Anjeun panginten tiasa ngarepkeun anekdot anu ngagigit kuku sapertos kitu asalna tina penjelajah, tapi Dr Reimer mangrupikeun ahli matematika sareng dosen di Universitas Utah, ogé janten bagian tina komunitas anu parantos ngagentos ruang kelas anu nyaman pikeun sababaraha padang gurun anu paling teu ramah di bumi. , dina nawar ngagunakeun angka ngartos pemanasan global.
Petualanganana ngamungkinkeun aranjeunna pikeun niténan heula prosés anu nyababkeun parobahan di daérah kutub sareng ngesahkeun téori matematikna és laut sareng peranna salaku komponén kritis dina sistem iklim Bumi.
Ketebalan sareng legana és laut di Arktik parantos turun gancang ti saprak pangukuran satelit munggaran dilaksanakeun 1979.
És laut nyaéta kulkas Bumi, mantulkeun cahaya panonpoe deui ka luar angkasa. Ayana anu langgeng penting pikeun masa depan planét urang sabab, nalika langkung seueur és ngalebur, langkung seueur cai poék anu kakeunaan anu nyerep langkung seueur sinar panonpoé. Cai anu dipanaskeun panonpoé ieu ngalebur langkung seueur és dina siklus anu nguatkeun diri anu disebut és albedo. eupan balik.
Bari turunna és laut meureun salah sahiji parobahan skala badag paling katempo disambungkeun ka pemanasan planet dina beungeut Bumi, analisa, modeling jeung ngaramal kabiasaan na jeung respon sistem polar eta ngarojong téh incredibly hésé, tapi matematikawan bisa mantuan.
Kenneth Golden, profésor dibédakeun tina matematika jeung profesor adjunct rékayasa biomedis di Universitas Utah, geus ngawangun program és laut unik leuwih 30 taun. Kombinasi na panalungtikan matematika, modeling iklim jeung ékspédisi widang seru, geus narik mahasiswa jeung peneliti postdoctoral, kaasup Dr Reimer, anu museurkeun kana ngagunakeun jenis ieu elmu pikeun mantuan tackle tantangan mencét tina iklim ngarobah gancang.
Dr Reimer geus diajar kumaha biruang kutub jeung anjing laut ngabales parobahan lingkungan beku maranéhanana. Nalika anjeunna ngagunakeun modél matematika pikeun ngartos interaksi antara mahluk ieu sareng habitatna, anjeunna ogé nyandak pangukuran sareng conto tina biruang di Arktik, anu mangrupikeun hal anu anjeunna henteu kantos ngarepkeun salaku ahli matematika. "Aranjeunna henteu sare sadayana nalika aranjeunna tenang; aranjeunna groggy," manehna ngajelaskeun. "Salah sahijina ngageterkeun kuring kusabab sigana éta tiasa hudang dina sababaraha waktos."
Dr Reimer nyandak pangukuran tina biruang kutub anu sedated di Arktik.
Habitatna nyusut hartosna biruang kutub leumpang dina és ipis, tapi harepan yén studi sapertos Dr Reimer bakal ngabantosan para ahli ngartos kumaha cara ngajagaan prédator anu megah.
Sanajan kitu, éta téh "pikiran-niupan" dunya mikroskopis baktéri jeung ganggang nu hirup dina kantong cai asin jero és laut nu ayeuna excites dirina. Komunitas biologis ieu sareng habitatna dipangaruhan ku parobihan suhu, salinitas sareng cahaya, sahingga hésé modél sacara akurat. Dina karyana ayeuna, Dr Reimer ngawangun modél pikeun ngartos kumaha faktor ieu berinteraksi pikeun nangtukeun kagiatan biologis dina és. "Ngarti kumaha prosés dina skala leutik ieu nyumbang kana pola makro-tingkat penting pikeun modeling dampak iklim warming on ékologi laut kutub," manehna ngajelaskeun.
