正规欧洲杯买球网站的研究如何帮助加州应对气候危机的挑战

气候破坏已经到来, 带来了曾经难以想象的挑战:野火如此之大,如此之热,以至于它们创造了自己的天气, 破纪录的热浪和正在消失的塞拉积雪.

在这样的背景下, 数百名正规欧洲杯买球网站的科学家和研究人员正在努力帮助全州的人们应对这种情况, 用创新来灭火, 保护宝贵的水资源供应,加速向清洁能源的未来过渡.

州和联邦领导人是正规欧洲杯买球网站努力的关键合作伙伴, 提供必要的资金和支持. 政府. 加文·纽森提出的州预算 包括对正规欧洲杯买球网站气候适应工作的1.85亿美元投资. 如果得到批准, the funds would provide seed grants for promising research; exp和 regional innovation incubators focused on climate solutions; 和 support new workforce training 和 development hubs for climate-focused jobs.

以下是一些应对气候变化的努力,它们已经改变了加州人的生活:

野火响应

加州的野火越来越大,越来越热,越来越难以控制,其中七个 该州历史上最大的野火 发生在过去的四年里. 正规欧洲杯买球网站的研究人员正从多个方面应对这一新现实, 部署技术来帮助急救人员, 创造防灾建筑材料, 提供关于增强森林复原力的指导, 并提供资源-像这个入门 如何防火加固你的家 -帮助家庭应付.

眼睛在我们需要的地方

戴面具的男子看着巨大的屏幕上熊熊燃烧的野火
第一反应者在正规欧洲杯买球网站圣地亚哥分校的VRroom观察实时ALERTWildfire摄像机网络, 用于协作大数据分析的房间级可视化分析环境. 来源:正规欧洲杯买球网站圣地亚哥分校

正规欧洲杯买球网站圣地亚哥分校 尼尔·德里斯科尔与…一致 卡尔火 以及其他合作伙伴, 部署了840多台高科技红外摄像机的网络, 帮助消防员在第一次出现烟雾迹象时做出反应. 这些摄像头功能强大,可以在70多英里外探测到火灾. 的扩大 ALERTWildfire 网络可以让急救人员在到达现场之前就知道现场发生了什么.

“过去,我们的指挥官需要20到30分钟才能到达火场并做出决定, 现在有了摄像机, 我们会在接到第一份报告后几秒钟内做出反应,加州消防局圣地亚哥县部门负责人托尼·米查姆告诉记者 特里同杂志. “在转移资源或开始疏散时,额外的时间是重要的. 它正在发挥作用. 我甚至无法用言语形容最初的几分钟有多重要.”

预测野火的路径

科学家们还利用人工智能和超级计算机的力量来帮助陷入困境的消防员. 在正规欧洲杯买球网站圣地亚哥分校超级计算机中心, 首席数据科学官Ilkay Altintas 领导 WIFIRE实验室, 哪家公司能处理大量数据,为消防官员提供预测火灾轨迹的实时模型. 被称为“火图”,“这些模型利用的是起源点的数据, 地形, 天气和风况, 植被和更多的东西来描绘即将发生的事情.

"对于事故指挥官, WIFIRE fire地图是过去十年中最先进的决策工具之一,L说。.A. 消防部门消防队长Ralph Terrazas说. “Firemap为指挥官提供准确的实时数据,以帮助他们在优先分配资源或疏散哪些社区时做出指挥决定.”

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防灾住房所需的

穿着防护装备的人拿着喷灯对着土块
正规欧洲杯买球网站戴维斯分校.D. 候选人Nitin Kumar手持喷灯对着实验室自制的土块和木块. 图片来源:Karin Higgins/UC Davis

正规欧洲杯买球网站戴维斯分校结构工程师 米歇尔·索尔 是否正在开发新的方法来建造经济适用房,以承受地球上大部分的破坏. 联合主任 正规欧洲杯买球网站戴维斯分校气候适应研究中心在美国,他专注于一种非常古老的解决方案——一种已经存在了1万多年的方法. 这种“技术”是泥, 或者更确切地说,是一种被称为压缩稳定土块的工程形式.

如果设计正确, 压缩和稳定的土块可以承受7级地震, 5级飓风和3级龙卷风. 它们似乎也不受火的影响:当Barbato的团队在将近2点的时候在炉子里测试了这项技术,华氏200度, 土块的反应就像在窑里一样, 变得更像红砖.

