“高温本身就是一种无形的危险”,极端高温正在破坏美国基础设施

谈点世 2024-08-04 17:20:15

据美联社最新报道,炎热的气温进一步加重了美国大部分地区本已陷入困境的基础设施系统的负担,而人们还在学着认识到这一点(people are still learning to recognize)。

在气候危机下,美国各地的基础设施都在苦苦挣扎。引人注目的例子包括暴雨将纽约市的地铁入口变成了瀑布,创纪录的温度使德克萨斯州的电网关闭,以及(海平面)上升的太平洋侵蚀沿海高速公路。

极端高温在建筑环境中留下了更微妙的印记。道路、电力线路、交通系统和医院都受到了一定程度的损害。对于某些类型的基础设施,研究人员才刚刚开始了解热量的作用。

“高温本身就是一种无形的危险,”亚利桑那州立大学的城市规划师萨拉·米罗说,“与洪水、飓风、野火相比,你不会立即看到高温带来的影响,但它的影响正实实在在的发生着。”

高温导致的基础设施问题不仅会出现在亚利桑那州这样的地方,那里的温度可能会非常高,而且在太平洋西北部等传统上较冷的地区,气温也会比以往任何时候都要高。

这是因为当地基础设施的设计无法承受气候变化。真正重要的不是绝对温度,而是在基础设施建设时,温度超出工程师预期的程度。

例如,美国的道路是由几种不同的沥青配方制成的,这取决于气候条件。无论路面配方如何,当道路面临超出其承受能力的高温时,沥青就会软化。然后,重型车辆就会像驶入泥浆一样驶入沥青路面,留下车辙;过热的沥青也会因此开裂。

许多热破坏是由无情的物理现实引起的,比如大多数物质在受热时会膨胀。美国西北大学的建筑工程师亚历山德罗·罗塔·洛里亚说:“我们不需要成为工程师就能知道,当材料受到温度变化的影响时,它们会变形。”

过热的铁轨可能会扭曲,桥梁可能会弯曲或失去应有的运行能力。例如,上个月纽约市的一座平旋桥(standard series)被卡住了;航空公司也可能面临困境,这是因为飞机在稀薄的空气中更难产生上升力,而且它们还需要额外的跑道,高温天气也更容易遭遇空气紊流。

一些基础设施可能会受到高温引起的一系列复杂问题的冲击。满负荷的电线在高温下会下垂,如果电线碰到树或其他障碍物,就会有火灾危险。为了降低风险,电网管理者减少了流经电网的电量。

燃煤电厂和核电站依靠用水保持系统冷却的安全机制,但在炎热的天气里,这些水的温度要高得多,不能吸收足够多热量,这迫使管理人员放慢能源生产以保证系统安全。

忧思科学家联盟(Union of Concerned Scientists)的气候科学家克里斯蒂娜•达尔表示:“高温实际上使发电厂更难提供正常情况下可能提供的电力。由于工厂和能源线路的运作方式,在极端炎热的情况下,工厂很难跟上平均负荷。”与此同时,能源需求飙升,因为人们需要依靠耗电的空调来躲避高温。

医院在物理上受到了相对的保护,但在极端炎热的天气里仍然会发出紧急信号。炎热的天气会让更多的人因为中暑、哮喘和心血管疾病等问题而去医院,人际暴力(interpersonal violence)也会随着温度的升高而增加——除了骨折和其他紧急情况之外,这些都是常见的。

乔治梅森大学的环境工程师Kirin Emlet Furst说,当饮用水在极端高温下通过地下管道时,它的温度会远远高于世界卫生组织建议的77华氏度(25摄氏度),25摄氏度是限制微生物繁殖机会的最高温度。研究人员正试图了解高温对供水基础设施的危害,以及高温是否会增加金属、塑料或两者同时渗入自来水的可能性。

罗塔·洛里亚的研究重点是地下城市热岛(subsurface urban heat islands),即由建筑物、地下基础设施和其他建筑产生的废热和能量产生的地下热量。正是这种热量让地铁系统在夏天变得如此炎热;此外,列车从地面轨道进入隧道时,会推动车体前方的热空气,进一步使系统温度变高。暴露在地下热量下的建筑物和其他基础设施更容易受到需要昂贵维修的低水平损坏。

在所有类型的基础设施中,热量可能还会引起研究人员尚未完全认识到的问题,这些问题或许没有飞机停飞或医院满诊那么明显。热量通常会加速(机械设备的)损耗和磨损,进而增加维修成本。

亚利桑那州立大学土木工程师米哈伊尔·切斯特(Mikhail Chester)说:“当夏季出现这种热浪时,物体往往会比温度较温和时更频繁地破裂。”管理人员可能不得不让系统离线,以避免出现严重问题。切斯特说,“仅仅是出现故障的威胁就足以影响服务。”

孟菲斯大学(University of Memphis)土木工程师詹尼•坎普表示,即使没有气候危机,由于维护不足和需求旺盛,一些老化的基础设施也在苦苦挣扎。她说:“我们建造了一些东西,我们以为我们需要一个儿童游泳池,但实际上我们需要的是一个奥运游泳池。而且我们还没有投资于儿童泳池的发展。”

随着气候危机的持续发展和基础设施的不断老化,美国各地的城市将需要投资维护和升级日常生活的基础系统。“这些隐藏的基础设施是一个社区运转的重要部分,”德克萨斯大学奥斯汀分校的城市气候学家Dev Niyogi说,“当我们还没有了解到它们时,这才是它们的价值。”

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