Зміна інфраструктури для зміни клімату

Зміна інфраструктури для зміни клімату
КРЕДИТ ЗОБРАЖЕННЯ:  

Зміна інфраструктури для зміни клімату

    • ім'я автора
      Йоганна Флешман
    • Авторський дескриптор Twitter
      @Jos_wondering

    Повна історія (використовуйте ЛИШЕ кнопку «Вставити з Word», щоб безпечно копіювати та вставляти текст із документа Word)

    Оскільки кліматичні зміни починають завдавати ударів по планеті, інфраструктурі нашого суспільства доведеться зазнати серйозних змін. Інфраструктура включає такі речі, як наші способи транспортування, електро- та водопостачання, а також системи каналізації та утилізації відходів. Однак зміна клімату полягає в тому, що вона не вплине однаково на жодне місце. Це означає, що буде багато різних способів вирішення таких проблем, як посуха, підвищення рівня моря, повені, торнадо, сильна спека чи холод, а також шторми.

    У цій статті я дам загальний огляд різних стратегій для нашої майбутньої кліматично стійкої інфраструктури. Однак майте на увазі, що кожне окреме місце має проводити власні дослідження, щоб знайти найкращі рішення для своїх потреб.

    транспорт

    Дороги. Утримувати їх дорого, але з додатковим збитком від повеней, опадів, спеки та морозу утримання доріг стане набагато дорожчим. Дороги з твердим покриттям, де опади та повені є проблемою, важко справлятимуться із зайвою водою. Проблема з матеріалами, які ми маємо зараз, полягає в тому, що на відміну від природних ландшафтів вони майже не вбирають воду. Тоді ми маємо всю цю додаткову воду, яка не знає, куди подітися, зрештою затоплюючи вулиці та міста. Додаткові опади також пошкодять дорожню розмітку на дорогах з твердим покриттям і спричинять більшу ерозію на ґрунтових дорогах. The Про це повідомляє EPA що ця проблема буде особливо драматичною в Сполучених Штатах у регіоні Великих літаків, потенційно вимагаючи до 3.5 мільярдів доларів на ремонт до 2100 року.

    У місцях, де надзвичайна спека викликає більше занепокоєння, високі температури спричинятимуть частіші тріщини на асфальтованих дорогах і потребуватимуть додаткового обслуговування. Тротуари також поглинають більше тепла, перетворюючи міста на ці надзвичайно інтенсивні та небезпечні точки тепла. Зважаючи на це, місця з вищою температурою можуть почати використовувати форми "прохолодна бруківка».

    Якщо ми продовжимо викидати стільки парникових газів, скільки зараз, EPA прогнозує, що до 2100 року витрати на адаптацію в США на дорогах можуть зрости до досягає 10 мільярдів доларів. Ця оцінка також не включає подальший збиток від підвищення рівня моря або штормової повені, тому він, ймовірно, буде ще вищим. Однак, за їхніми оцінками, за умови посилення регулювання викидів парникових газів ми могли б уникнути 4.2–7.4 мільярда доларів США цих збитків.

    Мости та шосе. Ці дві форми інфраструктури потребуватимуть найбільших змін у прибережних містах та містах з низьким рівнем моря. Оскільки шторми стають сильнішими, мости та автомагістралі ризикують стати більш вразливими як до навантаження, яке спричиняють на них додатковий вітер і вода, так і до загального старіння.

    Що стосується мостів конкретно, то найбільшу небезпеку становить те, що називається обчищати. Це коли швидко рухається вода під мостом змиває осад, який підтримує його основи. Водні простори постійно розростаються через дощі та підвищення рівня моря, лихоманка лише посилюватиметься. Два поточні способи, які EPA пропонує допомогти боротися з цією проблемою в майбутньому, це додавання більшої кількості каміння та осаду для стабілізації основи мосту та додавання більше бетону для зміцнення мостів загалом.

    Громадський транспорт. Далі розглянемо громадський транспорт, наприклад міські автобуси, метро, ​​потяги та метро. З надією, що ми зменшимо викиди вуглекислого газу, набагато більше людей будуть користуватися громадським транспортом. У містах з’явиться більше автобусних або залізничних маршрутів, а загальна кількість автобусів і поїздів збільшиться, щоб звільнити місце для більшої кількості людей. Однак у майбутньому для громадського транспорту є низка страшних можливостей, зокрема через повені та сильну спеку.

