Растущая угроза прибрежным городам: история двух берегов

На протяжении веков прибрежные города процветали как центры торговли, культуры и инноваций. Тем не менее, сама география, которая подпитывала их процветание, теперь подвергает их одной из самых насущных проблем двадцать первого века: повышение уровня моря и усиление прибрежных наводнений. Городские центры от Джакарты до Нью-Йорка борются с этой реальностью, но немногие места иллюстрируют спектр риска и реагирования так же ясно, как Венеция, Италия и Майами, Флорида. Оба города имеют одну и ту же фундаментальную проблему - уровни воды, которые ползут выше с каждым десятилетием - но их истории, физические условия и подходы к адаптации сильно различаются. Понимание этих различий дает критические идеи для политиков, инженеров и жителей в уязвимых прибрежных зонах по всему миру. Ставки никогда не были выше: к 2100 году глобальный средний уровень моря, по прогнозам, вырастет на 0,3 до 1,0 метра при сценариях умеренных выбросов и до 2,0 метра при путях с высоким уровнем выбросов, согласно Шестому отчету Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) . Для городов, построенных на лагунах и известняке, каждый сантиметр роста усугубляет риск.

Водители повышения уровня моря

Прежде чем исследовать местные воздействия, важно понять механизмы, толкающие высоты океана вверх. Два основных фактора доминируют: тепловое расширение и таяние наземного льда. По мере того, как средняя температура Земли повышается - обусловленная выбросами парниковых газов - океаны поглощают более 90% избыточного тепла. Более теплая вода расширяется, занимая больше объема. Одновременно ледники в Гренландии, Антарктиде и горных хребтах теряют массу с ускорением, добавляя большое количество пресной воды в океан. Портал изменения уровня моря НАСА отмечает, что глобальный средний уровень моря поднялся примерно на 21-24 сантиметра с 1880 года, причем почти половина этого повышения происходит в последние 25 лет. На местном уровне скорость относительного повышения уровня моря может быть быстрее или медленнее в зависимости от вертикального движения суши, океанских течений и гравитационных эффектов от таяния ледяного покрова. В Венеции и Майами оседание земли - будь то от естественного уплотнения осадков или добычи подземных вод - усиливает эффективный подъем. Таким образом, проблема не просто универсальный подъем океана, но локальный комплексный эффект изменения уровня земли и воды

Ускорение потери льда

Недавние спутниковые наблюдения показывают, что ледяные щиты Гренландии и Антарктики теряют массу в шесть раз быстрее, чем в 1990-х годах. Исследование команды IMBIE (2020) в Природа документально подтвердило, что комбинированная потеря льда из обоих листов способствовала примерно 1,3 сантиметра к уровню моря в период с 1992 по 2018 год. Если Западно-Антарктический ледяной щит полностью рухнет, это может повысить глобальный уровень моря более чем на 3 метра, хотя это остается маловероятным, сценарий с высоким воздействием. Даже скромные приращения резко увеличивают частоту наводнений в низменных городах.

Локализованные факторы: субсидирование и подземные воды

В Венеции естественное оседание Адриатической тектонической плиты в сочетании с десятилетиями добычи подземных вод для промышленного использования привело к тому, что город затонул примерно на 23 сантиметра за последнее столетие. Хотя закачка была остановлена в 1970-х годах, город продолжает медленно оседать. В Майами подстилающая известняковая порода пористая; повышение уровня морской воды проникает через водоносный горизонт, не только способствуя наводнениям, но и угрожая снабжению региона пресной водой. Это подземное измерение добавляет слой сложности для управления поверхностными наводнениями.

Венецианское бедствие: вода, история и инженерия

Венеция — это город, буквально построенный на воде — или, скорее, построенный на серии небольших островов в мелкой лагуне. На протяжении веков он управлял приливами через сложные отношения с Адриатическим морем. Но события «acqua alta» (высокая вода) стали гораздо более частыми и серьезными. В 2019 году рекордный прилив на 1,87 метра выше среднего уровня моря затопил более 80% города, нанеся ущерб историческим зданиям, произведениям искусства и инфраструктуре, вызывая сотни миллионов евро ущерба историческим зданиям, произведениям искусства и инфраструктуре. Частота наводнений, превышающая 1,1 метра, увеличилась примерно с четырех раз за десятилетие в начале 1900-х годов до более чем 50 событий за десятилетие сегодня, согласно данным Центра Маре венецианского муниципалитета.

