Stigande havsnivåer och kraftigare cyklonstormar, fenomen som drivs av uppvärmningen av haven på grund av klimatförändringar, utsätter för omedelbar eller potentiell risk uppskattningsvis 680 miljoner människor som bor i låglänta kustområden (ett antal som beräknas nå mer än en miljard år 2050). I länder som Bangladesh flyttar dessa befolkningar redan för att undkomma havsnivåhöjningen.

I en ny studie, "Modellering av mänsklig migration under miljöförändringar:en fallstudie av effekten av havsnivåhöjning i Bangladesh, " forskare ledda av Maurizio Porfiri, ingenjör vid Center for Urban Science and Progress (CUSP) vid NYU Tandon School of Engineering, tillämpa datavetenskap för att förutsäga hur de kaskadeffekter av migrationen i Bangladesh i slutändan kommer att påverka 1,3 miljoner människor över hela landet år 2050. Arbetet har konsekvenser för kustbefolkningar världen över.

Den nya studien, medförfattare till vilka inkluderar första författaren Pietro De Lellis, ingenjör vid universitetet i Neapel Federico II, Italien, och Manuel Ruiz Marin, en matematiker vid Cartagenas tekniska universitet, Spanien, presenterar en matematisk modell av mänsklig migration som inte bara tar hänsyn till ekonomiska faktorer utan också mänskligt beteende – om människor är ovilliga eller oförmögna att lämna och om de senare återvänder hem. Den tar också hänsyn till de kaskadeffekter av migration, när migranter upprepade gånger flyttar för att hitta nya möjligheter, och ursprungliga invånare är fördrivna. Forskningen publiceras i Earth's Future, AGU:s tidskrift för tvärvetenskaplig forskning om det förflutna, nutid och framtid för vår planet och dess invånare

"Vi tittar inte bara på en ögonblicksbild, men vi försöker rekonstruera migrationens bana och tittar på dess utveckling, sade Porfiri, som också är institutsprofessor i mekanik och rymd, biomedicinska, och byggnads- och stadsteknik vid NYU Tandon.

Enligt den nya modellen, distrikten i söder längs Bengaliska viken kommer att vara de första som drabbas av höjning av havsnivån, orsakar en migration som kommer att skölja över landet och påverka alla 64 distrikt. Vissa migranter kommer sannolikt att avvisas av de befintliga invånarna – eller fördriva dem – vilket utlöser ytterligare migrationer. Medan befolkningen i huvudstaden, Dhaka, till en början kommer att stiga, resultaten tyder på att förflyttning bort från den översvämmade huvudstadsregionen i slutändan kommer att leda till att dess befolkning minskar.

Bangladesh är särskilt känsligt för höjning av havsnivån eftersom det är ett låglänt land som korsar sig med floder, och upplever redan frekventa översvämningar under sommarens monsunsäsong. Dess kustlinje vid Bengaliska viken mäter cirka 580 kilometer (360 miles), med en stor del som konsumeras av Gangesflodens delta. Uppskattningsvis 41 procent av dess 163 miljoner människor bor på höjder lägre än 10 meter (cirka 32 fot).

Arbetet följer på en studie från 2020 av Porfiri och Ruiz Marin som undersökte befolkningsmigrationer i Bangladesh på grund av havsnivåhöjning som ett sätt att verifiera en metod för att upptäcka rumsliga associationer från små datamängder, genom användning av specifika principer för informationsteori.

Författarna betonar att den nya modellen kan användas för att studera migration som svar på eventuella miljöstörningar som orsakar oro, såsom torka, jordbävningar eller skogsbränder. Dessutom, det är relativt enkelt och kan göra tillförlitliga förutsägelser baserat på lite data.

En tidigare migrationsmodell som använder samma data förutspådde att den centrala regionen Bangladesh, inklusive dess huvudstad, Dhaka, skulle ta emot det största antalet migranter. Den nya studien håller med, men finner att ringeffekterna från den migrationen i slutändan kommer att få människor att lämna huvudstaden, leder till en befolkningsminskning.

Porfiri förklarade att teamets metod för matematisk modellering för att på ett tillförlitligt sätt förutsäga miljömigrering i Bangladesh kan tillämpas var som helst.

"Torka, ökenspridning, översvämningar, jordbävningar, och skogsbränder hotar försörjningen över hela världen; från rika till utvecklingsekonomier, varje land är sårbart för miljöförändringar, ", sa han. "Matematiska modeller kan hjälpa till att tillhandahålla tillförlitliga förutsägelser av miljömigrering, som är avgörande för att ta fram effektiva politiska initiativ och förbättra vår beredskap för framtida migrationsmönster."

De Lellis tillade att resultaten från modellen kan hjälpa regeringar att planera och förbereda sig för effekterna av miljöstörningar genom att allokera resurser till de mest hårt drabbade regionerna och se till att städerna är tillräckligt utrustade för att hantera tillströmningen av miljömigranter.

"Matematisk modellering är det enda sättet vi har att grunda våra framtida beslut, " sade De Lellis. "Migration har många källor - [miljökatastrofer, ] politiska spänningar — men i slutändan, vi måste använda vetenskap för att tillhandahålla användbara verktyg för beslutsfattare."