Värskeim rahvusvaheline kliimamuutuste aruanne annab pildi ühiskonna häirimisest, kui kasvuhoonegaaside heitkoguseid pole järsult ja kiiresti vähendatud.
Seotud sisu
- Kliimamuutustega tunnevad Washington DC-d aastaks 2080 Arkansas
Ehkki on algusajad, on mõned linnad ja omavalitsused hakanud mõistma, et minevikuolud ei saa enam olla tuleviku jaoks mõistlikud volikirjad.
See kehtib eriti riigi infrastruktuuri kohta. Kiirteed, veetöötlusrajatised ja elektrivõrk on üha suuremas ohus ekstreemsete ilmastikunähtuste ja muutuva kliima muude mõjude suhtes.
Probleem on selles, et enamus taristuprojekte, sealhulgas Trumpi administratsiooni taristu taaselustamise kava, ignoreerivad tavaliselt kliimamuutuste riske.
Jätkusuutlikkuse ja infrastruktuuri uurimisel julgustame ja hakkame liikuma inimtegevusest lähtuvate infrastruktuurisüsteemide kavandamise suunas, pidades silmas kohanemisvõimet.
Kujundamine minevikku
Infrastruktuurisüsteemid on eesliin kaitset üleujutuste, kuumade, metsatulekahjude, orkaanide ja muude katastroofide eest. Linnaplaneerijad ja kodanikud eeldavad sageli, et täna ehitatu jätkub nende ohtude korral ka edaspidi, võimaldades teenuseid jätkata ja kaitsta meid nii, nagu nad on seda varem teinud. Kuid need süsteemid on loodud ekstreemsete sündmuste ajaloo põhjal.
Näiteks pumpade suurus põhineb ajaloolistel sademetel. Ülekandeliinid on konstrueeritud nii palju, kui palju energiat nad suudavad liigutada, säilitades samal ajal õhutemperatuuri suhtes ohutud töötingimused. Sillad on konstrueeritud nii, et nad suudaksid taluda teatud voolukiirusi nende läbitavates jõgedes. Infrastruktuur ja keskkond on omavahel tihedalt seotud.
Nüüd aga ületab riik neid ajaloolisi tingimusi sagedamini ja eeldatavasti toimub sagedamini ja intensiivsemaid äärmuslikke ilmastikuolusid. Teise võimalusena öeldi, et kliimamuutuste tõttu muutuvad looduslikud süsteemid nüüd kiiremini kui infrastruktuur.
Kuidas saavad taristu süsteemid kohaneda? Kõigepealt kaaluge põhjuseid, miks infrastruktuurisüsteemid ebaõnnestuvad:
- Oht ületab kavandatud hälbeid. See juhtus Interstate 10 üleujutuse korral 2014. aasta sügisel Phoenixis, kus sademete intensiivsus ületas projekteerimistingimusi.
- Nendel aegadel on kogu süsteemis vähem lisamahtu: Kui midagi läheb valesti, on stressorite juhtimiseks vähem võimalusi, näiteks voogude ümbersuunamine, olgu selleks vesi, elekter või isegi liiklus.
- Ekstreemsete sündmuste ajal nõuame oma infrastruktuurilt sageli kõige rohkem, surudes süsteeme ajal, mil vähe lisamahtu on.
Järk-järguline muutus põhjustab ka tõsiseid probleeme, osaliselt seetõttu, et pole ühtegi eristavat sündmust, mis kutsuks üles tegutsema. Seda tüüpi olukord võib olla eriti häiriv hoolduskulude ja eelarve puudujääkide kontekstis, mis praegu vaevavad paljusid infrastruktuurisüsteeme. Kas linnades hakatakse rahulduma ainult siis, kui leitakse, et nende pikaajaline infrastruktuur ei tööta enam nii, nagu peaks?
Praegu tundub, et vaikimisi on tagatud rahastamine, et ehitada rohkem seda, mis meil on olnud eelmise sajandi jooksul. Kuid raudteeinfrastruktuuri-ettevõtjad peaksid astuma sammu tagasi ja küsima, mida meie taristu süsteemid peavad meie heaks tulevikus tegema.
Kujunduslikult paindlik ja paindlik
Mitte ainult muutuva kliima, vaid ka häirivate tehnoloogiate väljakutsetega toimetulemiseks on vaja põhimõtteliselt uusi lähenemisviise.
Nende hulka kuulub info- ja kommunikatsioonitehnoloogia suurem integreerimine, mis suurendab küberrünnakute ohtu. Teiste esilekerkivate tehnoloogiate hulka kuuluvad autonoomsed sõidukid ja droonid, samuti vahelduv taastuvenergia ja akude ladustamine tavaliste energiasüsteemide asemel. Samuti muudavad digitaalselt ühendatud tehnoloogiad põhimõtteliselt inimeste teadmisi ümbritseva maailma kohta: Mõelge, kuidas meie mobiilseadmed saavad meid nüüd ümber suunata viisil, mida me ise ei mõista, lähtudes meie enda reisikäitumisest ja piirkonna liiklusest.
