Mer noggranna simuleringar av inlandsisar

Dr Josefin Ahlkrona får anslag från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse till en postdoktoral tjänst för att rekrytera en forskare från utlandet till Matematiska institutionen, Stockholms universitet.

En av de mest dramatiska konsekvenserna av klimatförändringar är smältande inlandsisar på Grönland och Antarktis. Följden blir höjda havsnivåer som hotar kustnära samhällen och ekosystem. Men förutsägelser av hur mycket havsnivån kommer att höjas inom de närmaste årtiondena är ytterst osäkra. Syftet med det planerade projektet är att utveckla modeller för inlandsisarnas uppbyggnad och skapa effektivare algoritmer för beräkningar av isavsmältningen.

En viktig anledning till att modellerna är opålitliga är att det är svårt att ha med alla inre spänningar i isen. För att datorsimuleringarna inte ska ta flera år att beräkna eller kräva ett minne långt större än i dagens superdatorer, så måste vissa av isens spänningar antingen bortses från helt eller ingå i modellen fast med en mycket låg upplösning. 

En annan anledning är bristande förståelse av matematiken bakom de avancerade modeller som inkluderar alla spänningar. Dessa modeller är så komplicerade att det hittills varit svårt att veta hur man ska tillämpa dem utan att det uppstår betydande beräkningsfel. Särskilt olyckligt blir det vid kusten där isen är i kontakt med havet och en stor del av smältningen pågår.

Ett sätt att använda datorkraften optimalt är att förenkla modellen genom att ta med alla spänningar i isen bara där de är av störst vikt (såsom nära kusten) och använda en mer effektiv modell för de andra områdena. Samtidigt behöver man uppskatta de beräkningsfel som denna metod medför. Resultaten kan då användas till att förbättra en algoritm kallad ISCAL (Ice Sheet Coupled Approximation Level) så att simuleringarna av inlandsisar blir 4–10 gånger snabbare.

Foto: Stefano Papazian