Барьеры: система MOSE

После десятилетий дебатов Венеция открыла Modulo Sperimentale Elettromeccanico (MOSE) в 2020 году — систему из 78 убирающихся ворот, установленных на входах венецианской лагуны. Когда прилив превышает 1,1 метра, сжатый воздух раздувает ворота, блокируя воду от входа в лагуну. Система успешно прошла испытания во время нескольких приливов, но она сталкивается с эксплуатационными и экологическими проблемами. MOSE предназначен для защиты от приливов до 3 метров, но она не может быть развернута на неопределенный срок, не нарушая экосистему лагуны и судоходное движение. Кроме того, ворота должны быть постепенно подняты по мере повышения уровня моря, что в конечном итоге может сделать их неэффективными без изменений. Экологические группы выразили обеспокоенность по поводу долгосрочного экологического воздействия на водообмен лагуны и транспорт осадочных отложений.

Адаптация к городу за пределами барьеров

Венеция также инвестирует в повышение тротуаров, улучшение дренажа и установку водонепроницаемых барьеров в зданиях входов. Однако историческая ткань города ограничивает масштабные модификации. Многие цокольные этажи, которые когда-то были жилыми, теперь заброшены, поскольку риск наводнений заставляет жителей перебираться на более высокие этажи - или на материк. Население исторического центра Венеции сократилось с более чем 175 000 в 1950-х годах до менее чем 55 000 сегодня. Наводнение в сочетании с туристическим давлением ускорило этот демографический сдвиг. Для тех, кто остается, психологическое бремя хронического наводнения - называемое «усталостью аква-альта» - вызывает растущую обеспокоенность.

Экономические и культурные издержки

Помимо прямого структурного ремонта, город сталкивается с потерями в доходах от туризма, когда наводнения заставляют закрыть базилику Святого Марка, магазины и отели. Сама базилика с ее деликатными мозаиками и мраморными настилами особенно уязвима. В 2019 году морская вода затопила склеп только второй раз в истории, что вызывает опасения по поводу его сохранения. Статус города ЮНЕСКО усиливает давление на поддержание его пригодности для жизни и его подлинности. Венеция, таким образом, служит предостерегающей историей о том, как сохранение наследия и адаптация к климату должны идти рука об руку.

Майами: Солнечный день наводнений

В то время как Венеция борется с историческими приливами, Майами борется с другим, но не менее разрушительным явлением: затопление в солнечный день, также известное как «наводнение с приливом» или «наводнение с приливом». Поскольку Южная Флорида находится на очень плоском, пористом известняке, повышение уровня моря повысило базовый уровень воды. Во время сезонных приливов — особенно в сентябре и октябре — морская вода выталкивается через дренажные трубы и системы ливневых вод, затопляя улицы даже в безоблачные дни. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) сообщает, что частота приливных наводнений в Майами увеличилась более чем на 400% с 2000 года.

Инфраструктура под напряжением

Дренажная система Майами была построена для более низкого уровня моря и часто полагается на гравитацию, чтобы переместить воду в океан. Когда высокие приливы превышают высоту выпадения, система оттока. Чтобы противостоять этому, город инвестировал более 500 миллионов долларов в такие проекты, как повышение дорожных высот, установка насосных станций и строительство подземных хранилищ ливневых вод. В районе Шоркреста одна насосная станция может перемещать 40 000 галлонов воды в минуту. Тем не менее масштаб проблемы огромен: исследование 2021 года Союзом обеспокоенных ученых [FLT: 1] прогнозирует, что к 2045 году почти 300 000 прибрежных домов во Флориде могут столкнуться с хроническим наводнением — определяемым как наводнение 26 раз в год или более.

Парадокс недвижимости

Несмотря на явные риски, Майами продолжает испытывать бум недвижимости. Высококлассные квартиры поднимаются вдоль береговой линии, часто с застройщиками, утверждающими, что поднятие цокольных этажей на метр или два обеспечивает адекватную защиту. Но это создает двухуровневый город: существующие старые кварталы, которые регулярно затопляются и вновь построенные укрепленные зоны. Неравенство подняло вопросы экологической справедливости. Сообщества с низким доходом в таких районах, как Либерти-Сити и Маленькая Гаити, часто строятся на низменных землях и не имеют ресурсов для модернизации инфраструктуры. Когда вторжение соленой воды загрязняет колодцы питьевой воды, эти жители несут основную тяжесть. Между тем, страховой рынок ужесточается: многие частные страховщики повышают премии или вообще выводят из Флориды, вынуждая домовладельцев на государственную корпорацию страхования гражданской собственности, которая сама сталкивается с финансовым напряжением от растущих требований.

Адаптация: Инженерия vs. Отступление

Подход Майами включает в себя строительство морских стен (хотя они могут усугубить наводнения в соседних районах), установку пористого тротуара и создание зеленых насаждений для поглощения ливневой воды. Город также обновил свой строительный кодекс, чтобы потребовать, чтобы новое строительство было поднято на один фут выше высоты базового наводнения. Тем не менее, некоторые эксперты утверждают, что эти меры просто покупают время. В конечном счете, части Майами, возможно, придется рассмотреть управляемый отступление - перемещение людей и активов от наиболее уязвимых береговых линий. Эта идея остается политически непопулярной, но собственный план устойчивости города признает, что «защита всего невозможна». Напряжение между продолжающимся развитием и растущей гидрогеологической реальностью является одной из определяющих историй урбанизма 21-го века.

