2012年,波士頓躲過了一場災難。如果桑迪早四小時到達,許多波士頓人就會從腳踝到臀部深陷海水。
在全球範圍內,海平面正在上升,為沿海城市帶來了更大的風暴潮和更高的潮汐。在波士頓,最持久的提醒是定期發生的「令人討厭的」洪水——漲潮期間海水溢出到道路和人行道上。這些令人討厭的事件是未來更加潮濕的預兆,預計極端高潮將每天發生。
紐約市城市研究和倡導公司區域規劃協會的環境規劃師羅伯特·弗羅伊登伯格表示:“東海岸一直抱有一種後桑迪心態,要在下一次大桑迪到來之前做好準備和應對。”但一種更持久的威脅正在逼近。 「海平面上升是不會消失的洪水,」他說。 “在不久的將來,我們一些最發達的地方可能會被永久淹沒。”
波士頓就是其中之一,並沒有等到遭遇災難性的大雨才採取行動。自颶風桑迪來襲以來的七年裡,市政府氣候準備波士頓該倡議制定了一項全面的、以科學為驅動的總體規劃,以保護基礎設施、財產和人民免受日益不可避免的風暴潮和海平面上升的影響。這座以活躍著稱的城市打算為下一次桑迪以及有望成為新常態的令人討厭的潮汐做好準備,而其他美國沿海城市正在努力跟上。
水總是勝利
英國殖民者於 1630 年在森林茂密的肖穆特半島的淡水泉旁建立了波士頓。到了 1800 年代,這些樹木已被繁忙的貿易港口所取代。隨著人口的增長,勤奮的居民開始用岩石、泥土和垃圾填充潮灘和沼澤地,以創造更多的可建造空間。到了 1900 年代初,這座城市的地理土地面積增加了兩倍。南端、查爾斯敦、東波士頓、後灣和市中心街區,包括歷史悠久的法尼爾廳和新英格蘭水族館等景點,都建在垃圾掩埋場上。甚至洛根國際機場也是建在曾經是五個島嶼的填滿的灘塗之上。
創造空間
波士頓最初的海岸線(綠色)包括肖穆特半島,該市於 1630 年在此建立。

當然,早期的波士頓人並不知道海平面上升有一天會威脅到以前的低地。波士頓擁有比美國大多數主要城市更多的填充土地面積和 75 公里的海岸線,是因海平面上升而遭受洪水侵襲的第五大沿海城市根據世界銀行的數據,就潛在損害的總體成本而言,美國排名第三,僅次於邁阿密、紐約、紐奧良和坦帕,也是世界上第八個最脆弱的城市。
當涉及沿海洪水時,波士頓有很多困難。該市的官方海拔為 14 米,但其最低地區位於海平面。
上個世紀,波士頓港海平面上升了約28厘米,原因是隨著海洋變暖,海水熱膨脹(SN 線上:2018 年 9 月 28 日)以及遠處冰蓋的融化。保守預測波士頓海平面到2030 年將上升約15 厘米,到2050 年將上升33 厘米,到2100 年將上升149 厘米。會上升同樣多到 2100 年將增至 3 公尺。
新英格蘭和加拿大東海岸擁有獨特的地理因素組合,可在漲潮時將水推向內陸更遠的地方:該地區的淺海底地形往往會將水輸送到更高的內陸,而且靠近墨西哥灣流(一種主要洋流)從墨西哥灣沿著東海岸延伸的河流也有助於放大潮汐。由於海洋溫度上升,墨西哥灣流速度減慢,導致更多的水沿著東海岸堆積並引發漲潮弗吉尼亞州諾福克市奧道明大學的物理海洋學家塔爾·埃澤 (Tal Ezer) 在 6 月的報告中指出地球的未來。
2017 年,波士頓創紀錄的22次滋擾潮汐(波士頓將潮汐定義為高於平均海平面 3.8 公尺的潮汐),根據美國國家海洋暨大氣總署 2018 年的一份報告。馬薩諸塞州伍茲霍爾集團的海岸工程師柯克·博斯馬表示,隨著海平面上升,到本世紀中葉,海港和波士頓的其他一些地區可能每天都會發生潮汐洪水。
綜合危險
隨著海平面上升,漲潮也會上升。當風暴在高潮時來襲時,風暴潮和高潮的組合就是風暴潮。在波士頓港,2018 年 1 月有記錄的最高風暴潮達到海拔 4.6 米,造成大面積洪水。