Éta mangrupikeun tantangan pikeun ngartos kumaha struktur mikroskopis és laut mangaruhan kana paripolah ékspansi és anu dipikaresep ku Prof Golden. Anjeunna geus nganjang ka wewengkon kutub Bumi 18 kali, braving angin kulon katelah "Roaring Opatpuluhan" nepi ka Antartika ku kapal jeung heureut nyingkahan terjun kana cai tiris bari ngukur és laut. "Hiji waktu kuring didatangan ku paus masif kira-kira dalapan suku jauhna, anu bisa kalayan gampang megatkeun floe ipis kuring dina ku sintreuk kasual tina buntut na," nyebutkeun anjeunna.
Prof Golden nalungtik mikrostruktur és laut keur ngitung kumaha gampang cairan bisa ngalir ngaliwatan eta. “És laut téh asin. Éta gaduh struktur mikro porous tina inklusi brine anu béda pisan sareng és cai tawar, ”saurna.
Prof Golden parantos mingpin tim interdisipliner pikeun ngaduga suhu kritis dimana inklusi brine nyambungkeun supados cairan tiasa ngalir ngaliwatan és laut, sareng ngembangkeun téknik tomografi sinar-X anu munggaran pikeun nganalisis kumaha géométri tina inklusi mekar sareng suhu. "Ngarti kumaha seawater percolates ngaliwatan és laut mangrupa salah sahiji konci pikeun napsirkeun kumaha perubahan iklim bakal maén kaluar di lingkungan laut kutub," anjeunna ngajelaskeun.
Ngajalajah "saklar on-off" ieu parantos ngabantosan para ilmuwan langkung ngartos prosés sapertos kumaha gizi anu nyoco komunitas ganggang anu hirup dina inklusi brine dieusi deui.
Panaliti Profesor Golden nunjukkeun kumaha gampangna cairan tiasa ngalir ngaliwatan és laut, anu gaduh struktur mikro porous tina inklusi brine (gambar). WF Weeks and A. Assur, CRREL (US Army Cold Regions Research and Engineering Lab) Laporan 269, 1969
The brine dina és laut ogé mangaruhan signature radar na, nu mangaruhan ukuran satelit parameter kawas ketebalan és dipaké pikeun sangkan méré konfirmasi model iklim. Modél ieu penting sabab ngaramalkeun parobihan ka hareup kana iklim urang sareng dianggo ku pamimpin dunya sareng ilmuwan pikeun ngadamel strategi mitigasi.
Rupa-rupa és nampilkeun tantangan, tapi diversity diantara peneliti, guru jeung siswa nyiptakeun lingkungan sampurna pikeun gagasan seger. Di AS, ngan ukur saparapat gelar doktor dina matematika sareng élmu komputer dileler ka awéwé di 2015, tapi skéma sapertos Universitas Utah. ACCESS program anu ngasuh matematikawan awéwé anu berbakat ku ngabantosan aranjeunna muka konci kasempetan sapertos bimbingan sareng panalungtikan langsung. Ekspedisi ka Arktik henteu ngan ukur masihan murid pangalaman anu langkung luhur, tapi mastikeun ahli matematika kalibet dina panalungtikan sareng solusi anu canggih, sareng para ilmuwan iklim sareng insinyur.
Nalika aranjeunna henteu ngalawan badai salju, Dr Reimer sareng Prof Golden damel dina kolaborasi, proyék interdisipliner sareng ko-mentor mahasiswa sarjana awéwé salaku bagian tina program ACCESS. Saatos nyegerkeun komponén matematika dina taun 2018 kalebet parobahan iklim, Prof Golden ningali sakitar tilu kali lipat jumlah mahasiswa ACCESS anu resep nyandak jurusan matematika atanapi panempatan panalungtikan ti sateuacanna.
Rebecca Hardenbrook, salah sahiji mahasiswa PhD Professor Golden, nyebutkeun: "fokus dina isu mencét kawas perubahan iklim metot leuwih jalma urang hayang kana matematika, nu dulur, tapi hususna, awéwé, jalma warna, jalma queer; saha waé ti kasang tukang anu kurang diwakilan."
Hardenbrook ngagabung kana program ACCESS sateuacan taun kahijina salaku sarjana, nyéépkeun usum panas di laboratorium astrofisika, anu muka panonna pikeun kamungkinan ngalaksanakeun panalungtikan. "Éta bener-bener ngarobih kahirupan," saur anjeunna, sabab anjeunna teras mutuskeun pikeun ngudag PhD dina matematika sareng Prof Golden saatos diajar angkutan termal ngalangkungan és laut salaku sarjana.
