Ændring af infrastruktur for et foranderligt klima

Efterhånden som klimaændringerne begynder at banke ned på planeten, bliver vores samfunds infrastruktur nødt til at gennemgå nogle alvorlige ændringer. Infrastruktur omfatter ting som vores transportmetoder, strøm- og vandforsyning og spildevands- og affaldssystemer. Sagen med klimaændringer er imidlertid, at de ikke vil påvirke et enkelt sted på samme måde. Det betyder, at der vil være mange forskellige måder at håndtere problemer på, såsom tørke, stigende vandstand, oversvømmelser, tornadoer, ekstrem varme eller kulde og storme.

Igennem denne artikel vil jeg give et generelt overblik over forskellige strategier for vores fremtidige klimaresistente infrastruktur. Husk dog, at hvert enkelt sted skal lave sine egne stedspecifikke undersøgelser for at finde de bedste løsninger til deres behov.

Transport

Veje. De er dyre at vedligeholde, som de er, men med yderligere skader fra oversvømmelser, nedbør, varme og frost, vil vedligeholdelse af vejene blive meget dyrere. Asfalterede veje, hvor nedbør og oversvømmelser er et problem, kommer til at kæmpe for at håndtere alt det ekstra vand. Problemet med de materialer, vi har nu, er, i modsætning til naturlige landskaber, at de næsten ikke suger vand overhovedet. Så har vi alt det ekstra vand, der ikke ved, hvor vi skal hen, og som i sidste ende oversvømmer gader og byer. Den ekstra nedbør vil også skade vejafmærkning på asfalterede veje og forårsage mere erosion på ikke-asfalterede veje. Det EPA rapporterer at dette problem ville være særligt dramatisk i USA i Great Planes-regionen, hvilket potentielt vil kræve op til $3.5 milliarder i reparationer inden 2100.

På steder, hvor ekstrem varme er mere et problem, vil høje temperaturer få asfalterede veje til at revne oftere og have behov for mere vedligeholdelse. Fortovene suger også mere varme til sig og forvandler byer til disse superintense og farlige varmepunkter. Med dette i tankerne kan steder med varmere temperaturer begynde at bruge former for "køligt fortov".

Hvis vi fortsætter med at udlede lige så mange drivhusgasser, som vi gør i øjeblikket, forventer EPA, at inden 2100 kan tilpasningsomkostningerne i USA på veje stige til så højt som 10 milliarder dollars. Denne vurdering inkluderer heller ikke yderligere skader fra havniveaustigning eller stormflod, så den ville sandsynligvis være endnu højere. Men med mere regulering af drivhusgasemissioner anslår de, at vi kunne undgå $4.2 - $7.4 milliarder af disse skader.

Broer og motorveje. Disse to former for infrastruktur har brug for størst forandring i byer ved kysten og lavt havniveau. Efterhånden som storme bliver mere intense, risikerer broer og motorveje at blive mere sårbare på grund af både den belastning, som ekstra vind og vand påfører dem, samt fra generel aldring.

Med broer specifikt er den største fare noget, der hedder gennemsøge. Det er, når hurtigt bevægende vand under broen vasker sediment væk, der understøtter dens fundamenter. Med vandmasser, der konstant vokser fra mere regn og stigende vandstand, vil skurning bare blive værre. To nuværende måder, som EPA foreslår for at hjælpe med at bekæmpe dette problem i fremtiden, er at tilføje flere sten og sediment for at stabilisere brofundamenter og tilføje mere beton for at styrke broer generelt.

Offentlig transport. Lad os derefter overveje offentlig transport såsom bybusser, undergrundsbaner, tog og metroer. Med håbet om, at vi vil reducere vores COXNUMX-emissioner, vil mange flere mennesker tage offentlig transport. I byerne vil der være et større antal bus- eller jernbaneruter at komme rundt på, og den samlede mængde af busser og tog vil stige for at give plads til et større antal mennesker. Fremtiden rummer dog en række skræmmende muligheder for offentlig transport, specielt fra oversvømmelser og ekstrem varme.

Med oversvømmelser kommer tunneler og underjordisk transport til jernbaner til at lide. Dette giver mening, fordi de steder, der vil oversvømme først, er de laveste grunde. Tilføj så de elektriske linjer, som transportmetoder som metro og undergrundsbaner bruger, og vi har en klar offentlig fare. Faktisk er vi allerede begyndt at se denne type oversvømmelser på steder som f.eks New York, fra orkanen Sandy, og det bliver kun værre. Svar til disse trusler omfatter infrastrukturændringer såsom konstruktion af hævede ventilationsriste for at reducere regnvand, bygning af beskyttende funktioner som støttemure og nogle steder flytning af noget af vores transportinfrastruktur til mindre sårbare områder.

