Változó infrastruktúra a változó éghajlathoz

Ahogy az éghajlatváltozás elkezd lecsapni a bolygóra, társadalmunk infrastruktúrájának komoly változásokon kell keresztülmennie. Az infrastruktúra olyan dolgokat foglal magában, mint a szállítási módszereink, az áram- és vízellátásunk, valamint a szennyvíz- és hulladékrendszereink. Az éghajlatváltozással azonban az a helyzet, hogy egyetlen helyszínt sem érint ugyanúgy. Ez azt jelenti, hogy sokféleképpen lehet megbirkózni az olyan problémákkal, mint a szárazság, a tengerszint emelkedése, az áradások, a tornádók, a szélsőséges hőség vagy hideg, valamint a viharok.

Ebben a cikkben általános áttekintést adok jövőbeli klímaálló infrastruktúránk különböző stratégiáiról. Ne feledje azonban, hogy minden egyes helynek saját, helyspecifikus vizsgálatot kell végeznie, hogy megtalálja az igényeinek legjobb megoldást.

Szállítás

Utak. A fenntartásuk költséges, de az árvizek, csapadék, hőség és fagy okozta további károk miatt az utak karbantartása sokkal drágább lesz. A burkolt utak, ahol a csapadék és az árvíz problémát jelentenek, nehezen tudják kezelni a felesleges vizet. A jelenleg rendelkezésünkre álló anyagokkal az a baj, hogy a természeti tájakkal ellentétben alig szívják fel a vizet. Aztán ott van ez a sok extra víz, ami nem tudja, hová menjen, végül elárasztja az utcákat és a városokat. A megnövekedett csapadék a burkolt utakon is károsítja az útburkolati jeleket, és további eróziót okoz a burkolatlan utakon. A EPA jelentések hogy ez a probléma különösen drámai lesz az Egyesült Államokon belül a Great Planes régióban, és akár 3.5 milliárd dolláros javítást is igényelhet 2100-ig.

Azokon a helyeken, ahol a szélsőséges hőség nagyobb aggodalomra ad okot, a magas hőmérséklet miatt a burkolt utak gyakrabban repednek, és több karbantartást igényelnek. A járdák több hőt is felszívnak, és a városokat rendkívül intenzív és veszélyes hőfoltokká változtatják. Ezt szem előtt tartva a magasabb hőmérsékletű helyeken a „hűvös járda. "

Ha továbbra is annyi üvegházhatást okozó gázt bocsátunk ki, mint jelenleg, az EPA előrejelzései szerint 2100-ra az Egyesült Államokban az utakon való alkalmazkodás költségei akár megemelkedhetnek. akár 10 milliárd dollárt is elérhet. Ez a becslés nem tartalmazza a tengerszint emelkedéséből vagy a viharos áradásokból eredő további károkat, így valószínűleg még nagyobb lesz. Az üvegházhatású gázok kibocsátására vonatkozó szigorúbb szabályozással azonban úgy becsülik, hogy 4.2–7.4 milliárd dolláros kárt elkerülhetünk.

Hidak és autópályák. Ezen a két infrastruktúraformán a part menti és az alacsony tengerszint feletti városokban kell a legnagyobb változtatásra. A viharok egyre hevesebbé válásával a hidak és autópályák sebezhetőbbé válnak mind a szél és víz által nehezedő stressz, mind pedig az általános öregedés miatt.

Kifejezetten a hidak esetében a legnagyobb veszély az ún súrol. Ilyenkor a híd alatt gyorsan mozgó víz elmossa az alapjait alátámasztó hordalékot. Mivel a víztömegek folyamatosan növekszenek az egyre több esőtől és a tengerszint emelkedése miatt, a súrlódás csak tovább romlik. Az EPA két jelenlegi módszert javasol a probléma jövőbeni leküzdésére: több kőzet és üledék hozzáadása a hidak alapjainak stabilizálásához, illetve több beton hozzáadása a hidak megerősítéséhez.