Сравнительные уроки: Венеция и Майами

Параллели между Венецией и Майами поразительны. Оба города являются знаковыми прибрежными направлениями, борющимися с растущими морями и унаследованной инфраструктурой. Оба сталкиваются с серьезными экономическими последствиями, если они не смогут адаптироваться. Тем не менее, их стратегии выдвигают на первый план различные компромиссы. Венеция полагается на барьер мегапроекта, который может устареть без итеративных обновлений; Майами полагается на децентрализованные насосы и высоту, которые могут оказаться недостаточными для наихудших сценариев. Венеция имеет преимущество компактного исторического ядра, которым можно управлять более комплексно; Майами растянут, с фрагментированным управлением в нескольких муниципалитетах. Культурное наследие Венеции требует сохранения; новые здания Майами могут быть переработаны, но за большие деньги.

Критический урок обоих городов заключается в том, что адаптация не может быть чисто технической. Социальные факторы - общественное доверие, политическая воля, финансовый капитал - одинаково важны. Венецианская система MOSE столкнулась с десятилетиями коррупционных скандалов и перерасхода средств (окончательный счет: примерно 6 миллиардов евро). Облигации устойчивости Майами и сборы за коммунальные услуги в штормовых водах столкнулись с общественным сопротивлением. В обоих случаях эффективная коммуникация о срочности угрозы имеет важное значение. Ни один город не может решить проблему в одиночку; региональные, национальные и глобальные действия по сокращению выбросов остаются единственным способом замедлить темпы повышения уровня моря.

Глобальный контекст: растущий поток для многих

Венеция и Майами не являются отбросами. Они являются предвестниками сотен прибрежных городов по всему миру. Проекты МГЭИК, согласно которым к 2050 году более 1 миллиарда человек будут жить в прибрежных зонах с низким уровнем подъема. Такие города, как Бангкок, Дакка, Лагос и Шанхай, сталкиваются с аналогичными, часто более серьезными проблемами из-за быстрого роста населения и ограниченных ресурсов. Разница в том, что Венеция и Майами имеют богатство и технические возможности для инвестиций в адаптацию - но даже они борются. Для более бедных городов разрыв между потребностью и возможностями огромен. На саммите COP27 2022 года был создан фонд "потерь и ущерб", чтобы помочь уязвимым странам справиться, но его реализация остается неопределенной. Судьба Венеции и Майами, таким образом, служит сигналом: если эти богатые города не могут полностью защитить себя, какая надежда существует для других.

Преодоление адаптивных вызовов

Для Венеции это может означать инвестиции в плавучие фонды и строительные материалы, устойчивые к соленой воде, а также ограничение туризма для снижения нагрузки на защиту от наводнений. Для Майами это включает более строгое регулирование землепользования, программы выкупа многократно затопленных объектов и восстановление мангровых заболоченных территорий, которые обеспечивают естественные буферы штормов. Оба города также должны интегрировать управление водными ресурсами с контролем за наводнениями, рассматривая пресную и соленую воду как взаимосвязанные системы. Инновационные механизмы финансирования, такие как облигации устойчивости, налоговые льготы для зеленой инфраструктуры и параметрическое страхование, могут помочь распространить риск.

Только технологий будет недостаточно. Вовлечение общественности и прозрачное управление имеют решающее значение. В Майами инициатива под руководством граждан «Устойчивый Большой Майами и пляжи» способствовала межсекторальному сотрудничеству. Венецианская кампания «#Lifegate» повысила осведомленность общественности об ограничениях системы MOSE. Эти примеры показывают, что, когда жители понимают компромиссы, они с большей вероятностью поддержат значительную адаптацию - даже если это означает принятие некоторых изменений, таких как потеря коммерческих площадей на первом этаже или перемещение районов.

Оригинальное название: The Imperative to Act Now

Истории Венеции и Майами разворачиваются в реальном времени. Каждый прилив короля, который проходит через площадь Святого Марка или просачивается через тротуар Майами, является напоминанием о том, что климат уже изменился. Выбор, сделанный в следующем десятилетии, определит, останутся ли эти города яркими, пригодными для жизни сообществами или станут призрачными анклавами заброшенных цокольных этажей и аварийных барьеров. Их опыт предлагает шаблон - и предупреждение - для остального мира. Повышение уровня моря является глобальным явлением, но его последствия являются чрезвычайно локальными. Изучая, как два очень разных города сталкиваются с одной и той же экзистенциальной угрозой, мы получаем знания, необходимые для наметить наш собственный путь через воды впереди.