为气候变化而改变的基础设施

随着气候变化开始冲击地球，我们社会的基础设施将不得不经历一些严重的变化。基础设施包括交通、电力和供水、污水和废物处理系统等。然而，气候变化的问题是它不会以同样的方式影响任何单一地点。这意味着将会有很多不同的方式来应对干旱、海平面上升、洪水、龙卷风、极热或极冷以及风暴等问题。

在这篇文章中，我将概述我们未来的气候基础设施的不同策略。但是，请记住，每个地方都必须进行自己的特定地点研究，以找到满足其需求的最佳解决方案。

交通

道路。 它们的维护成本很高，但由于洪水、降水、高温和霜冻造成的损害增加，道路的维护成本将会变得更高。存在降水和洪水问题的铺砌道路将难以处理所有多余的水。我们现在拥有的材料的问题是，与自然景观不同，它们几乎不吸收任何水。然后我们就会有多余的水不知道去哪里，最终淹没街道和城市。增加的降水还会损坏已铺砌道路上的道路标记，并对未铺砌道路造成更多侵蚀。这 EPA报告 该问题在美国 Great Planes 地区尤其严重，到 3.5 年可能需要高达 2100 亿美元的维修费用。

在极端炎热的地方，高温会导致铺好的道路更容易开裂，需要更多的维护。人行道还吸收更多的热量，将城市变成这些超级强烈和危险的热点。考虑到这一点，温度较高的地方可能会开始使用“凉爽的路面设立的区域办事处外，我们在美国也开设了办事处，以便我们为当地客户提供更多的支持。“

如果我们继续像现在一样排放温室气体，美国环保局 (EPA) 预计，到 2100 年，美国境内道路的适应成本可能会上升 高达10亿美元。这一估计也不包括海平面上升或风暴洪水造成的进一步损害，因此可能会更高。然而，他们估计，通过加强对温室气体排放的监管，我们可以避免其中 4.2 至 7.4 亿美元的损失。

桥梁和高速公路。 这两种形式的基础设施在沿海和低海平面城市最需要改变。随着风暴变得更加强烈，桥梁和高速公路面临着因额外的风和水施加的压力以及普遍老化而变得更加脆弱的风险。

特别是对于桥梁来说，最大的危险是所谓的 冲刷。此时，桥下快速流动的水冲走了支撑其地基的沉积物。随着降雨量的增加和海平面的上升，水体不断增长，冲刷只会变得越来越严重。目前，美国环保署建议采取两种方法来帮助解决未来的这一问题，一是添加更多的岩石和沉积物以稳定桥梁基础，二是添加更多的混凝土以加固桥梁。

公共交通工具。 接下来，我们考虑一下公共交通，例如城市公交车、地铁、火车和地铁。为了减少碳排放，更多的人将乘坐公共交通工具。在城市内，将会有更多的公共汽车或铁路路线可供出行，公共汽车和火车的总量也将增加，以便为更多的人腾出空间。然而，未来的公共交通确实存在许多可怕的可能性，特别是洪水和极端高温。

由于洪水，隧道和地下铁路运输将受到影响。这是有道理的，因为首先被洪水淹没的地方是最低的地方。再加上地铁等交通方式使用的电线，我们就面临着明确的公共危险。事实上，我们已经开始在像这样的地方看到这种类型的洪水 纽约市，来自飓风桑迪，而且情况只会变得更糟。 回复 这些威胁包括基础设施的改变，例如建造凸起的通风格栅以减少雨水，建造挡土墙等保护设施，以及在某些地方将我们的一些交通基础设施搬迁到较不脆弱的地区。

至于酷暑，您曾经在夏季高峰时段乘坐过城市公共交通吗？我给你一个提示：这并不好玩。即使有空调（通常没有），这么多人像沙丁鱼一样挤在一起，温度也很难降低。这种热量会导致许多真正的危险，例如乘坐公共交通工具的人会中暑。为了减轻这个问题，基础设施要么必须减少拥挤，要么配备更好的空调。

最后，已知极端高温会导致 弯曲的铁轨，也称为“热扭结”，沿铁路线。这些都会减慢火车速度，并且需要额外且更昂贵的运输维修。

航空运输。 关于飞机旅行需要考虑的最重要的事情之一是整个操作相对依赖于天气。因此，飞机必须对酷热和猛烈风暴具有更强的抵抗力。其他考虑因素是实际的飞机跑道，因为许多跑道接近海平面并且容易受到洪水的影响。风暴潮将使越来越多的跑道在更长时间内无法使用。为了解决这个问题，我们可能会开始在更高的建筑物上加高跑道，或者搬迁许多主要机场。 

