Under många år, klimatförändringar har varit ett hot mot infrastrukturen. Men nyligen, detta hot har blivit mycket mer uppenbart för allmänheten. Många effekter av klimatförändringar kan skada infrastrukturen:förändringar i extrema temperaturer, variationer i nederbörd, strängt väder, ökad havsnivå, och inom vissa områden, minskad tillgänglighet för rent vatten.
"Rekordstora nederbörd har utlöst mer än 20 allvarliga översvämningar i delar av Texas, Oklahoma, Louisiana, Arkansas, Missouri, Iowa, Florida, Norra Carolina, och South Carolina 2015 och 2016, "rapporterar Carnegie Mellon University Department of Civil and Environmental Engineering Professor Costa Samaras." Dessa händelser har lett till att två flygplatser stängts, översvämning av mer än 200 bostäder, många evakueringar, bilar som fastnat i högt vatten som kräver räddning, och dödliga blixtflöden. "
Det har skett en stor ökning av väder- och klimatkatastrofer med skador på miljarder dollar i USA under de senaste åren. Och dessa siffror kommer bara att fortsätta stiga när klimatet förvärras och vår civila infrastruktur blir mer och mer överbelastad. För att rädda framtida liv, liksom våra städer, civil- och miljöingenjörer måste införliva information om klimatförändringar i sina designstandarder framåt. Men det här är mycket lättare sagt än gjort.
Det är därför Samaras, tillsammans med CEE Graduate Research Assistant Lauren Cook och Iowa State University Research Assistant Professor Christopher Anderson kom med en lösning. I deras papper, "Ramverk för att införliva nedskalad klimatutmatning i befintliga tekniska metoder:tillämpning på nederbördsfrekvenskurvor, "laget lägger upp en ram i fem steg för att styra revideringen av designstandarder genom att använda offentligt tillgängliga klimatmodellutgångar för framtida nederbörd. Detta kommer att hjälpa ingenjörer att definiera relevanta aspekter av de befintliga standarderna som behöver uppdateras, välj sedan relevant klimatdata för att uppdatera standarderna på lämpligt sätt.
"Problemet ligger i hur man använder produktionen från många olika klimatmodeller, "Samaras säger." De flesta är överens om temperaturförändringens riktning, men trenden och omfattningen av nederbörd varierar beroende på plats, vilket leder till osäkerhet om exakt hur mycket regn man kan förvänta sig. Detta gör modeller och data om klimatförändringar svåra att tillämpa på infrastrukturdesign, som kräver mycket specifika och konkreta instruktioner. "
Eftersom klimatmodeller inte kan ge mycket platsspecifik information, det är mycket svårt för infrastrukturdesigners och andra intressenter att implementera dessa modeller i sitt beslutsfattande. Men eftersom infrastrukturdesignstandarder används så mycket, de potentiella allmänna konsekvenserna av att ignorera de framtida effekterna av klimatförändringar kan vara utbredda och förödande.
Än så länge, laget har testat sin nya modell genom att tillämpa den på en gemensam ingång i design av dagvatteninfrastruktur:kurvor för djup-varaktighet-frekvens. Dessa kurvor och deras tillämpning kommer att avgöra prestanda och motståndskraft för dagvatteninfrastruktur under framtida extrema händelser.
"Forskningen som görs här på Carnegie Mellon kan leda till stora framsteg i hur städer och samhällen förbereder sig och utformar för klimatförändringarnas effekter, "Säger Samaras." Det är vår plikt som ingenjörer att överväga hur infrastrukturen fungerar både nu, och i framtiden. "
