Laporan antarabangsa yang terkini tentang perubahan iklim melukis gambar gangguan kepada masyarakat kecuali ada pemotongan yang drastik dan cepat dalam pelepasan gas rumah kaca.
Kandungan Terkait
- Dengan Perubahan Iklim, Washington, DC Akan Merasakan Lebih Seperti Arkansas menjelang 2080
Walaupun hari-hari awal, beberapa bandar raya dan majlis perbandaran mula mengakui bahawa keadaan masa lalu tidak lagi dapat berfungsi sebagai proksi yang munasabah untuk masa depan.
Ini amat sesuai untuk infrastruktur negara. Kemudahan lebuh raya, kemudahan rawatan air dan grid kuasa semakin bertambah risiko kepada peristiwa cuaca yang melampau dan kesan lain dari perubahan iklim.
Masalahnya ialah kebanyakan projek infrastruktur, termasuk rancangan revitalisasi infrastruktur pentadbiran Trump, biasanya mengabaikan risiko perubahan iklim.
Dalam kerja kami yang menyelidik kemampanan dan infrastruktur, kami menggalakkan dan mula beralih ke merancang sistem infrastruktur buatan manusia dengan kemampuan menyesuaikan diri.
Merancang untuk masa lalu
Sistem infrastruktur adalah garis depan pertahanan terhadap banjir, haba, kebakaran hutan, taufan dan bencana lain. Perancang dan warga kota sering menganggap bahawa apa yang dibina hari ini akan terus berfungsi dalam menghadapi bahaya ini, yang membolehkan perkhidmatan untuk meneruskan dan melindungi kami seperti yang mereka lakukan pada masa lalu. Tetapi sistem ini direka berdasarkan sejarah kejadian ekstrem.
Pam, contohnya, bersaiz berdasarkan peristiwa-peristiwa curah hujan sejarah. Garis penghantaran dibuat dalam had berapa banyak kuasa yang boleh mereka bergerak sambil mengekalkan keadaan operasi yang selamat berbanding dengan suhu udara. Jambatan direka untuk dapat menahan kadar aliran tertentu di sungai yang mereka salib. Infrastruktur dan alam sekitar sangat berhubung.
Kini, bagaimanapun, negara ini lebih kerap melebihi keadaan bersejarah ini dan dijangka menyaksikan peristiwa cuaca yang lebih kerap dan sengit. Dengan cara lain, kerana perubahan iklim, sistem semula jadi kini berubah lebih cepat daripada infrastruktur.
Bagaimanakah sistem infrastruktur dapat disesuaikan? Pertama mari kita pertimbangkan sebab-sebab sistem infrastruktur gagal pada ekstrem:
- Bahaya melebihi toleransi reka bentuk. Ini adalah kes banjir Interstate 10 di Phoenix pada musim gugur 2014, di mana intensiti hujan melebihi syarat reka bentuk.
- Sepanjang masa ini terdapat kapasiti tambahan yang kurang di seluruh sistem: Apabila sesuatu yang salah terdapat pilihan yang lebih sedikit untuk menguruskan tekanan, seperti aliran balik, sama ada air, elektrik atau lalu lintas.
- Kami sering menuntut paling banyak daripada infrastruktur kami semasa peristiwa melampau, mendorong sistem pada masa yang ada kapasiti tambahan yang sedikit.
Perubahan secara beransur-ansur juga memberikan masalah yang serius, sebahagiannya kerana tidak ada peristiwa membezakan yang memunculkan panggilan untuk bertindak. Keadaan ini boleh menjadi sangat menyusahkan dalam konteks penyelenggaraan kekangan dan kekurangan bajet yang kini melanda banyak sistem infrastruktur. Akankah bandar-bandar dan bandar-bandar menjadi tenang hanya untuk mendapati bahawa infrastruktur seumur hidup mereka tidak lagi beroperasi seperti yang sepatutnya?
Pada masa ini lalai nampaknya mendapat pembiayaan untuk membina lebih banyak daripada apa yang telah kita ada pada abad yang lalu. Tetapi pengurus infrastruktur harus mengambil langkah mundur dan bertanya apa yang perlu dilakukan sistem infrastruktur untuk kita ke masa hadapan.
Agile dan fleksibel dengan reka bentuk
Pendekatan baru yang asas diperlukan untuk menghadapi cabaran bukan sahaja dari perubahan iklim, tetapi juga teknologi yang mengganggu.
Ini termasuk meningkatkan integrasi teknologi maklumat dan komunikasi, yang menimbulkan risiko serangan cyber. Teknologi baru muncul termasuk kenderaan automotif dan dron serta tenaga boleh diperbaharui yang berselang-seli dan storan bateri di tempat sistem kuasa konvensional. Juga, teknologi digital yang menghubungkan secara asasnya mengubah kognisi individu terhadap dunia di sekeliling kita: Pertimbangkan bagaimana peranti mudah alih kita kini dapat mengarahkan kita dengan cara yang tidak kita fahami sepenuhnya berdasarkan tingkah laku perjalanan dan trafik perjalanan kita di seluruh rantau.
