Schimbarea infrastructurii pentru un climat în schimbare

Pe măsură ce schimbările climatice încep să afecteze planeta, infrastructura societății noastre va trebui să treacă prin unele schimbări serioase. Infrastructura include lucruri precum metodele noastre de transport, alimentarea cu energie și apă și sistemele de canalizare și deșeuri. Problema cu schimbările climatice, totuși, este că nu va afecta nicio locație în același mod. Aceasta înseamnă că vor exista o mulțime de stiluri diferite de a face față problemelor cum ar fi seceta, creșterea nivelului mării, inundațiile, tornadele, căldura sau frigul extrem și furtunile.

Pe parcursul acestui articol, voi oferi o prezentare generală a diferitelor strategii pentru viitoarea noastră infrastructură rezistentă la climă. Cu toate acestea, rețineți că fiecare loc individual va trebui să-și facă propriile studii specifice site-ului pentru a găsi cele mai bune soluții pentru nevoile lor.

Transport

Drumuri. Ele sunt scumpe de întreținut așa cum sunt, dar cu daune suplimentare cauzate de inundații, precipitații, căldură și îngheț, întreținerea drumurilor va deveni mult mai scumpă. Drumurile asfaltate, unde precipitațiile și inundațiile sunt o problemă, vor avea dificultăți să gestioneze toată apa suplimentară. Problema cu materialele pe care le avem acum este, spre deosebire de peisajele naturale, acestea cu greu absorb deloc apă. Apoi avem toată această apă în plus care nu știe unde să meargă, în cele din urmă inundând străzi și orașe. Precipitațiile adăugate vor deteriora, de asemenea, marcajele rutiere de pe drumurile asfaltate și vor provoca mai multă eroziune pe drumurile neasfaltate. The Rapoartele EPA că această problemă ar fi deosebit de dramatică în Statele Unite în regiunea Marilor Avioane, potențial necesită reparații de până la 3.5 miliarde de dolari până în 2100.

În locurile în care căldura extremă reprezintă o preocupare mai mare, temperaturile ridicate vor face ca drumurile asfaltate să crape mai des și să necesite mai multă întreținere. Trotuarele absorb, de asemenea, mai multă căldură, transformând orașele în aceste locuri de căldură super intense și periculoase. Având în vedere acest lucru, locațiile cu temperaturi mai ridicate pot începe să utilizeze forme de „pavaj răcoros. "

Dacă vom continua să emitem la fel de multe gaze cu efect de seră ca și în prezent, EPA proiectează că până în 2100, costurile de adaptare în SUA pe drumuri ar putea ajunge până la până la 10 miliarde de dolari. Această estimare nu include, de asemenea, daune suplimentare cauzate de creșterea nivelului mării sau de inundațiile prin furtună, așa că ar fi probabil și mai mare. Cu toate acestea, cu mai multe reglementări privind emisiile de gaze cu efect de seră, ei estimează că am putea evita 4.2 – 7.4 miliarde USD din aceste daune.

Poduri și autostrăzi. Aceste două forme de infrastructură vor avea nevoie de cele mai multe schimbări în orașele de coastă și la nivel scăzut al mării. Pe măsură ce furtunile devin mai intense, podurile și autostrăzile riscă să devină mai vulnerabile atât din cauza stresului pe care vântul și apa suplimentar le pun, cât și din cauza îmbătrânirii generale.

În special cu podurile, cel mai mare pericol este ceva numit cutreiera. Acesta este momentul în care apa care se mișcă rapid sub pod spală sedimentele care îi susțin fundațiile. Cu corpurile de apă în continuă creștere din cauza ploii mai mari și a nivelului mării în creștere, mișcarea va continua să se agraveze. Două modalități actuale pe care EPA le sugerează pentru a ajuta la combaterea acestei probleme în viitor sunt adăugarea de mai multe roci și sedimente pentru a stabiliza fundațiile podurilor și adăugarea de mai mult beton pentru a consolida podurile în general.

