Siz tadqiqotchidan shunday tirnoqli latifani kutishingiz mumkin, ammo doktor Reymer matematik va Yuta universiteti o'qituvchisi, shuningdek, shinam sinf xonalarini Yerning eng noqulay cho'llariga almashtirgan jamoaning bir qismidir. , global isishni tushunish uchun raqamlardan foydalanish taklifida.
Ularning sarguzashtlari ularga qutb mintaqalaridagi o'zgarishlarni qo'zg'atuvchi jarayonlarni bevosita kuzatish va dengiz muzining matematik nazariyalarini va uning Yer iqlim tizimidagi muhim komponent sifatidagi rolini tasdiqlash imkonini beradi.
Arktikadagi dengiz muzining qalinligi va darajasi birinchi marta sun'iy yo'ldosh orqali o'tkazilgandan beri tezda kamaydi. 1979.
Dengiz muzi quyosh nurini koinotga qaytaruvchi Yer muzlatkichidir. Uning doimiy mavjudligi sayyoramiz kelajagi uchun muhimdir, chunki muzning erishi bilan ko'proq quyosh nurini o'zlashtiradigan qorong'u suv ko'proq ta'sir qiladi. Quyoshda isitiladigan bu suv muz albedo deb ataladigan o'z-o'zini mustahkamlovchi tsiklda ko'proq muzni eritadi. fikringiz.
Dengiz muzining pasayishi, ehtimol, Yer yuzasida sayyoralar isishi bilan bog'liq eng ko'zga ko'ringan keng ko'lamli o'zgarishlardan biri bo'lsa-da, uning xatti-harakatlarini va u qo'llab-quvvatlaydigan qutb tizimining javobini tahlil qilish, modellashtirish va bashorat qilish juda qiyin, ammo matematiklar yordam berishi mumkin.
Kennet Golden, taniqli matematika professori va Yuta universitetining biotibbiyot muhandisligi bo'yicha yordamchi professori, 30 yil davomida noyob dengiz muzi dasturini yaratdi. Uning matematik tadqiqotlari, iqlimni modellashtirish va qiziqarli dala ekspeditsiyalari kombinatsiyasi tez o'zgaruvchan iqlimning dolzarb muammolarini hal qilishda ushbu fan turidan foydalanishga qaratilgan doktor Reymerni o'z ichiga olgan talabalar va doktorlikdan keyingi tadqiqotchilarni jalb qildi.
Doktor Reymer qutb ayiqlari va muhrlarning muzlatilgan muhitidagi o'zgarishlarga qanday munosabatda bo'lishini o'rganib chiqdi. U bu jonzotlar va ularning yashash muhiti oʻrtasidagi oʻzaro taʼsirni tushunish uchun matematik modellardan foydalangan boʻlsa-da, Arktikadagi ayiqlardan oʻlchovlar va namunalar oldi, bu matematik sifatida hech qachon kutmagan edi. “Ular tinchlansa, umuman uxlamaydilar; ular zerikkan, - deb tushuntiradi u. "Ulardan biri meni vahima qo'zg'atdi, chunki u qachondir uyg'onishi mumkin edi."
Doktor Reymer Arktikadagi tinchlangan qutb ayig'idan o'lchov oladi.
Ularning yashash joyining qisqarishi qutb ayiqlarining yupqa muz ustida yurishini anglatadi, ammo doktor Reymer kabi tadqiqotlar mutaxassislarga ulug'vor yirtqichlarni qanday himoya qilishni tushunishga yordam beradi deb umid qilamiz.
Biroq, dengiz muzidagi sho'r suv cho'ntaklarida yashovchi bakteriyalar va suv o'tlarining "aqlni to'ldiradigan" mikroskopik dunyosi endi uni hayajonga solmoqda. Bu biologik hamjamiyat va uning yashash joyi harorat, sho'rlanish va yorug'lik o'zgarishiga ta'sir qiladi, bu esa aniq modellashtirishni qiyinlashtiradi. Doktor Reymer o'zining hozirgi ishida ushbu omillar muz ichidagi biologik faollikni aniqlash uchun qanday o'zaro ta'sir qilishini tushunish uchun modellar quradi. "Ushbu kichik miqyosdagi jarayonlar so'l darajadagi naqshlarga qanday hissa qo'shishini tushunish, isish iqlimining qutb dengiz ekologiyasiga ta'sirini modellashtirish uchun juda muhimdir", deb tushuntiradi u.
