改造城市应对洪灾

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洪水肆虐、干旱降临、热浪袭击,频繁发生的气象灾害促使地区领导人采取措施应对气候变化,以保护人们的生命财产安全。

本文来自《环球科学》(科学美国人中文版)第1期。


很多地区洪水泛滥,促使城镇作出计划应对坏天气。


为河筑堤:美国艾奥瓦州迪比克市让一条地下河流重见天日,这样在暴风雨天气,河流可以蓄集雨水,而不是泛滥成洪水。

一个世纪前,大批工人来到美国艾奥瓦州的迪比克地区。他们在此生儿育女,建造房屋、商店和公路。最终城市覆盖了整个比布兰奇河(BeeBranchCreek)。河水在人们视线外的地下管道中缓缓流动,渐渐淡出人们的记忆。

直到1999年5月16日,大雨降临。短短24小时之内,降雨量达到142毫米,大大超过城市排水系统的极限。大量的水从井盖中冒出,将整个街区浸泡在齐腰深的污水中。数以百计的家庭和商店被冲毁。

洪水过后几个星期,人们召开了街坊会议,罗伊?布奥尔市长(MayorRoyBuol)对此记忆犹新。他说:“每个人都很不安。”2001年,这座城市有了对付洪水的总体规划:让这条被城市遮盖的河流重见天日,并为它修建可以抵御洪水的堤坝。当然,这需要搬迁水道之上的一些房屋。这个城市的民用设施工程师德隆?米林(DeronMuehring)说:“这个计划并没有被广泛接受。”计划被搁置了。

接着,2002年6月,又一场大雨突袭了迪比克市,两天内降雨量超过了152毫米。洪水再度降临,将刚刚翻修的房屋再次毁坏。这场暴雨打破了原先的政治僵局,城市领导者一致通过了一项2100万美元的河流重建计划。这项计划要拆除一些居民住宅,修建一座公园,河流将从公园中穿过,同时还要建造两个蓄水池。

然而,居民此时对于“气候变化”和“为下一代拯救环境”这些话已经感到厌倦,领导者担心,居民对计划的支持度肯定会下降。因此迪比克市开始收购需要拆除的建筑,已经购买了大约74所。2010年7月,又一场暴雨造成了数百万美元的损失。在那之后,重建工程正式动工。时至今日,该计划已经重建610米的河流。到计划完工时,迪比克市的排水系统将足以承受2010年7月那种规模的暴雨(24小时内降水250毫米以上)。

迪比克市的例子是美国众多城市的一个缩影。美国对抗气候变化的政策常常被拖延,而且美国国会的一些议员认为,气候变化只是科学家编造的故事。但是许多城市、乡村、水利局、运输部门等地方机构并不是不关心气候变化:他们已经开始行动了。和迪比克市一样,他们也正面对严重的气候问题,如洪水、干旱、热浪和海平面上升。艾奥瓦州参议员罗伯?霍格(RobHogg)说:“我们需要认真处理这类问题。”

事实上,根据位于华盛顿乔治城气候中心的数据,美国有16个州已经制定,或者正在制定应对气候变化的计划[本文作者的妻子,维基?阿罗约(VickiArroyo)就是该中心的执行官]。尽管没有统计过确切的数字,目前估计已经有数百个团体和机构在努力应对极端气候的影响。城市规划者米凯拉?恩格特(MikaelaEngert)认为,他们“不再是一味没有计划地蛮干”。恩格特曾帮助基恩市制定新规划。

适应方案遭遇阻力

适应性方案前景光明,但其成果也受一些常见的因素影响。第一个因素是,在一个社区中,没有什么比被冲毁的房屋和干涸的水库更能引起民众的关注。即使在艾奥瓦州这样保守的地方,随着洪水轮番来袭,迪比克的市民们也渐渐认识到气候变化并非无稽之谈。布奥尔市长说:“这类500年一遇的气候灾害近几年频频出现,使我们不得不承认气候变化正在发生。事实上,不管是否有人为因素在内,目前世界气候变化的速度比历史上任何一个时期都快。”

