تلاش هند برای استفاده از فناوری در راستای کاهش گرما

به گزارش خبرنگار علم و فناوری آنا، در شهر ساحلی «لال ماتی» (Lal Matti) هند، یک سکونتگاه غیررسمی از خانه‌هایی با سقف حلبی وجود دارد که تابستان‌هایش غیرقابل تحمل است و قبل از رسیدن باران‌های موسمی، دما می‌تواند به ۳۷ درجه سانتی‌گراد و رطوبت به ۹۵ درصد برسد.

«تامرونیسا» (Tamrunissa)، زن جوانی که با خانواده بزرگ خود در اتاق بزرگی بالای یک مغازه زندگی می‌کند، می‌گوید که بعدازظهر‌های گرم و خفه طاقت‌فرساست.

خانواده او قادر به خرید کولر نیست و به‌‌رغم اینکه سه پنکه سقفی کوچک در تمام روز کار می‌کنند، اغلب از گرما سردرد می‌گیرند و بچه‌ها همیشه بیمار می‌شوند. پدر سالخورده او که مبتلا به دیابت و فشار خون بالا است، برای چرت زدن به یک طاقچه زیر آپارتمان می‌رود، زیرا نمی‌تواند گرمای اینجا را تحمل کند.

گاهی اوقات گرمای بمبئی کشنده می‌شود. در ماه آوریل، روزی که دمای هوا به ۳۶ درجه سانتی‌گراد رسید، ۱۱ نفر که ساعت‌ها در یک مراسم در فضای باز نشسته بودند، بر اثر گرمازدگی جان خود را از دست دادند و حداقل ۲۰ نفر راهی بیمارستان شدند. 

هندی‌ها به طور فزاینده‌ای در معرض خطر گرمای شدید و امواج گرمایی هستند که روز به روز تعداد آن‌ها زیاد می‌شود. بر اساس تحقیقی که سال گذشته در نشریه «لانست» (The Lancet) منتشر شد، این کشور بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۴ و ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱ شاهد افزایش ۵۵ درصدی مرگ و میر ناشی از گرما بود.

در واقع، گرمایش جهانی به افزایش خطرات ادامه خواهد داد؛ به ویژه در مناطق شهری هند که به سرعت در حال رشد هستند؛ جایی که قیر و بتن به عنوان جاذب‌ترین‌های گرما باعث افزایش دما می‌شوند.

مطالعات نشان می‌دهد که تا سال ۲۰۲۵، شهر‌ها بیش از نیمی از جمعیت هند را در خود جای دهند و این در حالی است که جمعیت این کشور اکنون ۱.۷ میلیارد نفر است.

«چاندنی سینگ» (Chandni Singh)، دانشمند علوم اجتماعی، محقق آب و هوا در موسسه هند برای سکونتگاه‌های انسانی، می‌گوید: ترکیب گرمای ناشی از تغییرات آب و هوایی و گرمای شهری که توسط ساختمان‌ها و جاده‌ها ایجاد می‌شود، به این معنی است که شهر‌های بیشتری از گرمای شدید رنج خواهند برد. او می‌افزاید که بیشترین آسیب را میلیون‌ها فقیر شهری خواهند دید که توانایی پرداخت تهویه مطبوع یا کار در فضای باز را ندارند.

تاکنون بیشتر طرح‌ها و تلاش‌های دولت هند بر مقابله با توفان‌ها و سیل‌ها متمرکز بود؛ اما در سال ۲۰۱۵ مقامات این کشور امواج گرما را به عنوان یک بلای طبیعی در سطح ملی معرفی کردند.

از آن زمان، هند به عنوان آزمایشگاه جهانی برای مقابله با تغییرات آب و هوایی ظاهر می‌شود، زیرا محققان تلاش می‌کنند خطرات ناشی از گرما را بهتر درک کنند و راه‌هایی برای جلوگیری از بدترین پیامد‌ها پیدا کنند.

