تغییر زیرساخت ها برای تغییر اقلیم

همانطور که تغییرات اقلیمی شروع به کوبیدن بر روی کره زمین می کند، زیرساخت های جامعه ما باید دستخوش تغییرات جدی شود. زیرساخت شامل مواردی مانند روش های حمل و نقل، تامین برق و آب، و سیستم های فاضلاب و زباله است. با این حال، چیزی که در مورد تغییر آب و هوا وجود دارد این است که هیچ مکان واحدی را به یک شکل تحت تأثیر قرار نمی دهد. این بدان معناست که سبک های مختلفی برای مقابله با مشکلاتی مانند خشکسالی، بالا آمدن سطح دریا، سیل، گردباد، گرما یا سرمای شدید و طوفان وجود خواهد داشت.

در طول این مقاله، یک مرور کلی از استراتژی‌های مختلف برای زیرساخت‌های مقاوم در برابر آب و هوا در آینده ارائه خواهم داد. با این حال، به خاطر داشته باشید که هر مکان فردی باید مطالعات مربوط به سایت خود را انجام دهد تا بهترین راه حل ها را برای نیازهای خود بیابد.

حمل و نقل

جاده ها نگهداری از آنها به همان شکلی که هستند گران است، اما با آسیب بیشتر ناشی از سیل، بارندگی، گرما و یخبندان، نگهداری از جاده ها گران تر می شود. جاده‌های آسفالت‌شده که در آن‌ها بارندگی و سیل یک مشکل هستند، برای رسیدگی به تمام آب اضافی با مشکل مواجه می‌شوند. مشکل موادی که اکنون داریم این است که برخلاف مناظر طبیعی، به سختی آب را جذب می کنند. سپس ما این همه آب اضافی داریم که نمی‌داند کجا برود و در نهایت خیابان‌ها و شهرها را آب می‌کند. بارش اضافه شده همچنین به خط کشی جاده ها در جاده های آسفالته آسیب می رساند و باعث فرسایش بیشتر در جاده های آسفالت نشده می شود. این EPA گزارش می دهد این مسئله به ویژه در ایالات متحده در منطقه گریت پلنز چشمگیر خواهد بود و به طور بالقوه تا سال 3.5 به 2100 میلیارد دلار تعمیر نیاز دارد.

در مکانهایی که گرمای شدید بیشتر مورد توجه قرار می گیرد ، درجه حرارت بالا باعث می شود که جاده های آسفالت شده بیشتر شکسته شوند و به نگهداری بیشتری نیاز دارند. پیاده روها همچنین گرمای بیشتری را خیس می کنند و شهرها را به این نقاط گرمای فوق العاده شدید و خطرناک تبدیل می کنند. با توجه به این نکته ، مکانهایی با دمای گرمتر ممکن است شروع به استفاده از اشکال "آسفالت سرد"

اگر به انتشار گازهای گلخانه ای به اندازه فعلی ادامه دهیم، EPA پیش بینی می کند که تا سال 2100، هزینه های سازگاری در ایالات متحده در جاده ها ممکن است افزایش یابد. به 10 میلیارد دلار می رسد. این تخمین همچنین شامل خسارات بیشتر ناشی از افزایش سطح دریا یا طوفان سیل نمی شود، بنابراین احتمالاً حتی بیشتر نیز خواهد بود. با این حال، با مقررات بیشتر در مورد انتشار گازهای گلخانه ای، آنها تخمین می زنند که ما می توانیم از 4.2 تا 7.4 میلیارد دلار از این خسارات جلوگیری کنیم.

پل ها و بزرگراه ها. این دو شکل زیرساخت به بیشترین تغییر در شهرهای ساحلی و کم سطح دریا نیاز دارند. با شدیدتر شدن طوفان‌ها، پل‌ها و بزرگراه‌ها در معرض آسیب‌پذیری بیشتر هم از استرسی که باد و آب اضافی بر آنها وارد می‌کند و هم از پیری عمومی می‌شوند.