Dengiz muzining mikroskopik tuzilishi katta muz kengliklarining xatti-harakatlariga qanday ta'sir qilishini tushunish qiyin, bu prof Goldenni qiziqtiradi. U Yerning qutb hududlariga 18 marta tashrif buyurib, “Qirqchi yillar” deb nomlanuvchi gʻarbiy shamollarga bardosh berib, kemada Antarktidaga yetib kelgan va dengiz muzini oʻlchashda muzli suvlarga choʻkib ketishdan zarracha qochgan. "Bir marta menga sakkiz fut uzoqlikda katta kit keldi, u dumini tasodifiy silkitib bemalol sindirib tashlagan edi", deydi u.
Professor Golden dengiz muzining mikro tuzilishini o'rganadi va u orqali suyuqlik qanchalik oson o'tishini hisoblaydi. "Dengiz muzi sho'r. U sho'r suv qo'shimchalarining g'ovakli mikro tuzilishiga ega, bu chuchuk suv muzidan juda farq qiladi ", deydi u.
Professor Golden intizomlararo guruhlarga sho'r suv qo'shimchalari bir-biriga bog'langan kritik haroratni bashorat qilish va suyuqlik dengiz muzidan oqib o'tishi va qo'shimchalarning geometriyasi harorat bilan qanday rivojlanishini tahlil qilish uchun birinchi rentgen tomografiya texnikasini ishlab chiqishga rahbarlik qildi. "Dengiz suvining dengiz muzlari orqali qanday o'tishini tushunish iqlim o'zgarishi qutbli dengiz muhitida qanday sodir bo'lishini izohlashning kalitlaridan biridir", deb tushuntiradi u.
Ushbu "yoqish-o'chirish" ni kashf qilish olimlarga sho'r suv qo'shimchalarida yashovchi suv o'tlari jamoalarini oziqlantiruvchi ozuqa moddalari qanday to'ldirilishi kabi jarayonlarni yaxshiroq tushunishga yordam berdi.
Professor Golden tadqiqotlari sho'r suv qo'shimchalarining g'ovakli mikro tuzilishiga ega bo'lgan dengiz muzidan suyuqlik qanchalik oson oqishi mumkinligini ko'rsatadi (rasmda). WF Weeks va A. Assur, CRREL (AQSh armiyasining sovuq hududlari tadqiqot va muhandislik laboratoriyasi) hisoboti 269, 1969 yil
Dengiz muzidagi sho'r suv uning radar belgisiga ham ta'sir qiladi, bu iqlim modellarini tasdiqlash uchun ishlatiladigan muz qalinligi kabi parametrlarning sun'iy yo'ldosh o'lchovlariga ta'sir qiladi. Bu modellar muhim ahamiyatga ega, chunki ular bizning iqlimimizdagi kelajakdagi o'zgarishlarni bashorat qiladi va jahon yetakchilari va olimlari tomonidan yumshatish strategiyalarini ishlab chiqishda foydalaniladi.
Muzning xilma-xilligi qiyinchilik tug'diradi, ammo tadqiqotchilar, o'qituvchilar va talabalar o'rtasidagi xilma-xillik yangi g'oyalar uchun mukammal muhit yaratadi. 2015 yilda AQShda matematika va kompyuter fanlari bo'yicha doktorlik unvonlarining to'rtdan bir qismi ayollarga berilgan, ammo Yuta universiteti kabi sxemalar ACCESS dastur iqtidorli matematik ayollarni tarbiyalash orqali ularga maslahat va amaliy tadqiqotlar kabi imkoniyatlarni ochishga yordam beradi. Arktikaga ekspeditsiyalar nafaqat talabalarga yuqori tajriba beradi, balki matematiklarning iqlimshunoslar va muhandislar bilan bir qatorda ilg'or tadqiqotlar va yechimlarda ishtirok etishini ta'minlaydi.
Qor bo'ronlari bilan kurashmayotganlarida, doktor Reymer va professor Golden ACCESS dasturining bir qismi sifatida hamkorlikdagi, fanlararo loyihalar ustida ishlaydi va bakalavr talabalariga hammualliflik qiladi. 2018-yilda iqlim o‘zgarishini o‘z ichiga olgan matematika komponentini yangilagandan so‘ng, professor Golden matematika ixtisosligi yoki ilmiy izlanishga qiziqqan ACCESS talabalari soni avvalgidan qariyb uch baravar ko‘payganini ko‘rdi.
Professor Goldenning PhD talabalaridan biri bo'lgan Rebekka Hardenbruk shunday deydi: “Iqlim o'zgarishi kabi dolzarb muammolarga e'tibor qaratish biz istagan matematikaga ko'proq odamlarni jalb qiladi, ya'ni hamma, xususan, ayollar, rangli odamlar, g'ayrioddiy odamlar; kam vakili bo'lgan har qanday kishi."