Transport public. În continuare, să luăm în considerare transportul public, cum ar fi autobuzele urbane, metrourile, trenurile și metrourile. Cu speranța că ne vom reduce emisiile de carbon, mult mai mulți oameni vor lua transportul public. În orașe, va exista o cantitate mai mare de rute de autobuz sau feroviar pentru a se deplasa, iar cantitatea totală de autobuze și trenuri va crește pentru a face loc unui număr mai mare de oameni. Cu toate acestea, viitorul deține o serie de posibilități înfricoșătoare pentru transportul public, în special din cauza inundațiilor și a căldurii extreme.

Odată cu inundațiile, tunelurile și transportul subteran pentru căile ferate vor avea de suferit. Acest lucru are sens, deoarece locurile care vor inunda primele sunt cele mai joase terenuri. Apoi adăugați liniile electrice pe care le folosesc metodele de transport precum metroul și metroul și avem un pericol public clar. De fapt, am început deja să vedem acest tip de inundații în locuri precum New York City, de la uraganul Sandy, și este doar din ce în ce mai rău. Răspunsuri Aceste amenințări includ modificări ale infrastructurii, cum ar fi construirea de grătare de ventilație înălțate pentru a reduce apele pluviale, construirea de elemente de protecție, cum ar fi ziduri de sprijin și, în unele locuri, relocarea unei părți din infrastructura noastră de transport în zone mai puțin vulnerabile.

În ceea ce privește căldura extremă, ați fost vreodată în transportul public din oraș în timpul orelor de vârf din timpul verii? Vă dau un indiciu: nu este distractiv. Chiar dacă există aer condiționat (deseori nu există), cu atâta lume strânsă ca sardinele, este greu să țineți temperatura scăzută. Această cantitate de căldură poate duce la o mulțime de pericole reale, cum ar fi epuizarea termică pentru persoanele care călătoresc cu transportul public. Pentru a reduce această problemă, infrastructura va trebui fie să aibă condiții mai puțin aglomerate, fie forme mai bune de aer condiționat.

În cele din urmă, se știe că căldura extremă provoacă șine cu catarame, cunoscută și sub denumirea de „întortituri de căldură”, de-a lungul liniilor de cale ferată. Acestea încetinesc trenurile și necesită reparații suplimentare și mai costisitoare pentru transport.

Transport aerian. Unul dintre cele mai mari lucruri la care trebuie să vă gândiți în ceea ce privește călătoria cu avionul este că întreaga operațiune depinde relativ de vreme. Din această cauză, avioanele vor trebui să devină mai rezistente atât la căldură intensă, cât și la furtunile severe. Alte considerații sunt pistele reale ale avioanelor, deoarece multe sunt aproape de nivelul mării și sunt vulnerabile la inundații. Valurile de furtună vor face din ce în ce mai multe piste indisponibile pentru perioade mai lungi de timp. Pentru a rezolva acest lucru, putem începe fie să ridicăm pistele pe structuri mai înalte, fie să relocam multe dintre aeroporturile noastre majore. 

Transport maritim. Porturile și porturile vor avea, de asemenea, unele schimbări suplimentare din cauza creșterii mării și a furtunilor în creștere pe coaste. Unele dintre structuri vor trebui probabil ridicate mai sus sau fortificate mai mult doar pentru a tolera creșterea nivelului mării.

Energie

Aer conditionat si incalzire. Pe măsură ce schimbările climatice duc căldura la noi extreme, nevoia de aer condiționat va crește vertiginos. Locurile din întreaga lume, în special orașele, se încălzesc până la temperaturi mortale fără aer condiționat. In conformitate cu Centrul pentru climă și energie Soluții, „căldura extremă este cel mai mortal dezastru natural din SUA, ucigând în medie mai mulți oameni decât uraganele, fulgerele, tornadele, cutremurele și inundațiile la un loc.”