به طور خاص با پل ها، بزرگترین خطر چیزی به نام است آبشستگی. این زمانی است که آب با حرکت سریع زیر پل، رسوبی را که پایه های آن را پشتیبانی می کند، از بین می برد. با افزایش مستمر حجم‌های آبی ناشی از بارندگی بیشتر و افزایش سطح دریاها، آبشستگی بدتر می‌شود. دو روش فعلی که EPA برای کمک به مبارزه با این موضوع در آینده پیشنهاد می‌کند، افزودن سنگ‌ها و رسوبات بیشتر برای تثبیت پایه‌های پل و افزودن بتن بیشتر برای تقویت پل‌ها به طور کلی است.

حمل و نقل عمومی. در مرحله بعد، بیایید حمل و نقل عمومی مانند اتوبوس های شهری، مترو، قطار و مترو را در نظر بگیریم. با این امید که انتشار کربن خود را کاهش دهیم، افراد بسیار بیشتری از حمل و نقل عمومی استفاده خواهند کرد. در داخل شهرها، تعداد بیشتری از مسیرهای اتوبوس یا ریلی برای رفت و آمد وجود خواهد داشت، و تعداد کلی اتوبوس‌ها و قطارها افزایش می‌یابد تا جا برای تعداد بیشتری از مردم باز شود. با این حال، آینده تعدادی از احتمالات ترسناک برای حمل و نقل عمومی، به ویژه ناشی از سیل و گرمای شدید، دارد.

با جاری شدن سیل، تونل ها و حمل و نقل زیرزمینی راه آهن آسیب می بینند. این منطقی است زیرا مکان هایی که در ابتدا سیل خواهند گرفت پایین ترین مناطق هستند. سپس به خطوط برقی که از روش های حمل و نقل مانند مترو و مترو استفاده می کنند اضافه کنید و خطر عمومی قطعی داریم. در واقع، ما قبلاً شاهد این نوع سیل در مکان هایی مانند شهر نیویورک، از طوفان سندی، و فقط بدتر می شود. پاسخ این تهدیدها شامل تغییرات زیرساختی مانند ساخت توری های تهویه بالا برای کاهش آب طوفان، ساختن ویژگی های محافظ مانند دیوارهای حائل، و در برخی مکان ها، جابجایی برخی از زیرساخت های حمل و نقل ما به مناطق کمتر آسیب پذیر است.

در مورد گرمای شدید، آیا تا به حال در حمل و نقل عمومی شهری در ساعات شلوغی تابستان بوده اید؟ من به شما اشاره می کنم: جالب نیست. حتی اگر تهویه مطبوع وجود داشته باشد (اغلب وجود ندارد)، با تعداد زیادی از افراد مانند ساردین، پایین نگه داشتن دما دشوار است. این مقدار گرما می تواند منجر به خطرات واقعی زیادی شود، مانند گرمازدگی برای افرادی که سوار وسایل نقلیه عمومی می شوند. برای کاهش این مشکل، زیرساخت ها یا باید شرایط کمتری داشته باشند یا تهویه مطبوع بهتری داشته باشند.

در نهایت، گرمای شدید باعث ایجاد آن شده است ریل های کمان داردر امتداد خطوط ریلی ، به عنوان "لرزش گرما" نیز شناخته می شود. این قطارها هر دو را کند می کنند و برای حمل و نقل نیاز به تعمیرات اضافی و گران تر دارند.

حمل و نقل هوایی. یکی از بزرگترین چیزهایی که باید در مورد سفر با هواپیما فکر کنید این است که کل عملیات نسبتاً به آب و هوا بستگی دارد. به همین دلیل هواپیماها باید هم در برابر گرمای شدید و هم در برابر طوفان های شدید مقاوم تر شوند. ملاحظات دیگر، باندهای واقعی هواپیما هستند، زیرا بسیاری از آنها به سطح دریا نزدیک هستند و در برابر سیل آسیب پذیر هستند. طوفان‌ها باعث می‌شوند باندهای بیشتری برای مدت زمان طولانی‌تری در دسترس نباشند. برای حل این مشکل، ممکن است شروع به بالا بردن باند فرودگاه در سازه های بالاتر یا جابجایی بسیاری از فرودگاه های اصلی خود کنیم. 