据安提俄克大学环境研究部门负责人迈克尔?辛普森(MichaelSimpson)的研究,第二个因素是“所有对策都是地方性的”。比如,在旧金山地区,海平面上升已经威胁到了机场、海港和沿岸居民区,他们显然不能照搬芝加哥地区建造绿色屋顶,大力植树与改造公路等应对热浪威胁的那一套方法。国家和地区的努力确实十分重要,但斯坦福大学研究院的苏珊娜?墨瑟(SusanneMoser)指出,在考虑地区具体情况这一方面,更重要的是需要一些“有魄力的人物”站出来接受挑战。

即使有这样的人物出现,由于最后一个因素的存在,他们也往往不能顺利开展工作:实施适应性方案会遇到很大阻力。参议员霍格说:“并非所有的人都认为这是当务之急。”制定计划这一过程本身就很有挑战,因为这需要调和不同组织的矛盾。即使计划能够顺利起步,也可能遇到预算、政策或者管理方面的阻碍。当“威胁”并不明显时,适应性方案更加难以实行。比如,尽管在面对可预测的干旱时,多元供水系统很有效[如丹佛水资源公司(DenverWater)所做的事],但是在解决诸如得克萨斯州、俄克拉何马州等地区普遍存在的作物歉收问题时,这种方法的有效性并不清楚。

这些复杂的原因解释了为什么各方对适应性方案反应不一。一方面,正如俄勒冈州尤金市气候领导倡议组织(ClimateLeadershipInitiative)的总经理史蒂夫?亚当斯(SteveAdams)所言:“我们在很短的时间内,取得了相当惊人的成绩。”例如,南内华达州的水利部门正在施行一项7亿美元的工程,在密德湖底修建一个新的取水口。这样当湖面低于目前的两个取水口时(这种情况也许很快就会发生),取水依旧不受影响。为了应对近期频繁发生的洪灾,多伦多市建造了新的蓄水和排水网络。马里兰州在建造更高的码头,以便在风暴来临、海平面上升的时候,能够有一个区域进行缓冲。

由于飓风“艾琳”,佛蒙特州遭受了空前严重的损失。飓风过后,佛蒙特计划改建城市,以抵御更多的自然灾害。佛蒙特交通局的环境政策负责人吉纳?坎波利(GinaCampoli)说:“以前我们就计划改进基础设施的规格和标准,以应对由全球气候变化引起的自然灾害。现在我们开始这么做了。我们不能仍然沿用以前的标准建造基础设施,然后等着飓风再次摧毁它们。我们得提前下注。”

然而从另一方面而言,这些让人印象深刻的发展计划,也许只是刚刚触及表面问题。墨瑟指出,只有一小部分团体和机构在处理适应性方案的问题。“我们目前的情况其实不容乐观。”《美国的气候问题》(America’sClimateProblem)一书的作者罗伯特?丽派朵(RobertRepetto)也同意墨瑟的观点,“人类文明在发展的过程中,向环境排放了大量的温室气体??而且现在仍在持续排放。它们对环境和气候的影响已经开始显现,而且速度和强度还会持续增加。我不认为我们能够适应这样的气候变化。”

实质的伤害已经发生

越来越多的科学证据已经证实,人类活动会改变自然气候,人们应该采取更多的行动来阻止这一趋势。举例来说,气候模型预测,夜晚的平均气温在上升,这种现象已经被测量所证实。由于夜晚温度升高,植物的呼吸作用(会消耗氧气、释放二氧化碳,和光合作用相反)会加强,消耗有机物。这些有机物原本要贮存在植物果实中,因此这种现象会导致农作物(如玉米)减产。

气候模型还预测,随着地球平均温度的上升,在美国西南部和中东地区这一纬度带,酷暑和干旱天气还会增加;而在更高纬度的地区,如美国中西部和俄罗斯,热浪也会变得更加频繁。这也是实际正在发生的事。

