SCIENCE(サイエンス

都市が危機に瀕している:気候変動が都市の基盤を蝕む

科学的研究により、近年目撃されている気候変動が土壌、都市基盤、近代インフラに及ぼす影響を初めて定量化することができた。

この研究はノースウェスタン大学が行ったもので、Natureグループの学術誌『Communications Engineering』に掲載された。同グループはまた、他の近代的巨大都市の例として米国のシカゴ市を取り上げ、2050年までの予測モデルを開発した。

この研究から浮かび上がったのは、気候変動が土壌に及ぼす影響、特にいわゆる「地下熱バブル」は深刻かつ切実であるが、都市の地下を伝播するすべての熱を貯蔵し再利用する技術ができれば、財産にもなり得るということである。

Di Terabass - Opera propria, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11848631
気候変動が都市の基盤を危うくする
科学的研究により、近年私たちが目の当たりにしている気候変動が、土壌や都市の基礎、近代的なインフラに及ぼす影響を初めて定量化することができた。
Ansa foto
研究
この研究はノースウェスタン大学が行ったもので、ネイチャー・グループの学術誌『Communications Engineering』に掲載された。同グループはまた、他の現代の巨大都市の例としてアメリカのシカゴ市を取り上げ、2050年までの予測モデルを開発した。
Di Sea Cow - Opera propria, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=124625428
学者たちが明らかにしたこと
地盤は熱を帯びると変形する。この現象は、周辺の建物の基礎を過度に移動させ、ひび割れの発生を促進し、構造物の長期的な運用性能や耐久性に影響を及ぼす。学者たちも、これらの現象が地球温暖化によって引き起こされることに気づいており、この問題は解決するどころか、むしろ悪化していくと警告している。
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Azabudai_Hills_from_Skydeck,_May_2023.jpg#/media/File:Azabud
チャンスかもしれない
地下交通システムから地下に放出される廃熱や、太陽熱が地面や駐車場、地下構造物を暖める際に発生する廃熱を回収する方法が見つかれば、都市計画は地下の気候変動の影響を緩和することができるだろうし、さらに重要なのは、この熱をこれまで利用されたことのない熱エネルギー源として再利用する方法が見つかることだ。つまり、近年追求されている「グリーン化」の方向性にまさに合致する解決策なのである。
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アレッサンドロ・ロッタ・ロリアの言葉
この画期的な研究を率いたノースウェスタン大学のアレッサンドロ・ロッタ・ロリアは、「地下の気候変動は静かな危険である。地盤は温度変化によって変形しており、既存の構造物や土木インフラはこうした変化に耐えられるように設計されていない。この現象は必ずしも人々の安全にとって危険ではないが、基礎システムや土木インフラ全般の通常の日常業務に影響を及ぼすだろう。」と言う。
Di Lol19 - Opera propria, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12225530
シカゴのケース
最近、ロッタ・ロリアと彼のグループは、150個以上の温度センサーからなるワイヤレス・ネットワークをシカゴ・ループの地上と地下に設置した。センサーの設置場所は、ビルの地下、地下鉄のトンネル、地下駐車場、ロウアー・ワッカー・ドライブのような地下道などである。研究者たちは、3年間の十分な温度データを収集した後、シカゴが地下鉄トンネルを完成させた1951年から現在までの地温の変化をシミュレーションする目的で、3次元コンピューターモデルを構築し、現地で測定された値と一致することを確認した。その後、これらのデータを使って2050年までの予測モデルを構築した。
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/54/Jay_Pritzker_Pavilion,_Chicago,_Illinois,_Estado
シカゴのアンダーグラウンド
ロリアはまたしても、この調査でサンプルとなったシカゴの下層土がどのように設定されているかについて語る:「シカゴの粘土は、他の多くの細粒土と同様、熱を加えると収縮する。地下の温度が上昇した結果、ダウンタウンの多くの基礎は、望ましくない、ゆっくりとした、しかし継続的な沈下を起こしている。言い換えれば、これらの現象の原因はまったく異なるにもかかわらず、沈下する都市に住むためにベニスに住む必要はないのと同じである。」
Di Mark Fischer - Bangkok Expressway, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=
なぜ都市は温暖化するのか
答えは実に簡単だ。一般論として言えば、都市は人間の活動や日射による熱を建材が周期的に閉じ込め、大気中に放出するため、農村部よりも高温になるのである。
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