שימוש במודלים סביבתיים לתמיכה בהחלטות מדיניות עבור קיימות עירונית

מבוא: הגדלה צריכה למודלים סביבתיים במדיניות עירונית

אזורים עירוניים ברחבי העולם מתמודדים עם התכנסות של אתגרים של קיימות חריפה.צמיחה של האוכלוסייה, תשתיות ההזדקנות, ולהגדיל את האקלים משפיע על איכות האוויר, אספקת מים, מערכות אנרגיה, ופקידי מדיניות הציבור צפויים יותר ויותר להיות בעלי רגולציה והשקעות שלא רק לטפל במשברים המיידיים אלא גם להנעת ערים לעבר מגוון רחב של אפשרויות מדיניות סביבתיות, אלא גם על ידי פיתוח מודלים סביבתיים ללא הגבלת זמן.

מה הם מודלים סביבתיים?

בבסיסם, מודלים סביבתיים הם מסגרות חישוביים המייצגות מרכיבים מרכזיים של מערכות טבעיות ואנושיות - כגון אווירת, גוף מים, כיסוי קרקע, שימוש באנרגיה, תחבורה ודינמיקה של אוכלוסייה - וסימולציה של האינטראקציות שלהם לאורך זמן.מודלים אלה בנויים על בסיס של עקרונות פיסיקליים, כימיים, ביולוגיים וחברתיים, והם מסתמכים על נתונים גדולים (תצפיות היסטוריות, תמונות לוויין, רשתות חיישנים), נתונים סטטיסטיים) כדי לאמת את המודל הסביבתי שלהם, לדוגמה, אוטמעו של מנועים, עלולים, למזג אוויריים, לנטרלמודים, להשפעות על מודלים סביבתיים, כדי לשלב מודלים של חומרים של חומרים ריכוזיים, אופנים, או יותר, כדי לדגמיים, כדי לדגמיים, כדי לשלב מודלים של חומרים סביבתיים, כדי לדגמיים, כדי להשפיע על מודלים של חומרים סביבתיים, לדוגמה, על מודלים של חומרים סביבתיים, על מודלים של חומרים סביבתיים, על מודלים, על מודלים של חומרים סביבתיים, על מודלים, על מודלים של חומרים של חומרים של חומרים סביבתיים, על מודלים, כגון: חיזוי, על מודלים של חומרים של חומרים של חומרים של חומרים של חומרים של חומרים של חומרים של חומרים של חומרים של חומרים של חומרים של חומרים סביבתיים, כגון: חיזוי, לדוגמה, לדוגמה, כגון: חיזוי

מודלים משמשים מספר פונקציות קריטיות בתהליך המדיניות, הם מאפשרים FLT:0.ex ate Assessmentofph:1 - קביעת ההשלכות האפשריות של מדיניות המוצעת לפני יישום.הם תומכים ב-FLT:2trade-off Analysiss: 3Ral 3, עוזר קובעי מדיניות להבין היכן הרווחים באזור אחד (למשל, פליטות פחמן מופחתות) עשויים להגיע עם עלויות אחרות (למשל, צריכת חשמלאיומה) ומודלים למניעה של חומרים רפואיים, כלומר: 4.

סוגים של מודלים סביבתיים המשמשים בתכנון עירוני

מדיניות קיימות עירונית נשענת על משפחה של מודלים מיוחדים, כל אחד מותאם לתחום סביבתי מסוים.בעוד מודלים מודרניים רבים משולבים או מקושרים, הבנת קטגוריות נפרדות מסייעת להבהיר את התרומות הספציפיות שלהם.

מודלים אקלים (Regional and Local Downscaling)

מודלים עולמיים של אקלים (GCMs) מציעים תחזיות בהחלטות מרחביות של קוארזה (100–300 ק"מ), אשר אינו מספיק לתכנון בקנה מידה עירוני, קובעי מדיניות עירונית מסתמכים על FLT:0downd מודלים אקלים מבוזרים של 3:1 המתורגמים תרחישים גלובליים בקנה מידה אזורי ומקומיים.מודלים אלה משתנים בטמפרטורה, משקעים, עלייה ברמת הים, ותדירות מזג אוויר קיצונית.