最后,模型预测,规模类似今夏袭击纽约和佛蒙特州的洪水出现频率会增加。一般而言,地球平均温度每上升1℃,大气湿度能增加7%。这意味着平均降水量将升高2到3个百分点,但是暴雨发生的数量会上升6到7个百分点。

劳伦斯伯克利国家实验室的助理研究员迈克尔?韦纳(MichaelWehner)指出,任何人都同意这一点:如果不大幅削减温室气体的排放,那么“这些灾害会变得越来越频繁”。根据英国气象办公室气候监测组的负责人彼得?斯托德(PeterStott)的研究结果,与工业化之前相比,如今酷暑天气出现(比如2003年袭击欧洲的热浪)的几率提高了4倍。

旧金山公共设施委员会负责人戴维?贝哈(DavidBehar)说,尽管不能说所有极端天气都是气候变化直接引起的,但是“至少看起来是这样的,而且我们必须为应对这些极端天气做准备”。辛普森曾经负责一项研究工程,分析新罕布什尔州的雨量数据。研究发现,从1934年起,15场最大的洪灾中,有10场是发生在过去15年之内。此外,过去200年一遇的暴雨现在25年就会出现一次。气候已经发生了很大的变化,然而在新英格兰地区,许多为城镇建造基础排水设施的工程师,还是根据1920年到1950年的数据开展设计。辛普森说:“很多在建的基础设施,其设计标准已经过时了。”

行动的先驱们

一些城市并不需要“气候变化”这个高度政治化的词来监督他们的行动。曾经遭受极端天气灾害摧残的城市成为了实践适应性方案的先锋,这些地区的领导人可以争取到民众的支持,从而跨越障碍。

基恩市就是个很好的例子。在2005年10月,辛普森曾向地方议会提交一份报告,鉴定出了当地在遭受暴风雨袭击的时候容易毁坏的涵洞和公路。仅仅3天后,大暴雨突袭了基恩市,降水量达280毫米。洪水不仅摧毁了那些涵洞和公路,也破坏了桥梁和住宅,并造成数人死亡。这场灾难深深刺激了基恩市。洪水过后,在计划制定者雷特?兰姆(RhettLamb)的领导下,基恩市在只有很少外部帮助的情况下制定了适应性方案,并为今后的改进筹集了资金,这是美国第一批同类方案,对以后的发展有深远影响。比如,在城市的主路??华盛顿大街两旁,人行道的建造材料替换为可渗透水泥。此外,人行道的两侧也种植青草。这样当降水时,雨水能够顺着路面流散开,并缓缓渗入地下,而不会在路面积攒,形成洪水。

而在艾奥瓦州的查尔斯城,引爆点则是2008年的大洪水。当时城内雪松河的水位比历史最高水位高了近1米。据城市管理者汤姆?布朗洛(TomBrownlow)回忆,当人们看到他们的家园被洪水冲毁时,“他们认识到,暴雨已经深深影响到他们的生活”,而城市领导者则应该站出来说,“要应对这些灾难,我们得长期抗战”。确实如他所说,查尔斯城拆除了16个街区的路面,铺设了一层厚厚的碎石地基,并在上面铺装由可渗透材料制造的人行道。这样当暴雨来临时,雨水能够渗入地下,而不是在路面流动,造成洪灾。人行道下面的碎石层中包含微生物,能够在雨水最终排入河流之前,就分解其中大部分油类和其他杂质。此外,查尔斯城还在河流两侧建造了许多便民设施,比如一个世界级的浪花皮划艇设施。布朗洛说:“现在即使遇到百年一遇的暴雨,查尔斯城的街道也不会出现积水。”

对于发生频率越来越高的暴雨,艾奥瓦州的农民也采取了应对措施。他们花费数万美元在田地里安装更多的排水瓷砖,防止耕地过于湿软,因为这不仅会推迟播种,还会导致作物减产。但反过来,正是由于春季耕地的土壤湿度比较高,农民会将播种密度提高约3倍,以种植更多作物。艾奥瓦州立大学的气象与气候变化专业教授吉恩?塔克勒(GeneTakle)提到,尽管大部分农民否认人类活动是气候变化的重要原因,“但是他们都接受了气候变化这个事实,并在此基础上赚钱”。