Din păcate, pe măsură ce această cerere de energie crește, capacitatea noastră de a furniza energie scade. Deoarece metodele noastre actuale de producere a energiei sunt una dintre principalele surse ale schimbărilor climatice cauzate de om, rămânem blocați în acest cerc vicios al utilizării energiei. Speranța noastră constă în căutarea unor surse mai curate pentru a ne asigura mai mult din necesarul de energie.

Baraje. În cele mai multe locuri, cea mai mare amenințare la adresa barajelor în viitor este inundațiile crescute și ruperea de la furtuni. În timp ce lipsa debitului de apă din cauza secetei poate fi o problemă în unele locuri, un studiu de la Universitatea Norvegiană de Știință și Tehnologie a arătat că „creșterea duratei secetei și a volumului deficitului [nu ar] afecta producția de energie sau funcționarea rezervorului”.

Pe de altă parte, studiul a mai arătat că, odată cu creșterea furtunilor, „probabilitatea totală a defecțiunii hidrologice a [un] baraj va crește în viitorul climat”. Acest lucru se întâmplă atunci când barajele sunt supraîncărcate de apă și fie se revarsă, fie se sparg.

În plus, într-o prelegere despre 4 octombrie discutând despre creșterea nivelului mării, William și Mary profesor de drept, Elizabeth Andrews, arată că aceste efecte au loc deja. Ca să o citez, când „uraganul Floyd a lovit [Tidewater, VA] în septembrie 1999, 13 baraje au fost sparte și multe altele au fost avariate și, ca urmare, legea privind siguranța barajului din Virginia a fost modificată”. Astfel, odată cu creșterea furtunilor, va trebui să punem mult mai mult în infrastructura de siguranță a barajului.

Energie verde. O problemă importantă atunci când vorbim despre schimbările climatice și energie este utilizarea de către noi a combustibililor fosili. Atâta timp cât vom continua să ardem combustibili fosili, vom continua să agravăm schimbările climatice.

Având în vedere acest lucru, sursele de energie curată și durabilă vor deveni esențiale. Acestea vor include utilizarea vânt, solar, și geotermal surse, precum și noi concepte pentru a face captarea energiei mai eficientă și mai accesibilă, cum ar fi Arborele Verde SolarBotanic care recoltează atât energia eoliană, cât și cea solară.

Construcţie

Reglementări de construcție. Schimbările climatice și ale nivelului mării ne vor împinge să avem clădiri mai bine adaptate. Dacă obținem sau nu aceste îmbunătățiri necesare ca prevenție sau ca reacție este discutabil, dar va trebui să se întâmple în cele din urmă. 

În locurile în care inundațiile sunt problema, vor exista mai multe cerințe pentru infrastructura ridicată și rezistența la inundații. Aceasta va include orice construcție nouă în viitor, precum și întreținerea clădirilor noastre actuale, pentru a ne asigura că ambele sunt rezistente la inundații. Inundaţiile sunt una dintre cele mai costisitoare dezastre după cutremure, deci este crucial să vă asigurați că clădirile au fundații puternice și sunt ridicate deasupra liniei de inundație. De fapt, creșterea inundațiilor poate face ca unele locații să fie interzise pentru construcție. 

În ceea ce privește locurile cu lipsă de apă, clădirile vor trebui să devină mult mai eficiente din punct de vedere al apei. Aceasta înseamnă schimbări precum toalete cu debit redus, dușuri și robinete. În anumite zone, poate chiar trebuie să ne luăm rămas bun de la băi. Știu. Asta ma enerveaza si pe mine.

În plus, clădirile vor avea nevoie de o mai bună izolație și arhitectură pentru a promova încălzirea și răcirea eficientă. După cum sa discutat mai devreme, aerul condiționat devine din ce în ce mai necesar în multe locuri, așa că asigurarea faptului că clădirile ajută la atenuarea unei părți din această cerere va fi de mare ajutor.

