Najnovije međunarodno izvješće o klimatskim promjenama oslikava poremećaj društva osim ako ne dođe do drastičnih i brzih smanjenja emisija stakleničkih plinova.
Povezani sadržaj
- Uz klimatske promjene, Washington, DC će se do 2080. godine osjećati više poput Arkansasa
Iako je rano, neki gradovi i općine počinju prepoznavati kako prošli uvjeti ne mogu više biti razumni posrednici za budućnost.
To se posebno odnosi na infrastrukturu u zemlji. Autoceste, postrojenja za preradu vode i elektroenergetska mreža sve su veći rizik od ekstremnih vremenskih pojava i drugih utjecaja promjenjive klime.
Problem je što većina infrastrukturnih projekata, uključujući Trumpov plan revitalizacije infrastrukture, obično zanemaruje rizike klimatskih promjena.
U našem radu koji istražuje održivost i infrastrukturu potičemo i počinjemo se preusmjeravati prema dizajniranju umjetnih infrastrukturnih sustava koji imaju na umu prilagodljivost.
Dizajniranje za prošlost
Infrastrukturni sustavi prva su linija obrane od poplava, vrućine, požara, uragana i drugih katastrofa. Gradski planeri i građani često pretpostavljaju da će ovo što se danas izgradi i dalje funkcionirati suočavajući se s tim opasnostima, dopuštajući nastavku usluga i zaštiti nas kao što su to činili u prošlosti. Ali ti su sustavi dizajnirani na temelju povijesti ekstremnih događaja.
Primjerice, pumpe se mjere na temelju povijesnih događaja oborina. Linija za prijenos je dizajnirana u granicama snage koju mogu kretati uz održavanje sigurnih radnih uvjeta u odnosu na temperature zraka. Mostovi su dizajnirani tako da izdrže određene brzine protoka u rijekama kroz koje prolaze. Infrastruktura i okoliš su usko povezani.
Sada, međutim, zemlja češće premašuje ove povijesne uvjete i očekuje se da će vidjeti češće i intenzivnije ekstremne vremenske događaje. Drugi način, zbog klimatskih promjena, prirodni se sustavi sada mijenjaju brže od infrastrukture.
Kako se infrastrukturni sustavi mogu prilagoditi? Prvo razmotrimo razloge zbog kojih infrastrukturni sustavi ne rade krajnje:
- Opasnost premašuje konstrukcijska odstupanja. To je bio slučaj poplave Interstate 10 u Phoenixu u jesen 2014. godine, gdje je intenzitet kiše premašio projektne uvjete.
- Tijekom tog vremena postoji manji dodatni kapacitet u sustavu: Kad nešto pođe po zlu, manje je mogućnosti upravljanja stresorom, poput preusmjeravanja protoka, bilo da je riječ o vodi, struji ili čak prometu.
- Često zahtijevamo najviše od naše infrastrukture za vrijeme ekstremnih događaja, gurajući sustave u vrijeme kada je malo dodatnih kapaciteta.
Postupna promjena također predstavlja ozbiljne probleme, dijelom i zato što ne postoji poseban događaj koji potiče poziv na akciju. Ova vrsta situacije može biti posebno problematična u kontekstu zaostataka u održavanju i nedostataka proračuna koji trenutačno trpe mnoge infrastrukturne sustave. Hoće li se gradovi uspavati u samozadovoljstvu samo kako bi otkrili da njihova dugovječna infrastruktura više ne funkcionira kako bi trebala?
Trenutno se čini da se zadani zadaci osiguravaju sredstva za izgradnju više onoga što smo imali u proteklom stoljeću. No, upravitelji infrastrukture trebali bi napraviti korak unaprijed i pitati što naši infrastrukturni sustavi trebaju učiniti za nas u budućnosti.
Agilan i fleksibilan dizajn
Potrebni su temeljno novi pristupi kako bi se odgovorili izazovima ne samo promjenjive klime, već i razarajućih tehnologija.
Oni uključuju povećanu integraciju informacijsko-komunikacijskih tehnologija, što povećava rizik od cyber napada. Ostale tehnologije u nastajanju uključuju autonomna vozila i dronove, kao i povremene obnovljive izvore energije i skladištenje baterija umjesto uobičajenih elektroenergetskih sustava. Također, digitalno povezane tehnologije u osnovi mijenjaju spoznaju ljudi oko svijeta: Razmotrite kako nas naši mobilni uređaji sada mogu preusmjeriti na načine koje ne razumijemo u potpunosti na temelju vlastitog ponašanja u prometu i prometa kroz regiju.
Ipak, naše trenutne paradigme za dizajn infrastrukture naglašavaju velike centralizirane sustave koji trebaju trajati desetljećima i koji mogu izdržati opasnosti po okoliš na odabranu razinu rizika. Problem je u tome što je razina rizika sada neizvjesna jer se klima mijenja, ponekad i na načine koji se ne razumiju previše. Kao takve, prognoze ekstremnih događaja mogu biti malo ili puno gore.