حمل و نقل دریایی. بنادر و بنادر نیز به دلیل بالا آمدن دریاها و افزایش طوفان در سواحل، شاهد تغییرات بیشتری خواهند بود. برخی از سازه‌ها احتمالاً باید بالاتر یا مستحکم‌تر شوند تا بتوانند بالا آمدن سطح دریا را تحمل کنند.

انرژی

تهویه مطبوع و گرمایش. از آنجایی که تغییرات آب و هوایی گرما را به حدی می رساند، نیاز به تهویه مطبوع به شدت افزایش می یابد. مکان‌های سرتاسر جهان، به‌ویژه شهرها، بدون تهویه هوا تا دمای مرگبار گرم می‌شوند. بر اساس مرکز راه حل های آب و هوا و انرژی"گرمای شدید مرگبارترین بلای طبیعی در ایالات متحده است که به طور متوسط ​​بیش از توفان، رعد و برق، گردباد، زلزله و سیل در مجموع افراد کشته می شود."

متأسفانه، با افزایش این تقاضا برای انرژی، توانایی ما برای تأمین انرژی کاهش می یابد. از آنجایی که روش‌های فعلی ما برای تولید انرژی یکی از منابع اصلی تغییرات آب و هوایی ناشی از انسان است، ما در این دور باطل استفاده از انرژی گیر کرده‌ایم. امید ما در جستجوی منابع پاک‌تر برای تامین بیشتر نیازهای انرژی ما نهفته است.

بند ها. در بیشتر نقاط، بزرگترین تهدید برای سدها در آینده افزایش سیل و شکستگی ناشی از طوفان است. در حالی که کمبود جریان آب ناشی از خشکسالی می تواند در برخی نقاط مشکل ساز باشد، مطالعه ای از سوی دانشگاه علم و صنعت نروژ نشان داد که "افزایش مدت زمان خشکسالی و حجم کسری تاثیری بر تولید برق یا عملکرد مخزن نخواهد داشت."

از سوی دیگر، این مطالعه همچنین نشان داد که با افزایش طوفان‌ها، «احتمال شکست هیدرولوژیکی کل سد در اقلیم آینده افزایش خواهد یافت». این زمانی اتفاق می‌افتد که سدها بیش از حد تحت فشار آب قرار می‌گیرند و یا سرریز می‌شوند یا می‌شکنند.

علاوه بر این، در یک سخنرانی در مورد 4 اکتبر ویلیام و مری، استاد حقوق، در مورد افزایش سطح دریاها بحث می کنند، الیزابت اندروز، نشان می دهد که این اثرات از قبل رخ داده است. به نقل از او، زمانی که طوفان فلوید در سپتامبر 1999 به [تایدواتر، ویرجینیا] رسید، 13 سد شکسته شد و بسیاری دیگر آسیب دیدند و در نتیجه، قانون ایمنی سد ویرجینیا اصلاح شد. بنابراین، با افزایش طوفان‌ها، ما باید مقدار بیشتری را در زیرساخت‌های ایمنی سدها صرف کنیم.

انرژی سبز. موضوع مهمی که در مورد تغییرات آب و هوایی و انرژی صحبت می شود، استفاده ما از سوخت های فسیلی است. تا زمانی که به سوزاندن سوخت های فسیلی ادامه دهیم، تغییرات آب و هوایی را بدتر خواهیم کرد.

با در نظر گرفتن این موضوع، منابع انرژی پاک و پایدار ضروری خواهند بود. این موارد شامل استفاده خواهد بود باد, خورشیدیو ژئوترمال منابع، و همچنین مفاهیم جدید برای جذب انرژی کارآمدتر و در دسترس تر، مانند درخت سبز SolarBotanic که هم انرژی باد و هم انرژی خورشیدی را برداشت می کند.

