Forskare är överens om att havsnivån kommer att fortsätta att stiga detta århundrade, men prognoser efter 2050 är mycket mer osäkra när det gäller exakt hur mycket högre havsnivåerna kommer att vara till 2100. Även om åtgärder för att skydda mot 2050 års havsnivåhöjning har en säker vetenskaplig grund, detta intervall i uppskattningar från sent sekel gör det svårt för kustsamhällen att planera sina långsiktiga anpassningsstrategier.

Princeton University-forskare vid Centre for Policy Research on Energy and the Environment har utvecklat ett nytt ramverk som gör det möjligt för stadsplanerare och beslutsfattare att överväga en kombination av svar på havsnivåhöjningar (t.ex. vallar, stormflodsbarriärer, höja byggnader, reträtt) och, om hårda strukturer, hur högt dessa skydd ska byggas, beroende på deras tolerans för risk och de beräknade ekonomiska förlusterna för ett visst område på grund av översvämningar. Tidningen publicerades i Jordens framtid .

Under de senaste 100 åren, relativ havsnivå uppmätt vid The Battery, den historiska parken på den sydligaste spetsen av Manhattan Island, New York, har ökat med 0,285 meter eller strax under 1 fot, enligt National Oceanic and Atmospheric Administration. På grund av den globala uppvärmningen, forskare förväntar sig att denna takt av havsnivåhöjningen kommer att accelerera under de kommande decennierna. Dock, det råder osäkerhet om hur mycket utsläppen av växthusgaser kommer att förändras och hur mycket av Antarktis som kommer att smälta som svar på ett värmande klimat.

Vetenskapliga perspektiv på dessa frågor resulterar i olika prognoser av global genomsnittlig havsnivåhöjning. Till exempel, lokala havsnivåer vid batteriet förväntas stiga mellan 0,6 m och 1,8 m från början av detta århundrade till 2100. "Vi kommer att kämpa med mer frekventa, extrema översvämningar från kuststormar och högvatten. Dessa "100-års översvämningar" kommer att bli mycket vanligare — på vissa ställen, så ofta som en gång per år, " tillade medförfattare och ledande klimatforskare, Michael Oppenheimer.

Befintliga ramverk för att beräkna hur högt man ska höja strukturer för att undvika framtida översvämningar tar endast hänsyn till extrema vattennivåer, inte de skador som översvämningar kan orsaka. Detta kan leda till under- eller överskattningar när det gäller hur högt man ska höja en struktur.

Författarna introducerar en ny "översvämningsskadeersättning"-metod som kopplar samman extrema vattennivåer med beräknade skador, inbegriper både osäkerhet om havsnivåhöjning, såväl som människors individuella risktolerans.

"Vår metod tillåter beslutsfattare att specificera sin egen acceptabla risknivå, en skyddsstrategityp – som höjd, stormflodsbarriär, eller kustnära reträtt – och deras antaganden om hur mycket den antarktiska istäcket kommer att smälta, sa D.J. Rasmussen, huvudförfattare och en Ph.D. kandidat vid Woodrow Wilson School of Public and International Affairs i Princeton. "Vårt ramverk kan hjälpa till att informera Army Corps of Engineers ansträngningar att utforma klimatanpassningsprojekt."

Författarna använder Manhattan som exempel för att illustrera sitt ramverk. New York City har upplevt enorma förluster på grund av översvämningar, eftersom det är bland de främsta globala städerna som är utsatta för hot mot kustnära översvämningar; bara på Manhattan, det finns över 50 miljarder dollar av tillgångar för närvarande inom den 100-åriga översvämningsslätten. Några av de viktigaste svaren som metoden med översvämningsskadeersättningar utforskar är:

Även om planerare fortfarande kommer att behöva göra mer detaljerade bedömningar av genomförbarheten av olika sjöförsvarsmodeller på en viss plats, denna enklare modell kan identifiera lovande strategier innan planerare investerar i ytterligare, mer komplexa tekniska och finansiella modeller. På grund av studiens modelleringsförenklingar, författarna föreslår inte specifika rekommendationer för hur NYC ska reagera; snarare, ramverket illustrerar att under olika omständigheter, vissa tillvägagångssätt kan ha vissa fördelar framför andra.

Till exempel, i kölvattnet av orkanen Sandy, Army Corps of Engineers undersöker för närvarande användningen av stormflodsbarriärer för att skydda New York City från framtida havsnivåhöjningar och mer frekventa kustöversvämningar. En nyckelfråga är, "Hur högt ska man bygga barriärerna?" Svaret beror på input från ingenjörerna och expertbedömningar om hur mycket och hur snabbt Antarktis kommer att smälta. Författarnas ramverk kan underlätta uppskattningar av hur högt man ska bygga stormflodsbarriärerna och tillåta planerare att utforska inverkan av olika faktorer på rekommenderade överspänningsbarriärhöjder.

"När kuststäder och samhällen förbereder sig för en föränderlig kustlinje och klimat under de kommande decennierna, verktyg som detta som innehåller osäkerhet och integrerar oceanografisk och finansiell information kommer att hjälpa planerare att utveckla en mer grundlig analys av deras bästa försvarsalternativ, " sa forskarna; "I slutändan, en mängd olika strategier kommer att behövas för att skydda de flesta kuststäder."