În cele din urmă, o inovație care începe să vină în orașe sunt acoperișuri verzi. Aceasta înseamnă să ai grădini, iarbă sau o anumită formă de plante pe acoperișurile clădirilor. S-ar putea să întrebați ce rost au grădinile de pe acoperiș și să fii surprins să știi că acestea au de fapt beneficii uriașe, inclusiv izolarea temperaturii și a sunetului, absorbția ploii, îmbunătățirea calității aerului, reducerea „insulelor de căldură”, adăugarea biodiversității și, în general, a fi drăguță. Aceste acoperișuri verzi îmbunătățesc mediile din interiorul orașului atât de mult încât orașele vor începe să solicite fie ele, fie panouri solare pentru fiecare clădire nouă. San Francisco a făcut-o deja făcut asta!

Plaje și coaste. Construcția de coastă devine din ce în ce mai puțin practică. Deși toată lumea iubește o proprietate pe malul mării, cu nivelul mării în creștere, aceste locații vor fi, din păcate, primele care vor ajunge sub apă. Poate că singurul lucru pozitiv despre acest lucru ar fi pentru oamenii puțin mai în interior, pentru că s-ar putea să fie în curând mult mai aproape de plajă. Într-adevăr, totuși, construcțiile în apropierea oceanului vor trebui să se oprească, deoarece niciuna dintre aceste clădiri nu va fi sustenabilă cu furtuni și maree în creștere.

Diguri. Când vine vorba de diguri, acestea vor continua să devină mai comune și suprautilizate în încercarea noastră de a face față schimbărilor climatice. Un articol din Scientific American prezice că „fiecare țară din întreaga lume va construi ziduri pentru a se apăra de creșterea mărilor în decurs de 90 de ani, deoarece costul inundațiilor va fi mai scump decât prețul proiectelor de protecție”. Acum, ceea ce nu știam înainte de a face niște cercetări suplimentare este că această formă de prevenire a creșterii mareelor ​​face multe deteriorarea mediului de coastă. Ele tind să înrăutățească eroziunea litoralului și să înrăutățească formele naturale de adaptare ale coastei.

O alternativă pe care am putea începe să o vedem pe litoral este ceva numit „țărmuri vii”. Acestea sunt „structuri bazate pe natură”, cum ar fi mlaștini, dune de nisip, mangrove sau recife de corali care fac aceleași lucruri ca și digurile, dar oferă și păsărilor marine și altor creaturi un habitat. Cu ceva noroc în reglementările de construcție, aceste versiuni verzi ale dighelor pot deveni un jucător de protecție principal, în special în zonele de coastă protejate, cum ar fi sistemele fluviale, Golful Chesapeake și Marile Lacuri.

Canale de apă și infrastructură verde

După ce a crescut în California, seceta a fost întotdeauna un subiect constant de conversație. Din păcate, aceasta este o problemă care nu se îmbunătățește cu schimbările climatice. O soluție care continuă să fie aruncată în dezbatere este infrastructura care transferă apă din alte locuri, cum ar fi Seattle sau Alaska. Cu toate acestea, o privire mai atentă arată că acest lucru nu este practic. În schimb, o formă diferită de infrastructură de economisire a apei este ceva numit „infrastructură verde”. Aceasta înseamnă folosirea unor structuri precum butoaiele de ploaie pentru a recolta, în esență, apa de ploaie și a o folosi pentru lucruri precum spălarea toaletelor și udarea grădinilor sau agriculturii. Folosind aceste tehnici, un studiu a estimat că California ar putea economisi 4.5 trilioane de galoane de apă.

Un alt aspect al infrastructurii verzi include reîncărcarea apei subterane prin a avea mai multe zone ale orașului care absorb apă. Aceasta include pavaje mai permeabile, grădini cu apă de ploaie special concepute pentru a absorbi apă suplimentară și pur și simplu având mai mult spațiu pentru plante în jurul orașului, astfel încât apa de ploaie să se poată absorbi în apele subterane. Analiza menționată anterior a estimat că valoarea acestei reîncărcări de apă subterană în anumite zone ar fi peste $ 50 milioane.

