Mengubah infrastruktur untuk iklim yang berubah

Saat perubahan iklim mulai melanda planet ini, infrastruktur masyarakat kita harus mengalami beberapa perubahan serius. Infrastruktur mencakup hal-hal seperti metode transportasi, pasokan listrik dan air, serta sistem pembuangan limbah dan limbah. Masalahnya dengan perubahan iklim, bagaimanapun, adalah bahwa hal itu tidak akan mempengaruhi satu lokasi pun dengan cara yang sama. Ini berarti akan ada banyak gaya yang berbeda untuk mengatasi masalah seperti kekeringan, kenaikan permukaan laut, banjir, tornado, panas atau dingin yang ekstrem, dan badai.

Sepanjang artikel ini, saya akan memberikan gambaran umum tentang berbagai strategi untuk infrastruktur tahan iklim kita di masa depan. Namun, perlu diingat bahwa setiap tempat individu harus melakukan studi khusus situsnya sendiri untuk menemukan solusi terbaik untuk kebutuhan mereka.

Transportasi

Jalan. Pemeliharaannya mahal, tetapi dengan kerusakan tambahan akibat banjir, curah hujan, panas, dan embun beku, pemeliharaan jalan akan menjadi jauh lebih mahal. Jalan beraspal di mana curah hujan dan banjir menjadi masalah akan sulit untuk menangani semua kelebihan air. Masalah dengan material yang kita miliki sekarang adalah, tidak seperti pemandangan alam, mereka hampir tidak menyerap air sama sekali. Kemudian kita memiliki semua air ekstra yang tidak tahu ke mana harus pergi, akhirnya membanjiri jalanan dan kota. Curah hujan tambahan juga akan merusak marka jalan di jalan beraspal dan menyebabkan lebih banyak erosi di jalan tak beraspal. Itu laporan EPA bahwa masalah ini akan sangat dramatis di Amerika Serikat di wilayah Great Planes, berpotensi membutuhkan hingga $3.5 miliar untuk perbaikan pada tahun 2100.

Di tempat-tempat di mana panas ekstrem lebih memprihatinkan, suhu tinggi akan menyebabkan jalan beraspal lebih sering retak dan membutuhkan lebih banyak perawatan. Trotoar juga menyerap lebih banyak panas, mengubah kota menjadi titik panas yang sangat intens dan berbahaya. Mengingat hal ini, lokasi dengan suhu yang lebih panas dapat mulai menggunakan bentuk “trotoar keren. "

Jika kita terus mengeluarkan gas rumah kaca sebanyak yang kita lakukan saat ini, EPA memproyeksikan bahwa pada tahun 2100, biaya adaptasi jalan raya di AS dapat meningkat menjadi setinggi $10 miliar. Estimasi ini juga tidak termasuk kerusakan lebih lanjut dari kenaikan permukaan laut atau banjir badai, sehingga kemungkinan akan lebih tinggi lagi. Namun, dengan lebih banyak peraturan tentang emisi gas rumah kaca, mereka memperkirakan bahwa kita dapat menghindari $4.2 – $7.4 miliar dari kerusakan ini.

Jembatan dan jalan raya. Kedua bentuk infrastruktur ini akan membutuhkan perubahan paling besar di kota-kota pesisir dan laut rendah. Saat badai menjadi lebih intens, jembatan dan jalan raya berisiko menjadi lebih rentan baik dari tekanan angin dan air ekstra yang menimpanya, maupun dari penuaan umum.

Dengan jembatan khususnya, bahaya terbesar adalah sesuatu yang disebut memeriksa. Inilah saat air yang bergerak cepat di bawah jembatan menyapu sedimen yang menopang fondasinya. Dengan badan air yang terus tumbuh dari lebih banyak hujan dan naiknya permukaan laut, gerusan akan terus bertambah buruk. Dua cara saat ini yang disarankan EPA untuk membantu mengatasi masalah ini di masa mendatang adalah menambahkan lebih banyak batu dan sedimen untuk menstabilkan fondasi jembatan dan menambahkan lebih banyak beton untuk memperkuat jembatan secara umum.

