Table of Contents

Растущая уязвимость прибрежных городских центров

Низколежащие прибрежные города, в которых проживают сотни миллионов людей во всем мире, сталкиваются с экзистенциальной угрозой от ускорения повышения уровня моря, вызванного изменением климата. Эти густонаселенные городские коридоры - от Майами до Мумбаи, от Шанхая до Амстердама - исторически были построены вдоль береговых линий для торговли, транспорта и доступа к ресурсам. Сегодня та же география делает их чрезвычайно уязвимыми для наводнений, береговой эрозии, усиления штормовых нагонов и вторжения соленой воды в пресноводные водоносные горизонты. Понимание полного масштаба этой проблемы и диапазона возможных вариантов будущего требует изучения последних научных прогнозов, каскадных воздействий на городские системы и адаптивных мер, которые города развертывают, чтобы оставаться жизнеспособными в мире потепления.

По данным Шестого оценочного доклада МГЭИК, примерно 900 миллионов человек в настоящее время живут в прибрежных зонах менее чем на 10 метров над уровнем моря. К 2050 году ожидается, что это число превысит один миллиард. Решения, принятые сегодня градостроителями, политиками и инженерами, определят, смогут ли эти города успешно адаптироваться или столкнуться с управляемым отступлением и оставлением.

Прогнозируемый рост уровня моря: что говорит наука

Повышение уровня моря не является однородным явлением; оно варьируется в региональном масштабе из-за океанских течений, гравитационных эффектов от таяния ледяного покрова и оседания или подъема суши.Однако глобальный средний уровень моря уже поднялся примерно на 0,2 метра с 1900 года, и скорость подъема ускоряется. Данные спутниковой альтиметрии подтверждают, что скорость удвоилась с 1,4 мм в год в течение 20-го века до более 3,6 мм в год в последнее десятилетие.

Сценарии, обусловленные выбросами

Величина будущего повышения уровня моря почти полностью зависит от путей выбросов парниковых газов. В сценарии с высокими выбросами (SSP5-8.5) МГЭИК прогнозирует вероятный диапазон от 0,63 до 1,01 метра глобального среднего повышения уровня моря к 2100 году. Даже при сценарии умеренного смягчения (SSP2-4.5) диапазон составляет от 0,44 до 0,76 метра. Важно отметить, что эти прогнозы не полностью учитывают возможность нестабильности морского ледяного утеса в Антарктиде, что может значительно повысить верхнюю границу - потенциально превышающую 2 метра к концу века.

2100 год: долгосрочная цель

Повышение уровня моря не прекращается в 2100 г. Тепловое расширение океанов и таяние ледяных щитов Гренландии и Антарктики будут продолжаться веками, даже если сегодня резко сократить выбросы. Ученые подсчитали, что стабилизация глобальных температур на 2°C выше доиндустриальных уровней все равно обяжет планету примерно на 2-3 метра поднять уровень моря в течение следующих 500-1000 лет. Для низменных прибрежных городов это означает, что адаптация - это не разовый проект, а многопоколенческая попытка.

Воздействие на прибрежные города: каскад разрушений

Последствия повышения уровня моря для городских районов выходят далеко за рамки видимого затопления улиц и зданий. В нижеследующих подразделах подробно рассматриваются основные категории воздействия, которое прибрежные города уже испытывают и будут по-прежнему испытывать с возрастающей степенью серьезности.

Хронические наводнения и приливы беспокойства

По мере повышения уровня моря, приливы достигают дальше вглубь страны, превращая то, что когда-то было редкими наводнениями, в обычные явления. Такие города, как Майами, Норфолк и Чарльстон, теперь испытывают «солнечное дневное наводнение» во время приливов короля, нарушая движение, подавляя дренажные системы и повреждая собственность. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) сообщает, что в США наблюдалось увеличение на 300% дней приливных наводнений между 2000 и 2020 годами. Это хроническое наводнение разрушает стоимость имущества, напрягает муниципальные бюджеты и снижает качество жизни жителей.