Med hensyn til ekstrem varme, har du nogensinde været på offentlig transport i byen i myldretiden om sommeren? Jeg vil give dig et tip: det er ikke sjovt. Selvom der er aircondition (det er der ofte ikke), med så mange mennesker pakket ind som sardiner, er det svært at holde temperaturen nede. Denne mængde varme kan føre til en masse reelle farer, såsom varmeudmattelse for folk, der kører offentlig transport. For at mindske dette problem skal infrastrukturen enten have mindre pakkede forhold eller bedre former for aircondition.

Endelig har ekstrem varme været kendt for at forårsage spændte skinner, også kendt som "heat kinks", langs jernbanelinjer. Disse bremser både togene og kræver yderligere og dyrere reparationer til transport.

Lufttransport. En af de største ting at tænke på i forbindelse med flyrejser er, at hele operationen er relativt afhængig af vejret. På grund af dette bliver fly nødt til at blive mere modstandsdygtige over for både intens varme og voldsomme storme. Andre overvejelser er de egentlige flybaner, fordi mange er tæt på havoverfladen og sårbare over for oversvømmelser. Stormfloder vil gøre flere og flere landingsbaner utilgængelige i længere perioder. For at løse dette kan vi begynde enten at hæve landingsbaner på højere strukturer eller flytte mange af vores store lufthavne. 

Søtransport. Havne og havne vil også se nogle ekstra ændringer på grund af de stigende hav og de øgede storme på kysterne. Nogle af strukturerne vil sandsynligvis skulle hæves højere eller befæstes mere blot for at tolerere stigningen i havniveauet.

Energi

Aircondition og opvarmning. Efterhånden som klimaforandringerne tager varmen til nye yderpunkter, vil behovet for aircondition stige i vejret. Steder rundt om i verden, især byer, varmes op til dødelige temperaturer uden aircondition. Ifølge Center for Climate og Energy Solutions, "ekstrem varme er den mest dødelige naturkatastrofe i USA og dræber i gennemsnit flere mennesker end orkaner, lyn, tornadoer, jordskælv og oversvømmelser tilsammen."

Desværre, da efterspørgslen efter energi stiger, falder vores evne til at levere energi. Da vores nuværende metoder til at producere energi er en af ​​hovedkilderne til menneskeskabte klimaændringer, er vi ved at blive hængende i denne onde cirkel af energiforbrug. Vores håb ligger i at søge efter renere kilder for at levere mere af vores energibehov.

Dæmninger. De fleste steder er den største trussel mod dæmninger i fremtiden øgede oversvømmelser og brud fra storme. Mens mangel på vandgennemstrømning fra tørke kan være et problem nogle steder, viser en undersøgelse fra Norsk Videnskabsuniversitet viste, at "stigningen i tørkevarighed og underskudsvolumen [ville] ikke påvirke kraftproduktionen eller reservoirdriften."

På den anden side viste undersøgelsen også, at med øgede storme "vil den samlede hydrologiske fejlsandsynlighed for en dæmning stige i det fremtidige klima." Dette sker, når dæmninger bliver overbelastet af vand og enten løber over eller går i stykker.

Derudover i et foredrag om 4. oktober diskuterer stigningen i havniveauet, William og Mary, juraprofessor, Elizabeth Andrews, viser, at disse effekter allerede sker. For at citere hende, da "orkanen Floyd ramte [Tidewater, VA] i september 1999, blev 13 dæmninger gennembrudt, og mange flere blev beskadiget, og som et resultat blev Virginia-dæmningssikkerhedsloven ændret." Med stigende storme bliver vi derfor nødt til at lægge meget mere i dæmningssikkerhedsinfrastrukturen.

Grøn energi. Et stort problem, når vi taler om klimaændringer og energi, er vores brug af fossile brændstoffer. Så længe vi bliver ved med at afbrænde fossile brændstoffer, vil vi blive ved med at gøre klimaforandringerne værre.

Med dette i tankerne vil rene, bæredygtige energikilder blive afgørende. Disse vil omfatte brug blæst, solog geotermisk kilder, samt nye koncepter til at gøre energiopsamling mere effektiv og tilgængelig, som f.eks SolarBotanic Grønt Træ som høster både vind- og solenergi.