در برخی از شهرها، محققان با مقامات برای بهبود طرح‌های واکنش اضطراری تحقیق می‌کند تا آن‌ها را درباره تصمیم‌گیری در مورد زمان صدور هشدار گرما و باز کردن مراکز خنک‌کننده راهنمایی کنند. برخی نیز در حال آزمایش راه‌های ارزان قیمت برای مقاوم‌سازی خانه‌ها هستند تا آن‌ها را خنک‌تر کنند.

برخی دیگر نیز در حال مطالعه چگونگی تأثیر کاربری زمین و معماری بر دما در محله‌های مختلف هستند و سعی می‌کنند راه‌هایی را برای کاهش تأثیر گسترش شهری آینده پیدا کنند. 

«راجاشری کوتهارکار» (Rajashree Kotharkar)، معمار و برنامه‌ریز شهری در موسسه ملی فناوری «ویوسواریا» (Visvesvaraya) که یکی از طولانی‌ترین مطالعات گرمایی کشور را مدیریت می‌کند، می‌گوید: تبدیل چنین تحقیقاتی به عمل ضروری است.

علم باید تکامل یابد و همگام باشد. ما ریاضیدان نیستیم که کاری انتزاعی انجام دهیم و ۱۰۰ سال بعد کاربرد آن را ببینیم. هر تحقیقی که انجام می‌دهیم باید راه‌حل‌هایی را برای این زمان خاص ارائه کند.

پروژه تحقیقاتی «گرمای شهری» یا URBAN HEAT کوتهارکار در یکی از داغ‌ترین شهر‌های هند یعنی «ناگپور» واقع شده است. این شهر سه میلیون نفری در دشت‌های نیمه خشک مرکز هند واقع شده است؛ جایی که دمای تابستان می‌تواند به ۴۹ درجه سانتی‌گراد برسد.

محققان یک روز صبح ماه مه، در یک کوچه باریک پر از ساختمان‌های آپارتمانی محله ناگپور از دیوار بالا رفتند تا حسگری را که به یک تیر باریک متصل شده بود، بازیابی کند. سپس یکی از همکاران حسگر را که به مدت یک ماه دما و رطوبت را ثبت می‌کرد، به لپ‌تاپ متصل و داده‌های آن را دانلود کرد.

آن‌ها همچنین داده‌های ۱۴ حسگر دیگر را در سطح شهر بازیابی کردند. کوتهارکا این شبکه را به عنوان بخشی از تلاش یک دهه‌ای خود برای ترسیم چگونگی تغییر دما در سطح شهر و به دست آوردن بینشی در مورد چگونگی شکل‌دهی محیط ساخته شده به اقلیم‌های کوچک راه‌اندازی کرد.

برخی از نتایج شگفت‌آور بوده است. مثال، ممکن است تصور شود که دمای روز در محله‌های نسبتاً متراکم و بدون درخت مانند محله‌ای که در نزدیکی مرکز شهر قرار دارد، بالاترین درجه حرارت را خواهد داشت.

اما این سنسورها اغلب بالاترین میزان خواندن در طول روز را در مناطق کمتر ساخته شده و کمی سبزتر در حومه ناگپور ثبت می‌کنند. کوتهارکار می‌گوید احتمالاً دلیل این است که زمین‌های باز بیشتری در آنجا مستقیماً در معرض خورشید قرار می‌گیرند. این مناطق حاشیه‌ای معمولاً در شب خنک‌تر هستند.

در مرکز شهر، ساختمان‌های متراکم‌تر مانع از تابش گرمای محبوس شده به آسمان می‌شوند و شب‌ها گرم‌تر می‌مانند.

کوتهارکار اشاره می‌کند که این الگوی روزانه پیامدهایی برای سلامت انسان دارد. تحقیقات نشان داده است که شب‌های غیرمعمول گرم می‌تواند مشکلات سلامتی را تشدید کند، به‌ویژه زمانی که روزهای گرم پیاپی پشت هم می‌آیند، زیرا بدن مهلت خنک شدن ندارد. مطالعات نشان داده است که روزهای گرم متوالی و شب‌های گرم در هند بیشتر می‌شود.

