Det antarktiska inlandsisen är den största ismassan i världen, håller cirka 60 % av världens sötvatten. Om allt smälte, den globala genomsnittliga havsnivån skulle stiga med 58 meter. Men forskare brottas med exakt hur den globala uppvärmningen kommer att påverka denna stora inlandsis.

Denna kunskapslucka återspeglades i den senaste rapporten från Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Den innehåller projektioner från modeller där viktiga processer som påverkar inlandsisen, känd som återkopplingar och tipppunkter, är frånvarande eftersom vetenskaplig förståelse saknas.

Den förväntade höjningen av havsnivån kommer att få omfattande effekter i Australien och runt om i världen. Men nuvarande prognoser för inlandssmältning är så breda att det kommer att bli oerhört dyrt och svårt att utveckla sätt för samhällen att anpassa sig.

Om världen effektivt ska anpassa sig till havsnivåhöjningen med minimal kostnad, vi måste snabbt ta itu med osäkerheten kring Antarktis smältande inlandsis. Detta kräver betydande investeringar i vetenskaplig kapacitet.

Det stora okända

Isförlusten från Antarktis och Grönlands istäcke var den största bidragsgivaren till havsnivåhöjningen under de senaste decennierna. Även om alla utsläpp av växthusgaser upphörde idag, värmen som redan finns i havet och atmosfären skulle orsaka betydande isförluster och en motsvarande höjning av havsnivån. Men exakt hur mycket, och hur snabbt, förblir oklart.

Vetenskaplig förståelse av inlandsisprocesser, och om variationen hos de krafter som påverkar inlandsisen, är otroligt begränsad. Detta beror till stor del på att mycket av inlandsisen finns i mycket avlägsna och tuffa miljöer, och så svårt att komma åt.

Denna brist på information är en av de viktigaste källorna till osäkerhet i de modeller som används för att uppskatta ismassaförlusten.

Just nu, Att kvantifiera hur mycket de Grönlands och Antarktiska isarna kommer att bidra till havsnivåhöjningen involverar i första hand ett internationellt vetenskapligt samarbete känt som "Ice Sheet Model Intercomparison Project for CMIP6", eller ISMIP6, som vi är en del av.

I projektet ingår experter på inlandsis och klimatmodellering och observationer. Den producerar datorsimuleringar av vad som kan hända om polarområdena smälter under olika klimatscenarier, förbättra prognoserna för havsnivåhöjningen.

Projektet undersöker också inlandsis-klimatåterkopplingar. Med andra ord, den tittar på hur processer i haven och atmosfären kommer att påverka Antarktis och Grönlands istäcke, inklusive om förändringarna kan få dem att kollapsa – vilket leder till stora och plötsliga höjningar av havsnivån.

Smälter underifrån

Forskning har identifierat så kallad "basal smälta" som den viktigaste drivkraften bakom isförlusten i Antarktis. Basal smälta hänvisar till smältning av ishyllor underifrån, och i fallet med Antarktis, interaktioner med havet tros vara huvudorsaken. Men att samla vetenskapliga observationer under ishyllor är en stor logistisk utmaning, leder till en brist på data om detta fenomen.

Detta och andra begränsningar innebär att framstegen inom inlandsmodellering har varit otillräcklig hittills, och därför ingår inte aktiva inlandsmodeller i klimatmodellerna.

Forskare måste istället göra projektioner med inlandsismodellerna isolerade. Detta hindrar vetenskapliga försök att exakt simulera återkopplingen mellan is och klimat.

Till exempel, det skapar mycket osäkerhet i hur samspelet mellan havet och ishyllan kommer att påverka förlusten av ismassa, och hur mycket kallt, färskt smältvatten kommer att ta sig tillbaka till de globala haven och orsaka höjning av havsnivån, och potentiellt störa strömmar.

Trots de osäkerheter som ISMIP6 hanterar, den har publicerat en rad nyare forskning, inklusive en nyckelartikel som publicerades i Nature i maj. Detta visade att om världen uppfyllde Parisavtalets mål att begränsa den globala uppvärmningen till 1,5 ℃ detta århundrade, smältning av landis skulle orsaka en global havsnivåhöjning med cirka 13 cm år 2100, i det mest optimistiska scenariot. Detta kan jämföras med en ökning med 25 cm under världens nuvarande löften om att minska utsläppen.

Studien beskriver också en pessimistisk, men ändå rimligt, basalt smältscenario för Antarktis där havsnivåerna kan vara fem gånger högre än i huvudscenarierna.

Bredden av sådana fynd underbyggde havsnivåprognoserna i den senaste IPCC-rapporten. Det antarktiska inlandsisen representerade återigen den största källan till osäkerhet i dessa prognoser.

Grafen nedan visar IPCC:s senaste havsnivåprognoser. Det skuggade området speglar de stora osäkerheterna i modeller som använder samma grundläggande datamängder och tillvägagångssätt. Den prickade linjen speglar djup osäkerhet om tipppunkter och trösklar i inlandsisens stabilitet.

IPCC:s rapporter är avsedda att vägleda globala beslutsfattare under kommande år och decennier. Men osäkerheten om issmältning från Antarktis begränsar användbarheten av projektioner från IPCC och andra.

Att hantera osäkerhet

Framtida höjning av havsnivån innebär stora utmaningar som människors förflyttning, förlust av infrastruktur, inblandning i jordbruket, en potentiell tillströmning av klimatflyktingar, och försämring av livsmiljöer vid kusten.

Det är avgörande att inlandsismodeller förbättras, testade robust mot observationer från verkliga världen, sedan integreras i nästa generation av internationella klimatmodeller – inklusive de som utvecklas i Australien.

Internationella samarbeten som NECKLACE och RISE strävar efter att samordna internationella insatser mellan modeller och observationer. Det krävs betydande investeringar i dessa projekt.

Havsnivåerna kommer att fortsätta stiga under de kommande decennierna och århundradena. Inlandsprojektioner måste minskas för att säkerställa att nuvarande och framtida generationer kan anpassa sig säkert och effektivt.

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