Prognoserna om potentiellt dramatisk havsnivåhöjning från istäckssmältning i Antarktis har varit omfattande, men ett team som leds av Rutgers har skapat en modell som möjliggör förbättrade prognoser och kan hjälpa till att bättre hantera klimatförändringshoten.

En viktig källa till höjning av havsnivån kan komma från smältning av stora delar av den stora antarktiska istäcket. Fossila korallrev som sticker ut över havets yta visar bevis på att havsnivån var mer än 20 fot högre omkring 125, 000 år sedan under den varma sista mellanistidperioden (Eemian).

"Bevis på höjning av havsnivån i varma klimat för länge sedan kan berätta mycket om hur havsnivån kan stiga i framtiden, " sa huvudförfattaren Daniel M. Gilford, en postdoktorand i labbet av medförfattaren Robert E. Kopp, professor vid institutionen för jord- och planetvetenskaper vid School of Arts and Sciences vid Rutgers University-New Brunswick. "Dessa bevis tyder på att när klimatförändringarna driver uppvärmningen i atmosfären och haven, framtida globala havsnivåhöjningar kan nå avsevärda höjder."

Studien, publiceras i tidskriften JGR:Jordens yta , fördjupar sig i hur paleoklimatbevis från omkring 125, 000 år sedan kan användas för att förbättra datormodellprojektioner av Antarktis istäckskollaps och havsnivåhöjning. Sådana bevis är allt effektivare för att förbättra prognoser, ger värdefulla insikter om inlandsisens sårbarhet genom minst 2150.

Studien drar fördel av likheterna mellan tidigare och potentiella framtida havsnivåer för att träna en statistisk inlandsismodell, med hjälp av artificiell intelligens. Den snabba, enkel, billigare "emulator" - en form av maskininlärningsprogramvara - lärs ut att efterlikna beteendet hos en komplex modell som fokuserar på inlandsisens fysik, möjliggör många fler simuleringar än vad som kunde utforskas med enbart den komplexa modellen. Detta undviker de kostsamma körtiderna för den komplexa inlandsismodellen, som betraktar sådana fenomen som sprickor i inlandsisen på grund av ytsmältning och kollaps av höga isklippor vid havet.

Vad som kan hända med den antarktiska inlandsisen när klimatet värms upp är den största osäkerheten när det gäller den globala havsnivåhöjningen detta århundrade, studieanteckningarna. I kombination med bevis på tidigare havsnivåer, den nya modellen kan öka förtroendet för prognoser för havsnivåhöjningar till minst 2150.

"Om stora delar av den antarktiska istäcket smälte och kollapsade omkring 125, 000 år sedan, när polarområdena var varmare än idag, delar av inlandsisen kan vara lika benägna att kollapsa i framtiden när klimatet värms, som påverkar våra förväntningar på höjning av havsnivån och kustlinjeöversvämningar under de kommande 130 åren, " sa Gilford.

Nya uppskattningar av havsnivåer omkring 125, 000 år sedan kunde användas för att indikera om, 75 år från nu, Orkanen Sandy-liknande översvämningar (cirka 9 fot över marknivån i New York City) kommer sannolikt att inträffa en gång per århundrade eller årligen längs delar av den nordöstra amerikanska kusten. Förbättrade prognoser kan också inkluderas i rapporter som den mellanstatliga panelen för klimatförändringars kommande sjätte utvärderingsrapport, kommer troligen att hjälpa tjänstemän och andra att bestämma hur de ska hantera klimatförändringshoten.

Medförfattare inkluderar Erica L. Ashe, en postdoktor i Kopps labb, tillsammans med forskare vid University of Massachusetts Amherst, Pennsylvania State University och University of Bremen.