■ 역자 주: 공학에서 건물과 기반시설의 설계는 보통 시간과 위치가 변화하지 않고 기본적으로 고정되어 있다는 정상성(定常性, stationarity) 혹은 정지성(停止性)을 전제로 한다. 날씨가 비교적 선선한 곳은 폭염보다는 혹한에 대비해 건물과 기반시설이 설계되며, 더운 곳은 혹한보다는 폭염을 중심으로 설계한다. 그러나 이러한 정상성은 기후변화로 도전받고 있다. 최근 전 세계를 강타하는 폭염, 가뭄, 산불, 폭풍, 홍수 등의 기상 이변은 점점 이변이 아닌 일상이 되고 있다. 이 속에서 불변으로 여겨졌던 건물과 기반시설들은 그 기반이 송두리째 흔들리고 있다. 동토를 염두에 두고 설계되었던 시베리아 인근 건물들은 지반 붕괴로 흔들리고 있고, 북미에서는 폭염으로 전선이 녹아내리고 변압기가 터지고, 유럽에서는 휘어지는 철도로 기차가 서행을 하거나 운행을 중단하고 있다. 이 글은 워싱턴포스트 8월 11일 자 기사 We built a fake metropolis to show how extreme heat could wreck cities의 번역으로 기후 위기가 도시의 주거와 기반시설을 어떻게 위기에 몰아넣고 있는가를 '녹는 마을'이라는 가상도시 멜츠빌(Meltsville)을 통해 흥미롭게 보여주고 있다. 이 기사는 기후 변화가 인류의 교통, 전력, 주거, 자연 환경을 어떻게 긴장시키고 붕괴시킬 수 있는가를 가상의 도시 멜츠빌의 예를 통해 경고하고 있다.
우리는 극심한 더위가 도시를 파괴할 수 있다는 것을 보여주기 위해 가짜 대도시를 건설했다.
Bonnie Berkowitz, Artur Galocha, Júlia Ledur
극심한 더위는 인간에게 치명적이며 인프라에도 좋지 않다.
우리가 매일 사용하는 대부분의 기계, 전기 및 건축 시스템은 기후가 급격하게 변하는 것이 아니라 항상 그랬던 것과 같은 기후를 처리하도록 제작되었다.
예를 들어, 노르웨이 활주로, 시애틀 거리, 런던 다리는 바람, 비, 추위를 잘 다룬다는 것을 의미하지만, 세 자리 수의 폭염(화씨 온도 - 역자 주)에 대해서는 어떨까? 별로 잘 다루지 못한다.
이 프로젝트는 준비되지 않은 건축 환경에 전례 없는 열이 정착할 때 어떤 일이 발생할 수 있는지 보여준다. 이러한 일들은 각각 전 세계 어디에서나 여러 곳에서 발생했지만, 우리는 이 모든 것을 하나의 가상의 마을에 넣어 본다.
멜츠빌(Meltsville)에 오신 것을 환영합니다. (선크림을 바르세요.)
멜츠빌(Meltsville, melt는 '녹다' 혹은 속어로 '멍청이'의 의미가 있다. 여기서는 이 둘을 포함하는 중의적 의미를 지닌다 - 역자 주)의 여름은 일반적으로 매우 온화하고 저녁에는 매우 시원하여 주민들이 솔직히 말해서 그것에 대해 약간 우쭐해 한다.
그러나 현재 멜츠빌은 녹고 있다.
거대한 열 돔이 그 지역에 자리 잡았고 운송 시스템, 전력망, 건물, 심지어 박쥐의 지역 군락지까지 모두 중압감을 느끼고 있다.
교통이 느려진다
많은 멜츠빌 주민들은 즉시 시원한 곳으로 가려고 했다. 그러나 더위는 공항에서 시작하여 모든 종류의 교통 혼란을 야기한다.
멜츠빌 지역에 서비스를 제공하는 소형 항공기 중 다수는 피닉스와 두바이와 같은 곳에서 잘 알려진 문제인 극심한 더위에서 안전하게 이륙할 수 없다. 더 큰 비행기는 종종 더 높은 열(그리고 더 추운 추위)을 처리할 수 있지만 온도가 120도 이상으로 치솟으면 접지될 수도 있다.
