《自然》:热浪中的出行危机

学术   2024-08-09 10:07   北京  

今年,印度的交通因路面融化而中断。图片来源:Getty

气候变化使热浪更加频繁和严重。今年6月,在沙特阿拉伯一年一度的朝觐活动中,至少有1300人死于高温,死亡人数高于往年。生活在热带地区的人们受到的高温影响最为严重。但到2100年,全球四分之三的人口可能会暴露在超过致命温度和湿度临界值的气候条件下,而在2001年这一比例还不到三分之一。


运输系统也会受到不利影响。酷热使铁轨断裂,电线和路面融化,轮胎爆裂。今年,印度的交通因路面融化而中断。去年夏天,美国得克萨斯州休斯敦的公交车乘客不得不在热得足以让人生病的候车亭里等车。2022年,英国的热浪致数十架航班因跑道融化被取消,火车因铁轨翘起而延误。


随着全球变暖,此类问题将越来越多。例如,到2050年,西班牙每年可能面临多达500起涨轨(rail buckling)事件,而2025年预计只有20起。到2100年,美国新罕布什尔州的人行道可能需要每4年更换一次,而现在是每16年更换一次。另外,到本世纪末,如果全球升温比工业化前水平高1.5 °C,欧盟和英国的公路与铁路运营及维护成本预计将比2016年增加9亿欧元(10亿美元),如果高4 °C,则增加48亿欧元。


这种影响将是不均衡的,弱势社区受到的冲击最大。例如,在美国俄勒冈州,2012—2017年,在酷热天气(30 °C或以上)乘坐公共汽车的人数在低收入社区下降了1.6%,在中等收入社区下降了1%,而在高收入地区几乎没有下降。各国政府、公共汽车和铁路运营商应立即为交通系统做好准备以应对气候变暖。但迄今为止,这方面的努力还不够。仅有160多个国家在其应对极端高温的政策中提到了“交通”。然而,由于缺乏资金支持、优先次序、协调能力、专业技术,再加上对未来的不确定性,从规划到实施并取得进展的国家寥寥无几。


需要采取全面的战略方法。现有的极端高温应对框架要么只关注对灾害的响应,要么只关注有形的交通基础设施,而忽略了使用这些基础设施的人们。应将更广泛的气候变化危害、脆弱性、风险和基础设施条件纳入考量。


在此,我们提出了加强交通系统耐热性的路线图。在短期和中期,交通运营商应评估气候风险和各种解决方案的可行性,并实施一些“低遗憾”(‘low regret’)方案,以提高对极端天气的韧性。从长期来看,需要制定战略,在条件发生变化时稳步提高交通运输的抗灾能力。本路线图反映了由全球减灾和灾后恢复基金(Global Facility for Disaster Reduction and Recovery)资助召开的交通基础设施与极端高温专家小组会议的讨论情况。


建立管理框架


第一步是确定极端高温对地方、地区和国家交通网络及使用者造成的直接风险。市政当局和其他地区应成立一个由研究人员、机构、公民、决策者和政府组成的交通工作组。该工作组应考虑政府间气候变化专门委员会和《联合国气候变化框架公约》年度缔约方大会的气候预测和影响评估。应确定针对热浪的现有减缓或适应战略。所有运输方式都需要有代表,包括航空、水路运输、铁路和公路运输。

用水或白色涂料冷却铁轨可减少涨轨事件发生。

应建立管理机制——全世界的高温政策仍然很少。理想情况下,地区首席高温事务官将协调各部门的工作。除保护人类健康外,政策还应考虑交通基础设施的耐热能力、如何以最佳方式指导投资以及如何避免关键系统出现故障。急救人员、公共事业公司和运输特许公司应参与政策的制定。


所有与热浪有关的工作都应考虑到交通问题。由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)与美国疾病控制与预防中心(CDC)共同创建的美国国家综合高温健康信息系统(NIHHIS)就采用了这种方法。NIHHIS汇编并与公众和决策者共享有关极端高温的信息。


国际合作至关重要。这包括能力建设、支持适应高温的资金以及共享评估风险的工具和数据。由世界卫生组织(WHO)和世界气象组织(WMO)管理的全球高温健康信息网络就是这样一个论坛。