Tömegközlekedés. Ezután nézzük meg a tömegközlekedést, például a városi buszokat, metrókat, vonatokat és metrókat. Abban a reményben, hogy csökkentjük szén-dioxid-kibocsátásunkat, sokkal többen utaznak majd tömegközlekedéssel. A városokon belül több autóbusz- vagy vasúti útvonalat lehet majd megközelíteni, és a buszok és vonatok összmennyisége nőni fog, hogy nagyobb számú embernek legyen hely. A jövő azonban számos ijesztő lehetőséget tartogat a tömegközlekedésben, különösen az áradások és a szélsőséges hőség miatt.

Az áradások miatt az alagutak és a vasutak földalatti szállítása szenvedni fog. Ez logikus, mert azok a helyek, amelyek először elárasztanak, a legalacsonyabb területek. Aztán hozzáadjuk az elektromos vezetékeket, amelyeket olyan közlekedési módok használnak, mint a metró és a metró, és egyértelmű közveszélyt jelentünk. Valójában már elkezdtük látni ezt a fajta áradást olyan helyeken, mint pl New York City, a Sandy hurrikántól, és ez csak egyre rosszabb. Válaszok e veszélyek közé tartoznak az infrastrukturális változtatások, mint például a csapadékvíz csökkentése érdekében megemelt szellőzőrácsok építése, védőfalak, például támfalak építése, és egyes helyeken közlekedési infrastruktúránk egy részének áthelyezése kevésbé sérülékeny területekre.

Ami az extrém hőséget illeti, utazott-e már városi tömegközlekedési eszközön a nyári csúcsforgalomban? Adok egy tippet: ez nem szórakoztató. Ha van is légkondi (sokszor nincs), annyi emberrel, mint a szardínia, nehéz alacsonyan tartani a hőmérsékletet. Ez a hőmennyiség sok valós veszélyhez vezethet, például a tömegközlekedési eszközökön közlekedők hőkimerüléséhez. A probléma csökkentése érdekében az infrastruktúrának vagy kevésbé zsúfolt feltételekkel kell rendelkeznie, vagy jobb légkondicionálással kell rendelkeznie.

Végül is ismert, hogy rendkívüli hőség okozza csatos sínek, más néven „hőgyűrődés”, a vasútvonalak mentén. Ezek egyaránt lassítják a vonatokat, és további és költségesebb javításokat igényelnek a szállításhoz.

Légi szállítás. Az egyik legnagyobb dolog, amire gondolni kell a repülőgépes utazással kapcsolatban, hogy az egész művelet viszonylag függ az időjárástól. Emiatt a repülőgépeknek ellenállóbbá kell válniuk mind a heves hőséggel, mind a heves viharokkal szemben. További szempontok a repülőgépek tényleges kifutópályái, mivel sok közel van a tengerszinthez és árvízveszélyes. A viharhullámok egyre több kifutópályát tesznek elérhetővé hosszabb ideig. Ennek megoldására elkezdhetjük vagy kifutópályákat emelni magasabb építményekre, vagy áthelyezni számos jelentős repülőterünket. 

Tengeri szállítás. A kikötőkben és a kikötőkben is további változások várhatók az emelkedő tengerek és a partokon megnövekedett viharok miatt. Néhány építményt valószínűleg magasabbra kell emelni, vagy jobban meg kell erősíteni, hogy elviseljék a tengerszint emelkedését.

Energia

Légkondicionálás és fűtés. Ahogy az éghajlatváltozás új szélsőségekbe viszi a hőséget, a légkondicionálás iránti igény az egekbe fog nőni. Világszerte a helyek, különösen a városok, légkondicionálás nélkül halálos hőmérsékletre melegszenek fel. Szerint a Center éghajlat- és energiaügyi megoldások„A szélsőséges hőség a leghalálosabb természeti katasztrófa az Egyesült Államokban, átlagosan több ember halálát okozva, mint hurrikánok, villámcsapások, tornádók, földrengések és áradások együttvéve.”

Sajnos, ahogy ez az energiaigény növekszik, az energiaellátási képességünk csökken. Mivel jelenlegi energiatermelési módszereink az egyik fő forrása az ember által okozott klímaváltozásnak, megrekedünk az energiafelhasználás ördögi körében. Bízunk abban, hogy tisztább forrásokat keresünk energiaigényeink nagyobb arányában.

