Muutuv infrastruktuur muutuva kliima jaoks

Kuna kliimamuutused hakkavad planeedil maha lööma, peab meie ühiskonna infrastruktuur läbi tegema tõsiseid muutusi. Infrastruktuur hõlmab selliseid asju nagu meie transpordimeetodid, toite- ja veevarustus ning kanalisatsiooni- ja jäätmesüsteemid. Kliimamuutustega on aga asi selles, et see ei mõjuta ühtki asukohta samal viisil. See tähendab, et selliste probleemidega nagu põud, meretaseme tõus, üleujutused, tornaadod, äärmuslik kuumus või külm ja tormid tuleb toime tulla palju erinevaid stiile.

Kogu selle artikli jooksul annan üldise ülevaate meie tulevase kliimakindla infrastruktuuri erinevatest strateegiatest. Kuid pidage meeles, et iga üksik koht peab oma vajadustele parimate lahenduste leidmiseks tegema oma kohaspetsiifilisi uuringuid.

Transport

Teed. Neid on kallis hooldada, kuid üleujutuste, sademete, kuumuse ja pakase tekitatud kahju tõttu muutub teede korrashoid palju kallimaks. Sillutatud teed, kus sademed ja üleujutused on probleemiks, on hädas kogu lisaveega. Praeguste materjalide probleem on see, et erinevalt loodusmaastikest ei ima need peaaegu üldse vett. Siis on meil kogu see lisavesi, mis ei tea, kuhu minna, lõpuks ujutab üle tänavad ja linnad. Lisandunud sademed kahjustavad ka kattega teekattemärgistust ja põhjustavad suuremat erosiooni katmata teedel. The EPA teatab et see probleem oleks eriti dramaatiline USA-s Great Planes'i piirkonnas, mis võib 3.5. aastaks nõuda kuni 2100 miljardit dollarit remonti.

Kohtades, kus äärmuslik kuumus on rohkem muret tekitav, põhjustavad kõrged temperatuurid kõvakattega teed sagedamini ja vajavad rohkem hooldust. Kõnniteed imavad ka rohkem soojust, muutes linnad nendeks üliintensiivseteks ja ohtlikeks kuumakohtadeks. Seda silmas pidades võivad kuumema temperatuuriga kohad hakata kasutama vorme "lahe sillutis. "

Kui jätkame sama palju kasvuhoonegaaside õhkupaiskamist kui praegu, prognoosib EPA, et aastaks 2100 võivad kohanemiskulud USA-s maanteedel tõusta kuni koguni 10 miljardit dollarit. See hinnang ei hõlma ka merepinna tõusust või tormi üleujutusest tulenevaid täiendavaid kahjusid, seega oleks see tõenäoliselt veelgi suurem. Kuid kasvuhoonegaaside heitkoguste suurema reguleerimisega suudaksime nende hinnangul vältida 4.2–7.4 miljardi dollari suurust kahju.

Sillad ja maanteed. Need kaks taristuvormi vajavad kõige rohkem muutusi rannikuäärsetes ja madala merepinnaga linnades. Kuna tormid muutuvad intensiivsemaks, võivad sillad ja maanteed muutuda haavatavamaks nii liigse tuule ja vee tekitatava stressi kui ka üldise vananemise tõttu.

Sildade puhul on suurimaks ohuks midagi nn küürima. See on siis, kui kiiresti liikuv vesi silla all uhub minema setteid, mis toetavad selle vundamenti. Kuna veekogud kasvavad üha suureneva sademete tõttu ja merevee tase tõuseb, muutub määrdumine aina hullemaks. Kaks praegust viisi, mida EPA soovitab selle probleemiga tulevikus võidelda, on lisada rohkem kive ja setteid, et stabiliseerida sildade vundamenti, ja lisada rohkem betooni sildade tugevdamiseks üldiselt.