Усиление штормового всплеска

Возможно, наиболее опасным воздействием повышения уровня моря является усиление штормового нагона. Данный ураган или циклон производит более высокий и более разрушительный нагон, когда он прибывает на вершину повышенного базового уровня моря. Тот же шторм, который вызвал бы минимальное наводнение в 1950 году, теперь может перегружать оборону, которая была разработана для предыдущих условий. Ураган Сэнди (2012) и ураган Катрина (2005) предоставили разрушительные предварительные просмотры этой динамики. Будущие штормы будут толкать воду дальше вглубь страны, с более длительными продолжительностями затопления, вызывая катастрофический ущерб инфраструктуре, жилью и критическим объектам, таким как больницы и электростанции.

Вторжение соленой воды и безопасность воды

Растущие моря заталкивают соленую воду в пресноводные водоносные горизонты, устья и системы поверхностных вод, угрожая снабжению питьевой водой прибрежного населения. В таких городах, как Шанхай, Джакарта и округ Майами-Дейд, вторжение соленой воды уже загрязнило скважины подземных вод, требуя дорогостоящей обработки или альтернативного источника. Сельское хозяйство в прибрежных дельтах, таких как дельта Меконга во Вьетнаме и дельта Нила в Египте, также находится под угрозой, поскольку вода, нагруженная солью, снижает урожайность и угрожает продовольственной безопасности для миллионов.

Прибрежная эрозия и потеря земель

Более высокие уровни моря ускоряют эрозию береговых линий, затопление пляжей, подрыв инфраструктуры и сокращение защитного буфера между океаном и городским развитием. По оценкам Всемирного банка, береговая эрозия уже стоит примерно 500 миллионов долларов в год в потерянной собственности и доходах от туризма во всем мире. Без вмешательства многие пляжи исчезнут к концу века, а миграция береговых линий на суше будет угрожать дорогам, железным дорогам и зданиям.

Ущерб инфраструктуре и экономический сбой

Критическая инфраструктура, включая порты, аэропорты, железнодорожные линии, электростанции, станции очистки сточных вод и дороги, сосредоточена в низменных прибрежных зонах. Одно крупное наводнение может выбить транспортные сети, нарушить цепочки поставок и отрезать районы от аварийных служб. Экономические потери от прибрежных наводнений, по прогнозам, достигнут 1 триллиона долларов в год к 2050 году, если не будут приняты адаптивные меры, по данным ОЭСР. Для городов, которые являются основными экономическими центрами, последствия ряби простираются далеко за пределы их границ.

Стратегии адаптации: инженерия, природа и отступление

Города по всему миру проводят целый ряд стратегий по управлению рисками, связанными с повышением уровня моря. Эти подходы в целом подразделяются на три категории: защита, размещение и отступление. Большинству городов необходимо будет со временем объединить элементы всех трех.

Твердая инженерия: Seawalls, барьеры и поляки

Наиболее заметной реакцией на повышение уровня моря является строительство жесткой инфраструктуры для предотвращения попадания воды. Нидерланды уже давно являются мировым лидером в этом подходе, с его Delta Works - системой плотин, барьеров и дамб, которая защищает низменную страну от штормовых нагонов. Другие города следуют этому примеру:

  • Токио построил одну из крупнейших в мире подземных систем водоотведения, сеть туннелей и шахт, которые могут хранить и перенаправлять ливневые воды.
  • Венеция завершила строительство барьерной системы MOSE в 2020 году, которая использует надувные ворота для герметизации лагуны во время приливов.
  • Нью-Йорк предложил систему защиты от наводнений «Большой U», серию барьеров и парков, предназначенных для защиты Нижнего Манхэттена.
  • Джакарта строит гигантскую морскую стену вдоль своего побережья для борьбы с наводнениями и оседанием суши.

Хотя морские стены и барьеры могут быть эффективными, их строительство и обслуживание дорогостоящие, они могут создавать экологические нарушения и могут просто сместить эрозию вниз по течению. Они также обеспечивают ложное чувство безопасности, если они предназначены только для текущих условий и не модернизируются по мере того, как моря продолжают расти.

Природные решения: мангровые леса, рифы и водно-болотные угодья

В последние годы все больше доказательств показывает, что природные экосистемы могут обеспечить экономически эффективную и устойчивую защиту побережья. Мангровые леса, соляные болота, коралловые рифы и пласты морской травы поглощают энергию волн, захватывают осадок и идут в ногу с умеренными темпами повышения уровня моря посредством вертикальной аккреции. По оценкам, восстановление и сохранение мангровых лесов может снизить высоту волн до 66% и сэкономить 50 миллиардов долларов в год в ущерб от наводнений. Такие города, как Сингапур, Майами и Хошимин, интегрируют природные буферы в свои планы устойчивости побережья, часто в сочетании с жесткой инфраструктурой.