海运。 由于海平面上升和海岸风暴增加，港口也将发生一些额外的变化。为了承受海平面的上升，一些建筑物可能必须加高或加固。

新能源

空调和暖气。 随着气候变化将炎热推向新的极端，对空调的需求将会猛增。世界各地，尤其是城市，在没有空调的情况下正在升温至致命的温度。根据 中心气候与能源解决方案”，“极端高温是美国最致命的自然灾害，平均造成的死亡人数比飓风、闪电、龙卷风、地震和洪水造成的死亡人数总和还多。”

不幸的是，随着能源需求的增加，我们提供能源的能力正在下降。由于我们目前的能源生产方法是人为造成的气候变化的主要根源之一，因此我们正陷入能源使用的恶性循环中。我们的希望在于寻找更清洁的来源来满足我们更多的能源需求。

水坝。 在大多数地方，未来水坝面临的最大威胁是洪水泛滥和风暴造成的破坏。虽然干旱造成的水流缺乏在某些地方可能是一个问题，但一项研究表明， 挪威科技大学 表明“干旱持续时间和赤字量的增加不会影响电力生产或水库运行。”

另一方面，研究还表明，随着风暴的增加，“在未来的气候下，大坝的总水文破坏概率将会增加。”当水坝不堪重负、溢出或溃决时，就会发生这种情况。

此外，在一场讲座中 4 月 XNUMX 日 讨论海平面上升，威廉和玛丽法学教授， 伊丽莎白安德鲁斯，表明这些影响已经发生。引用她的话说，“1999 年 13 月，弗洛伊德飓风袭击[弗吉尼亚州泰德沃特]，XNUMX 座水坝被冲破，还有更多水坝遭到破坏，因此，弗吉尼亚州大坝安全法得到了修订。”因此，随着风暴的增加，我们将不得不在大坝安全基础设施上投入更多资金。

绿色能源。 在谈论气候变化和能源时，一个大问题是我们对化石燃料的使用。只要我们继续燃烧化石燃料，我们就会继续加剧气候变化。

考虑到这一点，清洁、可持续的能源将变得至关重要。这些将包括使用 风, 太阳的及 地热 来源，以及使能源捕获更加高效和易于获取的新概念，例如 SolarBotanic绿树 它同时收集风能和太阳能。

建设

建筑法规。 气候和海平面的变化将促使我们建造更适应的建筑。我们是否将这些必要的改进作为预防或反应是值得怀疑的，但它最终必须发生。 

在洪水泛滥的地区，对基础设施和抗洪强度的要求更高。这将包括未来的任何新建筑，以及维护我们现有的建筑，以确保两者都能防洪。洪水是其中之一 损失最惨重的灾难 地震发生后，确保建筑物具有坚固的地基并高于洪水线至关重要。事实上，洪水的增加可能会使某些地点完全禁止建造。 

对于缺水的地方，建筑物必须更加节水。这意味着低流量厕所、淋浴和水龙头等变化。在某些地区，我们甚至可能不得不告别洗澡。我知道。这也让我很不安。

此外，建筑物需要更好的隔热和结构来促进高效的供暖和制冷。正如前面所讨论的，空调在许多地方变得越来越必要，因此确保建筑物有助于缓解部分这种需求将是一个巨大的帮助。

最后，一项开始进入城市的创新是 绿色屋顶。这意味着在建筑物的屋顶上有花园、草地或某种形式的植物。您可能会问屋顶花园的意义是什么，并惊讶地发现它们实际上有巨大的好处，包括隔热和隔音、吸收雨水、改善空气质量、减少“热岛”、增加生物多样性，而且总体上很漂亮。这些绿色屋顶极大地改善了城市内部的环境，以至于城市将开始要求每座新建筑都安装它们或太阳能电池板。旧金山已经 做了这个!

