Калифорнийское шоссе номер один, протянувшееся более чем на 650 миль вдоль побережья Тихого океана США, является одной из самых популярных дорог из-за захватывающих дух видов. Тем не менее, с 2023 года большая его часть была закрыта.

В том году ряд атмосферных рек обрушился на штат дождем, вызвав оползни и оползни, на которые знаменитая магистраль не была способна.

«Когда они проектировали эти дороги, они делали большие предположения, что у нас не будет больших изменений в осадках», — говорит Пол Чиновски, почетный профессор гражданского строительства в Университете Колорадо в Боулдере. Планировщики также не ожидали серьезной эрозии, которая стала более распространенной на более теплой планете. «Мы буквально строили дороги на краю земли», — говорит он.

Глобальное потепление переворачивает эти климатические предположения. Исследования показывают, что изменение климата увеличивает интенсивность дождей, приносимых атмосферными реками, что делает более вероятными размывы, подобные тем, которые обрушились на шоссе номер один. Увеличение количества осадков также смыло большой участок шоссе 22 в Вайоминге прошлым летом, отрезав жизненно важный коридор между Джексоном, штат Вайоминг, и Виктором, штат Айдахо. Кроме того, закрытие дорог остается постоянной проблемой в западной части Северной Каролины спустя несколько месяцев после урагана «Хелен», который был усилен изменением климата.

Глобальное потепление наносит удар по дорогам, которые, как и шоссе номер один, были построены для другого климата, увеличивая бюджеты на ремонт и иногда отрезая целые сообщества от основных товаров и услуг. Наводнения в Пакистане в 2022 году разрушили 8 000 миль дорог, в результате чего среднее время в пути до рынка в некоторых местах увеличилось с 2,6 часов в типичный сезон муссонов до 13 часов.

По всему миру есть места, «где у вас есть одна дорога, которая обслуживает курортный город или прибрежный город, и будет много переосмысления, потому что с экономической точки зрения жизненная сила этих городов — это одна дорога», — говорит Чиновски.

Чиновски является соавтором исследования, в котором рассматривалось влияние изменения климата на дорожные бюджеты США, если глобальные выбросы углерода продолжат расти до 2040 года. Было установлено, что к 2050 году стоимость содержания дорог только в США увеличится на 100 миллиардов долларов в год (в 2018 году), или примерно вдвое меньше, чем потратили на дороги правительства штатов и местные органы власти в 2021 году.

Большинство дорог либо сделаны из бетона, что дорого и в основном относится к автомагистралям, либо из асфальта, который дешевле и более распространен и больше всего подвержен риску изменения климата.

Хотя на поверхности все асфальтированные дороги кажутся похожими, их состав может значительно варьироваться в зависимости от региона. Вот почему асфальтовые дороги в Дубае не плавятся, несмотря на жару пустыни, но организаторы Тур де Франс обнаруживают, что им приходится поливать асфальтовые дороги, чтобы они не таяли во время все более жаркого лета во Франции.

Длительные периоды сильной жары могут привести к тому, что дороги, которые не рассчитаны на такие температуры, как во Франции, будут плавиться и прогибаться, вызывая глубокие колеи, которые могут быть опасными для водителей. Точно так же, если на дорогу выпадает больше дождей, чем она была рассчитана, то эта вода может проникнуть под поверхность в базовый слой, разрушая дорогу. Когда по нему проезжает легковой или грузовой автомобиль, он обрушивается на выбоины. И, поскольку вода всегда движется к самой низкой точке, она может накапливаться, размывая дорогу снизу, вызывая обрушение больших сегментов в так называемом размыве, что и произошло с сегментами шоссе номер один.

В более холодном климате есть еще одна морщина: лед. Когда за экстремальными осадками следуют низкие температуры, вода, просочившаяся под асфальт, замерзает и расширяется, создавая трещины, которые могут ускорить эрозию дорог. С изменением климата зимние температуры становятся более изменчивыми, что приводит к увеличению циклов замерзания и оттаивания и ухабистым улицам в таких местах, как Средняя Атлантика и Новая Англия.

Во многих прибрежных районах повышение уровня моря также приводит к повышению уровня грунтовых вод, которые, в свою очередь, попадают в естественные почвы под тротуаром и материалом основания. Это ослабляет всю дорогу, вызывая больше колеи, трещин и выбоин.

«Ремонт и обслуживание дорог требуются чаще, и это увеличивает стоимость для сообществ, потому что они постоянно ремонтируют одни и те же участки дорог», — говорит Джейн Нотт. Нотт является руководителем Экологической службы имени Джона Кеннеди и соавтором исследования, в котором изучалось влияние подъема грунтовых вод на дороги в прибрежном Нью-Гэмпшире.

Она обнаружила, что пострадали не только все дороги в ее выборке, но и что воздействие может распространиться дальше вглубь страны, чем можно было бы ожидать только от повышения уровня моря. Особенно уязвимы дороги, расположенные перпендикулярно побережью, такие как шоссе 286 в Сибруке, штат Нью-Гэмпшир.

Эти дороги, отмечает Нотт, часто являются маршрутами эвакуации и используются аварийными службами для доставки помощи в случае стихийных бедствий.

«Когда их затапливает снизу… дороги становятся слабее, и они не могут выдержать тяжелые грузовики и тяжелую технику, которая выезжает для фактического ремонта дороги», — говорит Нотт.

Есть шаги, которые проектировщики могут предпринять, чтобы сделать дороги более устойчивыми, например, использовать различные добавки в асфальте, строить более толстые основания, использовать более толстые слои асфальта и чаще обновлять покрытие. Но это включает в себя работу с инженерами, чтобы изучить, как меняются такие факторы, как температура, осадки и уровень грунтовых вод, чтобы выяснить, на какие материалы они должны переходить.

Проактивный подход к изменению климата сокращает расходы. Исследование Чиновски показало, что к 2090 году рост цен на ежегодное обслуживание дорог в США из-за изменения климата достигнет 182 миллиардов долларов. Но если страна примет упреждающий подход, это приведет к ежегодному увеличению всего на 4 миллиарда долларов в год. Выбор среднего пути, когда муниципалитеты модернизируют дороги после климатических условий, приведет к ежегодному увеличению на 17,8 миллиарда долларов в год.

Но дороги, которые были построены на побережье, на скалах или в каньонах, как калифорнийское шоссе номер один, потребуют более обширной перестройки. «Когда начинаются сильные эрозионные явления, деваться больше некуда», — говорит Чиновски. «Нет другого способа спасти эту дорогу, если вы не переместите ее или, очень, очень дорого, полностью не перестроите то, что было сделано».