Повышение инфраструктуры и адаптивные строительные коды

Другая стратегия размещения заключается в том, чтобы поднять здания, дороги и коммунальные услуги выше прогнозируемых уровней наводнений. В Соединенных Штатах Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA) обновляет карты опасности наводнений и требует повышенного строительства в поймах. Такие города, как Бостон и Нью-Йорк, приняли коды зонирования, которые требуют повышения новых разработок и критического оборудования. Обновление существующих структур является более сложным и дорогостоящим, но некоторые города предлагают стимулы для домовладельцев для подъема своих домов. Целые районы в Нидерландах построены на искусственных насыпях или терпах, практика, насчитывающая более тысячи лет.

Управляемый ретрит и переселение

В некоторых случаях наиболее реалистичным и экономически эффективным ответом является отток людей и инфраструктуры из наиболее уязвимых районов. Управляемое отступление является политически сложным и социально разрушительным, но все чаще рассматривается в качестве необходимого компонента долгосрочной адаптации. Примеры включают:

  • Остров Стэтэн, Нью-Йорк, где штат купил и снес сотни домов после урагана Сэнди, вернув землю в открытое пространство.
  • Аляскинский родные деревни, такие как Шишмареф и Ньюток, которые переселяют целые общины из-за эрозии и наводнения.
  • Индонезия переносит свою столицу из Джакарты на остров Борнео, отчасти потому, что Джакарта тонет и все больше подвержена наводнениям.
  • Дельта Меконга Вьетнама, где тысячи семей были переселены из разрушающихся берегов и берегов.

Для обеспечения надлежащего планирования, участия общин и финансовой поддержки необходимо обеспечить надлежащее управление процессом переселения.

Тематические исследования: города на передних линиях

Изучение конкретных городов показывает, как взаимодействие географии, управления и ресурсов формирует результаты адаптации.

Майами: парадокс роста в зоне, подверженной наводнениям

Майами является одним из самых уязвимых крупных городов в мире, большая часть его городской территории находится менее чем в двух метрах над уровнем моря и построена на пористом известняке, который позволяет воде просачиваться снизу. Солнечный день наводнения теперь регулярно влияет на такие районы, как Шоркрест и Брикелл. Несмотря на эти риски, город продолжает испытывать быстрый рост населения и высокие значения недвижимости. Майами-Бич инвестировал более 500 миллионов долларов в программу по подъему дорог, установке насосов и модернизации дренажа, но долгосрочный прогноз остается суровым. Некоторые аналитики прогнозируют, что части Майами могут увидеть хроническое затопление к 2050 году, вынуждая принимать жесткие решения о том, какие районы защищать и от каких отказаться.

Джакарта: затопление, пока моря поднимаются

Джакарта представляет собой сложный кризис: городу не только угрожает повышение уровня моря, но и тонет из-за чрезмерной добычи подземных вод. За последние 30 лет части Северной Джакарты опустились на четыре метра. Сегодня почти 40% города находится ниже уровня моря, что делает его чрезвычайно уязвимым для наводнений. Правительство Индонезии взяло на себя обязательство построить массивную морскую стену и переместить национальную столицу в Нусантару на Борнео. Опыт Джакарты подчеркивает, что оседание земли, часто вызванное деятельностью человека, может резко усугубить последствия повышения уровня моря.

Амстердам: наследие жизни с водой

Нидерланды веками приспосабливались к проблемам воды, и Амстердам является примером этой культуры устойчивости. Город защищен Afsluitdijk и Delta Works, а его городское планирование включает в себя обширные системы каналов, затопленные площади и водоадаптивные здания. Амстердам также использует подход «Комната для реки», который дает рекам пространство для наводнения, а не ограничивает их все более высокими дамбами. В то время как Нидерланды далеки от ускорения темпов повышения уровня моря, его институциональный потенциал, богатство и давние традиции управления водными ресурсами дают ему больший запас безопасности, чем многие другие низменные города.