Kendaraan umum. Selanjutnya, mari pertimbangkan transportasi umum seperti bus kota, kereta bawah tanah, kereta api, dan metro. Dengan harapan kita akan mengurangi emisi karbon kita, semakin banyak orang yang menggunakan transportasi umum. Di dalam kota, akan ada lebih banyak rute bus atau kereta api untuk berkeliling, dan jumlah keseluruhan bus dan kereta api akan meningkat untuk memberi ruang bagi lebih banyak orang. Namun, masa depan memang menyimpan sejumlah kemungkinan menakutkan bagi transportasi umum, khususnya banjir dan panas ekstrem.

Dengan banjir, terowongan dan transportasi bawah tanah untuk kereta api akan menderita. Hal ini masuk akal karena tempat yang pertama kali akan banjir adalah tanah yang paling rendah. Kemudian tambahkan jalur listrik yang digunakan metode transportasi seperti metro dan kereta bawah tanah dan kami memiliki bahaya publik yang pasti. Faktanya, kita sudah mulai melihat jenis banjir seperti ini di tempat-tempat seperti ini Kota New York, dari Badai Sandy, dan itu semakin parah. tanggapan Ancaman ini termasuk perubahan infrastruktur seperti membangun kisi-kisi ventilasi yang ditinggikan untuk mengurangi air hujan, membangun fitur pelindung seperti dinding penahan, dan, di beberapa tempat, merelokasi beberapa infrastruktur transportasi kami ke area yang tidak terlalu rentan.

Untuk panas ekstrem, pernahkah Anda berada di angkutan umum kota pada jam sibuk di musim panas? Saya akan memberi Anda petunjuk: itu tidak menyenangkan. Bahkan jika ada AC (seringkali tidak), dengan banyaknya orang yang berkerumun seperti ikan sarden, sulit untuk menjaga suhu tetap rendah. Jumlah panas ini dapat menyebabkan banyak bahaya nyata, seperti kelelahan akibat panas bagi orang yang mengendarai transportasi umum. Untuk mengurangi masalah ini, infrastruktur harus memiliki kondisi yang lebih sedikit atau bentuk AC yang lebih baik.

Terakhir, panas yang ekstrim telah diketahui penyebabnya rel melengkung, juga dikenal sebagai "heat kinks", di sepanjang jalur rel. Ini memperlambat kereta dan membutuhkan perbaikan tambahan dan lebih mahal untuk transportasi.

Transportasi udara. Salah satu hal terbesar yang harus dipikirkan tentang perjalanan pesawat adalah bahwa seluruh operasi relatif bergantung pada cuaca. Karena itu, pesawat harus menjadi lebih tahan terhadap panas yang hebat dan badai yang parah. Pertimbangan lainnya adalah landasan pacu pesawat sebenarnya, karena banyak yang dekat dengan permukaan laut dan rawan banjir. Gelombang badai akan membuat semakin banyak landasan pacu tidak tersedia untuk jangka waktu yang lebih lama. Untuk mengatasi ini, kami mungkin mulai menaikkan landasan pacu di struktur yang lebih tinggi atau merelokasi banyak bandara utama kami. 

Transportasi laut. Pelabuhan dan pelabuhan juga akan mengalami beberapa perubahan ekstra karena naiknya permukaan laut dan meningkatnya badai di pantai. Beberapa struktur mungkin harus dinaikkan lebih tinggi atau dibentengi lebih banyak hanya untuk mentolerir kenaikan permukaan laut.

Energi

Pendingin udara dan pemanas. Saat perubahan iklim membawa panas ke ekstrem baru, kebutuhan akan AC akan meroket. Tempat-tempat di seluruh dunia, terutama kota-kota, memanas hingga suhu yang mematikan tanpa AC. Menurut Pusat Iklim dan Energi Solusi, "panas ekstrem adalah bencana alam paling mematikan di AS, rata-rata membunuh lebih banyak orang daripada gabungan badai, petir, tornado, gempa bumi, dan banjir."

Sayangnya, karena permintaan energi ini meningkat, kemampuan kita untuk menyediakan energi juga menurun. Karena metode produksi energi kita saat ini adalah salah satu sumber utama perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia, kita terjebak dalam lingkaran setan penggunaan energi ini. Harapan kami terletak pada mencari sumber yang lebih bersih untuk memasok lebih banyak kebutuhan energi kami.

