淡水在哥伦比亚干旱的瓜希拉半岛一直是一种宝贵的商品，但气候变化正在将稀缺性转化为危机。该地区的大部分水井都被咸水污染，迫使居民依靠雨水获取饮用水。在经历了三年极端干旱之后，瓜希拉人民仍在等待降雨的到来。
瓜希拉的水资源短缺只是全球变暖已经损害发展中国家的一个例子。联合国警告说，最糟糕的情况还在后头：随着全球气温升高，干旱和洪水等极端天气事件将在许多地区变得更加频繁和强烈。
发展中国家将受气候变化影响最大，而它们为应对气候变化所拥有的资源最少。因此，发明家和工程师正在设计简单且通常廉价的措施，以帮助社区适应气候变化的世界。以下是五项有前景的创新，从哥伦比亚的山区到印度尼西亚的海岸线。
风力海水淡化
这个风力海水淡化厂使用廉价的反渗透技术，清除哥伦比亚瓜希拉半岛乌莱苏马纳瓦尤社区水中盐分和杂质。（图片来源：Luis Antonio González/圣地亚哥德卡利大学）
路易斯·安东尼奥·冈萨雷斯/圣地亚哥德卡利大学
人离不开水，但全球超过10%的人口缺乏充足的水源——随着气候变化改变天气模式并加剧干旱，这一数字可能会增加。虽然地球大部分被水覆盖，但其中96%的盐度太高，无法饮用。
从海水中去除盐分是可能的，但并非总是实用。自20世纪60年代以来一直使用的采用反渗透技术的传统海水淡化厂价格昂贵：加利福尼亚州新建的卡尔斯巴德海水淡化厂每天产水5000万加仑，耗资10亿美元建造。
高昂的价格使得许多社区无法负担传统的淡化厂。但现在他们有了一个更简单、更便宜的替代方案：风力淡化器，它利用风力从盐水中提取淡水。
工作原理
由工程师胡安·卡洛斯·博雷罗发明的风力淡化器将风车与标准水井连接起来。风力提供必要的压力，将水井中的盐水通过一系列过滤器和膜，这些膜上涂有铜和银离子，以杀死任何潜在的病原体，而不是反渗透工厂中使用的更昂贵的化合物。
当未经过滤的水通过膜时，带正电的离子与微生物带负电的细胞壁发生反应，使其无法繁殖或吸收营养。
从那里，仍然含有盐分的水被吸入反渗透膜，这些膜对水分子可渗透，但对盐离子不可渗透。最终结果：纯净的淡水。
（图片来源：杰伊·史密斯）
杰伊·史密斯
优点
易于获取的部件：该系统利用现有的风车和因盐水污染而无法使用的水井。
每加仑成本低：降低的运营成本意味着每加仑价格比柴油或太阳能替代方案低20%到30%。
离网：无需外部电源、化学处理或电子元件。
高产量：每天生产528加仑饮用水。
高效：将盐含量从高达14,000 ppm降至约500 ppm。
缺点
初期投资高昂：风力淡化器运行成本低廉，但建造它需要将银离子和铜离子粘合到膜上，这是一个复杂的程序，会增加采购成本。
需要专业知识：必须异地制造，维修必须由经过专门培训的技术人员完成。
受天气影响：需要至少10英里/小时的稳定风速才能获得最佳输出。极端风速可能会损坏风车。
可能堵塞：来自损坏或受污染源的泥泞水可能会堵塞设备。
成本
制造、安装和维护15年约需36,600美元。
可行性：高。
博雷罗在哥伦比亚瓜希拉地区有五台风力淡化器正在运行，并获得了政府40台的合同。
浮动地基
（图片来源：Petar Andjelkovic/Shutterstock）
Petar Andjelkovic/Shutterstock
对于哥伦比亚萨帕托萨沼泽地区的森佩瓜村1000名居民来说，洪水是司空见惯的事，马格达莱纳河经常决堤，淹没整个城镇。多年来，当洪水淹没小学时，敬业的老师们会在任何可用的空间，包括公园和私人住宅，临时搭建教室。
确保发展中国家的所有儿童都能接受教育——这是打破贫困和欠发达循环的关键——本身就是一项艰巨的任务。极端天气造成的学校中断和损坏的风险只会增加挑战。
多亏了来自哥伦比亚EAFIT大学的两位工程师莉娜·马塞拉·卡塔尼奥和安德烈斯·沃克，森佩瓜和其他地方的老师们现在可以风雨无阻地专注于学生了。他们的解决方案是什么？一所浮动学校。
