沿海复原力迫在眉睫的最后期限

沿海复原力迫在眉睫的最后期限 上升的海洋，破坏性的浪潮和沿海基础设施的风险 HIGHTS 居住在美国沿海社区的近9千万人依赖着一系列关键基础设施——从学生就读的学校到提供电力和清洁水源的电力及污水处理厂。然而，由美国关心科学家联盟领导的研究显示，在接下来的几十年内，气候变迁导致的海平面上升将使沿海地区的超过1600个关键基础设施资产每年至少遭受两次破坏性的洪水侵袭。未来洪水对公共住房和经济适用房构成了特别威胁。这种负担不均衡地承担着：到2050年，面临风险的基础设施中超过一半位于基于历史和持续存在的种族歧视、偏见和污染而处于不利地位的社区。本世纪后期可能面临的基础设施风险量在很大程度上取决于各国对全球温室气体排放的选择。决策者、公众以及私营部门决策者必须立即采取基于科学的措施来保护关键基础设施，并实现真正的长期海岸韧性。 随着气候变化导致的海平面上升，美国沿海地区的关键基础设施正日益受到高潮期洪水的攻击。弗吉尼亚州诺福克市，由于沿海洪水风险，一处公共住房开发被拆除，迫使原住民“提德沃特花园”的居民为重返社区的新经济适用房权益而斗争（Murphy,2021）。南卡罗莱纳州查尔斯顿，由于潮汐洪水导致的下水道溢流，不健康的、部分处理过的废水被排入附近的水域（Shailer,2024）。而在目前经常遭遇高潮期洪水且对海平面上升极为易感的佛罗里达州迈阿密，尽管已有数十亿美元的基础设施受损，但建筑热潮仍在继续（Iacurci,2024） 。 即使没有风暴或大量降雨，由气候变化驱动的高潮位洪水——“晴天”洪水——在美国沿海地区正在加速发展。越来越明显的是，美国的大部分沿海基础设施 （包括K-12学校、电力变电站、紧急服务、公共住房以及棕地）均是在已不存在的气候条件下建造的。当这些资产在建造时被认为是安全的，但现在它们面临着定期被海水淹没的风险。 随着海平面上升的进展，破坏性的洪水将威胁到沿美国海岸线部署的数千座关键建筑和设施。这种洪水可能干扰提供基本社区服务，并使社区面临有害污染物的暴露风险。 这一由关心科学家联盟（UCS）进行的分析揭示了当前及近期存在巨大风险的关键基础设施数量，可能影响数百万沿海居民。我们在这里定义为关键基础设施考虑到这些资产和设施为维持日常生活提供了必要的功能（CISA,n.d.），包括学校、医院、公共和经济适用住房、能源基础设施以及污水处理厂。我们还包含了已知的工业污染地点，如果发生洪水，可能会使人们接触到有毒或危险污染物。分析的关键基础设施列表在某些情况下比美国政府定义中包含的类型更为广泛，但并未涵盖所有可能引起个别社区担忧的类型；我们的选择旨在包括对人们健康和福祉至关重要的基础设施，并且有系统性的数据可用（参见本分析部分）。 社会高度重视基础设施资产的无障碍运行及其持续提供的基本服务（Weijnen和Correljé,2021）。通常情况下，且情理之中，社区对于风险具有较低的容忍度。 这些资产（Collini等，2022年）涉及到。因此，在如此短的时间框架内，沿海地区的关键基础设施面临破坏性洪水的风险，这非常危险。某些地区受这种洪水的影响比其他地区更为严重 ，而那些由于长期的种族和社会经济不平等而已经承受着沉重环境负担的未被充分服务的社区，通常有更多面临风险的基础设施和较少的资源来应对这种风险。 这份列表并未详尽列举对社区至关重要的基础设施。出于多种原因未包含的重要资产包括交通基础设施、地下空间（如地铁站）、饮用水设施以及为老年人提供及其他护理服务的设施（Ayyub、Braileanu和Qureshi,2012；Walker和Ayyub,2022） 。关于类别定义的更多信息，请参阅www.ucsusa.org/resources/looming-deadlines-coastal-resilience中的详细方法论文档 。 分析表明，一些社区的基础设施已经面临来自高潮位的破坏性洪水风险。