מודל איכות אוויר

זיהום אוויר עירוני – מונע בעיקר על ידי ממצה רכב, פליטות תעשייתיות ופעילות בנייה - נותן סיכון בריאותי רציני.מודלים באיכות האוויר סימולציה של התחבורה, טרנספורמציה כימית, ופירוק של מזהמים כגון PM2.5, NOx, אוזון, ו VOC. מסגרות פופולריות כוללות גם את איכות האוויר הרב-אזורית (MAQ) מודל מקיף של הרחבה אווירית עם הערכה (CAMx), ו-VateFreatives (טווח פתוח) של התקנים חשמליים) עם מודלים של איכות אוויריים (אוויריים) ו-אוויריים) ו-NAFlowing מודלים אלה, כמו גם מדדים חשמליים (CDC) ו-C).

מודלים של מקורות מים

מערכות מים עירוניות מתמודדות עם לחצים מפני גידול באוכלוסייה, צינורות ההזדקנות, שינויים מונעים על ידי אקלים במשקעים ובבצורת.מודלים של משאבי מים לדמות את המחזור ההידרולוגי בתוך שפיכות מים, כולל משטח, טעינה, אחסון במים, איכות מים.כלי כמו Soil ו- Water Tool Assessment (SWAT), Storm Management Model (SW), ו-m Assessment and Design (AP) מאפשרים תוכניות עירוניות כדי להעריך תרחישים של בקרת מים חמים, כגון בקרת מים, או טמפרטורות חום, או שיטות ניהול מים.

Land Use and Land Cover Models

מודלים לשימוש בקרקע מדמיעים את ההתרחבות העירונית, את ההזנה ואת השינויים בחלל הירוק.הם משלבים נהגים כגון גידול באוכלוסייה, תקנות ייעוד, רשתות תחבורה, ותמריצים כלכליים, מודלים אוטומאטה (למשל, SLEUTH) ומודלים מבוססי הסוכן (ABMs) נפוצים.מודלים אלה מסייעים לענות על שאלות כמו: מה הוא דפוס המרחבי הסביר של התפתחות תחת מיזם נוכחי?איך זה יהיה קו תחבורה מקיף על מנת לשמור על תשתיות סביבתיות?

מודלים של הערכה משולבת (IAMs)

הסוג ההוליסטי ביותר, Integrated Assessment Models (IAMs), ייצוגים של מערכת האנרגיה, הכלכלה, השימוש הקרקע ואקלים כדי לחקור נתיבי מדיניות בקנה מידה לאומי או גלובלי, בעוד שבמקור נועדו לניתוח הפחתת שינוי האקלים (למשל, פרויקט הכלכלי MIT ומודל ניתוח מדיניות), IAMs ממוקדים עירוניים הם מתעוררים כי בניית אנרגיה, תחבורה, שיטות ניהול פסולת וניהול אווירי כוח קיבולת גבוהה במיוחד עבור מודלים סביבתיים, אבל תכונות אבטחה, במיוחד עבור מודלים של אבטחה, אבל תכונות אבטחה, כגון אבטחה, כגון אלה הם להגדיל את איכות אגרסיביות, אבל שיטות אבטחה, אבל תכונות אבטחה, במיוחד, כגון אלה.

קבלת החלטות מדיניות: מהנתונים לפעולה

מודלים סביבתיים תומכים בהחלטות מדיניות בכל שלב של מחזור המדיניות - מזיהוי בעיות וסדר היום הגדרת באמצעות יישום, ניטור ותיקון. להלן הם כמה מודלים מרכזיים ליידע את ממשל קיימות עירוני.