Rebecca Hardenbrook ngajarkeun matematika ka mahasiswa di Universitas Utah di Salt Lake City.
Manehna ayeuna mere ilham siswa ngora dina skéma ACCESS salaku asisten pangajaran, kitu ogé modeling balong ngalembereh, nu pools cai dina és laut Arktik. Kolam-kolam ieu maénkeun peran anu penting dina nangtukeun tingkat lebur jangka panjang panutup és laut Arktik ku cara nyerep radiasi panonpoé tibatan ngagambarkeunana. Nalika aranjeunna tumuwuh sareng ngahiji, aranjeunna ngalaman transisi dina géométri fraktal, sacara efektif nyiptakeun pola anu teu aya tungtungna anu tiasa dimodelkeun ku ahli matematika.
Hardenbrook ngawangun kana dékade gawé dina balong lebur ku Prof Golden jeung mahasiswa saméméhna sarta peneliti di universitas ku adapting model Ising klasik, nu dikembangkeun leuwih ti abad ka tukang tur ngajelaskeun kumaha bahan bisa meunang atawa leungit magnetism, model ngalembereh. géométri balong. "Kuring ngarepkeun modél és laut langkung akurat sacara fisik supados tiasa dilebetkeun kana modél iklim global pikeun nyiptakeun pendekatan anu langkung akurat pikeun ngatasi balong lebur, anu gaduh pangaruh anu héran dina albedo Arktik," anjeunna ngajelaskeun.
Ahli matematika parantos ngarengsekeun pasualan kumaha nangtukeun lebar zona és laut marginal anu bergelombang, anu ngalegaan ti inti jero padet és bungkus ka pinggir luar, dimana gelombang tiasa ngarobih és anu ngambang.
Court Strong, anu mangrupikeun élmuwan atmosfir sareng salah sahiji kolega Prof Golden di Universitas Utah, narik inspirasi tina sumber anu teu biasa: korteks cerebral otak beurit. Anjeunna sadar aranjeunna tiasa nganggo metode matematik anu sami pikeun ngukur lebar zona és marginal sapertos anu dilakukeun pikeun ngukur ketebalan otak bumpy rodénsia, anu ogé gaduh seueur variasi. Kalayan bantosan modél saderhana ieu, tim éta tiasa nunjukkeun yén zona és marginal ngalegaan sakitar 40% kusabab iklim urang parantos haneut.
Skéma ACCESS universitas Utah, kaasup panalungtikan leungeun na, neuleumkeun siswa dina lingkungan interdisiplinér dimana matématika mangrupa bagian tina gambaran anu leuwih gedé. Éta nyorong penyerbukan silang, dimana metode sareng ide tina daérah sains anu teu aya hubunganana tiasa dianggo pikeun ngarengsekeun masalah nalika dasar matematika dasarna sami.
"Nalika anjeun dibere kaayaan anu teu biasa, anjeun peryogi rupa-rupa pikiran pikeun ningali masalah anu jelas sareng masihan solusi," saur Prof Golden.
Leungitna és laut anu katingali di Arktik parantos kajantenan ngan ukur sababaraha dekade sareng teras-terasan dina laju anu pikasieuneun.
"Urang kudu sagala brains alus sarta cara mikir béda nu urang bisa meunang, sarta kami butuh aranjeunna gancang," nyebutkeun anjeunna.
Tulisan ieu parantos diulas pikeun Universitas Utah, Yayasan Élmu Nasional sareng Kantor Panaliti Angkatan Laut ku Elvis Bahati Orlendo, Yayasan Internasional Élmu, Stockholm sareng Dr Magdalena Stoeva, FIOMP, FIUPESM.
Baca langkung seueur ngeunaan Aub dina Taun Polar Internasional ka-5 
Baca langkung seueur ngeunaan Telepon pikeun Tawaran pikeun janten host Kantor Koordinasi Internasional IPY-5 | Bates waktos: 6 Pebruari 
Baca langkung seueur ngeunaan Telepon pikeun Komite Nasional IPY-5 