气候变化的直接表现就是洪水。为应对这些,某些团体着手开展长期努力。例如在旧金山海湾地区,人们计划花费2000万到4000万美元,对16个排污出口进行翻新。防止当风暴来袭时,汹涌的海水从排污口涌入污水处理厂。

在加利福尼亚州,旧金山海湾地区的东部海岸海沃德地区,就有这么一个在做长期努力的人。比尔?寇克(BillQuirk)曾经是NASA的气象分析员和核装备专家。2004年,他在旧金山的地方议会中获得了一个席位。从那之后,他一直致力于将人们的关注点拉回海平面上升的威胁。不幸的是他并没有成功。他说:“我刚刚到这里不久,不清楚如何完成这件事。”

然后在2005年与2006年交替之时,暴风雨造成的巨浪冲毁了城市的保护堤,带来了严重损失。在寇克的要求下,海沃德区海岸线规划局花费3万美元研究解决方案。事实上,在过去几个世纪内,小溪和河流带来的沉积物在海湾地区形成了许多湿地,当暴风和海浪来袭时,它们能起到缓冲的作用。但当小溪和河流的水被引导至涵洞和管道中时,水中的沉积物转而开始在码头和运输通道内沉淀,而不是到达海湾形成湿地。因此规划局希望开展一个引导计划,将一部分水和沉积物重新引入海湾,帮助这里的湿地重建。

事实上,除非看到被冲垮的堤岸或者被淹没的地下室,否则要人们愿意施行适应性方案是很困难的,尤其是当计划面临预算和政策性问题时。参议员霍格一直致力于在艾奥瓦州推广湿地复原计划。这项计划能够减小河流的径流量,降低下游城市的风险。遗憾的是,不仅他的提议没有通过国家立法机关的审批,就连一些在建的工程也下马了。他说:“有时候我真想一头撞在墙上,但是我还需要继续努力。”

更明智之举:防患于未然

新的努力或许能得到更多政府支持。2009年,奥巴马总统签署了一项行政命令,要求各个政府部门在中期之前制定自己的气候适应性方案。在这些部门中,最积极的当数国防部,因为有许多军事驻地就建立在一些脆弱的海岸地区。交通局需要鉴别哪些道路、桥梁和其他基础设施可能被波及。此外野生动物机构则致力于寻找一种可靠的方法,从而在面临气候带迁移的情况时,保证物种和生态环境的稳定。

另一个推动力可能来自私人机构。例如一些环保社团同瑞士再保险公司(ReinsurancegiantSwissRe)和麦肯锡公司(McKinsey&Company)合作,研究气候适应性方案的经济可行性。摆在城市面前的有两种方案:一是花费一些资源以提高城市的适应力,二是在自然灾害发生后提供重建需要的资金和资源。范例分析显示,第一种方案的花费远远低于第二种,也是保险人更喜欢的方案。石油开采业已经加强了钻探设备的安全标准,以应对更强的飓风。

同时,爱德曼国际公关公司(Edelman)的副总裁乔伊斯?卡菲(JoyceCoffee,他曾帮芝加哥制定过适应性方案)试图说服公司相信,适应性方案能创造巨大机会。举例来说,如果一个大型购物中心的拥有者向社会捐助一笔资金,用于升级排水系统,那么,人们在天气糟糕的时候仍然外出购物的可能性就增大了。这样他不仅能够保护自己的产业在暴雨来袭的时候不受破坏,还能为自己在当地赢得威信。

气候适应性方案对迪比克的发展有很大帮助。不仅失业率降低,而且翻新工程还能提升城市价值,创造工作机会。迪比克市获得了许多头衔:美国适应能力最高的5个城市之一;世界十大明智城市之一;以及最宜居的城市之一。布洛尔市长说:“在这方面,提前行动的城市拥有更多的经济优势。我们现在很理解这种说法。”(本文来自环球科学(huanqiukexue.com),转载请注明出处。)


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