極端漲潮時發生洪水,當沒有暴風雨的時候,已經發生在東波士頓、查爾斯敦和市中心海濱(SN 線上:2019 年 7 月 15 日)。麻薩諸塞大學波士頓分校環境政策專家戴維‧卡什(David Cash) 在他的辦公室俯瞰多爾切斯特灣(Dorchester Bay) 和莫里西大道(Morrissey Boulevard)(一條主幹道和通往校園的主幹道),親眼目睹了漲潮洪水。 「莫里西大道現在每年在藍天的漲潮時都會發生幾次洪水,」卡什說。
博斯馬說,如果風暴在漲潮時襲來,影響會大大放大,形成風暴潮。波士頓位於冬季東北颶風和大西洋颶風的路徑上,其強度正在增加美國國家海洋暨大氣總署 (NOAA) 7 月報告了當前全球暖化和颶風研究的概述。當風暴潮和大雨或大雪襲擊沿海城市時,混凝土數量多於吸收性沼澤地,兩者的結合可能會淹沒城市排水系統並導致洪水。

即使以新英格蘭的標準,2018 年的冬天也充滿了暴風雨。一月份,冬季風暴格雷森為波士頓帶來了 40 多厘米的積雪。街道被淹沒的深度足以使大型垃圾箱漂浮在黑暗冰冷的水中。
「暴風雨期間,漲潮直接越過海堤,穿過街道,湧入我辦公大樓的停車場,」海港國會資產管理公司的股票交易員喬爾·卡彭特 (Joel Carpenter) 說。當大型犁車駛過約一公尺深的海水,將巨大的冰塊推開時,卡彭特想知道他該如何回家。 “公共交通被關閉了。”他必須穿過齊腳踝深的水,到達距離他辦公室幾個街區的地方,優步願意接他。
當海水漲至高潮線以上 4.6 公尺時,格雷森打破了 1978 年創下的最高風暴潮紀錄。僅僅兩個月後,也就是三月,冬季風暴萊利又帶來了創紀錄的風暴潮。博斯馬說,就像 2012 年一樣,這座城市很幸運:萊利沒有在漲潮時襲來。 “如果萊利與生皮潮一起發生,那將是災難性的。”
事實上,公共交通陷入癱瘓,國民警衛隊不得不介入幫助疏散受困的駕駛和居民。 「這些風暴事件確實敲響了警鐘,」卡什說。 “我們的未來將是潮濕的。”
齊心協力
當冬季風暴來襲時,波士頓已經開始認真保護自己免受洪水侵襲。 2015 年,官員們組成了波士頓研究諮詢小組 BRAG,將波士頓的研究人員聚集在一起,指導波士頓氣候準備的科學決策。
「BRAG 就像波士頓的一個小型政府間氣候變遷專門委員會,」BRAG 成員、波士頓馬薩諸塞大學水文學家 Ellen Douglas 說道。 BRAG 結合了同行評審的文獻和當地發布的數據來預測熱浪、風暴和海平面上升對波士頓的具體影響。
2016年,BRAG發布了第一份報告,“波士頓的氣候變遷與海平面上升預測」。參考文獻很長,引用了 100 多項研究。
根據報告中概述的各種海平面上升情境的機率,波士頓正在為海平面上升 100 公分做好準備。未來的分區和沿海恢復項目——旨在保護人民和財產免受洪水侵襲的項目——將需要防止海平面上升至少 100 公分(約一碼)。
綠絲帶委員會(Green Risbon Commission) 的高級成員巴德·里斯(Bud Ris) 表示,「我們利用BRAG 的海平面上升估計,對城市在不同時間範圍內如何、何時、何地受到影響進行了全面的脆弱性評估」。為波士頓氣候準備提供建議的商業、機構和公民領袖。
海水上升
波士頓的幾個社區和公共機構位於低窪垃圾掩埋場(左)。波士頓氣候準備計畫正在為該市應對海平面上升約 100 公分(右)做好準備,如果不採取行動,數個地區(深藍色)將被淹沒。

波士頓的幾個社區和公共機構位於低窪垃圾掩埋場(上)。波士頓氣候準備計畫正在為該市做好應對海平面上升約 100 公分(下圖)的準備,如果不採取行動,數個地區(深藍色)將被淹沒。

