שינויי האקלים יהרוס פסי רכבת ויהפכו את הנסיעה לגיהנום

מטוסים, רכבות ושינויי אקליםהיא הסדרה המתמשכת של Mashable על ההשפעות הדרמטיות שיש לתחבורה על התחממות כדור הארץ ועל חיינו.

ב-26 ביוני, כבעל עוצמהגַל חוֹםהתיישב מעל אירופה, מדען האטמוספירה פטריק ויניגר התיישב במושבו על גבי רכבת חשמלית מהירה שנסעה מציריך לאמסטרדם. החום, שבקרובלְהַפִּילשיאי טמפרטורה ברחבי היבשת, החלו להדגיש אתרכבת דויטשה באן אלגנטית.

תחילה האטה הרכבת הגרמנית הנוסעת במהירות. לאחר מכן, מוביל הודיע ​​שהרכבת תצטרך לקחת מנוחה ממושכת בתחנה הבאה מכיוון שהמנועים התחממו יתר על המידה. אבל עוד לפני שהרכבת הגיעה לתחנה, היא עצרה באמצע הפסים. בתוך המכוניות העצורות, ה-AC התגבר והטמפרטורה עלתה. לאחר נשימה של 15 דקות, המכוניות שוב התגנבו קדימה אל המקלט המוצל של תחנת שדה התעופה בפרנקפורט. אולי הרכבת תתקרר, והדברים ישתפרו.

הם לא עשו זאת.

"בדיוק כש[הרכבת] עמדה להתגלגל הייתה עצירה קשה", סיפר ויניגר. "היתה הודעה נוספת שאמרה 'יש רכבת לפנינו בוערת'".

הניסיון של ויניגר הראה את "הבעיות הקלאסיות" של קרונות רכבת מודרניים הנכנעים ללחץ חום, הסביר אנדרו קווין, מהנדס אזרחי באוניברסיטת ברמינגהם, שחוקר את ההשפעות של שינויי אקלים על תשתיות, במיוחד מסילות ברזל. "בתנאים קיצוניים אתה הולך להלחיץ ​​את כל המנועים, ה-AC ומערכות הבקרה," אמר קווין.

צרות הרכבות הרותחות הללו הן בעיה הולכת וגוברת, מכיוון שמדענים ברחבי העולם הזהירו שוב ושוב שהציוויליזציה האנושית תהיהחשוף ליותר "ימים חמים מאוד"בעשורים הקרובים, גם אם הטמפרטורות העולמיות ייעצרו ב-2 מעלות צלזיוס (3.6 מעלות פרנהייט) מעל תנאי המאה ה-19. עם זאת, הגבלת ההתחממות לסימן השאפתני הזהעכשיו כמעט בלתי אפשרי, מה שאומר שרכבות (ומסילות המתכת שהן נוסעות עליהן) ירגישו כמעט בוודאות את החום - לחמם את זה עכשיוהפסקות באופן קבועאוֹמתנפץרשומות היסטוריות.

"יש לנו נטייה חזקה בהתבסס על ראיות עד כה שהשפעה סבירה של שינויי אקלים היא גלי חום ממושכים יותר וחמים יותר", אמר ניק באסיל, מדען אטמוספירה באוניברסיטת אלבני שחוקר סיכוני מזג אוויר ואקלים הקשורים לתעשיית התחבורה. .

"זה היה חם יותר ממה שנחווה אי פעם על ידי בני אדם בצרפת", הוא הוסיף, בהתייחס לגל החום הלוהט באירופה של יוני. "אתה יכול לדמיין שזה יגרום לבעיות עבור דברים כמו קווי רכבת."

המצב דומה ברחבי הבריכה. מוקדם יותר ביוני, טמפרטורות תלת ספרתיותגרם ל"עיכובים גדולים"ברכבות באזור המפרץ של קליפורניה, כשכמה רכבות נוסעות באיחור של כמעט 40 דקות. גל חום נרחב ברחבי החוף המזרחי בשנת 2018 הביא לכךהאטרכבות אמטרק. ובמהלך גל החום האירופי בשנה שעברה, רכבות בבריטניה היומתעכב או בוטל.

