Voor vele jaren, klimaatverandering is een dreigende bedreiging in de hoofden van infrastructuuringenieurs. Maar onlangs, deze dreiging is veel duidelijker geworden voor het grote publiek. Veel effecten van klimaatverandering kunnen schadelijk zijn voor infrastructuur:veranderingen in extreme temperaturen, variaties in neerslag, zwaar weer, verhoogde zeespiegel, en in sommige gebieden een afname van de beschikbaarheid van schoon water.

"Recordbrekende regenval heeft geleid tot meer dan 20 ernstige overstromingen in delen van Texas, Oklahoma, Louisiana, Arkansas, Missouri, Iowa, Florida, Noord Carolina, en South Carolina in 2015 en 2016, " meldt Carnegie Mellon University Department of Civil and Environmental Engineering Professor Costa Samaras. "Deze gebeurtenissen hebben geleid tot de sluiting van twee luchthavens, overstroming van meer dan 200 huizen, talrijke evacuaties, auto's vastgelopen in hoog water die redding vereisen, en dodelijke plotselinge overstromingen."

Er is de afgelopen jaren een grote toename geweest van weers- en klimaatrampen met schade in de miljarden dollars in de VS. En deze aantallen zullen alleen maar blijven stijgen naarmate het klimaat verslechtert en onze civiele infrastructuur steeds meer overbelast raakt. Om toekomstige levens te redden, evenals onze steden, civiele en milieu-ingenieurs moeten in de toekomst informatie over klimaatverandering opnemen in hun ontwerpnormen. Maar dit is veel gemakkelijker gezegd dan gedaan.

Dit is waarom Samaras, samen met CEE Graduate Research Assistant Lauren Cook en Iowa State University Research Assistant Professor Christopher Anderson kwamen met een oplossing. In hun krant "Kader voor het opnemen van verkleinde klimaatoutput in bestaande technische methoden:toepassing op neerslagfrequentiecurven, " het team stelt een vijfstappenkader op om de herziening van ontwerpnormen te begeleiden door het gebruik van openbaar beschikbare klimaatmodelresultaten van toekomstige neerslag. Dit zal ingenieurs helpen bij het definiëren van de relevante aspecten van de bestaande normen die moeten worden bijgewerkt, selecteer vervolgens de relevante klimaatgegevens om de normen op de juiste manier bij te werken.

"Het probleem ligt in het gebruik van de output van veel verschillende klimaatmodellen, " zegt Samaras. "De meesten zijn het eens over de richting van de temperatuurverandering, maar trend en omvang van de neerslag varieert per locatie, wat leidt tot onzekerheid over hoeveel regen precies te verwachten. Dit maakt modellen en gegevens over klimaatverandering moeilijk toepasbaar op infrastructuurontwerp, die zeer specifieke en concrete instructies vereist."

Omdat klimaatmodellen geen zeer locatiespecifieke informatie kunnen geven, het is erg moeilijk voor infrastructuurontwerpers en andere belanghebbenden om deze modellen in hun besluitvorming te implementeren. Maar omdat standaarden voor infrastructuurontwerp zo veel worden gebruikt, de mogelijke publieke gevolgen van het negeren van de toekomstige effecten van klimaatverandering kunnen wijdverbreid en verwoestend zijn.

Tot dusver, het team heeft hun nieuwe model getest door het toe te passen op een gemeenschappelijke input van het ontwerp van regenwaterinfrastructuur:diepte-duur-frequentiecurven. Deze curven en hun toepassing zullen de prestaties en veerkracht van de hemelwaterinfrastructuur tijdens toekomstige extreme gebeurtenissen bepalen.

"Het onderzoek dat hier bij Carnegie Mellon wordt gedaan, kan leiden tot grote vooruitgang in de manier waarop steden en gemeenschappen zich voorbereiden op en ontwerpen voor de gevolgen van klimaatverandering, ", zegt Samaras. "Het is onze plicht als ingenieurs om na te denken over hoe de infrastructuur nu presteert, en in de toekomst."