Gátak. A legtöbb helyen a jövőben a gátak legnagyobb veszélyét a megnövekedett árvizek és a viharok miatti letörések jelentik. Míg az aszály miatti vízhiány néhol problémát jelenthet, egy tanulmány a Norvég Tudományos és Technológiai Egyetem kimutatta, hogy „az aszály időtartamának növekedése és a hiánymennyiség [nem] lesz hatással az energiatermelésre vagy a tározók működésére”.

Másrészt a tanulmány azt is kimutatta, hogy a viharok növekedésével „[a] gát teljes hidrológiai meghibásodásának valószínűsége nőni fog a jövőbeni éghajlaton”. Ez akkor történik, amikor a gátakat túlterheli a víz, és túlcsordul vagy eltörik.

Ezenkívül egy előadásban a október 4 a tengerszint emelkedését tárgyalja, William és Mary jogászprofesszor, Elizabeth Andrews, azt mutatja, hogy ezek a hatások már megtörténtek. Őt idézve, amikor „1999 szeptemberében a Floyd hurrikán elérte [Tidewater, VA], 13 gát szakadt át, és még sok más megsérült, és ennek eredményeként a virginiai gátbiztonsági törvényt módosították.” Így a növekvő viharok miatt sokkal többet kell fektetnünk a gátbiztonsági infrastruktúrába.

Zöld energia. Az éghajlatváltozásról és az energiáról beszélve nagy probléma a fosszilis tüzelőanyagok felhasználása. Amíg fosszilis tüzelőanyagokat égetünk, addig tovább rontjuk a klímaváltozást.

Ezt szem előtt tartva a tiszta, fenntartható energiaforrások elengedhetetlenekké válnak. Ezek közé tartozik a használat is szél, napés geotermikus források, valamint új koncepciók, amelyek hatékonyabbá és hozzáférhetőbbé teszik az energiafelvételt, mint például a SolarBotanic zöld fa amely szél- és napenergiát egyaránt gyűjt.

Építés

Építési szabályzat. Az éghajlat és a tengerszint változásai arra késztetnek bennünket, hogy jobban alkalmazkodó épületeink legyenek. Megkérdőjelezhető, hogy megelőzésként vagy reakcióként megkapjuk-e ezeket a szükséges fejlesztéseket, de végül meg kell történnie. 

Azokon a helyeken, ahol az árvíz probléma, több követelmény lesz a megemelt infrastruktúra és az árvíztűrő szilárdság tekintetében. Ez magában foglalja a jövőbeni új építkezéseket, valamint a jelenlegi épületeink karbantartását, hogy mindkettő árvízálló legyen. Az árvíz az egyik a legköltségesebb katasztrófák földrengések után, ezért elengedhetetlen annak biztosítása, hogy az épületek szilárd alapokkal rendelkezzenek, és az árvízhatár fölé emelkedjenek. Valójában az áradások megnövekedése miatt egyes helyeken nem lehet teljesen építeni. 

Ami a vízhiányos helyeket illeti, az épületeknek sokkal víztakarékosabbá kell válniuk. Ez olyan változtatásokat jelent, mint az alacsony átfolyású WC-k, zuhanyzók és csaptelepek. Bizonyos területeken akár búcsút is kell mondanunk a fürdőknek. Tudom. Ez engem is idegesít.

Ezenkívül az épületeknek jobb szigetelésre és építészetre lesz szükségük a hatékony fűtés és hűtés elősegítése érdekében. Ahogy arról korábban szó esett, a légkondicionálás sok helyen egyre inkább szükségessé válik, így annak biztosítása, hogy az épületek segítsenek némileg enyhíteni ezt az igényt, nagy segítség lesz.