ניתוח סקריירו ו-Foresight

קובעי המדיניות פועלים לעתים רחוקות עם מידע מושלם על העתיד.מודלים מאפשרים להם להשוות בין סטנדרטים של כלכלת דלק:0 עסקי-כפי-כפי-כפי-כפי-כפי-כפי-זמנית (המשך המגמות הנוכחיות) לתרחישים מדיניות חלופיים – כגון אימוץ תקני תנועת דלק נוקשים יותר, הרחבת המעבר הציבורי, או נטיעת 1 מיליון עצים.ה בין התוצאות של הפרויקט, חושפת את היתרונות הפוטנציאליים (או ללא שינוי) של כל אחת ל-5%, כך, עלולים למנוע שימוש בתוצאה של מחקר פוליטי של פחות מ- 20.

סודיות וקביעת תקן

תקנות סביבתיות רבות מבוססות ביצועים, המחייבות ערים להוכיח כי פעולותיהן יגיעו לסטנדרט מסוים.מודלים משמשים להדגים FLT:0reasonable עוד התקדמות נוספת של 1FLT:1 לקראת עמידה בסטנדרטים של איכות האוויר תחת חוק האוויר הנקי, או להוכיח כי אישור שחרור מים פסולת לא יפגע באיכות המים תחת חוק המים הנקיים בארה"ב.

עלויות-Benefit ו- Cost-Effectiveness Analysis

מודלים סביבתיים חיוניים לניתוח כלכלי פורמלי של תקנות המוצעות.על ידי מודל ההשפעות הפיזיות של מדיניות ולאחר מכן לתרגם את ההשפעות למונחים כספיים (למשל, להימנע מעלויות בריאות, ירידה בנזק לתשתיות, פריון מוגבר), אנליסטים יכולים ליישר יחס זול.לדוגמה, מודל עשוי להראות כי השקעה של 10 מיליון דולר בגגות ירוקות מפחיתה את מיקוף כדי למנוע מספיק מיליון דולר בשיטפון מעל 20 שנה - הם הצדקה ליוזמות משמעותיות.

תמיכה בזמן אמת וניהול הסתגלות

התקדמות במהירות חישובית והטמעת נתונים מאפשרת יישומים במודלים של זמן-מה-מציאותי. ערים כמו לוס אנג'לס וברצלונה להפעיל תאומים דיגיטליים עירוניים שדוחפים את נתוני החיישן ביותר ממוניטורים איכותיים, מצלמות תנועה ותחנות מזג אוויר ועדכונים על תחזית מודלים בכל שעה. במהלך גלי חום, המודל עשוי להמליץ על פריסת תחנות קירור ניידות או פתיחת מבנים ציבוריים כמקלטים.

מחקר: שיפור איכות האוויר העירוני בלוס אנג'לס

אגן החוף הדרומי, המכסה את לוס אנג'לס והמחוזות הסובבים, נתקל היסטורית בחלק מהתחנה החמורה ביותר בארצות הברית, בשנת 2017, מחוז ניהול איכות האוויר של דרום-מזרח (SCAQMD) אימץ את תוכנית ניהול האיכות של 20452016 (AQMP) לעמוד במשאיות המתעוררות ב-41 שעות נוספות, אשר סמך מודלים של ניהול חשמלמיים כדי להוכיח את יכולת השגתם של פיתוח תקני זיהום האוויר הפדרלי (CQF) וסימולציות אוויריות ל-CQF) קריטריונים של קריטריונים נוספים, אשר הובילו לתקני בקרה של 8 שעות נוספות.

מקרה 2: תמימות מים בקייפטאון

קייפטאון, דרום אפריקה, חוו בצורת חמורה מ-2015 עד 2018 שדוחפת את העיר לסף של "יום אפס" - היום אספקת המים העירונית תתפרק במידה רבה.בתגובה, מחלקת המים והזיכרון של העיר השתמשה בשילוב של מודלים הידרולוגיים ומודלים של מערכת מים משולבת כדי להעריך אפשרויות ניהול מים ואספקה.

אתגרים וכיוונים עתידיים

בעוד מודלים סביבתיים הוכיחו את הערך שלהם, הם לא ללא מגבלות.כתובת חסרונות אלה היא תחום פעיל של מחקר ופיתוח.