波士頓在全球排名第八沿海洪水造成的預期經濟損失根據 2013 年的一項研究,預計 2005 年每年將達到 2.37 億美元,到 2050 年每年將達到 7.41 億美元自然氣候變化。 「這些數字非常明顯地體現了前期成本和行動呼籲,」里斯說。 “如果我們現在不做這項工作,以後我們會付出更多。”
適應的代價是令人畏懼的;預計未來 50 年將達到數十億美元。 4 月,波士頓市長馬丁沃爾什(Martin Walsh) 承諾,2020 年該市34.9 億美元資本預算中的10% 將用於資助防災項目,例如抬高主要道路,以及用可淹沒的綠地取代海岸線現有的混凝土結構和人行道。
里斯說,儘管需要更多資金,但馬薩諸塞州有為昂貴的公共工程項目提供資金的歷史。二十年來,清理臭名昭著的骯髒波士頓港花費了納稅人約 50 億美元。該市斥資 220 億美元建設 Big Dig,這是該國最昂貴的高速公路項目,花了 20 年時間才將該市以前的高架中央動脈改道為 2007 年竣工的隧道系統。里斯預測。
藍色波士頓
道格拉斯說,建造更具抗洪能力的波士頓的第一步就是繪製水流去向圖。
「我們(2011 年)發布的第一套地圖顯示了到 2100 年海平面上升和大規模風暴潮時波士頓海岸線的樣子。這張地圖引起了很多關注,因為它是藍色的。
隨著海平面上升 100 厘米,波士頓的大部分填土將被港口淹沒,剩餘的陸地將恢復到肖穆特半島的原始形狀。北站、法尼爾廳和水族館等地勢低窪的城市地標將永遠被藍色淹沒。

2015 年發布的波士頓港洪水風險模型顯示波士頓港及週邊地區的洪水將如何隨時間變化各種場景下。
「我們研究了數千種不同的[歷史和模擬]風暴事件以及海平面上升、波浪和潮汐,並確定了洪水從港口流入街道的運動,」該建模項目的負責人博斯馬說。該模型將金融區、堡角海峽和黑石街區歷史區確定為該市最脆弱的地區。
「如果你只看 2100 張地圖,[為洪水做好準備] 似乎毫無希望,」Bosma 承認。 「但這些模型顯示了我們現在需要將資金和精力集中在哪些方面,以及我們可以為 2030 年、2050 年及以後的未來項目做好哪些規劃。”
波士頓環境部專員卡爾·斯佩克特 (Carl Spector) 表示,市政府也一直致力於繪製波士頓許多社區的更詳細的逐條街道地圖。
「我們從東波士頓和查爾斯敦開始,因為他們已經發生了洪水,」他說。那個報告2017年發布,然後是一份報告南波士頓2018 年。 「這些報告列出了未來 30 年內專案啟動和完成的優先事項清單和建議時間表,」斯佩克特說。
混凝土與綠色空間
保護個別建築物免受洪水侵襲通常涉及對較低樓層進行防水、升高電氣設備以及安裝水泵以排除洪水。但在全市範圍內,防洪從海岸線開始。博斯馬說,優先考慮防災計畫的最有效方法是集中精力保護整個社區,而不是單一建築物。 「波士頓並不平坦;它實際上有相當多的地形以某些方式引導水。我們著眼於海岸,試圖提出更多的區域解決方案——無論是防洪牆、護堤還是公園——可以同時保護大量內陸資產。
那麼為什麼不在波士頓港周圍建造混凝土海堤來保護整個城市呢? BRAG 和麻州大學永續解決方案實驗室分析了在港口安裝一對屏障的可行性。 「從財務和營運的角度來看,這沒有多大意義,」博斯馬說。永久性屏障將耗資高達 200 億美元,並且需要大量維護。此外,它還可能限制船舶進出港口的規模和頻率,並阻礙維持水質所需的水流。

博斯馬說,從工程角度來看,建造一個動態的港口屏障,透過打開和關閉閘門以允許航運和水流,是可行的。但到 2040 年或 2050 年,海平面可能會足夠高,幾乎每次漲潮時都需要關閉此類閘門以防止洪水氾濫。 「所需大門的大小和大小需要六到八個小時才能打開或關閉,」他說。 “他們必須幾乎不斷地移動。”
分析發現,緩衝漲潮和風暴潮的岸基解決方案更有意義。基於自然的沿海適應措施,例如可以吸收洪水的公園和濕地不僅有效而且還能帶來額外的好處根據 2018 年在墨西哥灣沿岸進行的一項研究,例如原生棲息地恢復、旅遊和娛樂機會公共科學圖書館一號。
「我們盡可能使用基於自然的解決方案,這些解決方案非常靈活,並且可以根據海平面上升的情況隨時間進行調整,」博斯馬說。
基礎設施錯綜複雜的網絡
復原力不僅僅是保持建築物乾燥。 「我們或許能夠保護波士頓的建築物,但如果人們無法開燈、無法沖廁所、無法乘坐公共交通工具去上班、也無法尋求幫助,因為電話無法接通。」如果不起作用,我們就會陷入大麻煩。
紐約大學城市基礎設施規劃師 Rae Zimmerman 表示,電網以及依賴電網的電信、水和天然氣服務的中斷可能會蔓延到內陸從未真正潮濕的地方。