    Від повеней постраждають тунелі та підземний транспорт для залізниць. Це має сенс, тому що місця, які затоплять першими, є найнижчими землями. Потім додайте електричні лінії, якими користуються такі види транспорту, як метро та метро, ​​і ми матимемо певну громадську небезпеку. Фактично, ми вже почали спостерігати такий тип повеней у таких місцях, як Нью-Йорк, від урагану Сенді, і це тільки погіршується. Відповіді до цих загроз можна віднести такі зміни в інфраструктурі, як спорудження піднятих вентиляційних решіток для зменшення дощової води, будівництво захисних елементів, таких як підпірні стіни, а в деяких місцях – перенесення частини нашої транспортної інфраструктури в менш вразливі райони.

    Щодо сильної спеки, чи їздили ви коли-небудь у міському громадському транспорті влітку в години пік? Я дам вам підказку: це не весело. Навіть якщо є кондиціонер (його часто немає), коли стільки людей набиті, як сардини, важко підтримувати низьку температуру. Така кількість тепла може призвести до багатьох реальних небезпек, наприклад до перегріву для людей, які їздять у громадському транспорті. Щоб зменшити цю проблему, інфраструктура повинна мати або менш завантажені умови, або кращі форми кондиціонування повітря.

    Нарешті, відомо, що це викликає сильна спека пряжки рейки, також відомий як «теплові перегини», уздовж залізничних ліній. Вони сповільнюють рух поїздів і потребують додаткового та дорожчого ремонту для транспортування.

    Авіаперевезення. Одна з найважливіших речей, про яку варто подумати щодо подорожі літаком, полягає в тому, що вся операція відносно залежить від погоди. Через це літаки повинні стати більш стійкими як до сильної спеки, так і до сильних штормів. Іншими міркуваннями є фактичні злітно-посадкові смуги літаків, оскільки багато з них знаходяться близько до рівня моря та вразливі до затоплення. Штормові хвилі призведуть до того, що все більше і більше злітно-посадкових смуг будуть недоступні протягом тривалого періоду часу. Щоб вирішити цю проблему, ми можемо почати або піднімати злітно-посадкові смуги на вищі конструкції, або переносити багато наших великих аеропортів. 

    Морські перевезення. У портах і гаванях також відбудуться додаткові зміни через підвищення рівня моря та посилення штормів на узбережжі. Деякі споруди, ймовірно, доведеться підняти вище або посилити, щоб витримати підвищення рівня моря.

    енергія

    Кондиціонер та опалення. Оскільки кліматичні зміни підвищують температуру до нових крайнощів, потреба в кондиціонуванні повітря різко зросте. Місця по всьому світу, особливо міста, нагріваються до смертоносної температури без кондиціонерів. Відповідно до Центр кліматичних і енергетичних рішень, «Надзвичайна спека є найбільш смертоносним природним лихом у США, в середньому вбиваючи більше людей, ніж урагани, блискавки, торнадо, землетруси та повені разом узяті».

    На жаль, оскільки попит на енергію зростає, наша здатність забезпечувати її падає. Оскільки наші нинішні методи виробництва енергії є одним із головних джерел зміни клімату, спричиненої діяльністю людини, ми застрягаємо в цьому замкнутому колі використання енергії. Ми сподіваємося на пошук чистіших джерел, щоб задовольнити наші потреби в енергії.

    Дамби. У більшості місць найбільшою загрозою для дамб у майбутньому є посилення повеней і руйнування через шторми. Хоча брак води через посуху може бути проблемою в деяких місцях, дослідження з Норвезький університет науки і техніки показали, що «збільшення тривалості посухи та обсягу дефіциту [не вплине] на виробництво електроенергії чи роботу водосховища».

    З іншого боку, дослідження також показало, що зі збільшенням штормів «загальна ймовірність гідрологічного збою [] дамби зросте в майбутньому кліматі». Це трапляється, коли греблі перевантажуються водою і або переливаються, або ламаються.

    Додатково в лекції на тему 4 жовтня обговорюючи підвищення рівня моря, професор права Вільям і Мері, Елізабет Ендрюс, показує, що ці ефекти вже відбуваються. Цитуючи її, «коли ураган «Флойд» обрушився на [Тайдуотер, штат Вірджинія] у вересні 1999 року, було прорвано 13 дамб і багато інших пошкоджено, і в результаті до закону про безпеку дамб Вірджинії було внесено поправки». Таким чином, із збільшенням штормів нам доведеться вкладати набагато більше в інфраструктуру безпеки дамб.