工作原理
这所学校坐落在水平地面上，地基高3英尺，由高质量的轻质水泥制成。洪水期间，水会围绕地基上涨，当水位达到2英尺时，它开始漂浮。这是阿基米德原理的实际应用：该结构由它所排开的水支撑，就像一艘船一样。一个锚固系统可以防止学校漂走。当洪水退去时，建筑物会回到原来的位置。
（图片来源：杰伊·史密斯/Spin Off Utópica-EAFIT）
杰伊·史密斯/Spin Off Utópica-EAFIT
（图片来源：Jay Smith/Spin Off Utópica-EAFIT）
杰伊·史密斯/Spin Off Utópica-EAFIT
优点
适应性：浮动平台可适用于其他类型的结构，例如住房或医疗诊所。
当地劳工：施工由当地工人使用当地材料完成，无需特殊培训。
弹性：与塑料或其他材料相比，水泥寿命长，维护成本低。• 干湿：适应季节性条件。
缺点
昂贵：价格是传统非浮动结构的两到三倍。
需要专业知识：修改蓝图以安全地调整平台需要建筑专业知识。
地理位置依赖：该建筑设计用于河流洪水，尚未在沿海地区进行测试。
不太环保：水泥生产会释放大量二氧化碳。
成本
森佩瓜学校面积1808平方英尺，耗资30万美元，即每平方英尺166美元。
可行性： 高。
一些公共和私人实体有兴趣复制或改造森佩瓜项目。
海岸防御者
工人们在印度尼西亚爪哇岛中部北部海岸修建透水坝。（图片来源：国际湿地组织/Nanang Sujana）
国际湿地组织/Nanang Sujana
热带和亚热带海岸线上的红树林提供了无数益处：它们抵御波浪和风，抑制侵蚀，为野生动物和鱼类创造栖息地，并防止咸水侵入河流和溪流。然而，在过去的50年里，随着从泰国到牙买加的红树林被清理用于虾养殖、伐木和城市发展，这些生态系统开始消失。
失去了红树林的保护屏障后，各国政府正在寻找其他方法来加固海岸。“硬”工程解决方案，如堤坝和海堤，价格昂贵且随着时间的推移效果会降低。恢复红树林是理想的选择，但这并非易事：幼小的红树林无法在正在流失的泥沙中定殖。
非营利组织国际湿地组织和荷兰研究机构Deltares创建了透水坝，以帮助红树林恢复。这些坝的设计模仿了红树林根系的网状结构，以减少侵蚀并为小树重新繁衍创造稳定的海岸线。
工作原理
这些水坝使用当地材料（如竹子和树枝）在现场建造，并种植在离岸150至300英尺处。与海堤不同，这些水坝是可渗透的，并且有人工“根”。水通过水坝时会撞击到根部，根部将其偏转，耗散部分波浪能量。水坝连续的人工根层一次又一次地偏转波浪，每次都降低其能量。削弱的波浪击中陆地，对幼小的红树林树木的风险较小。
这些水坝也有助于扩大现有的红树林。模仿红树林的水坝会捕获潮汐携带的一些沉积物，这些沉积物会堆积在陆地一侧。就树木而言，红树林具有侵略性；一旦有土壤扎根，它们就会迅速在其开垦的领土上定居。
（图片来源：Jay Smith/Discover）
Jay Smith/Discover
优点
复合效益：减少风暴损害、可持续水产养殖和减少咸水入侵。
弹性：透水设计可抵抗损坏。
渐进：一旦一段海岸线稳定并被开垦，水坝就会被移至更远的近海以继续恢复过程。
缺点
病虫害：易受船蛆和其他有害病虫害侵扰。包含PVC等合成材料可提供更大的弹性和更低的长期维护成本，但它们对环境的可持续性较差。
需要滩头阵地：扩大现有红树林带比从头开始更有效。
易受风暴影响：幼年红树林特别容易受到极端天气的影响。
成本
根据材料不同，建造和维护一英里大坝六年需要23.5万美元至38万美元。
可行性：中到高。
国际湿地组织在印度尼西亚成功实施了0.62英里试点项目，随后在爪哇北部海岸扩大了12.4英里的倡议。这些水坝非常有效和耐用，但较贫穷的政府可能需要私人来源或国际援助组织的额外资金才能负担得起。除了成本之外，湿地专家警告说，除非红树林恢复与沿海社区的可持续发展相结合，否则恢复工作可能会受到挫折或功亏一篑。
