1960- och 1970-talen var en guldålder av infrastrukturutveckling i USA, med utbyggnaden av det mellanstatliga systemet och omfattande konstruktion av nya system för vattenrening, avloppsvatten och översvämningskontroll som speglar nationella prioriteringar inom folkhälsan och det nationella försvaret. Men infrastruktur kräver underhåll, och så småningom måste den bytas ut.

Det har inte hänt på många håll i landet. Extrem värme och stormar sätter vägar, broar, vattensystem och annan infrastruktur under stress.

Två färska exempel – en intensiv värmebölja som pressade Kaliforniens elnät till sina gränser i september 2022, och felet i vattensystemet i Jackson, Mississippi, mitt i översvämningarna i augusti – visar hur en växande eftersläpning av underhåll och ökande klimatförändringar vänder 2020- och 2030-talen in i en guldålder av infrastrukturfel.

Jag är en civilingenjör vars arbete fokuserar på klimatförändringarnas effekter på infrastrukturen. Ofta ser låginkomstsamhällen och färgsamhällen som Jackson minst investeringar i infrastrukturbyten och reparationer.

Sönderfallande bro och vattensystem

USA kommer konsekvent till brist på finansiering av underhåll av infrastruktur. En rapport från tidigare styrelseordföranden för Federal Reserve, Paul Volckers Volcker Alliance 2019, uppskattade att USA har en eftersläpning på 1 biljon USD av nödvändiga reparationer.

Över 220 000 broar över hela landet – cirka 33 % av det totala – kräver rehabilitering eller ersättning.

Ett vattenavbrott inträffar nu någonstans i USA varannan minut, och uppskattningsvis 6 miljoner liter behandlat vatten går förlorade varje dag. Detta sker samtidigt som västra USA inför vattenrestriktioner under de torraste 20-årsperioderna på 1 200 år. På samma sätt är dricksvattendistributionen i USA beroende av över 2 miljoner miles av rör som har begränsad livslängd.

Det underliggande problemet med infrastrukturfel är ålder, vilket resulterar i fel på kritiska delar som pumpar och motorer.

Åldrande system har fått skulden för fel i vattensystemet i Jackson, avloppsreningsverk i Baltimore som läckte ut farliga mängder avloppsvatten i Chesapeake Bay och dammfel i Michigan som har resulterat i omfattande skador och evakueringar.

Ojämlikhet i investeringar

Det som förvärrar problemet med ålder är bristen på medel för att modernisera kritiska system och utföra väsentligt underhåll. Att fixa som kommer att kräva systemisk förändring.

Infrastruktur är i första hand ett stads- och länsansvar som finansieras genom lokala skatter. Dessa enheter är dock också beroende av statliga och federala medel. När befolkningen ökar och utvecklingen expanderar har lokala myndigheter kumulativt varit tvungna att fördubbla sina utgifter för infrastruktur sedan 1950-talet, medan federala källor förblev mestadels oförändrade.

Ojämlikhet ligger ofta bakom det växande behovet av investeringar i låginkomstsamhällen i USA.

Över 2 miljoner människor i USA saknar tillgång till rent dricksvatten och grundläggande sanitet. Den största prediktorn för dem som saknar denna tillgång är ras:5,8 % av indianska hushåll saknar tillgång, medan endast 0,3 % av vita hushåll saknar tillgång. När det gäller sanitet har studier i huvudsakligen afroamerikanska län funnit oproportionerliga effekter från icke fungerande avloppssystem.

Jackson, en majoritetshuvudstad i den svarta delstaten, har tagit itu med vattensystemhaveri i åratal och har upprepade gånger begärt infrastrukturfinansiering från staten för att uppgradera sina kämpande vattenreningsverk.

Klimatförändringar förvärrar risken

Konsekvenserna av otillräckligt underhåll förvärras av klimatförändringarna, som accelererar infrastrukturfel med ökade översvämningar, extrem värme och växande stormintensitet.

Mycket av världens infrastruktur var designad för en miljö som inte längre existerar. De historiska nederbördsnivåerna, temperaturprofilerna, extrema väderhändelser och stormflodsnivåer som dessa system designades och byggdes för att hantera överskrids nu regelbundet.

Oöverträffad nederbörd i Kaliforniens öken 2015 slet isär en bro över Interstate 10, en av delstatens viktigaste öst-västliga rutter. Temperaturer nära 120 grader Fahrenheit (49 C) tvingade Phoenix-flygplatsen att ställa in flygningar 2017 av oro för att planen kanske inte skulle kunna lyfta säkert.

En värmebölja i Pacific Northwest 2020 knäckte vägar och smälte spårvagnskablar i Portland. Amtrak sänkte sina tåghastigheter i nordost i juli 2022 av oro för att en värmebölja skulle få luftledningarna att expandera och hänga och räls potentiellt buckla.

Strömavbrott under Kaliforniens värmebölja i september 2022 är ett annat potentiellt livshotande infrastrukturproblem.

De stigande kostnaderna för försenade reparationer

Min forskning med kollegor visar att sårbarheten för det nationella transportsystemet, energidistributionssystemet, vattenreningsanläggningar och kustnära infrastruktur kommer att öka avsevärt under det kommande decenniet på grund av klimatförändringar.

Vi uppskattar att järnvägsinfrastrukturen står inför ytterligare reparationskostnader på 5 till 10 miljarder dollar årligen till 2050, medan vägreparationer på grund av temperaturökningar kan uppgå till 200 till 300 miljarder dollar i slutet av århundradet. På samma sätt står vattenverken inför möjligheten till en prislapp på biljoner dollar till 2050.

Efter att ha studerat frågan om klimatförändringarnas effekter på infrastruktur i två decennier, med klimatprognoser som blir sämre, inte bättre, tror jag att det krävs systemförändringar för att ta itu med de många utmaningarna för landets infrastruktur.

Två punkter står högst upp på listan:nationell prioritering och finansiering.

Att prioritera infrastrukturutmaningen är avgörande för att få in myndighetsansvar i det nationella samtalet. De flesta lokala jurisdiktioner har helt enkelt inte råd att absorbera kostnaderna för den nödvändiga infrastrukturen. Den senaste infrastrukturpropositionen och inflationsreduktionslagen är utgångspunkter, men de misslyckas fortfarande med att lösa den långsiktiga frågan.

Utan systemförändringar kommer Jackson, Mississippi, bara att vara början på en eskalerande trend. + Utforska vidare

Översvämningar i Pakistan visar att klimatanpassning kräver internationellt stöd och regionalt samarbete

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.