Canalizare și deșeuri

Canalizare. Am păstrat cel mai bun subiect pentru final, evident. Cea mai mare schimbare a infrastructurii de canalizare ca urmare a schimbărilor climatice va fi ca stațiile de epurare să fie mai eficiente, iar întregul sistem mai tolerant la inundații. În locurile cu inundații, acum problema este că sistemele de canalizare nu sunt amenajate pentru a prelua multă apă. Aceasta înseamnă că, atunci când are loc o inundație, fie canalizarea este direcționată direct în pâraiele sau râurile din apropiere, fie apa de inundație se infiltrează în conductele de canalizare și obținem ceva numit „preaplin canalizare sanitară.” Numele se explică de la sine, dar practic este atunci când canalizările depășesc și răspândesc ape uzate concentrate, brute în mediul înconjurător. Probabil vă puteți imagina problemele din spatele acestui lucru. Dacă nu, gândiți-vă la o mulțime de contaminări ale apei și boli care rezultă. Infrastructura viitoare va trebui să găsească noi modalități de a face față depășirii și de a supraveghea mai atent întreținerea acesteia.

Pe de altă parte, în locurile cu secetă, există câteva alte concepte care plutesc în jurul sistemului de canalizare. Unul folosește mai puțină apă în sistem în întregime, pentru a folosi acea apă suplimentară pentru alte nevoi. Cu toate acestea, atunci trebuie să ne îngrijorăm cu privire la concentrarea apelor uzate, cum o putem trata cu succes și cât de dăunătoare vor fi acele ape uzate concentrate asupra infrastructurii. Un alt concept cu care putem începe să ne jucăm va fi reutilizarea apei după tratament, făcând și mai importantă calitatea acelei ape filtrate.

Apa de furtuna. Am vorbit deja destul de mult despre problemele din spatele apei pluviale și inundațiilor, așa că voi încerca să nu mă repet prea mult. Într-o prelegere despre „Restaurarea golfului Chesapeake până în 2025: suntem pe drumul cel bun?”, avocatul principal al Fundației Chesapeake Bay, Peggy Sanner, a adus în discuție problema poluării scurgerii din apele pluviale, spunând că este „unul dintre cele mai mari sectoare de poluare”. Sanner explică că o mare soluție pentru poluarea apelor pluviale este însoțită de modul în care putem reduce inundațiile; adică având mai mult pământ care poate absorbi apa. Ea spune: „Odată ce este infiltrat în sol, scurgerea încetinește, se răcește și se curăță și apoi intră adesea în căile navigabile prin apele subterane.” Cu toate acestea, ea admite că punerea în aplicare a acestor noi forme de infrastructură este de obicei foarte costisitoare și durează mult timp. Aceasta înseamnă că, dacă avem noroc, poate că vom vedea mai multe din acest lucru în următorii 15 până la 25 de ani.

Deşeuri. În sfârșit, avem deșeurile tale generale. Cea mai mare schimbare cu această parte a societății va fi, sperăm, reducerea acesteia. Când ne uităm la statistici, instalațiile de deșeuri, cum ar fi gropile de gunoi, incineratoarele, composturile și chiar reciclarea cauzează singure până la cinci la sută din emisiile de gaze cu efect de seră în Statele Unite. Acest lucru poate să nu pară prea mult, dar odată ce îl combini cu modul în care toate aceste lucruri au ajuns la gunoi (producție, transport și reciclare), se ridică la aproximativ 42% din emisiile de gaze cu efect de seră din SUA.

Cu un impact atât de mare, nu vom putea să menținem această cantitate de deșeuri fără a înrăutăți schimbările climatice. Chiar dacă ne îngustăm viziunea și analizăm doar efectele asupra infrastructurii, deja pare destul de rău. Sperăm că, punând în aplicare o multitudine de soluții și practici menționate mai sus, umanitatea poate începe să aibă un alt tip de impact: unul în bine.