Bendungan. Di sebagian besar tempat, ancaman terbesar terhadap bendungan di masa mendatang adalah peningkatan banjir dan kerusakan akibat badai. Sementara kekurangan aliran air akibat kekeringan bisa menjadi masalah di beberapa tempat, sebuah studi dari Universitas Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Norwegia menunjukkan bahwa “peningkatan durasi kekeringan dan volume defisit [akan] tidak mempengaruhi produksi listrik atau operasi reservoir.”

Di sisi lain, penelitian ini juga menunjukkan bahwa dengan meningkatnya badai, “kemungkinan total kegagalan hidrologi [a] bendungan akan meningkat di iklim masa depan.” Ini terjadi ketika bendungan menjadi terlalu terbebani oleh air dan meluap atau pecah.

Selain itu, dalam kuliah tentang 4 Oktober membahas kenaikan permukaan laut, profesor hukum William dan Mary, Elizabeth Andrews, menunjukkan efek ini sudah terjadi. Mengutipnya, ketika "Badai Floyd melanda [Tidewater, VA] pada bulan September 1999, 13 bendungan jebol dan banyak lagi yang rusak, dan akibatnya, undang-undang keamanan bendungan Virginia diubah." Jadi, dengan meningkatnya badai, kita harus memasukkan lebih banyak infrastruktur keamanan bendungan.

Energi hijau. Masalah besar ketika berbicara tentang perubahan iklim dan energi adalah penggunaan bahan bakar fosil kita. Selama kita terus membakar bahan bakar fosil, kita akan terus memperburuk perubahan iklim.

Dengan mengingat hal ini, sumber energi yang bersih dan berkelanjutan akan menjadi sangat penting. Ini termasuk menggunakan angin, tenaga surya, dan panas bumi sumber, serta konsep baru untuk membuat penangkapan energi lebih efisien dan mudah diakses, seperti Pohon Hijau SolarBotanic yang memanen energi angin dan matahari.

Konstruksi

Peraturan bangunan. Perubahan iklim dan permukaan laut akan mendorong kita untuk memiliki bangunan yang lebih beradaptasi. Apakah kita mendapatkan peningkatan yang diperlukan ini atau tidak sebagai pencegahan atau sebagai reaksi masih dipertanyakan, tetapi itu harus terjadi pada akhirnya. 

Di tempat-tempat di mana banjir menjadi masalah, akan ada lebih banyak persyaratan untuk infrastruktur yang ditinggikan dan kekuatan toleran banjir. Ini akan mencakup konstruksi baru di masa mendatang, serta memelihara bangunan kami saat ini, untuk memastikan keduanya tahan banjir. Banjir adalah salah satunya bencana yang paling mahal setelah gempa bumi, jadi sangat penting untuk memastikan bahwa bangunan memiliki fondasi yang kuat dan berada di atas garis banjir. Faktanya, peningkatan banjir dapat membuat beberapa lokasi terlarang untuk dibangun seluruhnya. 

Adapun tempat-tempat dengan kekurangan air, bangunan harus menjadi lebih hemat air. Ini berarti perubahan seperti toilet aliran rendah, pancuran, dan keran. Di daerah tertentu, kita bahkan mungkin harus mengucapkan selamat tinggal pada pemandian. Saya tahu. Ini juga membuatku kesal.

Selain itu, bangunan akan membutuhkan insulasi dan arsitektur yang lebih baik untuk mempromosikan pemanasan dan pendinginan yang efisien. Seperti yang telah dibahas sebelumnya, penyejuk udara menjadi semakin diperlukan di banyak tempat, jadi memastikan bahwa bangunan membantu meringankan sebagian dari permintaan ini akan sangat membantu.