Hardenbruk ACCESS dasturiga bakalavriatning birinchi yili oldidan qo'shildi va yozni astrofizika laboratoriyasida o'tkazdi va bu uning ko'zlarini tadqiqot qilish imkoniyatini ochdi. "Bu haqiqatan ham hayotni o'zgartirdi", deydi u, chunki u bakalavriatda dengiz muzi orqali termal transportni o'rgangandan so'ng, professor Golden bilan matematika bo'yicha doktorlik dissertatsiyasini davom ettirishga qaror qildi.
Rebekka Hardenbruk Solt-Leyk-Siti shahridagi Yuta universitetida talabalarga matematikadan dars beradi.
Endi u o'qituvchi yordamchisi sifatida yosh talabalarni ACCESS sxemasi bo'yicha ilhomlantirmoqda, shuningdek, Arktika dengiz muzidagi suv havzalari bo'lgan eritilgan hovuzlarni modellashtirmoqda. Bu suv havzalari Arktika dengiz muz qoplamining uzoq muddatli erish tezligini aniqlashda quyosh nurlanishini aks ettirish o‘rniga uni yutish orqali hal qiluvchi rol o‘ynaydi. Ular o'sib ulg'aygan sari, ular fraktal geometriyada o'tishni boshdan kechiradilar va matematiklar tomonidan modellashtirilishi mumkin bo'lgan abadiy naqshni samarali yaratadilar.
Hardenbruk professor Golden va universitetning avvalgi talabalari va tadqiqotchilari tomonidan eritilgan suv havzalari ustidagi o'n yillik ishiga asoslanib, bir asrdan ko'proq vaqt oldin ishlab chiqilgan va materiallarning magnitlanishni qanday yo'qotishi yoki yo'qotishi mumkinligini tushuntiruvchi klassik Ising modelini moslashtirmoqda. hovuz geometriyasi. "Men dengiz muzining modelini jismonan aniqroq qilishga umid qilaman, shunda u Arktikaning albedosiga hayratlanarli ta'sir ko'rsatadigan eritilgan suv havzalarini hal qilishda aniqroq yondashuvni yaratish uchun global iqlim modellariga kiritilishi mumkin", deb tushuntiradi u.
Matematiklar allaqachon muzning zich ichki yadrosidan to'lqinlar suzuvchi muzni sindirishi mumkin bo'lgan tashqi chetlarigacha cho'zilgan to'lqinli marginal dengiz muz zonasining kengligini qanday aniqlash mumkinligi haqidagi jumboqni hal qilishgan.
Atmosfera olimi va professor Goldenning Yuta universitetidagi hamkasblaridan biri Kort Strong g'ayrioddiy manbadan ilhom oldi: kalamush miyasining miya yarim korteksi. U ular xuddi shunday matematik usuldan marginal muz zonasining kengligini o'lchash uchun kemiruvchilarning bo'g'iq miyasining qalinligini o'lchashda qo'llashlari mumkinligini tushundi, bu ham juda ko'p o'zgarishlarga ega. Ushbu soddalashtirilgan model yordamida jamoa bizning iqlimimiz isishi bilan chekka muz zonasi qariyb 40 foizga kengayganini ko'rsatishga muvaffaq bo'ldi.
Yuta universitetining ACCESS sxemasi, shu jumladan amaliy tadqiqotlar, matematika katta rasmning bir qismi bo'lgan fanlararo muhitga kiradi. U o'zaro changlanishni rag'batlantiradi, bu erda fanning bir-biriga bog'liq bo'lmagan ko'rinadigan sohalaridagi usullar va g'oyalar, agar asosiy matematika bir xil bo'lsa, muammolarni hal qilish uchun ishlatilishi mumkin.
Professor Golden: “Qachonki, sizga g'ayrioddiy vaziyat duch kelganda, muammoni aniq ko'rib chiqish va yechim topish uchun sizga turli xil aql kerak bo'ladi.
Arktikada kuzatilgan dengiz muzlarining yo'qolishi bir necha o'n yil ichida sodir bo'ldi va dahshatli sur'atda davom etmoqda.
"Bizga barcha yaxshi miyalar va turli xil fikrlash usullari kerak va biz ularga tezda muhtojmiz", deydi u.
Ushbu maqola Yuta universiteti, Milliy fan fondi va dengiz tadqiqotlari idorasi uchun Elvis Bahati Orlendo, Xalqaro fan fondi, Stokgolm va doktor Magdalena Stoeva, FIOMP, FIUPESM tomonidan ko'rib chiqilgan.
5-Xalqaro qutb yilida ishtirok eting haqida ko'proq o'qing 
IPY-5 Xalqaro muvofiqlashtirish idorasiga mezbonlik qilish uchun takliflar haqida ko'proq o'qing | muddati: 6 fevral 
IPY-5 milliy qo'mitalari uchun qo'ng'iroq haqida ko'proq o'qing 
