Breyting á innviðum fyrir breytt loftslag

Þegar loftslagsbreytingar fara að herða á plánetuna munu innviðir samfélags okkar þurfa að ganga í gegnum nokkrar alvarlegar breytingar. Innviðir innihalda hluti eins og flutningsaðferðir okkar, orku- og vatnsveitu og skólp- og úrgangskerfi. Málið með loftslagsbreytingar er hins vegar að þær munu ekki hafa áhrif á einn stað á sama hátt. Þetta þýðir að það verður mikið af mismunandi stílum til að takast á við vandamál eins og þurrka, sjávarborð hækkandi, flóð, hvirfilbyl, mikill hiti eða kuldi og stormar.

Í þessari grein mun ég gefa almennt yfirlit yfir mismunandi aðferðir fyrir framtíðar loftslagsþolna innviði okkar. Hins vegar, hafðu í huga að hver einstakur staður verður að gera eigin svæðisbundnar rannsóknir til að finna bestu lausnina fyrir þarfir þeirra.

samgöngur

Vegir. Þeir eru dýrir í viðhaldi eins og þeir eru, en með auknu tjóni af völdum flóða, úrkomu, hita og frosts mun viðhald á vegum verða mun dýrara. Malbikaðir vegir þar sem úrkoma og flóð eru vandamál munu eiga í erfiðleikum með að höndla allt aukavatnið. Vandamálið með efnin sem við höfum núna er, ólíkt náttúrulegu landslagi, þau drekka varla neitt vatn yfirleitt. Svo höfum við allt þetta aukavatn sem veit ekki hvert það á að fara og flæðir að lokum yfir götur og borgir. Aukin úrkoma mun einnig skemma vegmerkingar á bundnu slitlagi og valda meiri rofi á ómalbikuðum vegum. The EPA skýrslur að þetta mál yrði sérstaklega stórkostlegt innan Bandaríkjanna á Great Planes svæðinu, sem gæti þurft allt að 3.5 milljarða dollara í viðgerð fyrir árið 2100.

Á stöðum þar sem mikill hiti er meira áhyggjuefni mun hár hiti valda því að malbikaðir vegir sprunga oftar og þurfa meira viðhald. Gangstéttirnar drekka líka meiri hita og umbreyta borgum í þessa ofurákafa og hættulegu hitabletti. Með þetta í huga gætu staðir með heitara hitastig farið að nota form af „flott gangstétt. "

Ef við höldum áfram að losa eins mikið af gróðurhúsalofttegundum og við gerum nú, spáir EPA því að árið 2100 gæti aðlögunarkostnaður innan Bandaríkjanna á vegum farið upp í hátt í 10 milljarða dollara. Þetta mat tekur heldur ekki til frekari skemmda af völdum hækkunar sjávarborðs eða stormflóða, þannig að það væri líklega enn meira. Hins vegar, með meiri reglugerð um losun gróðurhúsalofttegunda, áætla þeir að við gætum forðast 4.2 - 7.4 milljarða dollara af þessu tjóni.

Brýr og þjóðvegir. Þessar tvær tegundir innviða munu þurfa mest breyting á í borgum við strönd og lág sjávarmál. Eftir því sem stormar verða harðari er hætta á að brýr og þjóðvegir verði viðkvæmari fyrir bæði álagið sem aukavindur og vatn setja á þá, sem og almennri öldrun.

Með brýr sérstaklega er stærsta hættan eitthvað sem kallast skúra. Þetta er þegar fljótfært vatn undir brúnni skolar burt seti sem styður undirstöður hennar. Þar sem vatnshlotin stækka stöðugt vegna meiri rigningar og sjávarborð hækkar, mun skurnin bara halda áfram að versna. Tvær núverandi leiðir sem EPA leggur til til að hjálpa til við að berjast gegn þessu vandamáli í framtíðinni eru að bæta við fleiri steinum og seti til að koma á stöðugleika í brúargrunnum og bæta við meiri steinsteypu til að styrkja brýr almennt.