Akhirnya, sebuah inovasi mulai masuk ke kota-kota tersebut atap hijau. Ini berarti memiliki taman, rerumputan, atau beberapa bentuk tanaman di atas atap bangunan. Anda mungkin bertanya apa gunanya taman atap dan terkejut mengetahui mereka benar-benar memiliki manfaat besar, termasuk isolasi suhu dan suara, menyerap hujan, meningkatkan kualitas udara, mengurangi "pulau panas", menambah keanekaragaman hayati, dan secara umum menjadi cantik. Atap hijau ini sangat meningkatkan lingkungan dalam kota sehingga kota akan mulai membutuhkannya atau panel surya untuk setiap bangunan baru. San Francisco sudah melakukan ini!

Pantai dan pesisir. Membangun pantai menjadi semakin tidak praktis. Meskipun semua orang menyukai properti tepi pantai, dengan naiknya permukaan laut, sayangnya lokasi ini akan menjadi yang pertama berakhir di bawah air. Mungkin satu-satunya hal positif tentang ini adalah untuk orang-orang yang sedikit lebih pedalaman, karena mereka mungkin akan segera lebih dekat ke pantai. Namun sungguh, konstruksi yang dekat dengan laut harus dihentikan, karena tidak satu pun dari bangunan itu yang akan berkelanjutan dengan meningkatnya badai dan pasang surut.

Tembok laut. Ketika datang ke Seawalls, mereka akan terus menjadi lebih umum dan digunakan secara berlebihan dalam upaya kita untuk mengatasi perubahan iklim. Sebuah artikel dari Scientific American memprediksikan bahwa “setiap negara di seluruh dunia akan membangun tembok untuk mempertahankan diri dari naiknya air laut dalam waktu 90 tahun, karena biaya banjir akan lebih mahal daripada harga proyek perlindungan.” Sekarang, apa yang saya tidak tahu sebelum melakukan beberapa penelitian tambahan adalah bahwa bentuk pencegahan pasang surut ini sangat bermanfaat kerusakan lingkungan pesisir. Mereka cenderung membuat erosi pantai menjadi lebih buruk dan mengacaukan bentuk penanganan alami pantai.

Salah satu alternatif yang mungkin mulai kita lihat di garis pantai adalah sesuatu yang disebut "garis pantai yang hidup." Ini adalah "struktur berbasis alam," seperti rawa-rawa, bukit pasir, bakau atau terumbu karang yang melakukan semua hal yang sama seperti tembok laut, tetapi juga memberikan habitat bagi burung laut dan makhluk lainnya. Dengan keberuntungan dalam peraturan konstruksi, tembok laut versi hijau ini dapat menjadi pemain pelindung terkemuka, terutama di daerah pesisir yang terlindung seperti sistem sungai, Teluk Chesapeake, dan Great Lakes.

Saluran air dan infrastruktur hijau

Dibesarkan di California, kekeringan selalu menjadi topik pembicaraan yang konstan. Sayangnya, ini adalah salah satu masalah yang tidak membaik dengan perubahan iklim. Salah satu solusi yang terus diperdebatkan adalah infrastruktur yang memindahkan air dari tempat lain, seperti Seattle atau Alaska. Namun melihat lebih dekat menunjukkan ini tidak praktis. Sebaliknya, bentuk lain dari infrastruktur penghematan air adalah sesuatu yang disebut “infrastruktur hijau”. Ini berarti menggunakan struktur seperti tong hujan untuk memanen air hujan dan menggunakannya untuk hal-hal seperti menyiram toilet dan menyiram kebun atau pertanian. Dengan menggunakan teknik tersebut, sebuah penelitian memperkirakan bahwa California dapat menyelamatkan 4.5 triliun galon air.

Aspek lain dari infrastruktur hijau mencakup pengisian ulang air tanah dengan memiliki lebih banyak wilayah kota yang menyerap air. Ini termasuk trotoar yang lebih permeabel, taman air hujan yang dirancang khusus untuk mengambil air ekstra, dan hanya memiliki lebih banyak ruang tanaman di sekitar kota sehingga air hujan dapat meresap ke dalam air tanah. Analisis yang disebutkan sebelumnya memperkirakan bahwa nilai resapan air tanah ini di daerah-daerah tertentu akan menjadi lebih dari $ 50 juta.