ساخت

مقررات ساختمانی تغییرات آب و هوا و سطح دریا ما را به سمت داشتن ساختمان های سازگارتر سوق می دهد. اینکه آیا این پیشرفت های ضروری را به عنوان پیشگیری یا به عنوان واکنش به دست آوریم یا نه، مشکوک است، اما در نهایت باید اتفاق بیفتد. 

در مکان هایی که موضوع سیل است، نیازهای بیشتری برای زیرساخت های بالا و مقاومت در برابر سیل وجود خواهد داشت. این شامل ساخت و سازهای جدید در آینده و همچنین حفظ ساختمانهای فعلی ما خواهد بود تا اطمینان حاصل شود که هر دو مقاوم در برابر سیل هستند. سیل یکی از پرهزینه ترین بلایا پس از زلزله، بنابراین اطمینان از اینکه ساختمان ها دارای پایه های محکم و بالاتر از خط سیل هستند، بسیار مهم است. در واقع، افزایش سیل ممکن است برخی از مکان‌ها را کاملاً از محدوده ساخت خارج کند. 

در مورد مکان‌هایی که کمبود آب دارند، ساختمان‌ها باید بسیار کارآمدتر آب شوند. این به معنای تغییراتی مانند توالت های کم جریان، دوش ها و شیرآلات است. در برخی مناطق، حتی ممکن است مجبور شویم با حمام خداحافظی کنیم. میدانم. این منو هم ناراحت میکنه

علاوه بر این، ساختمان ها برای ارتقای گرمایش و سرمایش کارآمد به عایق و معماری بهتری نیاز دارند. همانطور که قبلاً بحث شد، تهویه مطبوع در بسیاری از مکان‌ها بسیار ضروری‌تر می‌شود، بنابراین اطمینان از اینکه ساختمان‌ها به کاهش بخشی از این تقاضا کمک می‌کنند کمک بزرگی خواهد بود.

در نهایت، یک نوآوری شروع به ورود به شهرها می شود سقف های سبز. این به معنای داشتن باغ، چمن یا نوعی از گیاهان در پشت بام ساختمان ها است. ممکن است بپرسید که باغ های روی پشت بام چه اهمیتی دارند و از اینکه بدانید واقعاً مزایای زیادی دارند، از جمله عایق بودن دما و صدا، جذب باران، بهبود کیفیت هوا، کاهش «جزایر گرما»، افزودن به تنوع زیستی و به طور کلی زیبا بودن، شگفت زده شوید. این بام‌های سبز محیط‌های درون شهری را چنان بهبود می‌بخشند که شهرها برای هر ساختمان جدید به آنها یا پنل‌های خورشیدی نیاز خواهند داشت. سانفرانسیسکو قبلا این کار را انجام داد!

سواحل و سواحل. ساخت و ساز ساحلی کمتر و کمتر کاربردی می شود. اگرچه همه افراد ملکی در کنار دریا را دوست دارند، با افزایش سطح دریا، این مکان‌ها متأسفانه اولین مکان‌هایی هستند که در زیر آب قرار می‌گیرند. شاید تنها نکته مثبت در این مورد برای مردمی باشد که کمی بیشتر در داخل کشور باشند، زیرا ممکن است به زودی به ساحل بسیار نزدیکتر شوند. با این حال، ساخت و ساز در نزدیکی اقیانوس باید متوقف شود، زیرا هیچ یک از آن ساختمان ها با افزایش طوفان ها و افزایش جزر و مد نمی توانند پایدار باشند.