Ühistransport. Järgmisena kaalume ühistransporti, nagu linnaliinibussid, metrood, rongid ja metrood. Lootuses, et vähendame süsinikdioksiidi heitkoguseid, hakkab palju rohkem inimesi kasutama ühistransporti. Linnades on liikumiseks rohkem bussi- või raudteeliine ning busside ja rongide koguhulk suureneb, et teha ruumi suuremale hulgale inimestele. Tulevikus on aga ühistranspordi jaoks mitmeid hirmutavaid võimalusi, eriti üleujutuste ja äärmusliku kuumuse tõttu.

Üleujutuste tõttu kannatavad tunnelid ja raudteede maa-alune transport. See on mõistlik, sest kohad, mis esimesena üleujutavad, on kõige madalamad. Seejärel lisage elektriliinid, mida kasutavad transpordimeetodid, nagu metroo ja metrood, ja meil on kindel avalik oht. Tegelikult oleme seda tüüpi üleujutusi juba nägema sellistes kohtades nagu New York City, orkaan Sandy ja see läheb ainult hullemaks. Vastused Nende ohtude hulka kuuluvad infrastruktuuri muudatused, nagu kõrgendatud ventilatsioonivõrede ehitamine sademevee vähendamiseks, kaitseelementide (nt tugiseinad) ehitamine ja mõnes kohas osa meie transpordi infrastruktuuri ümberpaigutamine vähem haavatavatesse piirkondadesse.

Mis puutub äärmuslikku kuumust, siis kas olete kunagi suvel tipptunnil linna ühistranspordis sõitnud? Ma annan sulle vihje: see pole lõbus. Isegi kui konditsioneer on olemas (tihti pole), on nii palju inimesi nagu sardiinid sisse pakitud, on raske temperatuuri madalal hoida. Selline soojushulk võib kaasa tuua palju reaalseid ohte, näiteks ühistranspordiga sõitvate inimeste kuumakurnatuse. Selle probleemi vähendamiseks peavad infrastruktuuril olema vähem tihendatud tingimused või paremad kliimaseadmed.

Lõpuks on teadaolevalt põhjustanud äärmuslik kuumus pandlaga rööpad, mida tuntakse ka kui "kuumustõmbeid", mööda raudteeliine. Need mõlemad aeglustavad rongide liikumist ja nõuavad transpordiks täiendavat ja kulukamat remonti.

Õhutransport. Üks suurimaid asju, millele lennukireiside puhul mõelda, on see, et kogu operatsioon sõltub suhteliselt ilmast. Selle tõttu peavad lennukid muutuma vastupidavamaks nii tugeva kuumuse kui ka tugevate tormide suhtes. Muud kaalutlused on lennuki tegelikud rajad, kuna paljud neist on merepinna lähedal ja üleujutuste suhtes tundlikud. Tormid muudavad üha enam lennuradasid pikemaks ajaks kättesaamatuks. Selle lahendamiseks võime hakata tõstma kõrgematele rajatistele lennuradu või kolima paljusid meie suuremaid lennujaamu. 

Meretransport. Ka sadamates ja sadamates toimuvad meretõusu ja rannikul sagenenud tormide tõttu mõningaid lisamuudatusi. Mõned ehitised tuleb tõenäoliselt kõrgemale tõsta või rohkem kindlustada, et taluda merepinna tõusu.

energia

Konditsioneer ja küte. Kuna kliimamuutused viivad kuumuse uutesse äärmustesse, kasvab vajadus kliimaseadmete järele hüppeliselt. Kohad üle maailma, eriti linnad, kuumenevad ilma konditsioneerita surmava temperatuurini. Vastavalt Center for Kliima- ja Energiaagentuuri lahendusedÄärmuslik kuumus on USA kõige surmavam looduskatastroof, mis tapab keskmiselt rohkem inimesi kui orkaanid, välgud, tornaadod, maavärinad ja üleujutused kokku.