Limbah dan limbah

Penyaluran pecomberan. Saya menyimpan topik terbaik untuk yang terakhir, tentu saja. Perubahan terbesar pada infrastruktur saluran pembuangan sebagai akibat dari perubahan iklim akan membuat instalasi pengolahan menjadi lebih efektif, dan keseluruhan sistem menjadi lebih toleran terhadap banjir. Di tempat-tempat banjir, saat ini masalahnya adalah sistem pembuangan limbah tidak diatur untuk menampung banyak air. Ini berarti ketika banjir terjadi, baik saluran pembuangan diarahkan langsung ke aliran atau sungai terdekat, atau air banjir menyusup ke pipa saluran pembuangan dan kita mendapatkan sesuatu yang disebut "luapan saluran pembuangan sanitasi.” Namanya cukup jelas, tetapi pada dasarnya ketika selokan meluap dan menyebar, limbah mentah terkonsentrasi ke lingkungan sekitarnya. Anda mungkin bisa membayangkan masalah di balik ini. Jika tidak, pikirkan tentang banyaknya pencemaran air dan penyakit yang diakibatkannya. Infrastruktur masa depan harus menemukan cara baru untuk mengatasi luapan dan lebih memperhatikan pemeliharaannya.

Di sisi lain, di tempat-tempat yang mengalami kekeringan, ada beberapa konsep lain yang beredar terkait sistem pembuangan limbah. Salah satunya adalah menggunakan lebih sedikit air dalam sistem seluruhnya, untuk menggunakan air ekstra itu untuk kebutuhan lain. Namun, kemudian kita harus khawatir tentang konsentrasi limbah, bagaimana kita dapat mengolahnya dengan sukses, dan seberapa merusak limbah yang terkonsentrasi itu pada infrastruktur. Konsep lain yang mungkin mulai kita mainkan adalah menggunakan kembali air setelah perawatan, membuat kualitas air yang disaring menjadi lebih penting.

Air badai. Saya telah berbicara cukup banyak tentang masalah di balik badai air dan banjir, jadi saya akan berusaha untuk tidak mengulangi terlalu banyak. Dalam kuliah tentang “Memulihkan Chesapeake Bay pada 2025: Apakah Kita Sudah Sesuai Rencana?”, pengacara senior Chesapeake Bay Foundation, Peggy Sanner, mengemukakan masalah pencemaran limpasan dari air badai, dengan mengatakan bahwa itu adalah ”salah satu sektor pencemaran terbesar”. Sanner menjelaskan bahwa solusi besar untuk pencemaran air badai sejalan dengan bagaimana kita dapat mengurangi banjir; yaitu memiliki lebih banyak lahan yang dapat menyerap air. Dia berkata, “Begitu disusupi ke dalam tanah, limpasan itu melambat, mendingin, dan membersihkan dan kemudian sering masuk ke saluran air melalui air tanah.” Namun, dia mengakui bahwa membangun infrastruktur baru ini biasanya sangat mahal dan memakan waktu lama. Artinya, jika kita beruntung, mungkin kita akan melihat lebih banyak lagi dalam 15 hingga 25 tahun mendatang.

Limbah. Akhirnya, kami memiliki limbah umum Anda. Perubahan terbesar dengan bagian masyarakat ini diharapkan akan menguranginya. Ketika kita melihat statistik, fasilitas limbah seperti tempat pembuangan sampah, insinerator, kompos, dan bahkan daur ulang sendiri menyebabkan hingga lima persen emisi gas rumah kaca di Amerika Serikat. Ini mungkin tidak terlihat banyak, tetapi begitu Anda menggabungkannya dengan bagaimana semua barang itu berada di tempat sampah (produksi, pengangkutan, dan daur ulang), jumlahnya kira-kira 42 persen dari emisi gas rumah kaca AS.

Dengan dampak sebesar itu, tidak mungkin kita dapat mempertahankan jumlah limbah ini tanpa memperburuk perubahan iklim. Bahkan dengan mempersempit pandangan kita dan melihat dampaknya pada infrastruktur saja, rasanya sudah cukup buruk. Mudah-mudahan, dengan menempatkan banyak solusi dan praktik yang disebutkan di atas, umat manusia dapat mulai membuat dampak yang berbeda: satu untuk yang lebih baik.