Végül egy újítás kezd bejönni a városokba zöld tetők. Ez azt jelenti, hogy az épületek tetején kertek, fű vagy valamilyen növény található. Felmerülhet a kérdés, hogy mi értelme van a tetőtéri kerteknek, és meglepődni fog, ha megtudja, hogy valójában hatalmas előnyökkel járnak, beleértve a hőmérséklet- és hangszigetelést, az esőelnyelést, a levegőminőség javítását, a „hőszigetek” csökkentését, a biológiai sokféleség növelését, és általában véve, hogy szépek. Ezek a zöldtetők annyira javítják a belvárosi környezetet, hogy a városok minden új épületben megkövetelik majd ezeket vagy napelemeket. San Francisco már megtette ezt tette!

Strandok és partok. A tengerparti beépítés egyre kevésbé praktikus. Bár mindenki szereti a tengerparti ingatlanokat, ahol a tengerszint emelkedik, sajnos ezek a helyek lesznek az elsők, amelyek víz alá kerülnek. Talán az egyetlen pozitív dolog ebben az lenne, ha az emberek valamivel beljebb vannak, mert hamarosan sokkal közelebb kerülhetnek a strandhoz. Valójában azonban az óceánhoz közeli építkezéseket le kell állítani, mert egyik épület sem lesz fenntartható a megnövekedett viharokkal és az árapály-emelkedéssel.

Seawalls. Ami a tengerfalakat illeti, továbbra is egyre gyakoribbá válnak, és túlzottan használjuk őket az éghajlatváltozás elleni küzdelemben. Egy cikk innen Scientific American Azt jósolja, hogy „90 éven belül a világ minden országa falakat fog építeni, hogy megvédje magát az emelkedő tengerekkel szemben, mivel az áradások költsége drágább lesz, mint a védelmi projektek ára”. Nos, amit nem tudtam, mielőtt további kutatásokat végeztem volna, az az az, hogy az árapályok megelőzésének ez a formája sokat tesz a part menti környezet károsodása. Általában rontják a part menti eróziót, és megzavarják a part természetes megküzdési formáit.

Az egyik alternatíva, amelyet a partvonalakon láthatunk, az úgynevezett „élő partvonalak”. Ezek „természet alapú struktúrák”, mint például a mocsarak, homokdűnék, mangrovefák vagy korallzátonyok, amelyek ugyanazt csinálják, mint a partfalak, de élőhelyet adnak a tengeri madaraknak és más lényeknek is. Bármilyen szerencsével az építési szabályok terén, ezek a zöld partfalak vezető védőszereplővé válhatnak, különösen a védett part menti területeken, mint például a folyórendszerek, a Chesapeake-öböl és a Nagy-tavak.

Vízcsatornák és zöld infrastruktúra

Miután Kaliforniában nőttem fel, a szárazság mindig is állandó beszédtéma volt. Sajnos ez az egyik probléma, amely az éghajlatváltozással nem javul. Az egyik megoldás, amely folyamatosan vitába keveredik, az az infrastruktúra, amely más helyekről szállít vizet, mint pl Seattle vagy Alaszka. Mégis, ha közelebbről megvizsgáljuk, ez nem praktikus. Ehelyett a víztakarékos infrastruktúra egy másik formája az úgynevezett „zöld infrastruktúra”. Ez azt jelenti, hogy olyan szerkezeteket kell használni, mint az esőhordók, amelyek lényegében az esővizet gyűjtik be, és olyan dolgokra használják fel, mint a WC öblítése, a kertek öntözése vagy a mezőgazdaság. Egy tanulmány becslése szerint ezeknek a technikáknak a használatával Kalifornia spórolhat 4.5 billió gallon víz.

A zöld infrastruktúra másik aspektusa a talajvíz feltöltése azáltal, hogy több városi terület van, amely felszívja a vizet. Ez magában foglalja az áteresztőbb járdákat, az esővizes kerteket, amelyeket kifejezetten extra víz befogadására terveztek, és egyszerűen több növényterületet a város körül, hogy az esővíz beszívódhasson a talajvízbe. A korábban említett elemzés becslése szerint bizonyos területeken ennek a talajvíz-utánpótlásnak az értéke lenne több mint $ 50 millió.