Almenningssamgöngur. Næst skulum við íhuga almenningssamgöngur eins og borgarrútur, neðanjarðarlestir, lestir og neðanjarðarlestir. Með von um að við munum draga úr kolefnislosun okkar munu mun fleiri taka almenningssamgöngur. Innan borga verður meira magn af strætó- eða járnbrautarleiðum til að komast um og heildarmagn strætisvagna og lesta mun aukast til að gera pláss fyrir meiri fjölda fólks. Hins vegar býður framtíðin upp á marga skelfilega möguleika fyrir almenningssamgöngur, sérstaklega vegna flóða og mikillar hita.

Með flóðum munu jarðgöng og neðanjarðarflutningar fyrir járnbrautir verða fyrir skaða. Þetta er skynsamlegt vegna þess að staðirnir sem munu flæða fyrst eru lægstu grundirnar. Bættu síðan við rafmagnslínunum sem samgönguaðferðir eins og neðanjarðarlest og neðanjarðarlestir nota og við erum í ákveðinni almannahættu. Reyndar erum við þegar farin að sjá þessa tegund af flóðum á stöðum eins og New York City, frá fellibylnum Sandy, og það versnar bara. svör Þessar ógnir fela í sér breytingar á innviðum eins og að reisa hækkuð loftræstingarrist til að draga úr stormvatni, byggja upp verndareiginleika eins og stoðveggi og sums staðar að flytja hluta af samgöngumannvirkjum okkar á minna viðkvæm svæði.

Hvað varðar mikinn hita, hefur þú einhvern tíma verið í almenningssamgöngum í borginni á álagstímum á sumrin? Ég skal gefa þér vísbendingu: það er ekki gaman. Jafnvel þótt það sé loftkæling (það er oft ekki), þar sem margir eru pakkaðir inn eins og sardínur, þá er erfitt að halda hitastigi niðri. Þetta hitamagn getur leitt til mikilla raunverulegra hættu, eins og hitaþreytu fyrir fólk sem keyrir almenningssamgöngur. Til að draga úr þessu vandamáli verða innviðir annaðhvort að hafa minna pakkað skilyrði eða betri loftræstingu.

Að lokum hefur verið vitað að mikill hiti veldur spenntir teinar, einnig þekkt sem „hitakippir“, meðfram járnbrautarlínum. Þetta bæði hægir á lestum og krefst viðbótar og dýrari viðgerða vegna flutninga.

Flugsamgöngur. Eitt af því sem þarf að huga að varðandi flugferðir er að öll starfsemin er tiltölulega háð veðri. Vegna þessa verða flugvélar að verða ónæmari fyrir bæði miklum hita og miklum stormum. Önnur atriði eru raunverulegar flugbrautir flugvéla, því margar eru nálægt sjávarmáli og viðkvæmar fyrir flóðum. Stormbylgjur munu gera sífellt fleiri flugbrautir ótiltækar í lengri tíma. Til að leysa þetta gætum við annað hvort farið að hækka flugbrautir á hærri mannvirkjum eða flytja marga af helstu flugvöllum okkar. 

Sjóflutningar. Hafnir og hafnir munu einnig sjá nokkrar aukabreytingar vegna hækkandi sjós og aukins storms við strendur. Sum mannvirkjanna verður líklega að hækka hærra eða styrkja meira bara til að þola hækkun sjávarborðs.

Orka

Loftkæling og hiti. Þar sem loftslagsbreytingar færa hitann út í nýjar öfgar mun þörfin fyrir loftkælingu aukast. Staðir um allan heim, sérstaklega borgir, hitna upp í banvænan hita án loftkælingar. Samkvæmt Miðstöð loftslags- og orkulausna, „Mikill hiti er mannskæðasta náttúruhamfarir í Bandaríkjunum og drepur að meðaltali fleiri en fellibylir, eldingar, hvirfilbylir, jarðskjálftar og flóð samanlagt.“

Því miður, þegar þessi eftirspurn eftir orku eykst, er getu okkar til að veita orku að minnka. Þar sem núverandi aðferðir okkar til að framleiða orku eru ein helsta uppspretta loftslagsbreytinga af mannavöldum erum við að verða föst í þessum vítahring orkunotkunar. Von okkar liggur í því að leita að hreinni uppsprettum til að mæta meiri orkuþörf okkar.