애리조나 대학의 계획 및 지속 가능한 건축 환경 조교수인 래드 키스(Ladd Keith)는 "폭염 때 비행기 이륙이 어려운 것은 공항 건설 때문이 아니라 물리학 때문"이라고 말했다. 뜨거운 공기는 차가운 공기보다 밀도가 낮으므로 양력이 적다. 또한 열은 엔진 및 기타 구성 요소가 더 열심히 작동해야 하기 때문에 기계에 좋지 않다. 따라서 제조업체는 이륙 온도에 엄격한 제한을 둔다.
멜츠빌의 활주로가 어쨌든 약간 끈적 거리기 때문에 항공편이 취소된 것은 다행이다.
더운 지역의 활주로 표면은 내열성 재료로 덮여 있지만 전통적으로 더 시원한 곳은 추운 날씨에 내구성이 강한 더 점성 코팅을 사용하는 경우가 많다. 불행히도, 그 지역이 뜨거운 열을 받으면 그 최상층이 부드러워지거나 심지어 액화될 수 있다.
도로에서도 같은 일이 일어난다.
도로 건설업자는 토양, 지형, 예상 용도 및 기후에 맞게 재료와 기술을 조정한다. 추운 날씨와 더운 날씨를 모두 경험하는 지역에서는 매년 변동을 처리할 수 있는 탄력 있는 재료를 사용한다. 그러나 그러한 자료는 어느 쪽이든 극단적인 시합에서 잘 작동하지 않을 수 있다.
긴 콘크리트 슬래브로 만들어진 도로(및 인도)는 너무 많이 확장되어 구부러지고 갈라질 수 있다. 일부 아스팔트는 너무 부드러워서 대형 트럭과 버스가 가라앉고 깊은 흠집이 생길 수 있다.
시애틀 일대 운전자들이 2021년 작열하는 태평양 북서부 폭염 때 배웠듯이 움푹 패인 곳의 수리조차 무더위 속 골칫거리가 될 수 있다. 밤사이 공기는 충전재를 고치기에는 너무 뜨거웠기 때문에, 운전자들이 수리된 장소 위로 굴러갈 때, 그들의 타이어 주위에 돌무더기와 찐득한 것들이 말려들었다.
워싱턴의 교통부 장관인 로저 밀라(Roger Millar)는 주의 고속도로 시스템에 주와 주 사이 고속도로의 휘어진 슬래브, 고장난 도개교 모터, 정전된 전자 메시징 표지판 등과 같은 다른 많은 문제가 없었다고 말했다. "하지만 우리의 교통 시스템의 문제는 많은 충격을 가지기 위해 많은 문제를 가질 필요가 없다는 것입니다."
멜츠빌 사람들은 도로와 활주로를 다시 포장할 때, 그들은 열을 덜 흡수할 수 있는 더 가볍고 더 반사적인 표면을 고려할 것이다. 그들은 확장을 위한 더 많은 공간을 허용하기 위해 콘크리트 슬래브를 연결하는 이음새를 조정할 것이다.
아마도 그들은 언젠가 "도로용 자외선 차단제"를 사용할 것이다. 키스는 이것이 일종의 아스팔트 재생제로 현재 투싼에서 테스트되고 있다고 말했다.
교량용 선크림은 아직 없지만 런던의 노동자들은 2022년 7월의 무더위 속에서 주철의 균열이 팽창하지 않도록 보호용 호일로 빅토리아 시대의 해머스미스 다리(Hammersmith Bridge)를 감싸 디아이와이(DIY, do-it-yourself의 약자 - 역자 주) 버전을 만들었다.
국가교량인벤토리(National Bridge Inventory)에 따르면 대부분의 다리는 주철로 만들어지지 않았지만 미국의 많은 다리들은 상태가 좋지 않다. 키스는 "폭염이 발생하면 아스팔트가 팽창하고 강철이 팽창할 것"이라고 말했다. "이미 교체해야 할 등급이 낮은 다리를 가지고 있다면, 그 모든 추가적인 스트레스는 솔직히 생각하기에 약간 두려운 것입니다."라고 말했다.