尽管在土坯房屋开始出现之前还需要更多的研究, 它们可能成为一种具有成本效益的可行解决方案, 对环境友好,能够承受不可预测的气候变化.

“如果我们能重建得更好, 我们的设计不需要考虑风荷载或火灾荷载, 但对于那些我们认为我们的结构必须在未来生存的人,巴巴托说.

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有弹性的森林

五十多年来,正规欧洲杯买球网站伯克利分校的林业科学家一直在使用一种 内华达山脉北部4000英亩的实验森林 作为一个活生生的实验室,研究不同的土地管理实践如何降低严重野火的风险,提高森林对气候变化的适应能力.

处方烧伤现在是研究人员的主要工具之一 布洛杰特森林研究站 用于维持生物多样性, 减少严重野火的风险,并在干旱期间增加树木可获得的水量.

研究人员也开始认识到,几十年的灭火行动——以及森林在不受破坏的情况下最好的神话——已经在内华达山脉的大部分地区造成了危险的杂草丛生的状况. 加州的 土著居民使用火 早在欧洲人到来之前就开始照料这片土地.

水安全

长期以来,水一直是加州最宝贵、也是最具争议的商品之一, 有时会影响农业的需求, 环境和城市为了这种赋予生命的资源而相互竞争. 气候变化使得这种平衡更加困难. 但是,当我们进入又一个降雨量低于平均水平的年份时,有一个好消息:正规欧洲杯买球网站已经做到了 10个校区系统的深厚专业知识 加州供水的方方面面, 并与联邦政府密切合作, 州和地区机构充分利用每一滴水.

一个不为人知的解决方案,可以节省数十亿加仑的水

运河上的太阳能电池板
一幅太阳能覆盖运河的效果图展示了Nexus项目可能的样子. 资料来源:Solar AquaGrid

加州有4000英里长的渡槽. 正规欧洲杯买球网站默塞德分校和正规欧洲杯买球网站圣克鲁斯分校的研究人员提议用太阳能电池板覆盖它们,以减少蒸发,产生清洁电力——这是一个简单而聪明的想法,正在由特洛克灌溉区进行测试.

博士后学生布兰迪·麦昆发现,加州每年可以节约630亿加仑的水——足够灌溉50座城市,通过在该州的运河上部署太阳能电池板,可以减少1000英亩的农田,或满足200多万人的住宅用水需求. 这些电池板还将产生13千兆瓦的太阳能,大约是该州满足其需求的一半 清洁能源目标.

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确保农业和生态系统用水

正规欧洲杯买球网站默塞德分校的Joshua Viers说 正在领导一项合作努力,以提高干旱西部地区的农业和环境水恢复能力. 得到了一千万美元的资助 U.S. 农业部,努力 侧重于水银行,交易和改进数据驱动的管理实践 在美国缺水地区建立一个适应气候变化的未来.

Viers说:“很明显,一段时间以来,水资源短缺是我们的新现实. “在平衡农业和生态系统的需求方面存在很多挑战, 气候变化和干旱只会加剧如何维持水资源的艰难决定. 但是我们的顾问团队, 教育工作者和科学家迫切希望通过数据驱动的决策,为水资源紧张的地区确保一个适应气候变化的未来.”

在电力和水之间建立联系

山脉积雪,前面是棕色的田野
加州依靠内华达山脉的积雪在一年中缓慢地输送水. 资料来源:正规欧洲杯买球网站圣巴巴拉分校

水和能源有着千丝万缕的联系:加州惊人的19%的电力消耗用于与水有关的应用, 比如治疗, 运输, 泵送和加热. 此外,大约15%的州内发电来自水力发电. 随着地球持续变暖,气候变化将给这种相互依赖带来新的压力, 水的供应预计会减少, 而能源需求将会加剧.

正规欧洲杯买球网站圣巴巴拉分校 环境研究教授兰吉特·德什穆克说他与正规欧洲杯买球网站的其他科学家合作 绘制了水和能源之间的相互依赖关系图. 其目标是通过协调水和能源部门的行动和计划,帮助决策者更好地适应气候变化. 这项研究得到了能源部科学办公室和国家科学基金会的支持.