تیم کوتهارکار در حال بررسی چگونگی تأثیر سایر عوامل هواشناسی - مانند رطوبت و سرعت باد - بر استرس گرمایی نیز هست و به دنبال این است که چگونه عوامل زیرساختی و اقتصادی-اجتماعی می‌توانند آسیب‌پذیری را در برابر این استرس شکل دهند. به عنوان مثال، افراد فقیرتر ممکن است قادر به خرید دستگاه‌های تهویه مطبوع یا سایر وسایل خنک کننده نباشند و افراد مسن ممکن است بیماری‌هایی داشته باشند که آن‌ها را مستعد گرما می‌کند. گفتنی است که بیشتر کسانی که در فاجعه گرمای ماه آوریل بمبئی جان باختند مسن‌تر بودند.

برخی از محله‌ها فاقد منابع آب یا کلینیک‌های بهداشتی هستند که می‌توانند به مقابله با بیماری‌های ناشی از گرما کمک کنند. برای مثال، مناطق دورافتاده ناگپور ممکن است شب‌های خنک‌تری را تجربه کنند، اما دسترسی کمتری به خدمات بهداشتی نیز دارند.

تیم کوتهارکار دریافته است که نحوه درک مردم از گرما نیز می‌تواند مهم باشد. در طول موج گرما در سال گذشته، محققان ایستگاه‌های آب‌وهوای کوچکی را در پیاده‌روها راه‌اندازی کردند و با عابران پیاده مصاحبه کردند تا ببینند داده‌های عینی مانند دما چگونه با تجربه ذهنی مطابقت دارند.

حتی در دمای ۴۵ درجه سانتی‌گراد، بسیاری از مصاحبه شوندگان نگرانی کمی ابراز کردند. کوتهارکار می‌گوید: مردم می‌گویند همیشه همین‌طور بوده است.

وی می‌گوید: این بی‌توجهی نگران‌کننده است، زیرا نشان می‌دهد مردم از خطرات ناشی از گرما آگاه نیستند و ممکن است به هشدارهای رسمی موج گرما توجهی نکنند.

کوتهارکار اظهار می‌کند: یکی از پیام‌های مهم این است که افرادی که در مناطق گرم زندگی می‌کنند همیشه نمی‌توانند گرما را به عنوان یک خطر ببینند. 

چنین یافته‌هایی کاربردهای عملی مهمی دارند، به ویژه در کمک به شهرها برای توسعه یا بهبود طرح‌های واکنش امواج گرما.

طرح‌های مربوط به بررسی و مبارزه با گرما در چند سال گذشته در هند رو به گسترش بوده‌اند. به طور کلی، یک مطالعه اینچنینی مشخص می‌کند که چه زمانی و چگونه مقامات باید هشدارهای مربوط به گرما را صادر کنند و به بیمارستان‌ها و سایر موسسات هشدار دهند. برای مثال، طرح ناگپور از بیمارستان‌ها می‌خواهد که در تابستان «بخش‌های سرد» را برای درمان بیماران گرمازدگی اختصاص دهند و به سازندگان توصیه می‌کند در روزهای بسیار گرم به کارگران ساختمانی استراحت بدهند.

اولین طرح مبارزه با گرما در سال ۲۰۱۳ با کمک موسسات علمی محلی و همچنین شورای غیر انتفاعی دفاع از منابع طبیعی (NRDC) در شهر خشک غربی احمدآباد هند معرفی شد. موفقیت این طرح این بود که در سال ۲۰۱۸ حداقل جان هزار و ۱۹۰ نفر را نجات داده است و همین امر باعث ایجاد طرح‌های بیشتری شد. آژانس مدیریت بلایای طبیعی هند اکنون با ۲۳ ایالت از ۲۸ ایالت هند برای توسعه طرح مبارزه با گرما کار می‌کند.