Kahjuks, kuna see energianõudlus suureneb, väheneb meie võime energiat pakkuda. Kuna meie praegused energiatootmismeetodid on inimtegevusest tingitud kliimamuutuste üks peamisi allikaid, oleme sattumas sellesse energiakasutuse nõiaringi kinni. Meie lootus seisneb puhtamate allikate otsimises, et rahuldada suuremat energiavajadust.

Tammid. Enamikus kohtades on tammidele tulevikus suurimaks ohuks sagenenud üleujutused ja tormide purunemised. Kuigi mõnes kohas võib probleemiks osutuda põuast tingitud veepuudus, on uuringus välja antud Norra teadus- ja tehnoloogiaülikool näitas, et "põua kestuse suurenemine ja puudujäägi maht [ei mõjuta] elektritootmist ega reservuaari tööd."

Teisest küljest näitas uuring ka seda, et sagenenud tormidega "tõenäosus [a] tammi hüdroloogiline rike suureneb tulevases kliimas". See juhtub siis, kui tammid on veega ülekoormatud ja kas üle voolavad või purunevad.

Lisaks loengus teemal 4. oktoober arutledes meretaseme tõusu üle, William ja Mary õigusprofessor, Elizabeth Andrews, näitab, et need mõjud juba toimuvad. Tsiteerides teda, kui "orkaan Floyd tabas [Tidewateri, VA] 1999. aasta septembris, purunes 13 tammi ja palju muud sai kahjustada ning selle tulemusena muudeti Virginia tammi ohutuse seadust." Seega peame üha suurenevate tormidega tammide ohutuse infrastruktuurile palju rohkem panustama.

Roheline Energia. Kliimamuutustest ja energiast rääkides on suur probleem fossiilkütuste kasutamine. Niikaua kui jätkame fossiilkütuste põletamist, muudame kliimamuutust hullemaks.

Seda silmas pidades muutuvad puhtad ja säästvad energiaallikad oluliseks. Need hõlmavad kasutamist tuul, päikese-ja geotermiline allikad, aga ka uued kontseptsioonid, mis muudavad energia kogumise tõhusamaks ja kättesaadavamaks, näiteks SolarBotanic roheline puu mis kogub nii tuule- kui päikeseenergiat.

Ehitus

Ehitusmäärused. Kliima ja meretaseme muutused sunnivad meid looma paremini kohandatud hooneid. Kas me saame neid vajalikke täiustusi ennetuse või reaktsioonina või mitte, on küsitav, kuid see peab lõpuks juhtuma. 

Kohtades, kus üleujutused on probleemiks, kehtestatakse kõrgemale infrastruktuurile ja üleujutuskindlusele rohkem nõudeid. See hõlmab mis tahes uut ehitamist tulevikus ja ka meie praeguste hoonete hooldamist, et mõlemad oleksid üleujutuskindlad. Üleujutused on üks kõige kulukamad katastroofid pärast maavärinaid, mistõttu on ülioluline tagada, et hoonetel oleks tugev vundament ja et need tõusevad üleujutuspiirist kõrgemale. Tegelikult võib üleujutuste sagenemine muuta mõned kohad ehitamiseks täielikult välja. 

Veepuudusega kohtades peavad hooned muutuma palju veesäästlikumaks. See tähendab muudatusi, nagu madala vooluhulgaga tualetid, dušid ja segistid. Teatud piirkondades peame võib-olla isegi vannidega hüvasti jätma. Ma tean. See häirib mind ka.

Lisaks vajavad hooned tõhusamat kütmist ja jahutamist paremat isolatsiooni ja arhitektuuri. Nagu varem mainitud, muutub kliimaseade paljudes kohtades palju vajalikumaks, seega on palju abi sellest, et hooned aitavad seda nõudlust mõnevõrra leevendada.

