जलवायु परिवर्तन की तैयारी के लिए बुनियादी ढांचे को कैसे उन्नत किया जा रहा है | नवाचार | स्मिथसोनियन - लेख, नवाचार, प्रौद्योगिकी, विज्ञान, हमारे ग्रह

जलवायु परिवर्तन पर सबसे हालिया अंतर्राष्ट्रीय रिपोर्ट समाज में व्यवधान की तस्वीर पेश करती है जब तक कि ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में भारी और तेजी से कटौती नहीं होती है।

अतीत के लिए डिजाइनिंग

इंफ्रास्ट्रक्चर सिस्टम बाढ़, गर्मी, जंगल की आग, तूफान और अन्य आपदाओं से बचाव की अग्रिम पंक्ति है। सिटी प्लानर और नागरिक अक्सर यह मानते हैं कि आज जो बनाया गया है वह इन खतरों का सामना करना जारी रखेगा, सेवाओं को जारी रखने और हमें बचाने के लिए अनुमति देगा क्योंकि उन्होंने अतीत में ऐसा किया है। लेकिन ये सिस्टम चरम घटनाओं के इतिहास के आधार पर डिज़ाइन किए गए हैं।

उदाहरण के लिए, पंप ऐतिहासिक वर्षा की घटनाओं के आधार पर आकार के होते हैं। ट्रांसमिशन लाइनों को डिज़ाइन किया गया है कि हवा के तापमान के सापेक्ष सुरक्षित संचालन स्थितियों को बनाए रखते हुए वे कितनी शक्ति ले जा सकते हैं। पुल को उन नदियों में प्रवाह की कुछ दरों का सामना करने में सक्षम बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो वे पार करते हैं। इन्फ्रास्ट्रक्चर और पर्यावरण अंतरंग रूप से जुड़े हुए हैं।

अब, हालांकि, देश अधिक बार इन ऐतिहासिक परिस्थितियों से अधिक है और अधिक बार और तीव्र चरम मौसम की घटनाओं को देखने की उम्मीद है। दूसरे तरीके से कहा, जलवायु परिवर्तन के कारण, बुनियादी ढांचे की तुलना में अब प्राकृतिक प्रणालियां तेजी से बदल रही हैं।

इंफ्रास्ट्रक्चर सिस्टम कैसे अनुकूल हो सकता है? पहले आइए उन कारणों पर विचार करें जो बुनियादी ढांचे की व्यवस्था चरम सीमा पर विफल हैं:

खतरा डिजाइन सहिष्णुता से अधिक है। यह गिरावट 2014 में फीनिक्स में अंतरराज्यीय 10 बाढ़ का मामला था, जहां बारिश की तीव्रता डिजाइन की स्थिति से अधिक थी।
इन समयों के दौरान पूरे सिस्टम में कम अतिरिक्त क्षमता होती है: जब कुछ गलत हो जाता है तो तनाव को प्रबंधित करने के लिए कम विकल्प होते हैं, जैसे कि राउटरिंग फ्लो, चाहे वह पानी हो, बिजली हो या ट्रैफिक।
हम अक्सर चरम घटनाओं के दौरान अपने बुनियादी ढांचे से सबसे अधिक मांग करते हैं, एक समय में सिस्टम को धक्का देते हैं जब थोड़ी अतिरिक्त क्षमता होती है।

धीरे-धीरे परिवर्तन भी गंभीर समस्याओं को प्रस्तुत करता है, आंशिक रूप से क्योंकि कोई भी विशिष्ट घटना नहीं है जो कार्रवाई के लिए कॉल करती है। इस प्रकार की स्थिति रखरखाव बैकलॉग और बजट की कमी के संदर्भ में विशेष रूप से परेशानी हो सकती है जो वर्तमान में कई बुनियादी ढाँचे प्रणालियों को प्रभावित करती है। क्या शहरों और कस्बों को केवल शालीनता में ढाला जाएगा कि उनके लंबे जीवनकाल के बुनियादी ढाँचे अब ऐसे नहीं चल रहे हैं जैसे उन्हें चाहिए?