随着未来几年海平面上升，越来越多的社区时间紧迫。前景令人沮丧：消防站每月遭受洪水侵袭；海水频繁导致整个街区电力中断；成千上万低收入住房居民因高潮而被困；以及工业污染的水渗透到土地和土壤中，扩散毒素遍及住宅区域。 美国可以应对即将到来的危机，但必须在所有层级迅速行动，通过政策制定者、规划者和私营部门的深思熟虑的决策，并在社区层面与居民合作，设计出既能保护关键建筑和服务，又能迁移至更适合位置的解决方案，确保这些设施对依赖它们的人们保持其效用。 Findings 2020年和2030年：关于面临风险的基本资产、建筑物和服务的数量 我们的2020年结果表明，全国范围内约有900个关键基础设施资产已面临每年两次或更多次破坏性洪水的风险。公共和可负担住房构成了面临最大风险的资产类别；工业污染场地、能源基础设施以及公共安全与健康设施也高度暴露于风险中。在某些情况下，沿海防御措施如海堤、提升建筑及其他防洪措施阻止了潜在的洪水发生，这些措施在我们基础数据中并未得到充分捕捉。然而，当前分散的沿海防御体系和风险缓解措施不太可能完全抵挡住即将来临的更频繁、更广泛的淹水（Hermans等，2023）。 关于此分析 我们通过2100年分析了加速海平面上升下的关键沿海基础设施暴露情况，涉及三种情景（Sweet等，2022年）：一种低情景导致全球海平面上升1.6英尺；一种中等情景导致海平面上升3.2英尺；以及一种高情景导致海平面上升6.5英尺。参见第1节，第3页。这些情景下海平面上升范围相对狭窄，直到中期，但到本世纪后半期时会逐渐扩大，这主要取决于全球温室气体排放量。 在中等情景下，我们从2020年至2030年的数据表明，每年受到两次或更多颠覆性洪水事件影响的基础设施数量急剧增加 。全国范围内，2020年为904个资产，而2030年则增加至1085个资产，增幅约为20%（见表2，第5页）。这一短期内的暴露度增加主要归因于过去的全球碳排放，本世纪末之前不同海平面上升情景下的差异相对较小。 为了评估即时、短期和长期的风险，我们基于三种未来情景，在2020年、2030年、2050年和2100年对洪水情况进行描述。对于每个时间区间和情景，我们计算了每年哪些关键设施会分别被淹没两次（每半年一次）、十二次（平均每月一次）或二十六次（平均每周两次）。在整个报告中，我们将任何水深下出现上述频率的洪水情况统称为破坏性洪水在我们的分析中，洪水的增加完全由海平面变化和潮汐高度的变化驱动。虽然未包含在分析中，但波动力学、风暴潮、降水、河流排水和地下水动力学确实可以并且会贡献于沿海洪水（Mooney等，2024年）。 在中等情景下，面临风险的2030年关键基础设施资产中，约有717个每月会被洪水淹没，较2020年的状况增加了17%。这些社区1到2030年面临风险的基础设施目前容纳了近220万人 ——大致相当于休斯顿的人口（CensusReporterProfile2022 ）。新泽西州的亚特兰大城是这一时期受影响最严重的社区之一，预计到2030年，该地区有44个公共和经济适用房设施每年将两次遭受洪水威胁。这一时间框架内，路易斯安那州南部的社区也将受到严重的影响。在拉法耶郡的拉雷恩镇，16栋公共住房建筑、一个电力变电站以及一个警长办公室都面临着到本世纪末每年两次的洪水威胁。 Thisanalysisincludessixcategoriesofcriticalinfrastructure(seeTable1,p.4,andMethodology,p.14,fordetails).Notethat 值得注意的是，被指定为不利地区的社区每人口所包含的高风险资产几乎是非不利地区社区的两倍。在整个报告中，我们将定义...令人沮丧的社区正如那些由 BOX1. 海平面上升情景和中等情景结果的使用 美国跨部门工作组开发了适用于本研究的三个情景（图1），预计到2100年全球海平面上升平均为6.5英尺、3.2英尺和1.6英尺 （Sweet等，2022）。