Cities in Hazardous Environments, Risk Assessment, Resilience, and Sustainability

Città in ambienti pericolosi, valutazione del rischio, resilienza e sostenibilità

Cities can concentrate disaster risk not only due to the aggregation of people, infrastructure, assets, expansion, and inadequate management, but also from the surrounding hazardous environments. Cities on volcanoes and on geologic faults, cities exposed to meteorological and climatological conditions, cities in the vicinity of nuclear, chemical and biological facilities, and cities neighboring hazardous landfills can be found all over the world, and their resilience and sustainability is difficult to achieve. Today more than half of the world’s population lives in cities and by the middle of this century an additional two billion people will join the urban dwellers. The cities in the developing countries will experience most rapid urbanization and thus experience the fastest rate of increase in the incidents of disasters. On average some 100,000 people are killed annually by disasters and when the people are concentrated in cities massive evacuations and displacements become problematic for the authorities because this can imbalance social, cultural and political structures and drain local and national resources.

San Francisco, Naples, Istanbul, Tokyo, Rabaul, Mexico City, and many others are all situated in active geologic areas, whereas the coastal cities of North and South America, West Africa, Mediterranean, Bay of Bengal, South China Sea are exposed to tropical storms, hurricanes, typhoons, inundations, and tsunamis. The global warming will increase the potential hazards from the sea-level rise and changes in atmospheric circulations. Many nuclear power stations and chemical and biological facilities are today located too close to large metropolitan areas such as New York, Paris, and Los Angeles with questionable safety nets and this problem will proliferate with the need to double the energy supply for humanity by the middle of this century and the development of the African Continent.

For the most part the city habitats have been designed based on the most probable levels of natural and anthropogenic hazards, where the severe consequences for the populations and built environments from low probability events (large earthquakes and volcanic eruptions) are ignored, mainly because of economic reasons. Such practices should change and the city governments should bear full responsibilities for maintaining their cities resilient and sustainable. A hazardous event can cause other hazardous events and when defining the hazards for cities it is necessary to consult carefully the historic sources and perform temporal and spatial multi-hazard and multi-consequences assessments and incorporate their uncertainties. The knowledge base of events and consequences is an integral part of the definition of risk and may thus make the risk assessment process subjective or produce only an illusion of risk control, and especially so for the large cities where their actors have complex perceptions of risks and their decision makers can easily marginalize all those risks that for them are little relevant during their short-term of governance. It is thus not surprising that the populations of many cities with hazardous environments thrive in the apparent security just because they have no personal experiences with the possible consequences of these hazards.

The consequence are something that the humans value (life, health, environment, economic assets, careers, power) and thus there is a complex web of interests in every large community, and for this community to be resilient it must sustain the required operation under both the expected and unexpected conditions. When the resilience is viewed from the socio-technical systems perspective it can be argued that a resilient system should have the ability to react or respond appropriately in time, the ability to monitor its own state and the environment that interacts with the system, the ability of certain intelligence that allows it to learn and take actions when necessary. When, however, the resilience is viewed as an organization of complex adaptive systems, the systems compete for the production of complexity and the needs of this complexity, because the more a system is optimized for equilibrium the more sensitive it becomes to the disturbances that could produce non-equilibrium. The resilience engineering applied to cities in hazardous environments should, therefore, provide optimal trade-off designs that tend to achieve sustainability rather than work in opposite directions.

While it may be possible to maintain the cities in hazardous environments at certain levels of resilience it is not altogether clear that they can be also made sustainable or have the ability to be maintained at certain levels of operation indefinitely. This is especially true for those cities where the nearby hazards produce rarely catastrophic consequences. These cities can clearly not be made sustainable indefinitely, but may be made sustainable for shorter time spans and possibly for the duration of human civilization. Such cities will have to implement their own resilience and sustainability frameworks that are different from those advocated by the promoters of universal resilience and sustainability values.

Le città possono concentrare il rischio di catastrofi non solo a causa dell'aggregazione di persone, infrastrutture, risorse, espansione e gestione inadeguata, ma anche degli ambienti pericolosi circostanti. Le città sui vulcani e sulle faglie geologiche, le città esposte a condizioni meteorologiche e climatiche, le città nelle vicinanze di impianti nucleari, chimici e biologici e le città nelle vicinanze delle discariche pericolose si possono trovare in tutto il mondo, e la loro resilienza e sostenibilità sono difficili da raggiungere. Oggi più della metà della popolazione mondiale vive nelle città e entro la metà di questo secolo altri due miliardi di persone si uniranno a questi abitanti. Le città dei paesi in via di sviluppo realizzeranno la più rapida urbanizzazione e quindi sperimenteranno il più rapido tasso di aumento degli incidenti di disastri. In media circa 100.000 persone vengono uccise ogni anno dai disastri e quando le persone sono concentrate nelle città, evacuazioni e spostamenti di massa diventano problematici per le autorità perché questo può squilibrare le strutture sociali, culturali e politiche e drenare le risorse locali e nazionali.