Byggeri og håndværkere

Bygningsreglement. Ændringer i klima og havniveau kommer til at presse os til at få bedre tilpassede bygninger. Hvorvidt vi får disse nødvendige forbedringer som forebyggelse eller som en reaktion er tvivlsomt, men det bliver nødt til at ske til sidst. 

På steder, hvor oversvømmelse er problemet, vil der være flere krav til hævet infrastruktur og oversvømmelsesbestandig styrke. Dette vil omfatte enhver ny konstruktion i fremtiden samt vedligeholdelse af vores nuværende bygninger for at sikre, at begge er oversvømmelsessikre. Oversvømmelser er en af de dyreste katastrofer efter jordskælv, så det er afgørende at sikre, at bygninger har et stærkt fundament og er hævet over oversvømmelsesgrænsen. Faktisk kan stigningen i oversvømmelser gøre nogle steder ude af grænserne for at bygge helt. 

Hvad angår steder med mangel på vand, vil bygninger skulle blive meget mere vandeffektive. Det betyder ændringer såsom lavflow toiletter, brusere og vandhaner. I visse områder kan vi endda blive nødt til at sige farvel til bade. Jeg ved. Det ærgrer mig også.

Derudover vil bygninger have brug for bedre isolering og arkitektur for at fremme effektiv opvarmning og køling. Som nævnt tidligere, bliver klimaanlæg meget mere nødvendigt mange steder, så det vil være en stor hjælp at sørge for, at bygningerne er med til at afhjælpe noget af denne efterspørgsel.

Endelig er en innovation, der begynder at komme ind i byerne grønne tage. Det betyder at have haver, græs eller en eller anden form for planter på bygningernes hustage. Du kan spørge, hvad meningen med taghaver er og blive overrasket over at vide, at de faktisk har enorme fordele, herunder isolerende temperatur og lyd, absorbere regn, forbedre luftkvaliteten, reducere "varmeøer", tilføje til biodiversiteten og bare generelt være smuk. Disse grønne tage forbedrer indre bymiljøer så meget, at byer vil begynde at kræve enten dem eller solpaneler til hver ny bygning. San Francisco har allerede gjort dette!

Strande og kyster. Kystbyggeri bliver mindre og mindre praktisk. Selvom alle elsker en ejendom ved havet, hvor vandstanden stiger, vil disse steder desværre være de første, der havner under vand. Måske ville det eneste positive ved dette være for folk lidt mere inde i landet, for de kan snart være meget tættere på stranden. Men byggeri tæt på havet bliver nødt til at stoppe, fordi ingen af ​​disse bygninger vil være bæredygtige med øgede storme og stigende tidevand.

Strandvolde. Når det kommer til Seawalls, vil de fortsætte med at blive mere almindelige og overudnyttede i vores forsøg på at klare klimaforandringerne. En artikel fra Scientific American forudsiger, at "hvert land i hele verden vil bygge mure for at forsvare sig mod stigende hav inden for 90 år, fordi omkostningerne ved oversvømmelser vil være dyrere end prisen for beskyttelsesprojekter." Hvad jeg ikke vidste, før jeg lavede noget ekstra forskning, er, at denne form for at forhindre stigende tidevand gør en masse skader på kystmiljøet. De har en tendens til at gøre kysterosion værre og ødelægge kystens naturlige former for mestring.

Et alternativ, som vi måske begynder at se på kystlinjer, er noget, der hedder "levende kystlinjer." Disse er "naturbaserede strukturer", som moser, sandklitter, mangrover eller koralrev, der gør de samme ting som strandvolde, men også giver havfugle og andre væsner et levested. Med lidt held i konstruktionsbestemmelserne kan disse grønne versioner af strandvolde blive en førende beskyttende aktør, især i beskyttede kystområder som flodsystemer, Chesapeake Bay og De Store Søer.

Vandkanaler og grøn infrastruktur

Efter at være vokset op i Californien har tørke altid været et konstant samtaleemne. Desværre er dette et problem, der ikke bliver bedre med klimaændringerne. En løsning, der bliver ved med at blive kastet ind i debatten, er infrastruktur, der overfører vand fra andre steder, som f.eks Seattle eller Alaska. Men et nærmere kig viser, at dette ikke er praktisk. I stedet er en anden form for vandbesparende infrastruktur noget, der kaldes "grøn infrastruktur." Det betyder at bruge strukturer som regntønder til i det væsentlige at høste regnvand og bruge det til ting som toiletskylning og vanding af haver eller landbrug. Ved at bruge disse teknikker vurderede en undersøgelse, at Californien kunne spare 4.5 billioner liter vand.