वर्तमान में डिफ़ॉल्ट को लगता है कि पिछली सदी के लिए हमने जो कुछ भी बनाया है, उसमें से अधिक का निर्माण करने के लिए धन हासिल करना आवश्यक है। लेकिन इंफ्रास्ट्रक्चर मैनेजरों को एक कदम पीछे लेना चाहिए और पूछना चाहिए कि भविष्य में हमारे लिए हमारे इंफ्रास्ट्रक्चर सिस्टम को क्या करना चाहिए।

डिजाइन द्वारा फुर्तीली और लचीली

न केवल बदलती जलवायु, बल्कि विघटनकारी प्रौद्योगिकियों की चुनौतियों का सामना करने के लिए मौलिक रूप से नए दृष्टिकोणों की आवश्यकता है।

इनमें सूचना और संचार प्रौद्योगिकियों का बढ़ता एकीकरण शामिल है, जो साइबर हमले का खतरा बढ़ाता है। अन्य उभरती हुई प्रौद्योगिकियों में स्वायत्त वाहन और ड्रोन के साथ-साथ पारंपरिक बिजली प्रणालियों के स्थान पर आंतरायिक नवीकरणीय ऊर्जा और बैटरी भंडारण शामिल हैं। इसके अलावा, डिजिटल रूप से जुड़ी प्रौद्योगिकियां मौलिक रूप से हमारे आस-पास की दुनिया के व्यक्तियों के संज्ञान को बदल देती हैं: इस बात पर विचार करें कि हमारे मोबाइल डिवाइस अब हमें उन तरीकों से कैसे पुन: व्यवस्थित कर सकते हैं जो हम एक क्षेत्र में अपने स्वयं के यात्रा व्यवहार और यातायात के आधार पर पूरी तरह से नहीं समझते हैं।

फिर भी हमारी वर्तमान अवसंरचना डिजाइन प्रतिमान दशकों तक चलने वाली बड़ी केंद्रीकृत प्रणालियों पर जोर देते हैं और जो पर्यावरणीय खतरों को जोखिम के स्तर तक सीमित कर सकते हैं। समस्या यह है कि जोखिम का स्तर अब अनिश्चित है क्योंकि जलवायु बदल रही है, कभी-कभी उन तरीकों से जो बहुत अच्छी तरह से समझ में नहीं आते हैं। जैसे, चरम घटनाओं का पूर्वानुमान थोड़ा या बहुत बुरा हो सकता है।

इस अनिश्चितता को देखते हुए, चपलता और लचीलापन हमारे बुनियादी ढांचे के डिजाइन के लिए केंद्रीय होना चाहिए। हमारे शोध में, हमने देखा है कि इन लक्ष्यों को पहले से ही आगे बढ़ाने के लिए कितने शहरों ने सिद्धांतों को अपनाया है, और वे जो लाभ प्रदान करते हैं।

कुआलालंपुर में एक 'स्मार्ट' सुरंग शहर के तूफानी जल निकासी प्रणाली के पूरक के लिए बनाया गया है। (डेविड बोय, सीसी बाय)

क्वालालंपुर में, यातायात सुरंगें तीव्र वर्षा की घटनाओं के दौरान तूफानी जल प्रबंधन के लिए संक्रमण करने में सक्षम हैं, जो कि बहुक्रियाशीलता का एक उदाहरण है।

अमेरिका के उस पार, नागरिक-आधारित स्मार्टफोन प्रौद्योगिकियाँ वास्तविक समय की अंतर्दृष्टि प्रदान करने लगी हैं। उदाहरण के लिए, क्राउडहाइड्रोलॉजी परियोजना नागरिकों द्वारा जमा किए गए बाढ़ डेटा का उपयोग करती है जिसे सीमित पारंपरिक सेंसर एकत्र नहीं कर सकते हैं।

न्यूयॉर्क, पोर्टलैंड, मियामी और दक्षिण पूर्व फ्लोरिडा और शिकागो सहित कई अमेरिकी स्थानों में इन्फ्रास्ट्रक्चर डिजाइनरों और प्रबंधकों को अब इस अनिश्चित भविष्य के लिए योजना बनाने की आवश्यकता है - रोडमैपिंग नामक एक प्रक्रिया। उदाहरण के लिए, मियामी ने बुनियादी सुविधाओं को उन्नत करने के लिए 500 मिलियन अमेरिकी डॉलर की योजना विकसित की है, जिसमें नई पंपिंग क्षमता स्थापित करना और जोखिम-रहित पूर्ववर्ती संपत्ति की रक्षा के लिए सड़कें बनाना शामिल है।

ये योग्यताएं लचीलापन-आधारित सोच के साथ संरेखित होती हैं और देश को बड़े, मजबूत या अधिक अनावश्यक निर्माण के हमारे डिफ़ॉल्ट दृष्टिकोण से दूर ले जाती हैं।