San Francisco, Napoli, Istanbul, Tokyo, Rabaul, Città del Messico e molti altri sono tutti situati in aree geologiche attive, mentre le città costiere del Nord e del Sud America, Africa Occidentale, Mediterraneo, Golfo del Bengala, Mar Cinese Meridionale sono esposte a tempeste tropicali, uragani, tifoni, inondazioni e tsunami. Il riscaldamento globale aumenterà i potenziali pericoli derivanti dall'innalzamento del livello del mare e dai cambiamenti nelle circolazioni atmosferiche. Molte centrali nucleari e impianti chimici e biologici si trovano oggi troppo vicini a grandi aree metropolitane come New York, Parigi e Los Angeles con reti di sicurezza discutibili e questo problema si moltiplicherà con la necessità di raddoppiare l'approvvigionamento energetico per l'umanità a metà di questo secolo e lo sviluppo del continente africano.

Per la maggior parte, gli habitat delle città sono stati progettati sulla base dei livelli più probabili di pericoli naturali ed antropici, dove le gravi conseguenze per le popolazioni e gli ambienti costruiti da eventi a bassa probabilità (grandi terremoti ed eruzioni vulcaniche) sono ignorate, principalmente a causa dei motivi economici. Tali pratiche dovrebbero cambiare e i governi delle città dovrebbero assumersi la piena responsabilità di mantenere le loro città resilienti e sostenibili. Un evento pericoloso può causare altri eventi pericolosi e quando si definiscono i pericoli per le città è necessario consultare attentamente le fonti storiche ed eseguire valutazioni multi-hazard e multi-conseguenze temporali e spaziali e incorporare le loro incertezze. La base di conoscenza degli eventi e delle conseguenze è parte integrante della definizione di rischio e può quindi rendere soggettivo il processo di valutazione del rischio o produrre solo un'illusione di controllo del rischio, in particolare per le grandi città in cui i loro attori hanno percezioni complesse dei rischi e i loro decisori possono facilmente emarginare tutti quei rischi che per loro sono poco rilevanti durante il loro breve periodo di governance. Non sorprende quindi che le popolazioni di molte città con ambienti pericolosi prosperino nell'apparente sicurezza solo perché non hanno esperienze personali con le possibili conseguenze di questi pericoli.

Le conseguenze sono qualcosa che gli umani apprezzano (vita, salute, ambiente, beni economici, carriere, potere) e quindi c'è una complessa rete di interessi in ogni grande comunità, e per questa comunità essere resiliente deve sostenere l'operazione richiesta in entrambe le condizioni previste e inattese. Quando la resilienza è vista dal punto di vista dei sistemi socio-tecnici, si può sostenere che un sistema resiliente dovrebbe avere la capacità di reagire o rispondere in modo appropriato nel tempo, la capacità di monitorare il suo stato e l'ambiente che interagisce con il sistema, la capacità di certe intelligence che gli consente di apprendere e intraprendere azioni quando necessario. Quando, tuttavia, la resilienza è vista come una organizzazione di sistemi adattivi complessi, i sistemi competono per la produzione di complessità e le esigenze di questa complessità, perché più un sistema è ottimizzato per l'equilibrio più sensibile diventa ai disturbi che potrebbero produrre non equilibrio. L'ingegneria della resilienza applicata alle città in ambienti pericolosi dovrebbe quindi fornire progetti di trade-off ottimali che tendono a raggiungere la sostenibilità piuttosto che lavorare in direzioni opposte.

Sebbene sia possibile mantenere le città in ambienti pericolosi a determinati livelli di resilienza, non è del tutto chiaro che queste città possano anche essere rese sostenibili o avere la capacità di essere mantenute a determinati livelli di funzionamento indefinitamente. Ciò è particolarmente vero per quelle città in cui i pericoli nelle vicinanze producono conseguenze raramente catastrofiche. Queste città possono chiaramente non essere rese sostenibili a tempo indeterminato, ma possono essere rese sostenibili per periodi di tempo più brevi e probabilmente per la durata della civiltà umana. Tali città dovranno implementare le proprie strutture di resilienza e sostenibilità diverse da quelle sostenute dai promotori dei valori universali della resilienza e della sostenibilità.