Экономические последствия: затраты на действие против затрат на бездействие

Экономический аргумент в пользу упреждающей адаптации является подавляющим. Глобальная комиссия по адаптации установила, что каждый 1 доллар, вложенный в меры по обеспечению устойчивости, экономит от 4 до 10 долларов в будущих затратах на ликвидацию последствий стихийных бедствий. Для прибрежных городов отдача от инвестиций может быть еще выше, когда речь идет об избежании ущерба инфраструктуре, непрерывности бизнеса, стоимости имущества и общественному здоровью.

Однако затраты на бездействие ошеломляют. Исследование 2021 года, опубликованное в Nature Communications, подсчитало, что ущерб от глобального наводнения может достичь 14,2 триллиона долларов в год к 2100 году при сценариях с высокими выбросами, если не произойдет адаптации. Даже при умеренной адаптации годовой ущерб может быть в триллионах. Страховые рынки уже реагируют: несколько крупных страховщиков прекратили писать новые политики в прибрежных районах с высоким риском, а премии в зонах, подверженных наводнениям, резко растут. Это «страховое отступление» может спровоцировать каскад финансовых последствий, включая дефолты по ипотечным кредитам и снижение доходов от налога на имущество для муниципалитетов.

Политика и управление: необходимость комплексного планирования

Адаптация к повышению уровня моря требует координации на различных уровнях правительства, а также между государственным и частным секторами.

  • Зонирование и регулирование землепользования, которые ограничивают развитие в районах с высоким риском и требуют устойчивого строительства в зонах с умеренным риском.
  • Строительные коды , которые требуют возвышения, гидроизоляции и использования водостойких материалов.
  • Законы о раскрытии информации , которые требуют от продавцов информировать покупателей о риске наводнений и прошлом ущербе.
  • Стимулирование зеленой инфраструктуры , которые поддерживают восстановление водно-болотных угодий, мангровых зарослей и устриц.
  • Региональные координационные органы, которые позволяют соседним юрисдикциям планировать общие водные системы, транспортные сети и маршруты эвакуации.

Всемирный банк и Программа ООН по окружающей среде призвали к тому, чтобы адаптация к изменению климата была включена в национальное планирование развития с выделенными механизмами финансирования для наиболее уязвимых стран. Без этой институциональной поддержки более бедные города, которые часто сталкиваются с наибольшим воздействием, будут бороться за осуществление мер, в которых они срочно нуждаются.

Роль технологии и данных

Достижения в области дистанционного зондирования, гидродинамического моделирования и искусственного интеллекта улучшают нашу способность прогнозировать повышение уровня моря в местных масштабах и разрабатывать целевые мероприятия. Данные LiDAR с высоким разрешением позволяют планировщикам отображать риск наводнений вплоть до отдельных зданий, в то время как сенсорные сети в реальном времени обеспечивают раннее предупреждение во время штормовых событий. Цифровые двойники - виртуальные копии физических городских систем - используются в таких городах, как Сингапур и Роттердам, для моделирования сценариев наводнений и тестирования стратегий адаптации перед принятием обязательств по строительству. Однако одна только технология не является решением; она должна сочетаться с политической волей, вовлечением сообщества и устойчивыми инвестициями.

Вывод: управляемый переход, а не одно направление

Будущее низменных прибрежных городов в растущем море не предопределено. Оно будет определяться выбором, сделанным в ближайшее десятилетие: насколько агрессивно сокращаются выбросы, насколько разумно распределяются инвестиции в адаптацию и насколько справедливо распределяются тяготы и выгоды от этих решений. Некоторым городам, вероятно, удастся остаться жизнеспособными благодаря сочетанию жесткой обороны, природных буферов и повышенной инфраструктуры. Другие будут подвергаться управляемому отступлению, сокращаясь в численности населения и следе с течением времени. А третьи могут быть в значительной степени заброшены, став погружёнными руинами, которые служат памятниками последствиям бездействия.

Ясно, что эра пассивного строительства в низменных прибрежных зонах должна закончиться. Каждое новое развитие, каждый инфраструктурный проект и каждое решение о землепользовании должны оцениваться через призму устойчивости к растущим морям. Будущее прибрежных городов будет определяться не только океанами, но и человеческим предвидением, изобретательностью и готовностью действовать до того, как вода поднимется, чтобы встретить нас.