اما بسیاری از آن‌ها فاقد بودجه کافی هستند. «دیلیپ ماوالانکار» (Dileep Mavalankar)، مدیر مؤسسه بهداشت عمومی هند که از نزدیک در طرح مبارزه با گرمای احمدآباد مشارکت داشته است، می‌گوید: آستانه‌ تحریک افراد اغلب با آب و هوای محلی تنظیم نمی‌شود. در برخی مناطق، دمای بالای روز به تنهایی ممکن است به عنوان یک محرک کافی برای هشدار عمل کند.

وی اظهار می‌کند: برای مثال، احمدآباد آستانه هشدارهای اولیه را بر اساس داده‌هایی که نشان می‌دهد مرگ‌ومیرهای ناشی از گرما در آن نقطه شروع به افزایش کردند، ۴۱ درجه سانتی‌گراد تعیین کرد. اما در جاهای دیگر، درجه حرارت یا رطوبت شبانه ممکن است به اندازه اوج‌گیری در روز، معیاری برای سنجش خطر باشد.

محققان می‌گویند: مرگ و میر ناشی از گرمازدگی در ماه آوریل در بمبئی نیاز به هشدارهای دقیق‌تر و موضعی‌تر را برجسته کرد. دمای بالای آن روز یعنی تقریباً ۳۶ درجه سانتی‌گراد، یک درجه سانتی‌گراد کمتر از آستانه هشدار موج گرما برای شهرهای ساحلی تعیین شده توسط مقامات ملی هواشناسی بود؛ اما اثرات گرما با رطوبت - عاملی که اغلب در سیستم‌های هشدار گرما نادیده گرفته می‌شود - و نبود سایه در اواخر صبح در فضای باز تقویت شد. از قضا، ایالت «ماهاراشترا»، شامل بمبئی، تنها ۲ ماه قبل از فاجعه، طرح مبارزه با گرمای خود را شروع کرده بود. این طرح توصیه می‌کند در روزهای گرم، رویدادهای فضای باز را به صبح‌های زود تغییر دهید.

ایجاد نقشه آسیب برای کمک به بهبود طرح‌های مبارزه با گرما، تیم کوتهارکار روی یک طرح مدل کار می‌کند که بهترین شیوه‌ها را مشخص می‌کند و می‌تواند با شرایط محلی سازگار شود. کوتهارکار می‌گوید: در میان چیزهای دیگر، همه شهرها باید یک نقشه آسیب‌پذیری ایجاد کنند تا به تمرکز پاسخ‌ها روی جمعیت‌هایی که بیشتر در معرض خطر هستند کمک کند. 

وی اظهار می‌کند: چنین نقشه‌برداری کار پیچیده‌ای نیست. با مشاهده حتی چند پارامتر کلیدی می‌توان یک نقشه مفید ایجاد کرد. به عنوان مثال، محله‌هایی با جمعیت زیاد سالمندان یا خانه‌های غیررسمی که به خوبی با گرما مقابله می‌کنند، می‌توانند هشدارهای ویژه دریافت کنند یا با مراکز خنک‌کننده تقویت شوند. پروژه ناگپور قبلاً یک نقشه خطر و آسیب‌پذیری ایجاد کرده است که کوتهارکار را قادر می‌سازد تا به مسئولان بگوید در صورت وقوع موج گرما در تابستان امسال روی کدام محله‌ها تمرکز کنند.

به گفته محققان، طرح‌های مبارزه با گرما نباید فقط شامل پاسخ‌های اضطراری کوتاه مدت باشند، بلکه اقدامات میان مدت تا بلندمدت را نیز توصیه می‌کنند که می‌تواند جوامع را خنک‌تر کند. برای مثال، در ناگپور، تیم کوتهارکار توانسته است به مقامات شهری در مورد محل کاشت درخت برای ایجاد سایه مشاوره دهد. طرح‌های مبارزه با گرما همچنین می‌توانند تلاش‌ها برای مقاوم‌سازی خانه‌ها یا تغییر مقررات ساختمانی را هدایت کنند. 

در درازمدت، خنک کردن شهرهای هند به معنای تغییر روش ساخت‌وساز آن‌ها خواهد بود. یک امکان نگاه به گذشته است، زمانی که سازه‌هایی برای عایق‌بندی مردم از آب و هوای محلی طراحی شده‌اند.

