Гибкие, адаптивные подходы к защите от повышения уровня моря являются наиболее экономически эффективными, показывают результаты моделирования

Планировщики, проектирующие дамбы, волнорезы и другие защитные сооружения от повышения уровня моря, могут сэкономить средства, если их решения будут гибкими и адаптирующимися к росту уровня моря с течением времени. К такому выводу пришли учёные из Университетов Ратгерса и Принстона в результате анализа с использованием искусственного интеллекта.

Исследователи применили метод обучения с подкреплением (reinforcement learning), чтобы смоделировать процесс принятия решений по сохранению прибрежной инфраструктуры на длительном горизонте. Их выводы, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), имеют прямое значение для будущих усилий по борьбе с наводнениями в таких местах, как Нью-Йорк и прибрежные районы Нью-Джерси.

Анализ призван помочь лицам, принимающим решения, которые сталкиваются с дилеммой дорогостоящих долгосрочных инвестиций в условиях неопределённости будущего повышения уровня моря из-за изменения климата. «Если вы строите защитные сооружения на следующие несколько десятилетий или дольше, вы должны учитывать, что климатические прогнозы на больших временных горизонтах в значительной степени неопределённы», — отметила Нин Лин, профессор гражданского и экологического строительства в Принстоне.

В исследовании смоделировали защиту Манхэттена от повышения уровня моря до конца века, сравнивая динамический подход (постепенное наращивание высоты дамбы на основе новых данных) со статическим (строительство дамбы на основе исторических данных о 100-летнем наводнении). Оказалось, что динамический подход дешевле и эффективнее снижает риск катастрофических последствий.

«Гибкие подходы, подобные тем, что мы смоделировали с помощью обучения с подкреплением, позволяют планировщикам защищаться от экстремального повышения уровня моря, не неся чрезмерных затрат», — пояснил Роберт Копп, профессор Школы искусств и наук Ратгерса. Хотя решения по адаптации к климату сложны, обучение с подкреплением — это эффективная система для включения наблюдений и обновления планов с целью нахождения оптимальных решений.

«Анализ ситуации в Нью-Йорке ни в коем случае не уникален, — отметил Майкл Оппенгеймер, профессор геонаук и международных отношений в Принстоне. — Этот метод может быть широко применён». Исследование выполнено в рамках консорциума Megalopolitan Coastal Transformation Hub, который занимается изучением климатических рисков и адаптацией в регионе Нью-Йорка, Нью-Джерси и Филадельфии.