Al decenia, de laaggelegen wijken langs de Baai van San Francisco hebben te maken gehad met overstromingen van de kust en de daaropvolgende verkeersstoringen. Maar een nieuw rekenmodel van Stanford-onderzoekers onthult dat, vanwege de aard van het wegennet in de regio, forenzen die buiten de overstromingsgebieden wonen, kunnen de grootste vertragingen oplopen.

Door verkeersmodellen te integreren met regionale overstromingskaarten, onderzoekers hebben aangetoond hoe verstoringen van woon-werkverkeer in San Francisco Bay Area zich aanzienlijk landinwaarts verspreiden, het creëren van langere vertragingen voor gemeenschappen met schaarse wegennetwerken dan voor die in de gebieden met overstromingen. Klimaatverandering verergert de situatie door de kans op extreme gebeurtenissen zoals overstromingen te vergroten. Het onderzoek, gepubliceerd op 5 augustus in wetenschappelijke vooruitgang , onthult dat het meten van de dichtheid van het wegennet belangrijker kan zijn voor het begrijpen van de veerkracht van gemeenschappen tegen overstromingsgerelateerde pendelvertragingen dan de daadwerkelijke blootstelling aan overstromingen.

"In de rampenwetenschap we zeggen meestal dat het gevaar de olifant in de kamer is en de andere dingen zijn details, maar deze studie zegt dat de olifant in de kamer echt de bestaande structuur is, de bestaande kwetsbaarheid, " zei senior auteur Jenny Suckale, een assistent-professor geofysica aan de School of Earth van Stanford University, Energie- en milieuwetenschappen (Stanford Earth). "In dit geval, het is de schaarste van het wegennet."

De studie is de eerste die de indirecte effecten van overstromingen in de Bay Area kwantificeert, die veel moeilijker te meten zijn dan directe effecten, zoals de kosten in verband met overstromingsschade aan gebouwen, volgens Suckale. Het ontrafelen van de indirecte gevolgen van gevaren is een steeds belangrijker richtlijn geworden van het Intergouvernementeel Panel voor klimaatverandering (IPCC) bij het plannen van toekomstige klimaatscenario's, inclusief zeespiegelstijging die de kustoverstromingen zal doen toenemen.

Waarschijnlijke kustoverstromingsscenario's

De onderzoekers hebben gemodelleerd hoe overstromingen de komende 20 jaar individuele pendelaars zullen beïnvloeden door het wegennet te integreren, volkstelling en verkeersgegevens uit de periode 2010-20 met regionale overstromingskaarten uit het programma Adapting to Rising Tides, die waren ontworpen om de planningsinspanningen voor aanpassing aan de zeespiegelstijging te ondersteunen.

"We hebben geen aannames gedaan over hoe de bevolkingsgroei of forenzen de komende twee decennia zouden veranderen, " zei hoofdauteur Indraneel Kasmalkar, een technische Ph.D. kandidaat verbonden aan het Stanford Institute for Computational and Mathematical Engineering (ICME). "En als er substantiële veranderingen zijn in het woon-werkverkeer, we kunnen onze simulaties dienovereenkomstig bijwerken."

De modellen bevatten verkeer van privévoertuigen tijdens woon-werkverkeer in de ochtendspits met een basislijn van geen overstromingen en waterstanden van 12 inch, 24 inch en 36 inch. Die niveaus kunnen worden bereikt door verschillende omgevingscondities, zoals een stormvloed die tijdens vloed toeslaat, seizoensgebonden waterstandvariabiliteit zoals de El Niño Southern Oscillation, zeespiegelstijging of combinaties van deze omstandigheden.

"Deze waterstanden zullen waarschijnlijk de komende twee of drie decennia plaatsvinden, " zei Suckale. "Dit is niet puur hypothetisch, hoe dan ook in het slechtste geval - dit is ruim binnen wat we zouden verwachten te zien. Het probleem is hier, en we hebben een kans om er iets aan te doen."