    Зелена енергія. Коли говорити про зміну клімату та енергетику, великою проблемою є використання нами викопного палива. Поки ми продовжуємо спалювати викопне паливо, ми продовжуватимемо погіршувати зміну клімату.

    З огляду на це, чисті, стійкі джерела енергії стануть важливими. Вони включатимуть використання вітерсонячний та  геотермальний джерел, а також нові концепції, щоб зробити захоплення енергії більш ефективним і доступним, наприклад Зелене дерево SolarBotanic який збирає як вітрову, так і сонячну енергію.

    будівництво

    Будівельні норми. Зміни клімату та рівня моря підштовхнуть нас до створення краще адаптованих будівель. Чи отримаємо ми ці необхідні покращення як профілактику чи як реакцію, сумнівно, але зрештою це має статися. 

    У місцях, де повені є проблемою, буде більше вимог до підвищеної інфраструктури та стійкості до повені. Це включатиме будь-яке нове будівництво в майбутньому, а також обслуговування наших поточних будівель, щоб переконатися, що обидва вони стійкі до повеней. Повені є одним із найдорожчі катастрофи після землетрусів, тому вкрай важливо переконатися, що будівлі мають міцний фундамент і підняті над лінією затоплення. Фактично, збільшення повеней може призвести до того, що деякі місця будуть повністю заборонені для будівництва. 

    Що стосується місць з нестачею води, будівлі повинні стати набагато більш ефективними. Це означає такі зміни, як туалети з низьким потоком води, душові кабіни та змішувачі. У деяких регіонах нам навіть доведеться попрощатися з ваннами. Я знаю. Мене це теж засмучує.

    Крім того, будівлі потребуватимуть кращої ізоляції та архітектури для ефективного опалення та охолодження. Як обговорювалося раніше, кондиціонування повітря стає все більш необхідним у багатьох місцях, тому переконатися, що будівлі допомагають зменшити частину цього попиту, буде величезною допомогою.

    Нарешті, інновація починає надходити в міста зелені дахи. Це означає наявність садів, трави чи будь-яких рослин на дахах будівель. Ви можете запитати, у чому сенс садів на дахах, і здивуватися, дізнавшись, що вони насправді мають величезні переваги, зокрема теплоізоляцію та звукоізоляцію, поглинання дощу, покращення якості повітря, зменшення «теплових островів», додавання біорізноманіття та просто загалом красивість. Ці зелені дахи покращують середовище всередині міста настільки, що міста почнуть вимагати або їх, або сонячні панелі для кожної нової будівлі. У Сан-Франциско вже є зробив це!

    Пляжі та узбережжя. Прибережне будівництво стає все менш практичним. Незважаючи на те, що всі люблять нерухомість на березі моря, з підвищенням рівня моря ці місця, на жаль, першими опиняться під водою. Можливо, єдиним позитивним моментом у цьому буде те, що люди будуть трохи глибше, тому що незабаром вони можуть бути набагато ближче до пляжу. Однак насправді будівництво поблизу океану доведеться припинити, тому що жодна з цих будівель не буде стійкою в умовах посилення штормів і припливів.

    Морські дамби. Що стосується морських дамб, то вони продовжуватимуть ставати все більш поширеними та надмірно використовуватись у наших спробах впоратися зі зміною клімату. Стаття з Scientific American прогнозує, що «кожна країна в усьому світі буде будувати стіни, щоб захиститися від підвищення рівня моря протягом 90 років, тому що вартість повеней буде дорожчою, ніж ціна захисних проектів». Те, чого я не знав до проведення додаткових досліджень, так це те, що ця форма запобігання підйому припливів робить багато шкоди прибережному середовищу. Вони, як правило, посилюють берегову ерозію та порушують природні форми подолання узбережжя.

    Однією з альтернатив, яку ми можемо почати бачити на узбережжі, є те, що називається «живі береги». Це «природні структури», такі як болота, піщані дюни, мангрові зарості чи коралові рифи, які виконують те ж саме, що й морські дамби, але також створюють середовище існування для морських птахів та інших істот. Якщо пощастить у будівельних нормах, ці зелені версії дамб можуть стати провідним захисним гравцем, особливо в захищених прибережних районах, таких як річкові системи, Чесапікська затока та Великі озера.