دیوارهای دریایی وقتی صحبت از Seawalls می شود ، آنها در تلاش ما برای مقابله با تغییرات آب و هوایی همچنان به رایج تر و بیش از حد استفاده می شوند. مقاله ای از علمی آمریکا پیش‌بینی می‌کند که «هر کشوری در سرتاسر جهان برای دفاع از خود در برابر بالا آمدن دریاها ظرف 90 سال دیوارهایی خواهد ساخت، زیرا هزینه سیل گران‌تر از قیمت پروژه‌های حفاظتی خواهد بود». اکنون، چیزی که من قبل از انجام برخی تحقیقات بیشتر نمی‌دانستم این است که این شکل از جلوگیری از افزایش جزر و مد کارهای زیادی انجام می‌دهد. آسیب به محیط زیست ساحلی. آنها تمایل دارند فرسایش ساحلی را بدتر کرده و اشکال طبیعی مقابله با ساحل را به هم بزند.

یک جایگزین که ممکن است شروع به دیدن آن در خطوط ساحلی کنیم چیزی به نام است "سواحل زنده." این "ساختارهای مبتنی بر طبیعت" مانند مرداب‌ها، تپه‌های ماسه‌ای، حرا یا صخره‌های مرجانی که همه کارهای مشابه دیوارهای دریایی را انجام می‌دهند، اما به پرندگان دریایی و دیگر جانداران نیز زیستگاه می‌دهند. با هر اقبالی در قوانین ساخت و ساز، این نسخه های سبز دیوارهای دریایی ممکن است به یک بازیگر محافظ پیشرو تبدیل شوند، به ویژه در مناطق ساحلی محافظت شده مانند سیستم های رودخانه، خلیج چساپیک و دریاچه های بزرگ.

کانال های آب و زیرساخت های سبز

با بزرگ شدن در کالیفرنیا ، خشکسالی همیشه یک موضوع ثابت مکالمه بوده است. متأسفانه ، این یک مشکل است که با تغییر آب و هوا بهتر نمی شود. یک راه حل که به بحث و گفتگو ادامه می دهد ، زیرساخت هایی است که آب را از مکان های دیگر منتقل می کند ، مانند سیاتل یا آلاسکا. با این حال یک نگاه دقیق تر نشان می دهد که این عملی نیست. در عوض، شکل متفاوتی از زیرساخت‌های صرفه‌جویی در مصرف آب چیزی به نام «زیرساخت سبز» است. این به معنای استفاده از ساختارهایی مانند بشکه های باران برای برداشت آب باران و استفاده از آن برای مواردی مانند شستشوی توالت ها و آبیاری باغ ها یا کشاورزی است. با استفاده از این تکنیک ها، یک مطالعه تخمین زد که کالیفرنیا می تواند پس انداز کند 4.5 تریلیون گالن آب.

یکی دیگر از جنبه های زیرساخت های سبز شامل شارژ آب زیرزمینی از طریق داشتن مناطق بیشتر شهری که آب را جذب می کند ، می باشد. این شامل پیاده‌روهای نفوذپذیرتر، باغ‌های آب باران است که به طور خاص برای جذب آب اضافی طراحی شده‌اند و به سادگی فضای گیاهی بیشتری در اطراف شهر وجود دارد تا آب باران بتواند به آب‌های زیرزمینی خیس شود. تجزیه و تحلیل قبلاً ذکر شده تخمین زده است که ارزش این شارژ آب زیرزمینی در مناطق خاص خواهد بود بیش از $ 50 میلیون.

فاضلاب و پسماند

فاضلاب شهری. بدیهی است که بهترین موضوع را برای آخر ذخیره کردم. بزرگترین تغییر در زیرساخت های فاضلاب در نتیجه تغییرات آب و هوایی، موثرتر کردن تصفیه خانه ها و مقاوم تر کردن کل سیستم در برابر سیل است. در مکانهایی که سیل دارند ، در حال حاضر مشکل این است که سیستم های فاضلاب برای مصرف آب زیادی تنظیم نشده اند. این بدان معنی است که وقتی سیل رخ می دهد یا فاضلاب مستقیماً به نهرها یا رودخانه های مجاور هدایت می شود یا آب سیلاب به لوله های فاضلاب نفوذ می کند و چیزی به نام "سرریز فاضلاب بهداشتی" این نام به خودی خود توضیحی است، اما اساساً زمانی است که فاضلاب ها سرازیر می شوند و فاضلاب خام متمرکز و خام را به محیط اطراف پخش می کنند. احتمالاً می توانید مسائل پشت این موضوع را تصور کنید. اگر اینطور نیست، به آلودگی آب و بیماری ناشی از آن فکر کنید. زیرساخت‌های آینده باید راه‌های جدیدی برای مقابله با سرریز پیدا کنند و مراقب نگهداری آن باشند.