अनिश्चितता के लिए योजना

क्योंकि खतरों के संबंध में अब अधिक अनिश्चितता है, जोखिम के बजाय लचीलापन भविष्य में बुनियादी ढांचे के डिजाइन और संचालन के लिए केंद्रीय होना चाहिए। लचीलापन का मतलब है कि सिस्टम चरम मौसम की घटनाओं का सामना कर सकता है और जल्दी से ऑपरेशन में वापस आ सकता है।

माइक्रोग्रिड तकनीक व्यक्तिगत भवनों को व्यापक बिजली आउटेज की स्थिति में संचालित करने की अनुमति देती है और बिजली प्रणाली को अधिक लचीला बनाने का एक तरीका है। (एमी वॉन / अमेरिकी ऊर्जा विभाग, सीसी बाय-एनडी)

इसका मतलब है कि बुनियादी ढांचा नियोजक केवल अपने डिजाइन पैरामीटर को नहीं बदल सकते हैं - उदाहरण के लिए, 100 साल की घटना के बजाय 1, 000 साल की घटना का सामना करने के लिए निर्माण। यहां तक कि अगर हम आने वाली शताब्दी के लिए इन नए जोखिम स्तरों का सटीक अनुमान लगा सकते हैं, तो क्या यह तकनीकी रूप से, आर्थिक रूप से या राजनीतिक रूप से इन अधिक मजबूत प्रणालियों के निर्माण के लिए संभव है?

यही कारण है कि लचीलापन-आधारित दृष्टिकोणों की आवश्यकता होती है जो अनुकूलन करने की क्षमता पर जोर देते हैं। पारंपरिक दृष्टिकोण मजबूती पर जोर देते हैं, जैसे कि एक लेवी का निर्माण जो समुद्र की एक निश्चित मात्रा में वृद्धि का सामना करने में सक्षम है। ये दृष्टिकोण आवश्यक हैं लेकिन जोखिम में अनिश्चितता को देखते हुए हमें अपने शस्त्रागार में अन्य रणनीतियों की आवश्यकता है।

उदाहरण के लिए, वैकल्पिक साधनों के माध्यम से बुनियादी ढांचा सेवाएं प्रदान करना जब हमारी प्राथमिक अवसंरचना विफल हो जाती है, जैसे कि तूफान के आगे माइक्रोग्रिड को तैनात करना। या, नियोजक इंफ्रास्ट्रक्चर सिस्टम को ऐसे डिजाइन कर सकते हैं कि जब वे विफल हो जाते हैं, तो मानव जीवन और अर्थव्यवस्था के परिणामों को कम से कम किया जाता है।

यह हाल ही में नीदरलैंड में लागू की गई एक प्रथा है, जहां राइन डेल्टा नदियों को बाढ़ की अनुमति है लेकिन लोगों को बाढ़ के मैदान में रहने की अनुमति नहीं है और किसानों को उनकी फसल खो जाने पर मुआवजा दिया जाता है।

अनिश्चितता नया सामान्य है, और विश्वसनीयता इस अनिश्चितता को संचालित करने और उसके अनुकूल होने के लिए अवसंरचना अवसंरचना पर टिका है। यदि देश पिछली सदी के बुनियादी ढांचे के निर्माण के लिए प्रतिबद्ध है, तो हम इन महत्वपूर्ण प्रणालियों की विफलता और उनके साथ आने वाले नुकसान की उम्मीद करना जारी रख सकते हैं।

यह आलेख मूल रूप से वार्तालाप पर प्रकाशित हुआ था।

मिखाइल चेस्टर, सिविल, पर्यावरण और सतत इंजीनियरिंग, एरिजोना स्टेट यूनिवर्सिटी के एसोसिएट प्रोफेसर; ब्रैडेन एलेनबी, राष्ट्रपति के प्रोफेसर और लिंकन प्रोफेसर ऑफ इंजीनियरिंग एंड एथिक्स, स्कूल ऑफ सस्टेनेबल इंजीनियरिंग और निर्मित पर्यावरण, इरा ए फुल्टन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग, एरिज़ोना स्टेट यूनिवर्सिटी; और सैमुअल मार्कोल्फ, पोस्टडॉक्टोरल रिसर्च एसोसिएट, शहरी लचीलापन एक्स्ट्रीमनेस सस्टेनेबिलिटी रिसर्च नेटवर्क, एरिज़ोना स्टेट यूनिवर्सिटी