Szennyvíz és hulladék

Szennyvíz. A legjobb témát nyilván utoljára mentettem. A klímaváltozás következtében a szennyvíz-infrastruktúrában a legnagyobb változás a tisztítótelepek hatékonyabbá tétele és az egész rendszer árvíztűrőbbé tétele lesz. Az árvízzel sújtott helyeken jelenleg az a probléma, hogy a szennyvízrendszerek nincsenek kiépítve a sok víz befogadására. Ez azt jelenti, hogy amikor árvíz történik, a szennyvíz közvetlenül a közeli patakokba vagy folyókba kerül, vagy az árvíz beszivárog a szennyvízcsövekbe, és valami ún.egészségügyi csatorna túlcsordulás.” A név magától értetődő, de alapvetően az, amikor a csatornák túlfolynak, és koncentrált, nyers szennyvizet szórnak a környező környezetbe. Valószínűleg el tudod képzelni, hogy e mögött milyen problémák állnak. Ha nem, gondoljon egy csomó vízszennyezésre és az ebből eredő betegségre. A jövőbeli infrastruktúrának új módszereket kell találnia a túlcsordulás kezelésére, és szorosabb figyelemmel kell kísérnie karbantartását.

Másrészt aszályos helyeken számos más koncepció is lebeg a szennyvízrendszerrel kapcsolatban. Az egyik az, hogy kevesebb vizet használnak fel a rendszerben, hogy ezt a plusz vizet más szükségletekre használják fel. Ekkor azonban a szennyvízkoncentráció miatt kell aggódnunk, hogyan tudjuk sikeresen kezelni, és hogy a koncentrált szennyvíz mennyire károsítja az infrastruktúrát. Egy másik koncepció, amellyel elkezdhetünk játszani, a víz újrafelhasználása a kezelés után, ami még fontosabbá teszi a szűrt víz minőségét.

Viharvíz. Már elég sokat beszéltem a csapadékvíz és az árvíz mögött meghúzódó problémákról, ezért igyekszem nem ismételni magam. Egy előadáson arról, hogy "A Chesapeake-öböl helyreállítása 2025-re: jó úton haladunk?”, a Chesapeake Bay Alapítvány vezető ügyvédje, Peggy Sanner, felhozta a csapadékvízből származó lefolyó szennyezés kérdését, mondván, hogy ez „az egyik legnagyobb szennyezési szektor”. Sanner elmagyarázza, hogy a csapadékvíz-szennyezés nagy megoldása együtt jár azzal, hogyan csökkenthetjük az árvizeket; vagyis több víz elnyelésére alkalmas földje legyen. Azt mondja: „Miután beszivárgott a talajba, a lefolyás lelassul, lehűl, megtisztul, majd gyakran a talajvízen keresztül bejut a vízbe.” Ugyanakkor elismeri, hogy az infrastruktúra ezen új formáinak kiépítése általában nagyon költséges és hosszú időt vesz igénybe. Ez azt jelenti, hogy ha szerencsénk van, az elkövetkező 15-25 évben talán még több ilyet fogunk látni.

Pazarlás. Végül megvan az általános hulladék. A legnagyobb változás a társadalom ezen részében remélhetőleg ennek csökkentése lesz. Ha megnézzük a statisztikákat, akkor a hulladéklerakók, égetők, komposztok, sőt az újrahasznosítás önmagukban az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának legfeljebb öt százalékát okozzák az Egyesült Államokban. Lehet, hogy ez nem tűnik soknak, de ha összevetjük azzal, hogyan került mindez a szemétbe (gyártás, szállítás és újrahasznosítás), ez kb. Az Egyesült Államok üvegházhatású gázkibocsátásának 42 százaléka.

Ekkora hatással semmiképpen sem tudjuk fenntartani ezt a hulladékmennyiséget anélkül, hogy az éghajlatváltozást tovább nehezítené. Még ha szűkítjük is a látásmódunkat, és csak az infrastruktúrára gyakorolt ​​hatásokat nézzük, ez már elég rossznak tűnik. Remélhetőleg a fent említett megoldások és gyakorlatok sokaságának beiktatásával az emberiség másfajta hatást érhet el: egyet a jobb oldalon.