Namun paradigma reka bentuk infrastruktur semasa kami menekankan sistem berpusat besar yang bertujuan untuk bertahan selama beberapa dekad dan yang dapat menahan bahaya alam sekitar ke tahap risiko yang dipilihan. Masalahnya adalah bahawa tahap risiko kini tidak menentu kerana iklim berubah, kadang-kadang dalam cara yang tidak difahami dengan baik. Oleh itu, ramalan peristiwa yang melampau mungkin sedikit atau lebih teruk.
Memandangkan ketidakpastian ini, ketangkasan dan fleksibiliti harus menjadi pusat kepada reka bentuk infrastruktur kami. Dalam penyelidikan kami, kami telah melihat bagaimana beberapa bandar telah mengadopsi prinsip untuk memajukan matlamat ini, dan manfaat yang mereka berikan.
Terowong 'pintar' di Kuala Lumpur direka untuk menambah sistem saliran air ribut di bandar. (David Boey, CC BY) Di Kuala Lampur, terowong trafik dapat beralih kepada pengurusan ribut semasa peristiwa hujan yang kuat, contohnya pelbagai fungsi.
Di seluruh Amerika Syarikat, teknologi telefon pintar berasaskan warga negara mula memberikan wawasan masa nyata. Sebagai contoh, projek CrowdHydrology menggunakan data banjir yang dikemukakan oleh warganegara bahawa sensor konvensional yang terhad tidak dapat dikumpulkan.
Pereka dan pengurus infrastruktur di beberapa lokasi Amerika Syarikat, termasuk New York, Portland, Miami dan Florida Tenggara, dan Chicago, kini diperlukan untuk merancang masa depan yang tidak menentu ini - sebuah proses yang dipanggil penalaan jalan. Sebagai contoh, Miami telah membangunkan pelan bernilai AS $ 500 juta untuk menaik taraf infrastruktur, termasuk memasang kapasiti pam baru dan menaikkan jalan untuk melindungi harta benda di tepi pantai yang berisiko.
Kecekapan ini sejajar dengan pemikiran berasaskan daya tahan dan memindahkan negara jauh dari pendekatan lalai kita untuk membina lebih besar, lebih kuat atau lebih berlebihan.
Merancang ketidakpastian
Kerana sekarang terdapat lebih banyak ketidakpastian berkaitan dengan bahaya, daya tahan dan bukan risiko harus menjadi pusat kepada rekaan dan operasi infrastruktur di masa depan. Ketahanan bermakna sistem boleh menahan peristiwa cuaca yang melampau dan kembali beroperasi dengan cepat.
Teknologi Microgrid membolehkan bangunan individu beroperasi sekiranya berlaku gangguan bekalan elektrik yang lebih luas dan merupakan satu cara untuk menjadikan sistem elektrik lebih berdaya tahan. (Amy Vaughn / Jabatan Tenaga AS, CC BY-ND) Ini bermakna perancang infrastruktur tidak boleh mengubah parameter reka bentuk mereka - contohnya, bangunan untuk menahan acara 1, 000 tahun dan bukannya acara 100 tahun. Walaupun kita boleh meramalkan apa yang tahap risiko baru ini untuk abad yang akan datang, adakah ia dari segi teknikal, secara kewangan atau politik untuk membina sistem yang lebih teguh ini?
Inilah sebabnya mengapa pendekatan berasaskan ketahanan diperlukan yang menekankan keupayaan untuk menyesuaikan diri. Pendekatan konvensional menekankan kekukuhan, seperti membina tudung yang dapat menahan kenaikan paras laut tertentu. Pendekatan ini perlu tetapi diberikan ketidakpastian dalam risiko yang kita perlukan strategi lain dalam senjata kita.
Sebagai contoh, menyediakan perkhidmatan infrastruktur melalui cara alternatif apabila infrastruktur utama kami gagal, seperti mengerahkan mikrogrim menjelang taufan. Atau, perancang dapat merancang sistem infrastruktur sehingga apabila mereka gagal, akibatnya terhadap kehidupan manusia dan ekonomi dapat dikurangkan.
Ini adalah amalan yang baru-baru ini dilaksanakan di Belanda, di mana sungai delta Rhine dibenarkan untuk banjir tetapi orang tidak dibenarkan tinggal di dataran banjir dan petani diberi pampasan apabila tanaman mereka hilang.
Ketidakpastian adalah kebiasaan normal baru dan reliabiliti terhadap infrastruktur kedudukan untuk beroperasi dan menyesuaikan diri dengan ketidakpastian ini. Sekiranya negara terus komited untuk membina infrastruktur abad yang lalu, kita boleh terus menjangkakan kegagalan sistem kritikal ini dan kerugian yang akan datang bersama-sama dengan mereka.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan di The Conversation.
Mikhail Chester, Profesor Madya Kejuruteraan Awam, Alam Sekitar dan Mapan, Universiti Arizona State; Braden Allenby, Profesor Presiden dan Lincoln Profesor Kejuruteraan dan Etika, Sekolah Kejuruteraan Mampan dan Alam Bina, Ira A. Fulton Sekolah Kejuruteraan, Arizona State University; dan Samuel Markolf, Associate Penyelidikan Postdoctoral, Ketahanan Perbandaran untuk Rangkaian Penyelidikan Kemampanan Extremes, Arizona State University