איכות נתונים, זמינות וגרנריות

מודלים תלויים בנתונים באיכות גבוהה: ממציאי הפליטה, תצפיות מזג האוויר, מפות הקרקע, נתונים דמוגרפיים ומאפיינים של תשתיות. ערים רבות, במיוחד במדינות בעלות הכנסה נמוכה ובינונית, חסרות נתונים עקביים או פתוחים.אפילו כאשר הנתונים קיימים, אי התאמה ברזולוציה מרחבית וזמנית יכולה להציג אי-ודאות גדולה (לדוגמה, השקעה בנתונים הפליטה גלובלית עשויה לצבור מקורות זיהום ברזולוציה של 1 ק"מ, אשר מפספסת השפעות מקומיות של LTF) כגון: לוויינים (מערכת בקרה פתוחה) של נתונים פתוחה של נתונים).

חוסר ודאות ותקשורת של אמון

כל מודל מגיע עם אי ודאות קשורה - מהערכות פרמטר, הנחות מבניות, תרחיש עתידי ללא אחריות. קובעי מדיניות רוצים לעתים קרובות "הערכה טובה ביותר", אבל מדע כנה דורש תחזיות מרווחים או טווחים פרוביביליסטיים.האתגר הוא לתקשר אי ודאות ללא אמון תחת אמון.טכניקות כמו FLT:0ensemble Modeling FLT:1LT (runing מודלים מרובים ושילוב) הם להקות ויזואליות (FIVED5thalizing).

מודלים ודרישות פיצוי

מערכות עירוניות מורכבות דורשות קישור מודלים על פני דיסציפלינות - למשל, הפיכה מודל תחבורה עם מודל איכות אוויר מודל מודל כלכלי מודל כלכלי.אינטגרציה כזו היא אינטנסיבית חישובית ודורשת ממשקים סטנדרטיים.ההופעתו של FLT:0 גנטיקהal תאומים FLT:1 - דינמי, בזמן אמת-זמן וירטואלי של ערים - תוכניות לפתרון זה על ידי מתן פלטפורמה מאוחדת.

הון וצדק במודל

היסטורית, מודלים סביבתיים התמקדו בתוצאות מצטברות (טון טואלט של זיהום, שינוי טמפרטורה ממוצע), אך לאחרונה תשומת לב פנתה למי היתרונות ונושא את נטל המדיניות.מודלים איכותיים של איכות האוויר יכולים לנתח כעת חשיפה ברמת המפקד, לחשוף כי קהילות בעלות הכנסה נמוכה וקהילות של צבע לעתים קרובות להתמודד עם רמות זיהום גבוהות באופן לא פרופורציונלי, שימוש בקרקע יכול להיות שמירה על שטח פתוח מתרחשת בשכונות מרוחקות בעוד אזורים נמוכים יותר של צמיחה ירוקה, כלומר, לא צפויה, כמו כן, כמו כן, כמו כן, כלומר, כמו כן, מודלים של קיימות של קיימות, כמו כן, ירידה של קיימות של קיימות של קיימות של קיימות של קיימות של קיימות של קיימות של קיימות של קיימות, כמו כן, כמו כן, מודלים של זיהום אוויריות.

מסקנה: לקראת ראיות מבוססות על קיימות עירונית

מודלים סביבתיים הם הרבה יותר מאשר תרגילים אקדמיים; הם כלים תפעוליים המעצבים את האוויר שאנו נושמים, המים שאנו שותים, ואת החוסן של הקהילות שלנו.כערים מירוץ לעמוד ביעדים קיימות - פליטות אפס, אפס פסולת, ביטחון מים - הביקוש להחלטות חזקות, שקופות, מודלים ניתן להגדיל רק את הפוליסות העירוניות היעילות ביותר של העשור הבא יהיו אלה המשלבים מודל מדעי עם ניהול כולל, ולמידה מתקדמת יותר, הן יכולות מתקדמות יותר, הן יכולות למידה, והן יכולות מתקדמות יותר, הן יכולות מתקדמות יותר, והן יכולות למידה, והן יכולות מתקדמות יותר ויותר.