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应对极端高温

加州在2021年经历了有记录以来最热的夏天,预计未来几十年热浪将变得更加频繁和严重. 事实上, 极端高温是气候变化最致命的后果之一:它会以急性和慢性的方式影响健康和福祉, 从早产, 降低考试成绩, 生产力下降增加中暑的风险 在儿童和老人中. 影响 对贫困和少数族裔社区的影响尤为严重.

正规欧洲杯买球网站及其附属国家实验室的研究人员 开发解决方案 并与州和地区规划者分享建议. 例如,去年秋天,正规欧洲杯买球网站洛杉矶分校的环境政策专家 鲁斯金创新中心 评估了加州缓解极端高温的政策 建议在全州范围内采取综合措施.

即使是像种树这样简单的行为, 在城市地区,创造更多的绿色空间和安装反光屋顶可以起到显著的降温效果, 根据正规欧洲杯买球网站圣地亚哥分校教授詹妮弗·伯尼的研究. 

“智能城市规划不能继续被视为奢侈品,否则最脆弱的人群将进一步落后,全球数十亿人的高温痛苦将加剧,伯尼说. “为所有社区提供宜居的城市温度必须成为我们认为对城市活力和功能至关重要的东西.”

“为所有社区提供宜居的城市温度必须成为我们认为对城市活力和功能至关重要的东西.”
正规欧洲杯买球网站圣地亚哥分校的Jennifer Burney教授说

让你保持凉爽的智能屋顶涂层

伯克利实验室的科学家们已经开发出一种全天候的智能屋顶涂层,它可以在不消耗天然气或电力的情况下保持房屋冬暖夏凉. 这项突破性的技术,由 U.S. 能源部科学办公室在节能方面,美国比商用冷屋顶系统更胜一筹.

“我们的全天候屋顶涂料会自动从保暖到降温, 视室外气温而定. 这是一款无能源、无排放的空调和供暖设备。 Junqiao吴他是伯克利实验室的教员科学家 材料科学部 以及领导这项研究的正规欧洲杯买球网站伯克利分校材料科学与工程教授.

智能屋顶技术只是最新的创新 伯克利实验室的热岛小组, 一个致力于为建筑物降温的研究小组, 城市和地球通过建造屋顶, 人行道和汽车在阳光下更凉爽.

沿海洪水

洪水在谢尔曼岛的房屋周围上涨
洪水从沿着圣华金河的南岸275英尺宽的缺口淹没了谢尔曼岛, 就在萨克拉门托县的安提阿桥以西, 加州. 这些堤坝今天仍然很脆弱. 照片摄于1969年1月21日. 图片来源:Bob Dunn/加州水资源部

海平面上升并不是遥远的事情. 加利福尼亚沿海地区和全球其他低洼地区正日益受到与气候变化有关的洪水和侵蚀的威胁, 海平面上升和极端风暴事件.

布雷特•桑德斯, 正规欧洲杯买球网站欧文分校土木与环境工程教授, 正在领导一项多校区的努力,在加州最容易发生灾难性洪水的两个地区——大洛杉矶和萨克拉门托-圣华金河三角洲——创建详细的模拟.

它们易于掌握的可视化图像通过揭示洪水可能造成的破坏和破坏,帮助规划者和决策者做好减轻洪水的准备. 他们的模式也提高了居民的参与度, 积极分子, 公共工程官员, 应急管理人员和城市规划者.

“我们生活在一个洪水复杂的世界,”桑德斯说. “在大多数地方, 只有一小部分利益相关者能够获得有关洪水的预测,并有能力衡量拟议解决方案的成本和收益. 我们想让每个人都能使用这些工具.这项研究是由美国国家科学基金会资助的 海岸线 & 人计划.

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清洁能源

气候危机的规模和复杂性令人生畏,显然没有单一的解决方案可以解决它. 然而,正是这个问题的范围在加州掀起了一股前所未有的创新浪潮,清洁能源企业家们纷纷提出绿化电网的新想法, 从空气和海水中吸收碳排放, 并充分利用家庭太阳能.

为市场提供清洁能源解决方案

加州能源委员会,与正规欧洲杯买球网站和伯克利实验室合作,已经启动 CalTestbed 帮助这些创新进入市场. 有前途的创业公司可以访问正规欧洲杯买球网站校园内60多个世界级的测试设施,以便他们可以验证他们的产品并获得商业化帮助.