為了方便起見,光纖、煤氣管、水管和配電線路通常共用同一條地下管道。 「以這種方式安裝和維護它們會更便宜,但這也意味著當一個系統失控時,它們都會崩潰,」齊默爾曼說。
氣候準備波士頓在這方面落後。 「據我所知,該市尚未開始圍繞交通、能源、水、廢水和通訊等基礎設施協調其策略,」博斯馬說。 “我們需要將彈性設計標準嵌入到正在進行的基礎設施投資中。”
例如,30 年前,當該市徹底檢修雨水和廢水下水道系統時,“我們沒有預見到海平面上升的問題”,波士頓供水和下水道委員會的首席工程師約翰·沙利文 (John Sullivan) 說。在洪水事件期間,部分共享的廢水和雨水排放系統使得防止海水進入波士頓廢水處理廠成為一項挑戰。
該市目前正在研究利用景觀中現有的自然窪地甚至停車場儲存湧入的雨水的策略,這樣鹽水就不會進入廢水處理廠,對幫助處理廢物的微生物造成嚴重破壞。目標之一是整合依靠重力流動且不需要泵浦的備用系統。 「如果我們能夠避免抽水(這需要電力),那麼在停電時我們的情況會更好,」沙利文說。

去年夏天,由威斯康辛大學麥迪遜分校電腦科學家 Paul Barford 領導的團隊發布了一系列與實體互聯網(光纖電纜、集線器和資料中心)重疊的地圖,美國主要沿海城市海平面上升的預測。巴福德說,就像供水系統一樣,20 年前安裝網路運作的基礎設施時,沒有人認真考慮海平面上升的問題。 “現在我們有數千英里的電纜和主要數據中心,在沿海洪水事件中很容易受到損壞。”他說,對實體互聯網的脆弱組件進行防水可能會有所幫助,但最關鍵的基礎設施可能需要從海岸移至內陸。
道格拉斯說,管道、導管和電力線沿著現有道路鋪設,因此一些公用事業公司可能能夠利用為馬薩諸塞州交通部和馬薩諸塞州灣交通管理局製定的地圖和策略。
「麻省交通部非常認真地對待我們所有的報告,」她說。 “他們擁有大量的基礎設施來應對海平面上升。”道格拉斯說,也許最大的挑戰是保持 Big Dig 高速公路暢通無阻,同時保護隧道免受洪水侵襲。 「你不能只是關閉隧道。它們是緊急情況下重要的疏散路線,但它們的建造並不是為了承受任何程度的洪水。
防災項目
不久前,海平面上升還被認為是一個遙遠的問題,需要一百年後或更長時間才能解決。但海平面上升已經席捲美國海岸。波士頓可能是美國最古老的城市之一,但它也可能被證明是最具彈性的城市之一。
波士頓氣候準備計畫正在順利進行,東波士頓、查爾斯敦和南波士頓的地區級計畫已完成。工作包括沿著東波士頓綠道安裝可部署的防洪牆,抬高查爾斯敦的一段主街以保護大片社區,並拆除混凝土以恢復南波士頓和海港的可洪水公園和綠地。
隨著波士頓勢頭增強,防災計畫正在擴展到該州其他地區;馬薩諸塞州有超過 300 公里的海岸線需要保護,其中包括科德角的蜿蜒手臂。今年春天,馬薩諸塞州眾議院議長羅伯特·德利奧和州長查理·貝克各自承諾為全州的彈性基礎設施和氣候適應項目提供 10 億美元的贈款。
紐約環境規劃師弗羅伊登伯格表示,在實施氣候調適策略方面,包括紐約在內的其他城市可以向波士頓學習。 「制定氣候調適願景很容易。實現這一願景要困難得多,」他說。 「在某種程度上,一旦我們考慮了科學和所有可用的策略,我們就必須開始建立。桑迪和海平面上升已經七年了。是時候採取行動了。