S obzirom na ovu nesigurnost, okretnost i fleksibilnost trebali bi biti centralni u našem dizajnu infrastrukture. U našem istraživanju vidjeli smo kako su brojni gradovi prihvatili načela za napredovanje tih ciljeva i prednosti koje oni pružaju.
'Pametni' tunel u Kuala Lumpuru osmišljen je da dopuni gradski sustav odvodnje oborinskih voda. (David Boey, CC BY) U Kuala Lampuru prometni tuneli mogu prijeći na upravljanje oborinskim vodama za vrijeme intenzivnih oborinskih događaja, primjer multifunkcionalnosti.
Širom SAD-a tehnologija pametnih telefona utemeljena na građanima počinje pružati uvid u stvarnom vremenu. Na primjer, projekt CrowdHydrology koristi podatke o poplavi koje dostavljaju građani i koje ograničeni konvencionalni senzori ne mogu prikupiti.
Projektanti i rukovodioci infrastrukture na mnogim američkim lokacijama, uključujući New York, Portland, Miami i jugoistočnu Floridu, te u Chicagu, sada su potrebni za planiranje ove neizvjesne budućnosti - procesa koji se zove mapa puta. Na primjer, Miami je razvio plan u iznosu od 500 milijuna američkih dolara za nadogradnju infrastrukture, uključujući instaliranje novih crpnih kapaciteta i podizanje prometnica radi zaštite imovine na obali s rizikom.
Ove se kompetencije usklađuju s razmišljanjem utemeljenim na otpornosti i udaljuju zemlju od naših zadanih pristupa jednostavnom izgradnji većeg, jačeg ili suvišnijeg.
Planiranje neizvjesnosti
Budući da sada postoji veća neizvjesnost u pogledu opasnosti, otpornost umjesto rizika trebala bi biti od središnjeg značaja za dizajn i rad infrastrukture u budućnosti. Otpornost znači da sustavi mogu izdržati ekstremne vremenske događaje i brzo se vratiti u pogon.
Microgrid tehnologija omogućuje pojedinačnim zgradama da rade u slučaju šireg nestanka struje i jedan je od načina da se elektroenergetski sustav učini otpornijim. (Amy Vaughn / Američko ministarstvo energetike, CC BY-ND) To znači da infrastrukturni planeri ne mogu jednostavno promijeniti parametre dizajna - na primjer, izgradnju tako da izdrže 1000-godišnji događaj umjesto 100-godišnjeg događaja. Čak i ako bismo mogli točno predvidjeti kakve bi nove razine rizika trebale biti za naredno stoljeće, je li tehnički, financijski ili politički izvedivo izgraditi ove robusnije sustave?
Zbog toga su potrebni pristupi temeljeni na otpornosti koji naglašavaju sposobnost prilagodbe. Konvencionalni pristupi naglašavaju robusnost, poput izgradnje nasipa koji je u stanju izdržati određeni porast razine mora. Ovi su pristupi potrebni, ali s obzirom na nesigurnost u riziku potrebne su nam druge strategije u našem arsenalu.
Na primjer, pružanje infrastrukturnih usluga alternativnim sredstvima kada naša primarna infrastruktura ne uspije, poput razmještanja mikro-mreža ispred uragana. Ili, planeri mogu dizajnirati infrastrukturne sustave tako da se, kad oni pokvare, posljedice za ljudski život i ekonomiju svedu na minimum.
To je nedavno primijenjena praksa u Nizozemskoj, gdje je rijekama delte Rajne moguće poplaviti, ali ljudima nije dopušteno da žive u poplavnoj ravnici, a poljoprivrednici dobivaju naknadu kad izgube usjeve.
Nesigurnost je novo normalno, a pouzdanost ovisi o pozicioniranju infrastrukture za rad i prilagođavanje toj nesigurnosti. Ako se zemlja nastavi obvezati na izgradnji infrastrukture prošlog stoljeća, možemo nastaviti očekivati kvarove tih kritičnih sustava i gubitke koji nastaju zajedno s njima.
Ovaj je članak prvotno objavljen u časopisu The Conversation.
Michael Chester, izvanredni profesor civilnog, okolišnog i održivog inženjerstva, Državno sveučilište Arizona; Braden Allenby, predsjednikov profesor i Lincoln profesor inženjerstva i etike, Škola održivog inženjerstva i izgrađenog okoliša, Ira A. Fulton Tehničke škole, Državno sveučilište u Arizoni; i Samuel Markolf, znanstveni suradnik za postdoktorsko istraživanje, istraživačka mreža za urbanu otpornost na krajnosti, Državno sveučilište u Arizoni