Stíflur. Víðast hvar er mesta ógnin við stíflur í framtíðinni aukin flóð og brot úr óveðri. Þó að skortur á vatnsrennsli vegna þurrka geti verið vandamál sums staðar, er rannsókn frá Norska háskólinn í vísindum og tækni sýndi að „aukning á þurrkatíma og hallamagni [myndi] ekki hafa áhrif á orkuframleiðslu eða lónrekstur.“

Á hinn bóginn sýndi rannsóknin einnig að með auknum stormum mun „heildarlíkur á vatnafræðilegum bilun [stíflu] aukast í framtíðarloftslagi. Þetta gerist þegar stíflur verða ofhlaðnar af vatni og ýmist flæða yfir eða brotna.

Að auki, í fyrirlestri um 4. október William og Mary lagaprófessor ræddu hækkun sjávarborðs, Elísabet Andrews, sýnir að þessi áhrif eru þegar að gerast. Til að vitna í hana, þegar „fellibylurinn Floyd skall á [Tidewater, VA] í september 1999, voru 13 stíflur rofnar og margar fleiri skemmdust, og í kjölfarið var öryggislögunum í Virginia breytt. Þannig að með vaxandi stormum munum við þurfa að leggja miklu meira í öryggisinnviði stíflna.

Græn orka. Stórt mál þegar talað er um loftslagsbreytingar og orku er notkun okkar á jarðefnaeldsneyti. Svo lengi sem við höldum áfram að brenna jarðefnaeldsneyti munum við halda áfram að gera loftslagsbreytingar verri.

Með þetta í huga verða hreinir, sjálfbærir orkugjafar nauðsynlegir. Þetta mun fela í sér notkun vindur, sólog jarðhita uppsprettur, auk nýrra hugmynda til að gera orkuöflun skilvirkari og aðgengilegri, svo sem SolarBotanic grænt tré sem uppsker bæði vind- og sólarorku.

Framkvæmdir

Byggingarreglugerð. Breytingar á loftslagi og sjávarborði munu ýta undir að við höfum betur aðlagaðar byggingar. Hvort við fáum þessar nauðsynlegu úrbætur sem forvarnir eða sem viðbrögð er vafasamt, en það verður að gerast á endanum. 

Á stöðum þar sem flóð eru viðfangsefnið verða meiri kröfur um aukna innviði og flóðþol. Þetta mun fela í sér allar nýjar framkvæmdir í framtíðinni, sem og viðhald á núverandi byggingum okkar, til að tryggja að báðar séu flóðþolnar. Flóð eru eitt af dýrustu hamfarirnar eftir jarðskjálfta og því skiptir sköpum að tryggja að byggingar séu með sterkar undirstöður og hækki upp yfir flóðalínuna. Reyndar getur aukning flóða gert suma staði útilokað að byggja algjörlega. 

Hvað varðar staði þar sem skortur er á vatni, þá verða byggingar að verða miklu vatnsnýtnari. Þetta þýðir breytingar eins og lágflæðis salerni, sturtur og blöndunartæki. Á vissum svæðum gætum við jafnvel þurft að kveðja böð. Ég veit. Þetta pirrar mig líka.

Að auki munu byggingar þurfa betri einangrun og arkitektúr til að stuðla að skilvirkri upphitun og kælingu. Eins og áður hefur komið fram er loftkæling að verða miklu nauðsynlegri víða, þannig að það mun hjálpa til við að tryggja að byggingarnar hjálpi til við að draga úr þessari eftirspurn.