防飓风住宅
生物气候住宅的艺术家效果图。这座位于哥伦比亚圣安德烈斯岛的房屋经过专门设计，能够抵御飓风级别的风力，同时还设有策略性放置的通风口，以使居住者全年保持凉爽。（图片来源：联合国开发计划署）
联合国开发计划署
席卷加勒比海的热带风暴经常袭击哥伦比亚圣安德烈斯岛，而政府补贴住房项目的低收入居民是受灾最严重的群体之一。这些独栋住宅采用廉价的浇筑混凝土建造，在极端天气下可能会遭受严重破坏。它们还会聚热。“它们是烤箱，”建筑师克劳迪奥·瓦里尼说。
瓦里尼创造了一种很酷的替代方案：一种“生物气候”住宅，既坚固又通风良好。他解释说，生物气候建筑在考虑当地条件的同时，最大限度地减少了对环境的影响。他的防飓风住宅在猛烈的风暴中保护居民安全，并让他们全年保持舒适。
工作原理
屋顶的特殊设计和窗户上的全百叶式防风百叶窗可抵御飓风级别的风力。屋顶的四个坡面均呈金字塔状，向内倾斜。由于屋顶没有一个侧面是垂直的，无论风向如何，风都会向上和向上偏转。防风百叶窗的百叶条相互重叠，以防风防雨。
为了确保舒适，建筑师瓦里尼的设计利用了赤道烈日的优势，采用所谓的烟囱效应来调节室内温度。外墙上的小进气口让凉爽的空气从地板高度进入。这种外部空气将室内的暖空气向上推出并通过屋顶上的舱口排出。结果是无需风扇或空调即可实现持续循环的气流。
联合国开发计划署
优点
能源高效：设计包括一个水收集和净化系统以及用于发电的光伏电池。
坚固：可抵抗高达111英里/小时的风速。
开源：蓝图对公众开放。
缺点
昂贵：这些房屋的成本是传统浇筑混凝土结构的两到三倍。
成本
516平方英尺，2.1万美元，即每平方英尺68美元。
可行性：中到低。
价格标签可能会让那些希望以最低成本安置最多人口的政府望而却步。
“骆驼峰”农业
玻利维亚洛马苏亚雷斯村“骆驼峰”农场的航拍图，展示了运河在雨季如何蓄水。（图片来源：马克·奇尔弗斯）
马克·奇尔弗斯
降雨的不可预测性——何时、多久、多少——使得玻利维亚亚马逊地区的农村农民的自给农业充满了不确定性，而且这种随机性预计只会变得更糟。在潮湿时期，被洪水淹没的田地使得数月无法种植任何作物。当干旱来袭时，整个收成可能会因热应激而损失。
2006年发生大洪水后，乐施会国际和肯尼斯·李基金会寻求过去的解决方案：一种该地区前印加文明使用的古老水管理技术。
在贝尼省，该省经历季节性洪水，他们建造了5英尺高的抬高床，称为camellones（西班牙语中意为“骆驼峰”）。由此形成的垄状田地，面积在2.5到5英亩之间，被运河纵横交错，并被护城河状的保护环环绕。
工作原理
雨季期间，径流会填满运河，灌溉农田，而不会淹没作物。运河两岸种满了常见的水葫芦，它们有助于净化水。当植物分解后，它们被用来肥沃农田。驼峰的粘土能保水，一条满载的运河可以全年滋养土壤——即使在极端干旱期间也是如此。作为额外的福利，在旱季和雨季，都可以在运河中养鱼供食用或出售。
（图片来源：杰伊·史密斯）
杰伊·史密斯
优点
快速简便：当地非技术工人可以在一个月内建造一个5到10英亩的驼峰农场。
低维护：驼峰农场除了改良贫瘠的土壤和维护运河外，几乎不需要维护。
全年耕种：排水和灌溉使得全年都可以耕种，不受天气影响。
缺点
地理依赖：该技术需要高平均降雨量和相对平坦的地形以减少侵蚀。
劳动密集型：需要重型机械来搬运数吨泥土。
现场居住：农民必须住在护城河状的环内，以确保在洪水期间能够进入田地。
成本： 每英亩约2800至3200美元。
可行性：高。
乐施会和肯尼斯·李基金会已在玻利维亚为社区建造了83个“骆驼峰”，帮助了170个家庭。近年来贝尼省遭受洪水侵袭时，“骆驼峰”保护了索韦拉尼亚和11月18日村的居民及其农作物。它们的成功促使其他地区和市级当局采纳了这种做法。
[本文最初以“智胜气候变化”为题发表于纸质版。]