Et andet aspekt af grøn infrastruktur omfatter genopladning af grundvandet ved at have flere byområder, der absorberer vand. Dette inkluderer mere gennemtrængelige fortove, regnvandshaver, der er specielt designet til at tage ekstra vand ind, og simpelthen at have mere planteplads rundt om i byen, så regnvand kan trænge ind i grundvandet. Den tidligere nævnte analyse vurderede, at værdien af ​​denne grundvandsgenopladning i visse områder ville være over $ 50 millioner.

Spildevand og affald

Spildevand. Jeg har selvfølgelig gemt det bedste emne til sidst. Den største ændring af spildevandsinfrastrukturen som følge af klimaændringer vil være at gøre renseanlæg mere effektive og hele systemet mere oversvømmelsestolerant. På steder med oversvømmelser er problemet lige nu, at kloaksystemer ikke er indrettet til at optage meget vand. Det betyder, at når en oversvømmelse sker, bliver spildevand enten ledt direkte ind i nærliggende vandløb eller floder, eller oversvømmelsesvand infiltrerer spildevandsrør, og vi får noget, der hedder "sanitær kloakoverløb." Navnet er selvforklarende, men det er dybest set, når kloakker flyder over og spreder koncentreret, råt spildevand ud i det omgivende miljø. Du kan sikkert forestille dig problemerne bag dette. Hvis ikke, så tænk i retning af en hel masse vandforurening og deraf følgende sygdom. Fremtidig infrastruktur bliver nødt til at finde nye måder at håndtere overløb og holde et tættere øje med dens vedligeholdelse.

På den anden side flyder der på steder med tørke flere andre begreber rundt omkring kloaksystemet. Man bruger mindre vand i systemet helt for at bruge det ekstra vand til andre behov. Men så er vi nødt til at bekymre os om koncentrationen af ​​spildevand, hvordan vi med succes kan behandle det, og hvor skadeligt det koncentrerede spildevand vil være på infrastrukturen. Et andet koncept, vi kan begynde at lege med, vil være genbrug af vand efter behandling, hvilket gør kvaliteten af ​​det filtrerede vand endnu vigtigere.

Storm vand. Jeg har allerede talt en anstændig mængde om problemerne bag stormvand og oversvømmelser, så jeg vil prøve ikke at gentage mig selv for meget. I et foredrag om "Gendannelse af Chesapeake Bay inden 2025: Er vi på sporet?”, Chesapeake Bay Foundations senioradvokat, Peggy Sanner, rejste spørgsmålet om afstrømningsforurening fra regnvand og sagde, at det er "en af ​​de største forureningssektorer." Sanner forklarer, at en stor løsning for regnvandsforurening går sammen med, hvordan vi kan mindske oversvømmelser; altså have mere jord, der kan optage vand. Hun siger: "Når det først er infiltreret i jorden, bliver afstrømningen langsommere, afkøles og renser op og kommer derefter ofte ind i vandvejen gennem grundvandet." Hun indrømmer dog, at det normalt er rigtig dyrt og tager lang tid at sætte disse nye former for infrastruktur på plads. Det betyder, at hvis vi er heldige, vil vi måske se mere af dette i de næste 15 til 25 år.

Spild. Endelig har vi dit almindelige affald. Den største ændring med denne del af samfundet vil forhåbentlig være at reducere den. Når vi ser på statistikken, forårsager affaldsanlæg såsom lossepladser, forbrændingsanlæg, kompost og endda genanvendelse på egen hånd op til fem procent af drivhusgasemissionerne i USA. Det virker måske ikke af meget, men når man først kombinerer det med, hvordan alt det her kom til at ligge i skraldespanden (produktion, transport og genbrug), svarer det til ca. 42 procent af USA's drivhusgasemissioner.

Med så meget af en påvirkning er der ingen måde, vi vil være i stand til at holde op med denne mængde af affald uden at gøre klimaændringerne meget værre. Selv med at indsnævre vores syn og se på virkningerne på infrastruktur alene, virker det allerede slemt nok. Forhåbentlig kan menneskeheden, ved at indføre en lang række af de førnævnte løsninger og praksisser, begynde at få en anden slags indflydelse: en til det bedre.