海滩和海岸。 沿海建筑越来越不实用。尽管每个人都喜欢海滨房产，但随着海平面上升，这些地点将不幸成为最先被水淹没的地方。也许唯一积极的事情是对于稍微内陆的人们来说，因为他们可能很快就会离海滩更近。但实际上，靠近海洋的建设将不得不停止，因为随着风暴的增加和潮汐的上涨，这些建筑都将无法持续。

海堤。 说到海堤，在我们应对气候变化的过程中，它们将继续变得更加普遍和过度使用。一篇文章来自 “科学美国人” 预测“90年内，世界上每个国家都将建造围墙来防御海平面上升，因为洪水的成本将比防护工程的价格更昂贵。”现在，在做一些额外的研究之前我不知道的是，这种防止潮汐上涨的形式有很多作用 对沿海环境的破坏。它们往往会加剧海岸侵蚀，并扰乱海岸的自然应对方式。

我们可能会开始在海岸线上看到一种替代方案，称为 “生机勃勃的海岸线。” 这些是 “基于自然的结构” 例如沼泽、沙丘、红树林或珊瑚礁，它们的作用与海堤相同，但也为海鸟和其他生物提供了栖息地。如果建筑法规顺利的话，这些绿色版本的海堤可能会成为主要的保护者，特别是在河流系统、切萨皮克湾和五大湖等受庇护的沿海地区。

水道和绿色基础设施

在加利福尼亚长大，干旱一直是人们谈论的话题。不幸的是，这一问题并没有随着气候变化而得到改善。一个不断引起争论的解决方案是从其他地方调水的基础设施，例如 西雅图或阿拉斯加。但仔细观察就会发现这是不切实际的。相反，另一种形式的节水基础设施被称为“绿色基础设施”。这意味着使用雨水桶等结构来收集雨水，并将其用于冲厕所、浇灌花园或农业等。一项研究估计，通过使用这些技术，加州可以节省 4.5万亿加仑水.

绿色基础设施的另一个方面包括通过更多的城市区域吸收水来补充地下水。这包括更具渗透性的人行道、专门设计用于吸收额外水的雨水花园，以及在城市周围拥有更多的植物空间，以便雨水可以渗入地下水。前面提到的分析估计，某些地区地下水补给的价值将为 超过$ 50百万.

污水和废物

污水。 显然，我把最好的话题留到了最后。气候变化对污水基础设施造成的最大变化将是提高处理厂的效率，并使整个系统更具防洪能力。在发生洪水的地方，目前的问题是没有建立能够吸收大量水的污水系统。这意味着当洪水发生时，要么污水直接排入附近的溪流或河流，要么洪水渗入污水管道，我们就会得到一种叫做“卫生下水道溢流”。这个名字是不言自明的，但基本上是指下水道溢出并将浓缩的未经处理的污水扩散到周围环境中。您可能可以想象这背后的问题。如果不是，请考虑大量的水污染和由此产生的疾病。未来的基础设施将必须找到新的方法来处理溢出问题并密切关注其维护。

另一方面，在干旱的地方，还有其他一些关于污水系统的概念。一是在系统中完全使用更少的水，将多余的水用于其他需求。然而，我们不得不担心污水浓度，如何成功处理它，以及浓缩的污水对基础设施的破坏有多大。我们可能开始尝试的另一个概念是处理后重复使用水，这使得过滤水的质量变得更加重要。

暴风雨。 我已经谈了很多关于暴雨和洪水背后的问题，所以我会尽量不重复太多。在一场关于“到 2025 年恢复切萨皮克湾：我们是否步入正轨？”，切萨皮克湾基金会的高级律师， 佩吉·桑纳提出了雨水径流污染问题，称其是“最大的污染领域之一”。桑纳解释说，解决雨水污染的一个重要方法是减少洪水。也就是说，拥有更多可以吸收水的土地。她说：“一旦渗透到土壤中，径流就会减慢、冷却和净化，然后经常通过地下水进入水道。”然而，她承认，将这些新形式的基础设施投入到位通常非常昂贵并且需要很长时间。这意味着，如果幸运的话，也许我们会在未来 15 到 25 年内看到更多这样的情况。

浪费。 最后，我们有一般废物。这部分社会最大的变化有望减少。当我们查看统计数据时，垃圾填埋场、焚化炉、堆肥等废物处理设施，甚至是它们自己的回收设施，造成了美国高达 5% 的温室气体排放。这可能看起来不多，但一旦你把它与所有这些东西进入垃圾的方式（生产、运输和回收）结合起来，它大约相当于 美国温室气体排放量的 42%.

考虑到如此大的影响，我们不可能在不加剧气候变化的情况下继续产生如此大量的废物。即使缩小我们的视野并仅考虑对基础设施的影响，情况似乎已经够糟糕的了。希望通过实施上述多种解决方案和实践，人类可以开始产生不同类型的影响：一个更好的影响。