Vädrets fluktuationer kan ha en betydande inverkan på smältande Antarktis is, och modeller som inte inkluderar denna faktor kan underskatta den globala effekten av havsnivåhöjningen, enligt Penn State-forskare.

"Vi vet att inlandsisar smälter när den globala temperaturen ökar, men osäkerheten kvarstår om hur mycket och hur snabbt det kommer att hända, sa Chris Forest, professor i klimatdynamik vid Penn State. "Våra resultat kastar nytt ljus över ett område av osäkerhet, tyder på att klimatvariationer har en betydande inverkan på smältande inlandsisar och havsnivåhöjning."

Även om det är underförstått att fortsatt uppvärmning kan orsaka snabb isförlust, modeller som förutsäger hur Antarktis kommer att reagera på klimatförändringar har inte inkluderat de potentiella effekterna av inre klimatvariationer, som årliga och decadala fluktuationer i klimatet, sa forskarteamet.

Redovisning av klimatvariationer fick modeller att förutsäga ytterligare 2,7 till 4,3 tum – 7 till 11 centimeter – havsnivåhöjning till 2100, forskarna rapporterade nyligen i tidskriften Klimatdynamik . Modellerna projicerade ungefär 10,6 till 14,9 tum – 27 till 38 centimeter – havsnivåhöjning under samma period utan klimatvariation.

"Enbart den ökningen är jämförbar med mängden havsnivåhöjning vi har sett under de senaste decennierna, sa Forest, som har uppdrag på institutionerna för meteorologi och atmosfärsvetenskap och geovetenskap. "Varje bit bidrar till stormfloden, som vi förväntar oss att se under orkaner och andra svåra väderhändelser, och resultaten kan vara förödande."

Det antarktiska inlandsisen är ett komplext system, och modellering av hur det kommer att utvecklas under framtida klimatförhållanden kräver tusentals simuleringar och stora mängder datorkraft. På grund av detta, modellbyggare testar hur isen kommer att reagera med hjälp av en medeltemperatur som hittas genom att beräkna ett genomsnitt av resultaten från klimatmodeller.

Dock, den processen jämnar ut toppar orsakade av klimatvariationer och minskar det genomsnittliga antalet dagar över temperaturtröskelvärden som kan påverka inlandssmältningen, skapa en partiskhet i resultaten, sa forskarna.

"Om vi ​​inkluderar variabilitet i simuleringarna, vi kommer att få fler varma dagar och mer solsken, och därför när den dagliga temperaturen kommer över en viss tröskel kommer den att smälta isen, " sa Forest. "Om vi ​​bara kör med genomsnittliga förhållanden, vi ser inte dessa ytterligheter hända på årliga eller decenniella tidsskalor."

För att studera effekterna av inre klimatvariationer, forskarna analyserade två stora ensembler av klimatsimuleringar. Stora ensembler skapas genom att starta varje medlem med något olika initiala förutsättningar. Klimatsystemets kaotiska karaktär gör att varje medlem ger lite olika svar, och detta representerar internt genererad variation, sa forskarna.

Istället för att beräkna ett genomsnitt av resultaten för varje ensemble, forskarna matade atmosfäriska och oceaniska data som representerade denna variation till en tredimensionell modell av Antarktis istäcke. De fann att atmosfäriska variationer hade en större och mer omedelbar inverkan på inlandsisen, men havets variation var också en viktig faktor.

Omfattande delar av inlandsisen är i kontakt med havsvatten, och tidigare studier har föreslagit att värmande hav kan få stora bitar att bryta sig loss. Processen kan exponera isklippor så höga att de kollapsar av sin egen vikt, inducerar en dominoeffekt som ytterligare utarmar ishyllan.

Forskarna fann att modellsimuleringar som inte inkluderade effekterna av inre klimatvariationer avsevärt försenade inlandsisens reträtt med upp till 20 år och underskattade framtida havsnivåhöjning.

"Denna ytterligare issmältning kommer att påverka orkanens stormfloder över hela världen. Dessutom, i åratal, IPCC-rapporterna har tittat på havsnivåhöjningen utan att ta hänsyn till denna ytterligare variation och har underskattat vad effekten kan bli, ", sa Forest. "Det är viktigt att bättre förstå dessa processer som bidrar till den ytterligare isförlusten eftersom inlandsisarna smälter mycket snabbare än vi förväntat oss."