Lõpuks on linnadesse jõudmas innovatsioon rohelised katused. See tähendab, et hoonete katustel on aiad, rohi või mingid taimed. Võite küsida, mis mõte on katuseaedadel, ja olla üllatunud, kui teate, et neil on tegelikult tohutud eelised, sealhulgas temperatuuri ja heli isoleerimine, vihma neelamine, õhukvaliteedi parandamine, "soojussaarte" vähendamine, bioloogilise mitmekesisuse suurendamine ja lihtsalt ilus olemine. Need rohelised katused parandavad kesklinna keskkonda nii palju, et linnad hakkavad iga uue hoone jaoks nõudma kas neid või päikesepaneele. San Francisco on juba teinud seda teinud!

Rannad ja rannikud. Rannikuehitus muutub järjest vähem praktilisemaks. Kuigi kõik armastavad mereäärset kinnistut, kus meretase tõuseb, on need kohad kahjuks esimesed, mis vee alla satuvad. Võib-olla oleks ainus positiivne asi selle juures inimestele veidi rohkem sisemaal, sest nad võivad varsti olla rannale palju lähemal. Tõesti, ookeani lähedal ehitamine tuleb peatada, sest ükski neist hoonetest ei ole sagenenud tormide ja tõusvate loodete korral jätkusuutlik.

Meremüürid. Seawallide puhul muutuvad need üha tavalisemaks ja ülekasutatud meie katses kliimamuutustega toime tulla. Artikkel alates Scientific American ennustab, et "iga riik kogu maailmas ehitab müüre, et kaitsta end meretõusu eest 90 aasta jooksul, sest üleujutuste maksumus on kallim kui kaitseprojektide hind." Mida ma enne täiendava uurimistöö tegemist ei teadnud, on see, et selline tõusulainete ennetamise vorm aitab palju kahjustada rannikukeskkonda. Need kipuvad ranniku erosiooni hullemaks muutma ja ranniku loomulikke toimetulekuvorme segama.

Üks alternatiiv, mida me rannikutel nägema võime, on midagi nn "Elavad rannajooned." Need on "looduspõhised struktuurid" nagu sood, liivaluited, mangroovid või korallrifid, mis teevad sama, mis merevallid, kuid annavad elupaiga ka merelindudele ja teistele olevustele. Kui ehituseeskirjades läheb õnneks, võivad need mereseinte rohelised versioonid saada juhtivaks kaitsvaks mängijaks, eriti kaitstud rannikualadel, nagu jõesüsteemid, Chesapeake'i laht ja Suured järved.

Veekanalid ja roheline infrastruktuur

Olles üles kasvanud Californias, on põud alati olnud pidev kõneaine. Kahjuks on see probleem, mis kliimamuutustega paremaks ei muutu. Üks lahendus, mis arutlustesse satub, on infrastruktuur, mis kannab vett mujalt, näiteks Seattle või Alaska. Kuid lähemal vaatlusel selgub, et see pole praktiline. Selle asemel nimetatakse veesäästu infrastruktuuri teistsugust vormi "roheliseks infrastruktuuriks". See tähendab, et vihmavee kogumiseks tuleb kasutada selliseid konstruktsioone nagu vihmatünnid ja kasutada seda näiteks tualettide loputamiseks ja aedade kastmiseks või põllumajanduses. Neid tehnikaid kasutades leiti uuringus, et California võib säästa 4.5 triljonit gallonit vett.

Veel üks rohelise infrastruktuuri aspekt hõlmab põhjavee laadimist, suurendades vett imavaid linnapiirkondi. See hõlmab rohkem läbilaskvaid kõnniteid, vihmaveeaedu, mis on spetsiaalselt loodud lisavee võtmiseks, ja lihtsalt rohkem taimeruumi linna ümber, et vihmavesi saaks põhjavette imbuda. Eelnevalt mainitud analüüsis hinnati, et selle põhjavee taastumise väärtus teatud piirkondades oleks üle $ 50 miljonit.