멜츠빌의 기차도 강철로 운행되지만 모든 강철이 같은 것은 아니다. 낮은 온도 임계값을 위해 만들어진 레일은 열에서 휘거나 구부러질 수 있다. 열차 자체에서, 전기 연결부는 과열될 수 있고, 열차 주변의 절연체는 녹을 수 있다.
열손상 위험마저도 운행사가 열차를 느리게 하거나 아예 정차하게 만들기에 충분해 햇볕에 노출된 플랫폼에서 승객들이 평소보다 더 오래 대기할 수 있다.
멜츠빌 사사람들은 집에 머무르는 것을 체념하고, 그들에게 냉각이 필요할 것이라고 전혀 생각하지 않았던 사람들은 구글에 "내 근처의 초고속 에어컨 설치"(super-fast AC installation near me)를 검색하기 시작한다.
전력망 긴장
전체 가동 중인 모든 에어컨의 갑작스러운 전력 수요는 멜츠빌 원자력 발전소에서 큰 문제를 일으키기 시작했다.
애리조나 주립 대학의 토목, 환경 및 지속 가능한 공학 교수인 미하일 체스터(Mikhail Chester)는 주로 열과 기반시설의 준비정도를 연구하는데, 그는 전력이 아마도 공급과 수요 모두가 열에 의해 크게 영향을 받는 유일한 기반 시설일 것이라고 말했다.
그는 “우리는 에어컨에 필요한 만큼의 전력을 효율적으로 공급해야 합니다. 동시에 여러 면에서 시스템이 손상됩니다”라고 말했다. 석탄, 원자력 및 일부 천연 가스 발전소를 포함한 화력 발전소가 가장 많이 피해를 입는다.
첫째, 발전소에 유입되는 물이나 외부 공기 온도가 평소보다 따뜻하면 발전소의 효율성이 떨어진다. "기본적으로 하루에 같은 석탄 덩어리에서 더 적은 전력을 생산하게 될 것입니다."
원자력 발전소는 물이 따뜻할 때 원자로를 냉각시키기 위해 더 많은 물이 필요하며, 이는 운영자가 생산량을 축소해야 할 뿐만 아니라 물 공급에 대한 부담을 악화시킬 수 있다.
그리고 많은 공장에서 배출되는 물은 종종 환경 규정에 위배되는 것을 피하기 위해 특정 온도 미만이어야 한다.
멜츠빌의 지붕 중 일부에 깔린 태양 전지판도 매우 더운 날씨는 효율이 1% 정도 떨어진다.
그런 다음 전력을 전달하는 선이 있다.
전력 수요가 높을 때 전력선이 처지면 추가 전력이 전력선을 통해 흐르고 추가 열이 발생한다. 나무, 건물 또는 그 아래의 다른 물체에 위험할 정도로 가까이 처지면 전력 회사는 해당 라인에 대한 전력량을 줄여야 한다.
변압기와 변전소도 마모가 더 심해진다.
체스터는 "물건은 더 뜨거울 때 더 부서지기 쉽다"고 말했다. "그리고 그것은 백만 가지 이유 때문입니다. 전자제품은 더 많이 부서지고 회로는 더 많이 끊어집니다. 모든 것이 더 자주 고장날 뿐입니다."
그 모든 열 스트레스로 인해 멜츠빌 전력망이 한계점에 점점 더 가까워졌다.
걱정스러운 관리들은 시스템이 실패하지 않도록 하기 위해 일련의 통제된 윤번 정전(rolling blackout)을 시행한다.
실제 환경에서 완전한 전력망 장애는 재앙적일 수 있다. 소규모 또는 계획된 정전과는 달리, 사람들은 단지 열을 식히기 위해 옆 동네로 갈 수 없고, 정전은 며칠 또는 몇 주 동안 지속될 수 있기 때문이다. 에어컨이 없는 집은 특히 노인들에게 오븐이 될 수 있다. 2021년 허리케인 이다(Ida)로 루이지애나가 정전되었을 때 폭풍으로 사망한 사람보다 더 많은 사람이 더위에 사망했다.