Að lokum, nýjung farin að koma inn í borgir eru grænt þak. Þetta þýðir að hafa garða, gras eða einhvers konar plöntur á þökum bygginga. Þú gætir spurt hver tilgangurinn með þakgörðum sé og verið hissa á því að vita að þeir hafa í raun mikla kosti, þar á meðal einangrandi hitastig og hljóð, gleypa í sig rigningu, bæta loftgæði, draga úr „hitaeyjum“, bæta við líffræðilegan fjölbreytileika og bara almennt vera fallegur. Þessi grænu þök bæta umhverfi borgarinnar svo mikið að borgir munu fara að krefjast annað hvort þeirra eða sólarrafhlöðu fyrir hverja nýbyggingu. San Francisco hefur þegar gert þetta!

Strendur og strendur. Strandbygging verður æ minna hagnýt. Þó að allir elski strandeign, þar sem sjávarborð hækkar, munu þessir staðir því miður verða þeir fyrstu sem lenda undir vatni. Kannski væri það eina jákvæða við þetta fyrir fólk aðeins meira inni í landinu, því það gæti fljótlega verið miklu nær ströndinni. Í raun og veru verða framkvæmdir nálægt sjónum að hætta, því engin þessara bygginga verður sjálfbær með auknum stormum og hækkandi sjávarföllum.

Sjóveggir. Þegar kemur að sjávarveggjum munu þeir halda áfram að verða algengari og ofnotaðir í tilraunum okkar til að takast á við loftslagsbreytingar. Grein frá Scientific American spáir því að „hvert land um allan heim muni byggja múra til að verja sig fyrir hækkandi sjó innan 90 ára, vegna þess að kostnaður við flóð verður dýrari en verð á verndarverkefnum. Nú, það sem ég vissi ekki áður en ég gerði frekari rannsóknir er að þetta form til að koma í veg fyrir hækkandi sjávarföll gerir mikið af skemmdir á umhverfi strandarinnar. Þeir hafa tilhneigingu til að gera strandveðrun verri og klúðra náttúrulegu formum strandarinnar.

Einn valkostur sem við gætum byrjað að sjá á strandlengjum er eitthvað sem kallast „lifandi strandlínur“. Þetta eru „mannvirki sem byggjast á náttúru,“ eins og mýrar, sandöldur, mangrove eða kóralrif sem gera allt það sama og sjógarðar, en gefa sjófuglum og öðrum dýrum búsvæði. Með einhverri heppni í byggingarreglugerð, gætu þessar grænu útgáfur af sjávarveggjum orðið leiðandi verndaraðili, sérstaklega á skjólsælum strandsvæðum eins og árkerfum, Chesapeake Bay og Stóru vötnum.

Vatnsrásir og græn innviði

Eftir að hafa alist upp í Kaliforníu hafa þurrkar alltaf verið stöðugt umræðuefni. Því miður er þetta eitt vandamál sem batnar ekki með loftslagsbreytingum. Ein lausn sem sífellt kastast inn í umræðuna eru innviðir sem flytja vatn frá öðrum stöðum, ss Seattle eða Alaska. Samt sýnir nánari skoðun að þetta er ekki raunhæft. Í staðinn er annað form vatnssparnaðarinnviða eitthvað sem kallast „græn innviði. Þetta þýðir að nota mannvirki eins og regntunnur til að uppskera regnvatn og nota það í hluti eins og að skola salerni og vökva garða eða landbúnað. Með því að nota þessar aðferðir áætlaði rannsókn að Kalifornía gæti sparað 4.5 trilljón lítra af vatni.

Annar þáttur í grænum innviðum felur í sér að endurhlaða grunnvatnið með því að hafa fleiri borgarsvæði sem gleypa vatn. Þetta felur í sér gegndræpari gangstéttir, regnvatnsgarða sem eru sérstaklega hannaðir til að taka inn aukavatn og einfaldlega að hafa meira plöntupláss í kringum borgina svo regnvatn geti sogast inn í grunnvatnið. Í áðurnefndri greiningu var áætlað að verðmæti þessarar grunnvatnsuppbótar á ákveðnum svæðum væri yfir $ 50 milljón.