Reovesi ja jäätmed

Kanalisatsioon. Ilmselgelt salvestasin parima teema viimaseks. Suurim kliimamuutusest tingitud muudatus kanalisatsiooni infrastruktuuris on puhastite tõhustamine ja kogu süsteemi üleujutuskindlamaks muutmine. Üleujutustega kohtades on praegu probleemiks see, et kanalisatsioonisüsteemid ei ole üles ehitatud nii, et nad võtaksid palju vett. See tähendab, et üleujutuse korral suunatakse kanalisatsioon otse lähedalasuvatesse ojadesse või jõgedesse või tulvavesi imbub kanalisatsioonitorudesse ja me saame midagi nn.sanitaarkanalisatsiooni ülevool.” Nimi on iseenesestmõistetav, kuid põhimõtteliselt on see siis, kui kanalisatsioon voolab üle ja levib kontsentreeritud toores reovesi ümbritsevasse keskkonda. Tõenäoliselt võite ette kujutada, mis probleemid selle taga on. Kui ei, siis mõelge suurele hulgale vee saastumisele ja sellest tulenevale haigusele. Tulevane infrastruktuur peab leidma uusi viise ülevooluga toimetulemiseks ja hoidma hoolikamalt selle korrashoiul silma peal.

Teisest küljest on põuaga kohtades reoveesüsteemiga seotud mitmeid muid kontseptsioone. Üks kasutab süsteemis vähem vett, et kasutada seda lisavett muudeks vajadusteks. Siis aga peame muretsema reovee kontsentratsiooni pärast, kuidas me saame seda edukalt puhastada ja kui kahjustab see kontsentreeritud reovesi infrastruktuurile. Teine kontseptsioon, millega võime hakata mängima, on vee taaskasutamine pärast töötlemist, muutes selle filtreeritud vee kvaliteedi veelgi olulisemaks.

Tormivesi. Olen juba korralikult rääkinud sademevee ja üleujutuste taga olevatest probleemidest, nii et püüan end mitte liiga palju korrata. Loengus teemal "Chesapeake'i lahe taastamine aastaks 2025: kas oleme õigel teel?”, Chesapeake Bay Foundationi vanemadvokaat, Peggy Sanner, tõstatas sademevee äravoolureostuse teema, öeldes, et see on "üks suurimaid saastesektoriid". Sanner selgitab, et suur lahendus sademevee reostusele käib koos sellega, kuidas saame vähendada üleujutusi; see tähendab, et neil on rohkem maad, mis suudavad vett absorbeerida. Ta ütleb: "Kui see on pinnasesse imbunud, siis see äravool aeglustub, jahtub ja puhastub ning satub seejärel sageli põhjavee kaudu veeteesse." Siiski tunnistab ta, et nende uute infrastruktuurivormide rajamine on tavaliselt tõesti kallis ja võtab kaua aega. See tähendab, et kui meil veab, näeme võib-olla järgmise 15–25 aasta jooksul seda rohkem.

Jäätmed. Lõpuks on meil teie üldised jäätmed. Suurim muutus selle ühiskonnaosa puhul on loodetavasti selle vähendamine. Kui vaatame statistikat, siis jäätmekäitlusrajatised, nagu prügilad, põletusahjud, kompostid ja isegi ringlussevõtt, põhjustavad Ameerika Ühendriikides kuni viis protsenti kasvuhoonegaaside heitkogustest. See ei pruugi tunduda palju, kuid kui ühendada see sellega, kuidas kõik need asjad prügikasti sattusid (tootmine, transport ja taaskasutus), on see ligikaudu 42 protsenti USA kasvuhoonegaaside heitkogustest.

Nii suure mõjuga ei suuda me kuidagi hoida seda jäätmekogust ilma kliimamuutusi veelgi hullemaks muutmata. Isegi kui me vaadet kitsendame ja ainuüksi mõjusid infrastruktuurile vaadata, tundub see juba piisavalt halb. Loodetavasti saab inimkond paljude eelnimetatud lahenduste ja tavade kasutuselevõtuga hakata avaldama teistsugust mõju: üks paremuse poole.