40家初创公司已经利用了UC的设备, 自两年前Cal测试台启动以来,我们一直在努力提高设备和专业知识, 该项目获得了1.08亿美元的后续资金,并创造了137个新工作岗位.

满足对可持续锂资源的迫切需求

锂是制造电动汽车电池和其他储存和使用电力的设备所必需的. 唯一的问题是:随着世界从化石燃料转向电动汽车日益普及,锂供应将出现严重短缺. 这种短缺可能会阻碍许多汽车制造商到2035年创造全电动库存的计划.

正规欧洲杯买球网站河滨分校(UC Riverside)和伯克利实验室(Berkeley Lab)正着手开展一项史无前例的努力,绘制出加州所谓的“锂谷”,并了解它是否能以可持续的方式满足美国对锂的迫切需求, 环保的方式. 这项研究是由美国农业部资助的.S. 能源部地热技术办公室.

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从空气和海水中吸取碳排放

高拉夫·桑特在实验室里做一个项目
高拉夫·桑特在他的实验室. 信贷:正规欧洲杯买球网站洛杉矶分校

正规欧洲杯买球网站洛杉矶分校的工程师们,由高拉夫·桑特(Gaurav Sant)领导 正规欧洲杯买球网站洛杉矶分校碳管理研究所, 有没有开发出一种方法,可以捕获发电厂和其他来源排放的二氧化碳,并将其转化为环保混凝土.

去年4月,桑特和他的同事成为 世界上第一个赢得XPRIZE的大学团队,挣7美元.凭借其创新流程的实力,在NRG COSIA碳XPRIZE全球竞赛中获得500万美元大奖.

工程团队已经从能源部和陈-扎克伯格倡议吸引了大量的资金和捐赠. 他们还有许多其他有前途的创新,包括 这是一种去除溶解在海水中的二氧化碳的过程. 这种节能的方法有可能在产生绿色氢的同时去除数十亿吨的二氧化碳, 清洁燃料. 桑特表示,其目标是创建一种可以在全球范围内扩展的商业模式.

“我们这样做是为了确保碳的去除既持久又耐用, 在几千到几百万年的时间里,桑特说. “你这样做的规模与全球相关. 这才是海洋变化的真正意义所在."

社会适应力

我们解决气候危机的最大希望

特蕾西·奥斯本在户外微笑
正规欧洲杯买球网站默塞德分校复杂系统管理系教授特蕾西·奥斯本领导着正规欧洲杯买球网站气候正义中心. 来源:正规欧洲杯买球网站默塞德分校

从极端高温和空气污染到洪水和野火, 有充分的证据表明,加州和世界各地的低收入社区和有色人种社区受到气候变化影响的影响不成比例.

两个uc范围内的努力集中在确保气候适应和解决方案反映加州最弱势群体的需求和观点.

正规欧洲杯买球网站气候健康与公平中心, 由正规欧洲杯买球网站旧金山分校的Sheri Weiser和Arianne Teherani领导, 是否利用卫生部门的专业知识和领导力来推动以健康为优先事项的雄心勃勃的气候行动, 平等和尊重所有群体.

正规欧洲杯买球网站气候正义中心,由正规欧洲杯买球网站默塞德分校领导 特蕾西奥斯本, 寻求解决气候变化根源的解决方案, 包括社会, 种族和环境的不公正. 的 multicampus effort is organized around six pillars: Just transition; social, racial 和 environmental justice; Indigenous climate action; community resilience 和 adaption; natural climate solutions; 和 climate education 和 engagement.

“虽然经济问题和技术很重要, 我们需要一种以公平和正义为指导的不同方法. 这一点很重要,因为它使更广泛、更多样化的人群能够从公正的角度来看待气候变化,奥斯本说. “这也很重要,因为气候正义解决方案解决了气候变化的根本原因, 不仅仅是症状, 通过这样做, 同时解决其他相互关联的社会问题, 种族和环境问题.

“这不仅符合道德规范,也是我们解决气候危机的最大希望.”


标题图:正规欧洲杯买球网站合作推广中心的森林顾问苏茜·科克访问了太浩西湖2007年安哥拉大火后正在恢复的地区. 资料来源:Elena Zhukova/正规欧洲杯买球网站.