ساختمان‌های قدیمی‌ خنک‌ترند

در ناگپور، کوتهارکار دوست دارد به شاگردانش -و خبرنگاران مهمان- عمارتی یک طبقه و ۳۰۰ ساله در محله را نشان دهد. این ساختمان از آجر، سنگ و چوب ساخته شده است، نه بتن و پلاستیک که باعث می‌شود بلوک‌های آپارتمانی مدرن مجاور گرما را جذب و تابش کنند.

دیوارها ضخیم هستند و افزایش گرما را به تاخیر می‌اندازند. یک سقف دولایه سایه و تهویه اضافی را فراهم می‌کند و یک حیاط به هوای گرم اجازه می‌دهد تا در یک سینک طبیعی هوا را کمی خنک کند. پنجره‌های کوچک‌تر روی دیوارهای خارجی، همراه با حیاط، به ایجاد اختلاف در فشار هوا کمک می‌کند و باعث حرکت هوا و دمای خنک می‌شود.

در یک صبح ماه مه، دمای بیرون ۳۹ درجه سانتی‌گراد است، اما اتاق‌های طبقه همکف احساس راحتی می‌کنند و حیاط داخلی، با فواره جاری، تقریبا خنک است. کوتهارکار می‌گوید: وقتی دمای بیرون در بالاترین حد است، مثلاً در ساعت ۲ بعدازظهر، داخل این ساختمان چندان گرم نیست و زمانی که دمای داخل به اوج می‌رسد، بیرون شروع به خنک شدن کرده است.

سال‌های اخیر، وزارت مسکن هند دستورالعمل‌های دقیقی برای ساخت ساختمان‌های مقاوم در برابر آب و هوا ارائه کرده است که شامل برخی از اصول برگرفته از معماری سنتی است؛ اما این توصیه‌ها عمدتاً روی کاغذ باقی می‌مانند و سازندگان و دولت محلی برای تغییر رویه‌های خود کند یا بی‌میل هستند. برای آسان‌تر کردن ساختمان‌های خنک، رویای کوتهارکار ایجاد یک مدل پیش‌بینی، شاید حتی یک اپلیکیشن است که مقامات محلی می‌توانند از آن برای پیش‌بینی تأثیر یک ساختمان جدید یا سیاست توسعه بر دمای محلی استفاده کنند و در صورت نیاز برای کاهش آن برنامه‌ریزی کنند.

با توجه به سرعت سریع توسعه در شهرهای بزرگ هند، سینگ هشدار می‌دهد که «فضای باریک‌تری» برای پیاده‌سازی معماری خنک‌تر وجود دارد. با این حال، کوتهارکار امید را در شهرهای کوچک‌تر می‌بیند، جایی که رشد تازه شروع به شتاب می‌کند.

وی می‌گوید: ما خیلی بر شهرهای بزرگ تمرکز کرده‌ایم، فراموش می‌کنیم که شهرهای کوچک‌تر هنوز قابل مدیریت هستند.

برای بسیاری از هندی‌های کم درآمد که در شهرها زندگی می‌کنند، امکان نقل مکان به یک اقامتگاه تازه ساخته و مقاوم در برابر آب و هوا بسیار دور است. به همین دلیل است که برخی از گروه‌ها در حال بازسازی خانه‌های موجود هستند.

محبوب‌ترین مقاوم‌سازی شامل پوشاندن سقف‌ها با رنگ بازتابنده سفید است. احمدآباد اولین شهری بود که این تکنیک را در سال ۲۰۱۷ به عنوان بخشی از طرح مبارزه با گرمای خود آزمایش کرد. این پروژه توسط یک گروه محلی زنان حمایت شد و نتایج دلگرم کننده‌ای داشته است.

یک ارزیابی نشان داد که خانه‌هایی با سقف‌های قلعی رنگ‌شده حداقل یک درجه سانتی‌گراد خنک‌تر از خانه‌های رنگ‌نشده هستند و فناوری‌های گران‌تر سقف‌سازی تا ۴.۵ درجه سانتی‌گراد خنک‌تر می‌کنند.