Brede blik werpen

De onderzoekers waren verrast toen ze ontdekten dat de gevolgen van het woon-werkverkeer zo los stonden van de aard van het gevaar. Bijvoorbeeld, inwoners van Santa Rosa in de North Bay - meer dan 20 mijl verwijderd van de kustlijn van de Bay - kregen te maken met meer vertragingen in het woon-werkverkeer dan mensen die op het schiereiland woonden.

Op het 12-inch waterniveau, 20 tot 50 procent van de inwoners van de stad Santa Rosa zou te maken krijgen met overstromingsgerelateerde vertragingen van 30 minuten of meer. Maar minder dan 5 procent van de inwoners van Silicon Valley, namelijk de provincies Santa Clara en San Mateo, zou met soortgelijke vertragingen te maken krijgen. zelfs bij het 36-inch waterniveau. Deze ongelijkheid is een gevolg van de verschillen in het onderliggende wegennet. Silicon Valley heeft een dicht wegennet met meerdere potentiële routes, terwijl de regio North Bay een relatief dun wegennet heeft.

De simulaties presenteren verschillende mogelijke scenario's, zodat planners kunnen onderzoeken wat er kan gebeuren bij verschillende waterstanden. De bevindingen suggereren dat andere gevaren, zoals bosbranden of orkanen, zou ook vooral leiden tot vertragingen in regio's met vergelijkbare kenmerken van het wegennet.

"Deze indirecte effecten waar we zo bezorgd over zijn, zijn misschien niet eens zo afhankelijk van het gevaar, "Zei Suckale. "Ze kunnen eigenlijk vrij gelijkaardig zijn voor verschillende gevaren, alleen omdat ze niet alleen door het gevaar zelf worden gedreven."

De resultaten benadrukken het belang van het creëren van duurzame praktijken op een brede, regionaal niveau in plaats van lokaal, dat is vaak hoe klimaatadaptatiebeleid wordt uitgevoerd.

"We moeten uitbreiden om verschillende gemeenschappen met elkaar te laten praten en om de gevolgen te begrijpen die verder gaan dan alleen de gebieden van overstromingen, " zei mede-hoofdauteur Katy Serafin, die onderzoek deed voor het project terwijl een postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Suckale.

"Als mensen denken dat het probleem hen niet raakt, ze zijn misschien minder bereid om aanpassingsprojecten te ondersteunen die gunstig kunnen zijn voor een groot aantal mensen in de Bay Area, " zei Serafin, die nu een assistent-professor geografie is aan de Universiteit van Florida.

Lokaal denken

Het onderzoeksproject kwam tot stand door middel van een jaarlange service-learning cursus in het academiejaar 2017-18, De toekomst van de Bay Area vormgeven.

Zuignap, die de cursus geeft samen met co-auteur en docent geofysica Derek Ouyang, zei dat ze verrast was dat meerdere belanghebbenden ervan uitgingen dat alleen mensen die in de overstromingsgebieden wonen zouden worden getroffen. Die gesprekken benadrukten het belang van het onderzoeken van de gevolgen van overstromingen in de Bay Area, ze zei.

De co-auteurs werkten samen met belanghebbenden, waaronder de Metropolitan Transportation Commission en de Bay Conservation and Development Commission via het Stanford Future Bay Initiative, een Stanford onderzoeks- en onderwijspraktijkpartnerschap opgericht door Suckale.

Ze interviewden ook leden van de gemeenschap, zoals inwoners van East Palo Alto die zich zorgen maken over omgeleid verkeer waardoor de kans op ongevallen in hun buurt toeneemt. In bepaalde delen van de Bay Area, bewoners hebben routes verwijderd uit navigatie-apps om overloopverkeer te verminderen, maar gemeenschappen met een laag inkomen hebben misschien niet gemakkelijk toegang tot dergelijke opties, zei Sukel.

"Op een heel fundamenteel niveau Ik denk dat dit onderzoek vraagt ​​wie wordt getroffen door deze gevaren, "Zei Suckale. "We moeten nadenken over hoe we het overloopverkeer beheren en hoe we ervoor zorgen dat gemeenschappen die al benadeeld zijn hier niet onevenredig onder lijden."