از سوی دیگر، در مکان‌هایی که خشکسالی وجود دارد، چندین مفهوم دیگر در مورد سیستم فاضلاب شناور است. یکی استفاده از آب کمتر در سیستم به طور کامل، برای استفاده از آن آب اضافی برای نیازهای دیگر است. با این حال، پس از آن باید نگران غلظت فاضلاب باشیم، اینکه چگونه می توانیم با موفقیت آن را تصفیه کنیم و این فاضلاب متمرکز چقدر به زیرساخت ها آسیب می رساند. مفهوم دیگری که ممکن است شروع به بازی کردن با آن کنیم، استفاده مجدد از آب پس از تصفیه است که کیفیت آن آب تصفیه شده را مهم تر می کند.

آب طوفان. من قبلاً در مورد مسائل موجود در مورد آب طوفان و سیل با مقدار مناسبی صحبت کرده ام ، بنابراین سعی خواهم کرد که خودم را بیش از حد تکرار نکنم. در یک سخنرانی در مورد "احیای خلیج چساپیک تا سال 2025: آیا ما در مسیر قرار داریم؟"، وکیل ارشد بنیاد خلیج چساپیک، پگی سانر، موضوع آلودگی رواناب ناشی از طوفان را مطرح کرد و گفت که این یکی از بزرگترین بخش های آلودگی است. Sanner توضیح می دهد که راه حل بزرگ برای آلودگی آب طوفان همراه با چگونگی کاهش سیل است. یعنی داشتن زمین بیشتر که بتواند آب را جذب کند. او می‌گوید: «هنگامی که به داخل خاک نفوذ می‌کند، این رواناب کند می‌شود، خنک می‌شود، و تمیز می‌شود و سپس اغلب از طریق آب‌های زیرزمینی وارد آبراهه می‌شود.» با این حال، او اذعان می کند که قرار دادن این اشکال جدید زیرساخت ها معمولاً واقعاً گران است و زمان زیادی می برد. این بدان معناست که اگر ما خوش شانس باشیم، شاید در 15 تا 25 سال آینده شاهد این موارد بیشتر باشیم.

هدر. بالاخره ضایعات عمومی شما را داریم. امیدوارم بزرگترین تغییر در این بخش از جامعه کاهش آن باشد. وقتی به آمار نگاه می کنیم، تأسیسات زباله مانند محل های دفن زباله، زباله سوز، کمپوست و حتی بازیافت به خودی خود باعث انتشار پنج درصد از گازهای گلخانه ای در ایالات متحده می شود. این ممکن است زیاد به نظر نرسد، اما هنگامی که آن را با نحوه قرار گرفتن همه آن چیزها در سطل زباله (تولید، حمل و نقل و بازیافت) ترکیب می کنید، تقریباً به این میزان می رسد. 42 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای ایالات متحده.

با این تأثیر زیاد، هیچ راهی وجود ندارد که بتوانیم این مقدار زباله را بدون بدتر کردن تغییرات آب و هوا نگهداری کنیم. حتی با محدود کردن دیدگاه ما و نگاه کردن به تأثیرات روی زیرساخت به تنهایی، از قبل به اندازه کافی بد به نظر می رسد. امیدواریم با قرار دادن بسیاری از راه‌حل‌ها و شیوه‌های فوق‌الذکر، بشریت بتواند تأثیر متفاوتی بگذارد: یکی برای بهتر شدن.