در سال ۲۰۲۰، احمدآباد برنامه سقف خنک خود را گسترش داد و ۱۵ هزار خانه کم درآمد را تحت پوشش قرار داد. امسال، شهر بیابانی «جودپور» ابتکار مشابهی را آغاز کرد و در ماه آوریل، ایالت «تلانگانا» متعهد شد تا سال ۲۰۲۸ حدود ۳۰۰ کیلومتر مربع سقف خنک ایجاد کند.

در همین حال، در بمبئی و سایر شهرها، یک شرکت خصوصی به نام «سی‌بالانس» (cBalance) در حال آزمایش سایر مداخلات خنک کننده غیرفعال کم هزینه برای خانوارهای فقیرتر است. در میان کسانی که امسال برای آزمایش انتخاب شدند، خانواده تامرونیسا در لال ماتی است.

کارگران سی‌بالانس برای خنک کردن خانه تامرونیسا، سقف آن را با فویل آلومینیومی پوشاندند؛ اما راهکار بزرگ‌تر نصب سقف دوم بود که از پنل‌هایی از زباله‌های پلاستیکی بازیافتی ساخته شده بود و کمی بالاتر از سقف اصلی جا گرفت.

تامرونیسا می‌تواند از پنجره آشپزخانه‌اش دستش را دراز کند تا اهرمی را بکشد و پنل‌ها را در صبح ببندد و در مقابل خورشید سپری ایجاد کند و سپس دوباره آن‌ها را در شب باز کند و به گرما اجازه تابش بدهد.

«ویوک گیلانی» (Vivek Gilani)، مهندس محیط زیست و موسس شرکت سی‌بالانس، می‌گوید: سقف دوم مثل پوشیدن کلاه است. پوشش اضافی اجازه نمی‌دهد گرما در پشت بام جمع شود و آنچه انباشته می‌شود در شب به آسمان رها می‌شود.

سقف جدید تفاوت واقعی را برای تامرونیسا و خانواده‌اش ایجاد کرده است. وی می‌گوید که تابستان امسال راحت‌تر از همیشه بوده است و توانسته‌اند بهتر بخوابند. 

چالش همیشگی؛ بودجه

یک بنیاد بشردوستانه بودجه این پیشرفت‌ها را تامین کرد. «ابیانت تیواری» (Abhiyant Tiwari)، مشاور ارشد تاب‌آوری و سلامت آب و هوا در هند می‌گوید: یافتن پول برای پرداخت راه‌حل‌های خنک کننده همچنان یک چالش است. به عنوان مثال، رنگ ویژه می‌تواند چندین هزار روپیه هزینه داشته باشد که هزینه زیادی برای خانواده‌های فقیرتر است. برای صرفه‌جویی در هزینه، برخی سعی کرده‌اند سقف خود را با رنگ سفید معمولی رنگ‌آمیزی کنند، اما فرمول متفاوتی دارد و کار نمی‌کند.

در محله‌های فقیرنشین بمبئی، گیلانی و سی‌بالانس با موانعی فراتر از بودجه مواجه شده‌اند. پنل‌های سایه‌بان را نمی‌توان روی برخی از سقف‌ها نصب کرد، زیرا آن‌ها توسط خطوط برق متلاشی شده‌اند یا برای اهداف دیگر استفاده می‌شوند.

آن‌ها باید اطمینان حاصل کنند که اصلاحات سقف با اقدامات ضد آب که از خانه‌ها در برابر باران‌های شدید باران‌های موسمی سالانه محافظت می‌کند، تداخل نداشته باشد.

به‌رغم این چالش‌ها، محققان و مهندسان همچنان برای یافتن راه‌حل‌های خنک‌کننده برای شهرهای هند، به‌ویژه برای آسیب‌پذیرترین ساکنان آن انگیزه‌ای قوی دارند. تیواری می‌گوید: خنک کردن موضوعی تجملی نیست؛ بلکه بحث عدالت است.