När president Joe Biden talar till ett gemensamt kongressmöte i kväll kommer sannolikt en röd tråd att löpa genom mycket av hans berättelse:motståndskraft. Förutom att hylla hans administrations prestationer, Biden förväntas använda rampljuset för att presentera sin amerikanska jobbplan på 2,3 biljoner dollar, ett omfattande infrastrukturinitiativ som lovar "varje dollar" som spenderas på att bygga om motorvägar, flygplatser, vattensystem och mer kommer att användas för att "förebygga, minska och motstå effekterna av klimatkrisen."

Nedan, Stanford ingenjör, klimat- och geofysikexperter diskuterar varför motståndskraft mot klimatförändringar är i centrum för federala infrastrukturplaner, hur det kan påverka underbetjänade samhällen och var man kan rikta investeringar för maximal effekt. Forskarna inkluderar Jack Baker, en professor i civil- och miljöteknik som leder Stanford Urban Resilience Initiative; Sarah Billington, professor i civil- och miljöteknik som studerar byggnadsdesign och material och deras inverkan på människors välbefinnande; Noah Diffenbaugh, Kara J Foundation professor vid School of Earth, Energy &Environmental Sciences och en utsedd till California Climate-Safe Infrastructure Working Group; Sarah Fletcher, en biträdande professor i civil- och miljöteknik som studerar vattenresurser och klimatanpassning ur ett sociotekniskt systemperspektiv; Jenny Suckale, en biträdande professor i geofysik som leder Stanford Future Bay Initiative och har arbetat som vetenskaplig konsult för internationella organisationer som syftar till att minska effekterna av natur- och miljökatastrofer i utsatta samhällen.

Hur kan klimattålig infrastruktur påverka livet för vanliga människor?

Suckale:Infrastruktur påverkar redan vanliga människors liv på många sätt. Huvudfrågan med att inte beakta klimatförändringar i infrastrukturplanering är att infrastruktur kan mildra men också skapa risker. En översvämningsvägg, till exempel, håller vatten ute men håller även inne vatten om muren är överkörd eller om det finns andra källor till översvämning som regn. Om vi ​​inte tar hänsyn till klimatförändringar i infrastrukturplanering, vi kommer oundvikligen att se fler negativa effekter eller risker som härrör från det faktum att befintlig infrastruktur är designad för det förflutna, inte framtiden.

Diffenbaugh:Infrastrukturen är i samband med minskning av växthusgaser, klimatanpassning och miljörättvisa. Specifikt, investeringar i klimatsäker energi, transport, vatten- och kommunikationssystem och teknologier erbjuder "win-win-win"-möjligheter för att minska utsläppen av växthusgaser, öka motståndskraften mot klimatpåfrestningar och säkerställa tillgång till energi, mat, och ren luft och vatten.

Hur ska vi kvantifiera effekterna av de investeringar som beskrivs i president Bidens infrastrukturplan? Hur kan vi på bästa sätt säkerställa att vår infrastruktur förblir motståndskraftig i framtiden?

Baker:Vi kan inte längre titta på tidigare prestanda för vår infrastruktur och säga, "vi vill ha mer av det." Samhället har allt högre förväntningar på motståndskraft, och system som fungerade tidigare kommer inte att fungera i framtiden. Vi behöver vetenskaps- och ingenjörsmodeller för att hjälpa oss förstå framtida krav på vår infrastruktur, hjälp oss att designa för ökade krav, inklusive adaptiva funktioner och hjälpa oss att kvantifiera fördelar i förhållande till en status quo-väg.

Fletcher:Vår infrastruktur måste vara förberedd för att hantera ett bredare utbud av klimatförhållanden än någonsin tidigare. För att få våra knappa resurser för motståndskraft att gå längre, vi måste identifiera vilka infrastruktursystem som behöver hårdnas idag kontra var vi kan ta ett avvaktande tillvägagångssätt för att anpassa vår infrastruktur i takt med att klimatet förändras. Vi måste också överväga hur infrastruktursystem interagerar med vårt samhälle, och bygga samhällets motståndskraft också. Om elsystemet misslyckas under en storm, vi måste se till att reservplaner finns på plats så att människor fortfarande har tillgång till vatten, värme, och sjukvård. Dessa planer bör börja med våra mest utsatta samhällen.

Vilka är några potentiella nackdelar med att investera i robust infrastruktur?

Suckale:Det beror i slutändan på vad som anses vara "infrastruktur". Det är lätt att bara associera "infrastruktur" med "grå" lösningar, som avlopp, dammar eller vägar, men det finns övertygande alternativ i att arbeta med naturen snarare än mot den. Dessa "gröna" lösningar kan sträcka sig från återställda ekosystem som minskar översvämningsrisken till träd i stadsområden som förbättrar luftkvaliteten och har fördelen av att vara naturligt anpassningsbara. Min förhoppning är att detta initiativ kommer att anta en bred definition av infrastruktur som går utöver det "gråa" och förhoppningsvis inkluderar grönt och andra regnbågens färger.

Hur förhåller sig klimatsäker infrastruktur till undertjänade samhällen och rasrättvisa?

Baker:Privilegerade hushåll är mer benägna att ha resurser för att navigera i katastrofer genom att flytta, betala för reparationer och använda sparpengar för att kompensera för förlorad inkomst. Så, missgynnade hushåll är ofta mycket mer drabbade, även för samma nivå av fysisk störning. De är också ofta mer drabbade på grund av att de bor i områden med högre risk. Ytterligare, underbetjänade samhällen kämpar ofta för att få tillgång till återhämtningsmedel och förespråkar reparationer av infrastruktur.

Billington:Nyligen, starka kopplingar har hittats mellan designegenskaper hos den byggda miljön och historiska bostadspolitik som kan vara direkt ansvariga för oproportionerlig exponering av underbetjänade befolkningar för aktuella värmehändelser. Att ta itu med effekterna av värmeöar i städer genom att uppmärksamma både byggd och naturlig infrastruktur i städer kan hjälpa till att hantera dessa orättvisor.

Hur kan politiker på federala, statlig och kommunal nivå bedömer och stöder beslutsfattande kring relaterade frågor, som byggnormer, initiativ för resiliensplanering och investeringsbeslut?

Baker:Relevanta myndigheter bör kräva att infrastrukturprojekt utformas samtidigt som man överväger framtida risker från klimatförändringar. Att återinföra Obama-erans Federal Flood Risk Management Standard skulle vara ett bra steg i denna riktning. Privata enheter bör också åläggas att bedöma och rapportera sina risker från exponering för klimatförändringseffekter – ökad transparens om dessa risker skulle gynna alla beslutsfattare.

Hur är det med koldioxidavtrycket från själva infrastrukturen – vad kan vi göra för att minska det?

Billington:I USA, Enbart byggnader står för över 30 procent av våra utsläpp av växthusgaser och 40 procent av den totala energiförbrukningen. Den genomsnittliga byggnadskonstruktören har en potentiellt tusen gånger större inverkan på atmosfärens koldioxid än en genomsnittlig medborgares beteende under sin livstid. Det möjliga undvikandet av koldioxid genom avkolning av byggnader både vad gäller materialanvändning och energi för verksamheten är i storleksordningen gigaton. Det är stort.