"זו לא בעיה שהולכת ונעלמת", הדגיש פול צ'ינובסקי, מהנדס אזרחי באוניברסיטת קולורדו בולדר.

"ההשפעות אינן משהו שעוד 10 שנים", הוסיף. "זה משהו שקורה עכשיו". ויניגר, שעוכב שעתיים בגרמניה אך בסופו של דבר הגיע בשלום להולנד, הסכים.

באופן קריטי, מזג האוויר החם לא רק מלחיץ רכבות מודרניות, היי-טקיות. זה יכול להחליש ולעוות את מסילות הפלדה - נזק ידוע לשמצה לרכבות. כשהוא מתחיל להיות ממש חם, המסלול בעצם נהיה רך יותר, הסביר צ'ינובסקי. אז כאשר קרון רכבת כבד נע על הפסים, הוא דוחף את המסילה הגמישה כלפי מטה והחוצה. "זה גורם לעיוות של המסילות", אמר.

עיוותים אלה, הידועים גם כ- buckling או שקיעים, יכולים לנוע בין קטן לקיצוני, ולהפוך את המסילה למסלולים גליים דמויי נחש. "זה די מפחיד כשאתה מסתכל על זה," ציין צ'ינובסקי. דריסה על פסים חסומים יכולה בקלות לדרדר רכבת, אמר. קל להבין מדוע.

כאשר הסיכון לעקמת מסילות עולה, רכבות צריכות להאט, או לפעמים לעצור לחלוטין. "[חברות הרכבת] עוצרות את המסילות בחלקים החמים ביותר של היום", אמר צ'ינובסקי. "זה קרה בווירג'יניה ובאריזונה."

הרכבות האטות הן התוצאה השכיחה יותר של מסילות שהתחממו יתר על המידה, עם זאת. "פקודות איטיות" אלו מפחיתות את האנרגיה שרכבת כבדה דוחפת לתוך המסילה, ובכך נמנעת עיוות מתון או קיצוני, הסביר אלן זרמבסקי, מהנדס אזרחי ומנהל התוכנית להנדסת רכבות ובטיחות באוניברסיטת דלאוור. יותר מדי אנרגיה במסלול מחומם יגרום למסלול להתכווץ.

"אז אם תהיה מגמת התחממות, בטווח הקצר יהיו הזמנות איטיות יותר", אמר זרמבסקי, וציין כי קיימים גם פתרונות הנדסיים לטווח ארוך יותר כדי לטפל בבעיה.

אבל העיכובים שנוצרו באמת מסתכמים. מֶחקָרפורסםהשנה מאת צ'ינובסקי בכתב העתמדיניות תחבורהצפו כי עיכובים שנגרמו כתוצאה ממסילות שהתחממו יתר על המידה או מעוותות יעלו לארה"ב בין 45 ל-60 מיליארד דולר עד סוף המאה. עיכובים אלה פירושם עלויות מוגברות עבור דלק (או כוח), צוות ומספר עלויות תפעול אחרות.

חברות רכבת גדולות בארה"ב, במיוחד אלו שמפעילות מטענים כבדים ואנשים ברחבי המדינה, יהיו נבונות לבצר את התשתית שלהן, אמר צ'ינובסקי. אבל חברות הרכבות לא היו פתוחות מדי לגבי הבעיה ההולכת וגוברת. "הם עשו עבודה טובה מאוד לשמור על השקט הזה," אמר צ'ינובסקי. "אבל ככל שהטמפרטורה עולה, קשה יותר להסתיר שיש לך עיכובים גדולים".

ואכן, למרות שכמה מחברות הרכבת הגדולות בארה"ב ובאירופה הכירו בפני Mashable בבעיות הנגרמות מחום קיצוניהגיב עם מידע מקוון, אף חברה לא ענתה ישירות על שאלה ספציפית לגבי איך הם מתכוננים לעתיד עם יותר גלי חום.

