транспортиране и рециклиране), то възлиза приблизително 42 процента от емисиите на парникови газове в САЩ.

С такова голямо въздействие няма начин да успеем да поддържаме това количество отпадъци, без да влошим още повече изменението на климата. Дори и да стесним гледната си точка и да разгледаме въздействието само върху инфраструктурата, вече изглежда достатъчно лошо. Да се ​​надяваме, че чрез въвеждането на множество от гореспоменатите решения и практики човечеството може да започне да оказва различно въздействие: към по-добро.