건물 과열
그들의 에어컨이 몇 시간 동안 유휴상태에 있는 동안, 한 동네의 몇몇 멜츠빌 사람들은 소란을 듣고 파열된 수도 본관에서 발목 깊이의 물로 밖으로 나왔다.
수도관은 매우 덥고 매우 추운 날씨에 평소보다 더 자주 끊어지며,이 주변의 땅은 말라붙어 끊어질 정도로 움직인다. 오래되고 부서지기 쉬운 주철 파이프는 극한의 온도에 특히 취약하다.
발은 차갑지만 마음은 무거워진 주민들은 집으로 터벅터벅 걸어갔고, 일부 주민들은 뒤틀린 녹은 비닐 외장재가 외벽에 쓸쓸하게 매달려 있는 것을 보고 숨이 막혀 말을 잇지 못했다. 비닐은 장마철 이끼나 해조류가 자라면 강력 세척(power wash)하기 용이하지만 내열 버전으로 교체해야 할 수 있다.
이것은 모두 경종을 울렸으며 멜츠빌은 숨막히는 새로운 관점에서 집을 비판적으로 보기 시작했다.
차양이 있으면 좋을 텐데, 그들은 눈을 갸름하게 뜨며 생각했다. 열을 흡수하는 검은 지붕은 밝은 색상의 태양 반사 판자로 교체하거나, 만약의 경우에는 흰색으로 칠할 수 있다.
그리고 최대의 햇빛이 들어오도록 완벽하게 배치된 큰 남향 창문은 개폐식 암막 차양이나 최소한 몇 개의 임시 방수포를 사용할 수 있다.
고투하는 자연
멜츠빌에는 예술적으로 설계된 그늘이 있어 여기저기서 더위로부터 일부 보행자를 보호한다. 그러나 대부분의 주민들은 마을에서 가장 큰 녹지 공간인 토스티 크리터스 파크(Toasty Critters Park)로 발길을 돌렸다. 공원에 도착한 주민들은 노란색 테이프와 땀에 젖은 시 공무원을 발견했다. 그들은 열 스트레스를 받은 나뭇 가지가 부러져 떨어질까 두려워서 가장 그늘진 곳 중 일부를 막 폐쇄했다. 같은 이유로 일부 마드리드 공원은 더위에 문을 닫는다.
경관 계획가인 관리 중 한 명이 더 따뜻한 기후에서 번성하는 초목을 조사할 것이라고 말하자 마자 한 마리의 축쳐진 박쥐가 땅에 부딪혔다.
그들은 갑자기 지역 거주지가 잘 대처하지 못한다는 것을 깨달았다. 2019년 11월 호주 북부의 폭염으로 도시 지역에 서식하는 1피트 길이의 박쥐종 1/3이 죽은 후 공원에서는 공원을 식히기 위해 분무 시스템을 설치하기 시작했다.
멜츠빌 사람들은 최선을 다해 박쥐를 구하기 위해 시간에 맞춰 호스를 뽑았고 놀이터에 있는 동안 놀이기구에 물을 뿌렸다. 동네에서 금속 미끄럼틀과 함께 자란 아이들은 모두 조용히 감사를 표했다.
멜츠빌에 있는 가상의 친구는 물 부족도, 산불도, 폭풍도 없이 단지 딱 한 번의 날씨 위기에 대처해야 했다.
그러나 현실 세계에서 극단적인 폭염은 종종 재앙적인 소용돌이의 일부이다. 그것은 가뭄을 악화시켜 단풍을 말려 산불을 일으키고 불모의 땅을 홍수에 취약하게 만든다. 1월에 얼어붙은 기반 시설은 4월에 물에 잠기고 7월에 구워질 수 있다.
전직 운송 엔지니어이자 기획자인 밀라는 "엔지니어링에는 우리의 가정(假定, assumption)이 변하지 않을 것이라고 가정하는 정상성(定常性, stationarity)이라는 개념이 있습니다. 기후변화로 이러한 가정이 변하고 있습니다."라고 말했다.
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