據美聯社最新報道,炎熱的氣溫進一步加重了美國大部分地區本已陷入困境的基礎設施系統的負擔,而人們還在學著認識到這一點(people are still learning to recognize)。
在氣候危機下,美國各地的基礎設施都在苦苦掙扎。引人注目的例子包括暴雨將紐約市的地鐵入口變成了瀑布,創紀錄的溫度使德克薩斯州的電網關閉,以及(海平面)上升的太平洋侵蝕沿海高速公路。
極端高溫在建筑環境中留下了更微妙的印記。道路、電力線路、交通系統和醫院都受到了一定程度的損害。對于某些類型的基礎設施,研究人員才剛剛開始了解熱量的作用。
“高溫本身就是一種無形的危險,”亞利桑那州立大學的城市規劃師薩拉·米羅說,“與洪水、颶風、野火相比,你不會立即看到高溫帶來的影響,但它的影響正實實在在的發生著。”
高溫導致的基礎設施問題不僅會出現在亞利桑那州這樣的地方,那里的溫度可能會非常高,而且在太平洋西北部等傳統上較冷的地區,氣溫也會比以往任何時候都要高。
這是因為當地基礎設施的設計無法承受氣候變化。真正重要的不是絕對溫度,而是在基礎設施建設時,溫度超出工程師預期的程度。
例如,美國的道路是由幾種不同的瀝青配方制成的,這取決于氣候條件。無論路面配方如何,當道路面臨超出其承受能力的高溫時,瀝青就會軟化。然后,重型車輛就會像駛入泥漿一樣駛入瀝青路面,留下車轍;過熱的瀝青也會因此開裂。
許多熱破壞是由無情的物理現實引起的,比如大多數物質在受熱時會膨脹。美國西北大學的建筑工程師亞歷山德羅·羅塔·洛里亞說:“我們不需要成為工程師就能知道,當材料受到溫度變化的影響時,它們會變形。”
過熱的鐵軌可能會扭曲,橋梁可能會彎曲或失去應有的運行能力。例如,上個月紐約市的一座平旋橋(standard series)被卡住了;航空公司也可能面臨困境,這是因為飛機在稀薄的空氣中更難產生上升力,而且它們還需要額外的跑道,高溫天氣也更容易遭遇空氣紊流。
一些基礎設施可能會受到高溫引起的一系列復雜問題的沖擊。滿負荷的電線在高溫下會下垂,如果電線碰到樹或其他障礙物,就會有火災危險。為了降低風險,電網管理者減少了流經電網的電量。
燃煤電廠和核電站依靠用水保持系統冷卻的安全機制,但在炎熱的天氣里,這些水的溫度要高得多,不能吸收足夠多熱量,這迫使管理人員放慢能源生產以保證系統安全。
憂思科學家聯盟(Union of Concerned Scientists)的氣候科學家克里斯蒂娜?達爾表示:“高溫實際上使發電廠更難提供正常情況下可能提供的電力。由于工廠和能源線路的運作方式,在極端炎熱的情況下,工廠很難跟上平均負荷。”與此同時,能源需求飆升,因為人們需要依靠耗電的空調來躲避高溫。
醫院在物理上受到了相對的保護,但在極端炎熱的天氣里仍然會發出緊急信號。炎熱的天氣會讓更多的人因為中暑、哮喘和心血管疾病等問題而去醫院,人際暴力(interpersonal violence)也會隨著溫度的升高而增加——除了骨折和其他緊急情況之外,這些都是常見的。
喬治梅森大學的環境工程師Kirin Emlet Furst說,當飲用水在極端高溫下通過地下管道時,它的溫度會遠遠高于世界衛生組織建議的77華氏度(25攝氏度),25攝氏度是限制微生物繁殖機會的最高溫度。研究人員正試圖了解高溫對供水基礎設施的危害,以及高溫是否會增加金屬、塑料或兩者同時滲入自來水的可能性。
羅塔·洛里亞的研究重點是地下城市熱島(subsurface urban heat islands),即由建筑物、地下基礎設施和其他建筑產生的廢熱和能量產生的地下熱量。正是這種熱量讓地鐵系統在夏天變得如此炎熱;此外,列車從地面軌道進入隧道時,會推動車體前方的熱空氣,進一步使系統溫度變高。暴露在地下熱量下的建筑物和其他基礎設施更容易受到需要昂貴維修的低水平損壞。
在所有類型的基礎設施中,熱量可能還會引起研究人員尚未完全認識到的問題,這些問題或許沒有飛機停飛或醫院滿診那么明顯。熱量通常會加速(機械設備的)損耗和磨損,進而增加維修成本。
亞利桑那州立大學土木工程師米哈伊爾·切斯特(Mikhail Chester)說:“當夏季出現這種熱浪時,物體往往會比溫度較溫和時更頻繁地破裂。”管理人員可能不得不讓系統離線,以避免出現嚴重問題。切斯特說,“僅僅是出現故障的威脅就足以影響服務。”
孟菲斯大學(University of Memphis)土木工程師詹尼?坎普表示,即使沒有氣候危機,由于維護不足和需求旺盛,一些老化的基礎設施也在苦苦掙扎。她說:“我們建造了一些東西,我們以為我們需要一個兒童游泳池,但實際上我們需要的是一個奧運游泳池。而且我們還沒有投資于兒童泳池的發展。”
隨著氣候危機的持續發展和基礎設施的不斷老化,美國各地的城市將需要投資維護和升級日常生活的基礎系統。“這些隱藏的基礎設施是一個社區運轉的重要部分,”德克薩斯大學奧斯汀分校的城市氣候學家Dev Niyogi說,“當我們還沒有了解到它們時,這才是它們的價值。”
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