"När det kommer till hållbarhet, Jag tror att tåget lämnade stationen. Vi gjorde det inte. Så nu är jag mer bekymrad över motståndskraft och anpassning."

Som ordförande för Northwesterns avdelning för civil- och miljöteknik, Kimberly Gray har ägnat mycket av sin tid den senaste tiden till att fundera över hur städer bättre kan hantera ett snabbt föränderligt klimat.

"Det finns ingenting om 1900-talets stad, vilka nordamerikanska städer så levande exemplifierar, det är hållbart, Gray säger. "Staden är inte ett adaptivt system under snabbt föränderliga klimatförhållanden."

Natur, däremot, är ett mycket adaptivt system, och Gray är banbrytande för strategier för att hjälpa städer att integrera naturen i sin infrastruktur. Hon säger att endast genom att omfamna naturen kan städer tillhandahålla livsviktiga tjänster och hantera klimatförändringar.

"USA drabbas av extrema regnhändelser med högre frekvens, " säger Gray, pekar på orkanen Harvey i Houston och den pågående krisen i Puerto Rico efter orkanen Maria. "Och vad vi ser är att översvämningar bär med sig en hel del ekologiska och ekonomiska skador, förutom hälsorisker."

När extremt väder blir värre, innovativa lösningar är mer brådskande och nödvändiga än någonsin. Än, paradoxalt, de problem vi möter med naturen kan förbättras genom att förhålla oss till naturen på nya sätt.

Grön infrastruktur

Gray säger att forskning visar att myrar skulle ha hjälpt till att skydda mot skadorna som orsakades av orkanen Sandy 2012. Dessa områden med låg, trädlös mark är en av flera former av "grön infrastruktur" som kan göra städer mer anpassningsbara till ett förändrat klimat.

"Ett kärr är inte skadat av översvämningsvatten, " säger hon. "Den kan mycket enkelt lagra översvämningsvatten. Den anpassar sig till extrema översvämningar och extrem torrhet, utan att vi behöver göra något."

Grön infrastruktur använder naturen för att hjälpa till att hantera vatten mitt i förändrade klimatmönster i städer, där försämrade rör och underdimensionerade tunnlar förvärrar översvämningar och extrema väderhändelser. Andra gröna infrastrukturprojekt kan inkludera naturliga gräs, prärie, bäckar och våtmarker. Gray säger att att integrera nätverk av grön infrastruktur – prickade motorvägar med naturligt gräs eller väva bäckar genom granngårdar – kan hjälpa städer att hantera dagvatten på ett adaptivt sätt. hållbart sätt. Detta nätverk skulle komplettera, inte ersätta, den befintliga byggda infrastrukturen av underjordiska pumpar och rör.

Grays forskning har visat fördelarna med att installera gröna infrastrukturnätverk. Hon och ett team av studenter arbetade med en Chicago-förort för att fastställa konsekvenserna av att installera regnträdgårdar på husägares gårdar. Dessa trädgårdar samverkar med områdets rör och avlopp för att hantera dagvatten. Gray och hennes elever fann att installation av regnträdgårdar på bara några få meter på ett visst kvarter skulle hjälpa blocket att bättre klara perioder av kraftigt regn. Ju fler hus installerade dessa trädgårdar, desto mer lättnad över översvämningar skulle invånarna se.

Ekologi och ekonomi

Gröna infrastrukturnätverk skulle också främja ekonomisk utveckling, och Gray tänker bevisa det. Hon lämnade nyligen in ett förslag till National Oceanic and Atmospheric Administration för att göra samhällen längs Chicagos Calumet Waterway "fjädrande".

"En av dessa samhällen har fortfarande prärier - en enorm ekologisk resurs - och jag vill åka till dessa låginkomstsamhällen och bygga fler prärier, Gray säger. "Att bygga ett prärienätverk genom dessa samhällen kan hjälpa till att hantera översvämningsproblem."

Att installera naturliga gräs och vattenvägar på annars förfallen eller förkrossad mark kan också bidra till att vitalisera dessa områden, säger Gray.

"Om en utvecklare letar efter en plats för något nytt företag, och hela platsen är översvämmad, du kommer inte att sälja utvecklingen av ett visst paket, " säger Gray. "Men om du kan visa att du har ett adaptivt vattenhanteringssystem som både förskönar samhället och fungerar av sig självt - det är en kraft för ekonomisk utveckling, social stabilitet och utbildningsrikedom."