אבל מהנדסים אזרחיים כמו קווין וצ'ינובסקי מעודדים את חברות הרכבות לטפל בבעיה הבלתי נמנעת. אחרי הכל, אף אחד לא יכול להתווכח עם ההשלכות של הפיזיקה המולקולרית, במיוחד ריכוזים אטמוספריים של פחמן דו חמצני לוכד חום שגדלים בקצבים שהםחסר תקדים ברשומה ההיסטורית והגיאולוגית. כתוצאה מכך,18 מתוך 19 השנים החמות ביותר שנרשמוהתרחשו מאז שנת 2001.

"כל החלטה שחברות הרכבת מקבלות צריכה לקחת בחשבון את שינויי האקלים", אמר קווין מאוניברסיטת ברמינגהם. "זה דבר מתמשך. מסילות הברזל הן דבר מתפתח".

"זו בעיה שניתנת לתיקון", הוסיף צ'ינובסקי.

וזה יהיה יקר. אֲבָלשינויי האקלים הם יקרים מטבעם.

ישנם מספר פתרונות רוחק ראייה. תיקון בקנה מידה גדול יותר כולל התקנת חיישני טמפרטורה לאורך מסילות כדי לזהות חלקים של מסילה שעמדו בספי חום, אשר דורשים האטת רכבות כדי שהמסילה לא תתכווץ. "זו השקעה", הסביר צ'ינובסקי, אבל הוא יכול לאתר את הבעיה ולהימנע מהאטה או השבתה של חלק גדול של מסילות. גישה הגיונית אך בהחלט יקרה יותר כרוכה בהחלפת המסילה בפלדה עמידה יותר בחום.

חלופה זולה משמעותית דורשתצביעת חלקים של מסילה לבןלשקף את אור השמש, מה שעושה כעת סוכנות הרכבות של בריטניה, Network Rail.

ראה גם:

מהנדסים מציעים גם להניח מסילה חדשה בטמפרטורות גבוהות יותר. המסילה, לאחר הברגה לקרקע, מתייצבת בתנאים חמים יותר ואז היא מסוגלת להתחמם ולהתרחב מבלי להתעוות ממקומה מהמעגנים שלה. זה בערך כמו "לכוון" את המסילות להסתגל לטמפרטורות גבוהות יותר, הסביר באסיל באוניברסיטת אלבני. עם זאת, זה כרוך בעלות, ציין זרמבסקי: מסלולים המותקנים בטמפרטורות גבוהות יותר יכולים להתרחב יותר כאשר הם מחוממים, אך מסוגלים פחות להתכווץ במהלךלחשי הקפאה. תחת מתח מתיחה כזה, המסילה עלולה להיקרע לגזרים.

אבל, הדגיש קווין, לא רק המסילות צריכים להיות עמידים יותר. "זה המכוניות. אלו מערכות החשמל. זה הכל", אמר, וציין את ההדרכה הבינלאומית שהוכנה ב-דִוּוּחַהוא כתב יחד את "Rail Adapt: ​​התאמת הרכבת לעתיד."

כיום, חברות הרכבות חייבות לשמור על ערנות בזמן חום קיצוני ואנומלי. והם כן. כאשר טמפרטורות האוויר מגיעות ל-95 מעלות באזור המפרץ של קליפורניה, למשל, סיורי חום המאוישים על ידי פקחי מסילות מחפשים "כל סימן לתנועה [מסילה] בעיניים המאומנות שלהם", אמר דובר אזור המפרץ המהיר (BART) באימייל. BART משתמש במדחום לייזר כדי למדוד טמפרטורה, ומפעילי הרכבות מאטים ל-27 קמ"ש אם הם מזהים משהו חריג על המסילה.

אבל עיכובים עתידיים הם בלתי נמנעים.הטמפרטורות עלו.כדור הארץ כברנעול להתחממות משמעותיתהמאה הנוכחית, ללא קשר אפילו למאמצים חסרי תקדים להפחתת הסיכון. הכנה לחום קיצוני היום, אמר קווין, היא לא הנקודה.

"תחשוב על התקן שאתה צריך בעוד 30 שנה", אמר.