Skólp og úrgangur

Skólp. Ég vistaði besta efnið til síðasta, augljóslega. Stærsta breytingin á skólpinnviðum vegna loftslagsbreytinga er að gera hreinsistöðvar skilvirkari og allt kerfið þolir flóð betur. Á stöðum með flóðum er vandamálið núna að skólpkerfi eru ekki sett upp til að taka mikið vatn inn. Þetta þýðir að þegar flóð gerist annað hvort beinist skólp beint í nærliggjandi læki eða ár, eða flóðvatn síast inn í skólplögn og við fáum eitthvað sem kallast „yfirfall hreinlætis fráveitu.” Nafnið skýrir sig sjálft, en það er í grundvallaratriðum þegar fráveitur flæða yfir og dreifa óhreinsuðu, hráu skólpi út í umhverfið í kring. Þú getur líklega ímyndað þér vandamálin á bak við þetta. Ef ekki, hugsaðu með hliðsjón af mikilli vatnsmengun og sjúkdómum sem af þessu stafar. Innviðir framtíðarinnar verða að finna nýjar leiðir til að takast á við yfirfall og fylgjast betur með viðhaldi þeirra.

Aftur á móti eru nokkur önnur hugtök á sveimi varðandi fráveitukerfið á þurrkastöðum. Einn er að nota minna vatn í kerfinu algjörlega, til að nota það auka vatn fyrir aðrar þarfir. Hins vegar verðum við að hafa áhyggjur af styrk skólps, hvernig við getum meðhöndlað það með farsælum hætti og hversu skaðlegt þetta þétta skólp verður á innviðum. Önnur hugmynd sem við gætum byrjað að leika okkur með er að endurnýta vatn eftir meðferð, sem gerir gæði þess síaða vatns enn mikilvægara.

Storm vatn. Ég hef þegar talað ágætlega um vandamálin á bak við óveður og flóð, svo ég mun reyna að endurtaka mig ekki of mikið. Í fyrirlestri um „Endurreisn Chesapeake Bay fyrir 2025: Erum við á réttri braut?“, háttsettur lögmaður Chesapeake Bay Foundation, Peggy Sanner, vakti máls á afrennslismengun frá stormvatni og sagði að það væri „einn stærsti mengunargeirinn“. Sanner útskýrir að stór lausn á stormvatnsmengun fylgi því hvernig við getum dregið úr flóðum; það er að hafa meira land sem getur tekið í sig vatn. Hún segir: „Þegar það hefur verið síast inn í jarðveginn hægir á því afrennsli, kólnar og hreinsar upp og fer síðan oft í vatnsveginn í gegnum grunnvatn. Hún viðurkennir hins vegar að það sé yfirleitt mjög dýrt að koma þessum nýju innviðum á laggirnar og taka langan tíma. Þetta þýðir að ef við erum heppin munum við kannski sjá meira af þessu á næstu 15 til 25 árum.

Úrgangur. Loksins höfum við almennan úrgang þinn. Stærsta breytingin með þessum hluta samfélagsins verður vonandi að minnka hann. Þegar við skoðum tölfræðina veldur úrgangsstöðvum eins og urðunarstöðum, brennsluofnum, moltu og jafnvel endurvinnslu á eigin spýtur allt að fimm prósent af losun gróðurhúsalofttegunda í Bandaríkjunum. Þetta virðist kannski ekki mikið, en þegar þú sameinar það hvernig allt þetta dót varð til í ruslinu (framleiðsla, flutningur og endurvinnsla), nemur það u.þ.b. 42 prósent af losun gróðurhúsalofttegunda í Bandaríkjunum.

Með svo miklum áhrifum er engin leið að við getum haldið uppi þessu magni af úrgangi án þess að gera loftslagsbreytingar miklu verri. Jafnvel með því að þrengja sýn okkar og skoða áhrifin á innviði eingöngu, virðist það nú þegar nógu slæmt. Vonandi getur mannkynið, með því að setja fjölda fyrrnefndra lausna og aðferða, farið að hafa annars konar áhrif: einn til hins betra.