根据工作组的说法，这些情景分别被称作高、中、和中低。在本报告中，我们将它们统称为 high,介质,andlow分别而言。尽管每个单独的情景都有不确定性范围，但本分析中描述的结果指的是每个情景的平均海平变化。 这些情景被用来评估基于当地风暴强度和潮汐特性变化导致洪水频率变化的情况，包括18.6年的节点潮汐周期——一个影响潮汐水平但通常不纳入对未来洪水评估的自然循环（Thompson等，2021年）。节点潮汐周期的峰值放大了潮汐高度，因此在量化未来洪水风险时考虑这一因素至关重要。重要的是，在美国海岸线上，本地因素的结合——如由石油和天然气开采导致的自然和人为引起的土地下沉——会对潮汐周期产生影响，并进一步影响洪水风险。 并且地下水资源提取-是导致许多地方（包括弗吉尼亚州诺福克和德克萨斯州加尔维斯顿）海平面上升速度超过全球平均水平的原因。到2100年，这两个城市分别会经历7.2英尺和8.2英尺的上升，高情景下（NASA跨机构海平面上升情景工具2022 ；Yin2023）。 随着地球因人类导致的温室气体排放而变暖，陆地上的冰继续缩小，向海洋中增加水体。与此同时，海水体积增加，占据更大的空间。这些过程在数十年至数世纪的时间尺度上进行（Sadai等，2020；Strauss、Kulp和Levermann，2015；Strauss等 ，2021），因为像二氧化碳这样的温室气体在大气中持续存在几十年，并且地球的冰盖和海洋对这些气体引起的变暖反应缓慢。即使全球所有温室气体排放立即停止，过去的排放已确保海平面持续上升。到2050年，相对于21世纪中期的预测，这一时期内海平面上升的差异相对较小。 继续第4页 图1到2100年全球海平面上升预测 7 6 范围 全球平均海平面上升 (feet) 5Low 4介质 中位数 High 3 Observations 2 1 0 -1 1880 1900 1920 1940 19601980 20002020 Year 204020602080 2100 自1880年以来，全球各地潮汐测量站观测到的平均海平面已上升约8英寸。预计到2050年，美国无论在此期间额外释放了多少温室气体，其平均海平面上升幅度约为1英尺。值得注意的是，许多地点因当地因素（如地面沉降和地下水开采）可能会经历更多海平面上升。然而，在2050年至2100年间，低情境与高情境下的可能海平面上升结果范围以及每种情景的不确定性范围 ，反映了潜在的全球温室气体排放轨迹以及这些排放对地球系统的潜在响应。 来源：教堂和白色2011；林赛2022；SWEETETAL.2022；汤普森ETAL.2023；UHSLC，N.D. 箱1,从第3页开始继续 由于大部分的海平面上升至本世纪中叶是由迄今为止的温室气体排放所导致的，因此这些情景分析基于这一事实。然而，在后半世纪，主要的差异开始显现，那时全球排放路径和冰盖动态的未确定影响开始影响海平面上升的程度和速率。 本报告专注于中等海平面上升情景。尽管高情景可能合理地用于指导风险容忍度极低的情况下的决策——例如，在评估理想情况下不应暴露于洪水中的关键基础设施时——高情景下2100年预计的海平面上升量目前被认为实现的可能性非常低（Collini等，2022年；Sweet等，2022年）。然而，高情景下2050年预计的海平面上升量，无论哪种情景，都将在本世纪内发生（Sweet等，2022年）。 考虑到资产和服务之间的相互关联网络以及关键基础设施预期的长期寿命，在资产生命周期内对洪水复原力的不足投资可能会造成高昂的成本。从当前到本世纪中叶采取与高情景相符的适应措施最终将是必要的，这可能使此类预备性投资成为一种合理且稳健的短期风险管理策略。抵御风暴潮风险，尤其是海平面上升背景下的风险，也是投资更实质性的适应措施的一个重要理由。 海平面上升情景和预测将不可避免地随着数十年的推进以及对冰川动力学达到“临界点”的可能性的科学理解的发展而改变。本世纪后