可以借鉴其他部门的最佳做法。例如,洪水风险治理有具体的目标,如预防百年一遇的洪水。高温管理也需要相应的规划目标。

南非开普敦的志愿者在汽车上安装传感器,绘制全市热量分布图。

部署传感器和监控


应在运输网络沿线安装温度传感器和监控系统,尤其是在最脆弱的部分,如铁轨裸露部分和通风不良的地下基础设施。将温度传感器与物联网技术相结合,可以实现实时监控。这将有助于改进维护规划,并对不断变化的天气条件做出更明智的本地动态响应,例如,实施限速以提高安全性。


开始可行性研究


应尽快开始实际评估,在不同的地理环境中测试现有的高温适应战略。美国亚利桑那州坦佩、阿拉伯联合酋长国首都阿布扎比和新加坡都在增加为行人、骑行者、乘客以及交通工作者(如公交车司机和维修人员)提供的荫蔽;美国亚利桑那州菲尼克斯通过使用反射太阳辐射的涂料,铺设了“凉爽人行道”;西班牙在铁轨上使用热传感器提供预警,并使用热反射涂料和油漆来限制铁轨温度升高;英国在热浪期间规定了车速限制,以防止铁轨涨轨,降低事故风险。


需要进行成本效益分析,以确定战略、资源和投资的优先次序。例如,首尔将道路改造成绿色走廊以减少热浪对行人、骑行者和公共交通使用者的影响,这是一种具有成本效益的方法。


开发适应工具


鉴于气候变化的程度和影响存在不确定性,政府和城市需要开发“韧性工具包”,以保证交通部门在极端条件下的运行。这些工具包括供当地从业人员使用的简单经验法则,以及用于监测和规划的交通系统“数字孪生”。目前的工具包往往只关注当地气候风险或公共健康(如 NIHHIS)。


为了给这些工具包提供信息,交通管理人员需要收集气象数据、预测未来的气候模式、评估基础设施组件的耐热性并监测用户的高温暴露情况。


交通工具包应与更广泛的气候适应战略或路径保持一致。工具包应支持不断改进的迭代更新过程:基础设施和工具包都应随着气候的变化而发展。政策制定者应确定以最小的财政支出优化韧性的途径,除非投资允许成本更高的替代方案,从而实现更长期的韧性。他们也应该能够根据条件的变化作出决策和调整。随着恶劣条件的日益频繁,还需要定期更新耐热系统的标准和设计指南。

各国应制定公共交通指南,以应对日益炎热的环境。图源:Isabel Infantes/路透社

投资技术创新


各国政府必须投资研发,促进技术创新,以应对极端高温带来的挑战。例如,随温度变化而变色的热致变色材料可用于调节冷热条件下的温度。然而,目前的热致变色材料价格昂贵,而且在紫外线辐射下会降解。石墨粉填充路面等蓄热技术也有助于调节路面温度。还可以在人行道上安装可再生能源技术,收集人行道上的热量并将其转化为电能。公交车站正在通过安装冷却板和工业风扇进行升级改造。


高温下的不平等


低收入家庭、有色人种、妇女、老年人和残疾人受到热浪的影响尤为严重。例如,2018年,在德里,20%的女性因酷热取消了地铁出行,而男性的这一比例约为10%。由于生理差异、文化规范或责任等原因,女性可能比男性更容易受到极端高温的影响。有必要开展更多研究,以更好地了解这些差异。


要解决热不平等问题,规划者和决策者必须与边缘化社区接触,了解他们面临的具体挑战和关注的问题,并将这些意见纳入高温战略。例如,广泛开展植树运动、为屋顶绿化提供经济激励,可以改善城市中每个人的生活条件。例如,美国加利福尼亚州洛杉矶市于2019年启动了“凉爽洛杉矶”计划,在低收入地区铺设400公里凉爽人行道,种植约2000棵树。其他干预措施包括建立降温中心,改善公共交通基础设施和服务。例如,加拿大基洛纳为往返降温中心的人们提供免费公共交通,并在发布高温预警时在一些行人区喷洒水蒸气。


教育和宣传活动至关重要,它们能够确保所有社区成员都能获得有关高温风险和防护措施的信息。必须采取更多行动,将热平等纳入交通规划过程,以避免气候城市化和偏袒最富有的人。


具有韧性和包容性的系统可以更好地满足所有居民的需求,无论其社会经济地位或背景如何。现在是采取行动的时候了——随着世界持续变暖,无所作为的代价只会越来越大。

原文以We need to prepare our transport systems for heatwaves — here’s how为标题发表于nature。


Author: Satish V. Ukkusuri et al

Publication: Nature

Publisher: Springer Nature

Date:Aug 5, 2024


Copyright © 2024, Springer Nature Limited


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