Kuid meie praegused infrastruktuuri kujundamise paradigmad rõhutavad suuri tsentraliseeritud süsteeme, mis peaksid kestma aastakümneid ja mis võivad keskkonnaohtudele vastu pidada eelnevalt valitud riskitasemele. Probleem on selles, et riskitase on praegu ebakindel, kuna kliima muutub, mõnikord viisil, mida ei mõisteta eriti hästi. Seetõttu võivad äärmuslike sündmuste prognoosid olla pisut või palju halvemad.
Seda ebakindlust arvestades peaks paindlikkus ja paindlikkus olema meie infrastruktuuri kujundamisel kesksel kohal. Oma uurimistöös nägime, kuidas mitmed linnad on juba võtnud vastu põhimõtteid nende eesmärkide saavutamiseks ja nende pakutavatest eelistest.
Kuala Lumpuris asuv nn nutikas tunnel on mõeldud linna sademevee kanalisatsioonisüsteemi täiendamiseks. (David Boey, CC BY) Kuala Lampuris on liiklustunnelitel võimalik intensiivsete sademete korral sademevee juhtimisele üle minna, mis on multifunktsionaalsuse näide.
Kogu USA-s hakkavad kodanikupõhised nutitelefonide tehnoloogiad pakkuma reaalajas teadmisi. Näiteks kasutab CrowdHydrology projekt kodanike esitatud üleujutuse andmeid, mida piiratud tavalised andurid ei suuda koguda.
Mitmetes USA kohtades, sealhulgas New Yorgis, Portlandis, Miamis ja Kagu-Floridas ning Chicagos asuvad taristukujundajad ja -juhid peavad nüüd kavandama seda ebakindlat tulevikku - protsessi, mida nimetatakse teekaardiks. Näiteks on Miami välja töötanud 500 miljoni USA dollari suuruse kava infrastruktuuri täiustamiseks, sealhulgas uue pumpamisvõimsuse paigaldamiseks ja teede tõstmiseks, et kaitsta ookeani ääres asuvat vara.
Need pädevused vastavad vastupidavuspõhisele mõtlemisele ja viivad riigi eemale meie vaikimisi rakendatavatest lähenemisviisidest, milleks on lihtsalt suuremate, tugevamate või ülearuste ehitamine.
Planeerimine ebakindluse jaoks
Kuna ohtude osas on praegu rohkem ebakindlust, peaks tulevikus infrastruktuuri kavandamisel ja kasutamisel olema keskne vastupidavus, mitte risk. Vastupidavus tähendab, et süsteemid taluvad ekstreemseid ilmastikuolusid ja saavad kiiresti tagasi tööle.
Mikrovõrkude tehnoloogia võimaldab üksikutel hoonetel laiema elektrikatkestuse korral töötada ja see on üks viis elektrisüsteemi vastupidavamaks muutmiseks. (Amy Vaughn / USA energiaministeerium, CC BY-ND) See tähendab, et infrastruktuuri planeerijad ei saa lihtsalt muuta oma projekteerimisparameetreid - näiteks ehitada hoone 100-aastase sündmuse asemel vastu 1000-aastasele sündmusele. Isegi kui me oskaksime täpselt ennustada, millised peaksid need uued riskitasemed tulevaks sajandiks olema, kas on nende tugevamate süsteemide ehitamine tehniliselt, rahaliselt või poliitiliselt teostatav?
Seetõttu on vaja vastupidavuspõhiseid lähenemisviise, mis rõhutavad kohanemisvõimet. Tavapärased lähenemisviisid rõhutavad vastupidavust, näiteks sellise taseme ehitamine, mis on võimeline vastu pidama teatavale merepinna tõusule. Need lähenemisviisid on vajalikud, kuid arvestades riski ebakindlust, vajame oma arsenalis muid strateegiaid.
Näiteks infrastruktuuriteenuste pakkumine alternatiivsete vahendite abil, kui meie esmane infrastruktuur ebaõnnestub, näiteks mikrovõrkude kasutuselevõtt orkaanide eel. Või saavad planeerijad kujundada infrastruktuurisüsteeme nii, et nende ebaõnnestumisel minimeeritakse tagajärjed inimeste elule ja majandusele.
See on hiljuti Madalmaades rakendatud tava, kus Reini delta jõgedel lubatakse üleujutusi, kuid inimestel ei lubata lammikul elada ja põllumeestele makstakse hüvitist, kui nende saak kaob.
Ebakindlus on uus normaalne ning usaldusväärsus sõltub positsioneerimisinfrastruktuuril selle ebakindlusega töötamisest ja sellega kohanemisest. Kui riik pühendub jätkuvalt eelmise sajandi infrastruktuuri väljaehitamisele, võime oodata ka nende kriitiliste süsteemide tõrkeid ja nendega kaasnevaid kaotusi.
See artikkel avaldati algselt lehel The Conversation.
Mihhail Chester, Arizona osariigi ülikooli tsiviil-, keskkonna- ja säästliku tehnika dotsent; Braden Allenby, presidendi professor ja Lincolni inseneriteaduste ja eetika professor, Arizona Riikliku Ülikooli Ira A. Fultoni insenerikoolide säästva inseneri ja ehitatud keskkonna kool, Ira A. Fulton; ja Samuel Markolf, järeldoktor, Arizona osariigi ülikooli ääremaastike jätkusuutlikkuse uuringute võrgu linnaresistentsuse uuringute kaastöötaja