    Водні канали та зелена інфраструктура

    Оскільки я виріс у Каліфорнії, посуха завжди була постійною темою розмов. На жаль, це проблема, яка не покращується зі зміною клімату. Одне з рішень, яке продовжує обговорюватися, це інфраструктура, яка передає воду з інших місць, наприклад Сіетл чи Аляска. Але при ближчому розгляді видно, що це не практично. Натомість існує інша форма інфраструктури збереження води, яка називається «зеленою інфраструктурою». Це означає використання таких конструкцій, як дощові бочки, для збирання дощової води та використання її для таких речей, як змив туалетів і полив садів чи сільського господарства. Дослідження показало, що використовуючи ці методи, Каліфорнія може заощадити 4.5 трильйона галонів води.

    Інший аспект зеленої інфраструктури включає поповнення ґрунтових вод через наявність більшої кількості міських територій, які поглинають воду. Це включає в себе більш проникні тротуари, сади з дощовою водою, спеціально розроблені для збору додаткової води, і просто наявність більше рослинного простору навколо міста, щоб дощова вода могла вбиратися в ґрунтові води. Попередньо згаданий аналіз оцінив, що значення цього поповнення ґрунтових вод у певних районах становитиме більше $ 50 мільйонів.

    Стічні води та відходи

    Стічні води. Очевидно, я залишив найкращу тему наостанок. Найбільшою зміною каналізаційної інфраструктури внаслідок зміни клімату стане підвищення ефективності очисних споруд і підвищення стійкості до повеней усієї системи. У місцях із затопленням зараз проблема полягає в тому, що каналізаційні системи не налаштовані на прийом великої кількості води. Це означає, що коли трапляється повінь, стічні води потрапляють прямо в сусідні струмки чи річки, або паводкова вода проникає в каналізаційні труби, і ми отримуємо те, що називається «перелив каналізації.” Назва зрозуміла сама за себе, але в основному це коли каналізація тече і поширює концентровані неочищені стічні води в навколишнє середовище. Ви, напевно, можете собі уявити, які проблеми стоять за цим. Якщо ні, подумайте про масу забруднення води та, як наслідок, захворювання. Майбутній інфраструктурі доведеться знайти нові способи боротьби з переповненням і пильніше стежити за її обслуговуванням.

    З іншого боку, у місцях з посухою існує кілька інших концепцій щодо системи каналізації. По-перше, у системі повністю витрачається менше води, щоб використовувати цю додаткову воду для інших потреб. Однак тоді нам доведеться турбуватися про концентрацію стічних вод, про те, як ми можемо їх успішно очищати, і про те, наскільки ці концентровані стічні води завдадуть шкоди інфраструктурі. Іншою концепцією, з якою ми можемо почати грати, буде повторне використання води після очищення, що робить якість цієї відфільтрованої води ще важливішою.

    Дощова вода. Я вже чимало говорив про проблеми зливових вод і повеней, тому постараюся не повторюватися. У лекції про «Відновлення Чесапікської затоки до 2025 року: чи ми на шляху?», старший юрист фонду Chesapeake Bay Foundation, Пеггі Саннер, підняв питання забруднення стоків зливовими водами, сказавши, що це «один із найбільших секторів забруднення». Саннер пояснює, що серйозне рішення проблеми забруднення зливових вод пов’язане з тим, як ми можемо зменшити повені; тобто мати більше землі, яка може поглинати воду. Вона каже: «Після проникнення в ґрунт цей стік сповільнюється, охолоджується та очищається, а потім часто потрапляє у водний шлях через ґрунтові води». Однак вона визнає, що впровадження цих нових форм інфраструктури зазвичай є дуже дорогим і займає багато часу. Це означає, що якщо нам пощастить, можливо, ми побачимо більше цього в наступні 15-25 років.

    Відходи. Нарешті, у нас є ваші загальні відходи. Сподіваюся, що найбільшою зміною для цієї частини суспільства буде його скорочення. Якщо ми подивимося на статистику, такі об’єкти для утилізації відходів, як сміттєзвалища, сміттєспалювальні заводи, компости та навіть переробка самі по собі спричиняють до п’яти відсотків викидів парникових газів у Сполучених Штатах. Це може здатися небагато, але як тільки ви поєднаєте це з тим, як усі ці речі опинились у смітнику (виробництво, транспортування та переробка), це приблизно становитиме 42 відсотків викидів парникових газів у США.

    З таким великим впливом ми не зможемо підтримувати таку кількість відходів, не погіршивши зміну клімату ще більше. Навіть якщо звузити наш погляд і розглянути лише вплив на інфраструктуру, це вже здається досить поганим. Сподіваємось, запровадивши безліч вищезазначених рішень і практик, людство зможе почати справляти інший вплив: на краще.