Kəşfiyyatçıdan belə dırnaqarası lətifənin gəlməsini gözləyə bilərsiniz, lakin Dr Reimer riyaziyyatçı və Yuta Universitetində müəllimdir, eləcə də dünyanın ən əlverişsiz səhraları üçün rahat sinif otaqlarını dəyişdirən icmanın bir hissəsidir. , qlobal istiləşməni başa düşmək üçün rəqəmlərdən istifadə etmək təklifində.
Onların sərgüzəştləri onlara qütb bölgələrində dəyişikliyə səbəb olan prosesləri birinci əldən müşahidə etməyə və dəniz buzunun riyazi nəzəriyyələrini və onun Yerin iqlim sistemində kritik komponent kimi rolunu təsdiq etməyə imkan verir.
Arktikada dəniz buzunun qalınlığı və ölçüsü ilk dəfə peyk ölçmələri aparıldıqdan sonra sürətlə azaldı. 1979.
Dəniz buzu, günəş işığını kosmosa əks etdirən Yerin soyuducusudur. Onun davamlı mövcudluğu planetimizin gələcəyi üçün vacibdir, çünki daha çox buz əridikcə, daha çox günəş işığını çəkən daha çox qaranlıq su məruz qalır. Günəşdə qızdırılan bu su, buz albedo adlanan özünü gücləndirən dövrədə daha çox buz əridir. Geribildirim .
Dəniz buzunun azalması bəlkə də Yer səthində planetar istiləşmə ilə əlaqəli ən görünən genişmiqyaslı dəyişikliklərdən biri olsa da, onun davranışını və dəstəklədiyi qütb sisteminin reaksiyasını təhlil etmək, modelləşdirmək və proqnozlaşdırmaq olduqca çətindir, lakin riyaziyyatçılar kömək edə bilər.
Utah Universitetində görkəmli riyaziyyat professoru və biotibbi mühəndislik üzrə köməkçi professor Kennet Qolden 30 il ərzində unikal dəniz buz proqramı qurmuşdur. Onun riyaziyyat tədqiqatı, iqlim modelləşdirməsi və maraqlı sahə ekspedisiyalarının birləşməsi sürətlə dəyişən iqlimin aktual problemlərinin həllinə kömək etmək üçün bu elm növündən istifadə etməyə yönəlmiş doktor Reymer də daxil olmaqla tələbələri və doktoranturadan sonrakı tədqiqatçıları cəlb etdi.
Dr Reimer qütb ayılarının və suitilərin donmuş mühitdəki dəyişikliklərə necə reaksiya verdiyini araşdırıb. O, bu canlılar və onların yaşayış yerləri arasındakı qarşılıqlı əlaqəni başa düşmək üçün riyazi modellərdən istifadə etməklə yanaşı, Arktikadakı ayılardan da ölçmələr və nümunələr götürdü ki, bu da bir riyaziyyatçı kimi heç vaxt gözləmədiyi bir şey idi. “Onlar sakitləşdikdə tam yatmırlar; onlar yorğundurlar” deyə izah edir. "Onlardan biri məni qorxutdu, çünki nə vaxtsa oyanacaq kimi görünürdü."
Dr Reimer Arktikada sakitləşdirilən qütb ayısından ölçü götürür.
Onların azalan yaşayış mühiti qütb ayılarının nazik buz üzərində yeriməsi deməkdir, lakin ümid edilir ki, Dr Reimer kimi tədqiqatlar mütəxəssislərə əzəmətli yırtıcıları necə qorumaq lazım olduğunu anlamağa kömək edəcək.
Bununla belə, indi onu həyəcanlandıran, dəniz buzunun içindəki duzlu su ciblərində yaşayan bakteriya və yosunların "ağılları əsən" mikroskopik dünyasıdır. Bu bioloji icma və onun yaşayış mühiti temperaturun, duzluluğun və işığın dəyişməsindən təsirlənir və bu, dəqiq modelləşdirməni çətinləşdirir. Hazırkı işində Dr Reimer buzda bioloji aktivliyi müəyyən etmək üçün bu amillərin necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu anlamaq üçün modellər qurur. "Bu kiçik miqyaslardakı proseslərin makro səviyyəli nümunələrə necə töhfə verdiyini başa düşmək istiləşmə iqliminin qütb dəniz ekologiyasına təsirini modelləşdirmək üçün vacibdir" dedi.
Dəniz buzunun mikroskopik quruluşunun böyük buz genişliklərinin davranışına necə təsir etdiyini başa düşmək problemi Prof Golden-i maraqlandırır. O, 18 dəfə Yerin qütb bölgələrinə baş çəkib, gəmi ilə Antarktidaya çatmaq üçün “Nürülən qırxlar” kimi tanınan qərb küləklərinə sinə gərib və dəniz buzunu ölçərkən buzlu sulara qərq olmaqdan azacıq yayınıb. "Bir dəfə məni təxminən səkkiz fut aralıda nəhəng bir balina ziyarət etdi, o, quyruğunun təsadüfi bir hərəkəti ilə üzərində olduğum nazik balinaları asanlıqla qıra bilərdi" dedi.
Professor Qolden mayenin bu buzun içindən nə qədər asanlıqla axdığını hesablamaq üçün dəniz buzunun mikro strukturunu öyrənir. “Dəniz buzu duzludur. O, şirin su buzundan çox fərqli olan duzlu su daxilolmalarının məsaməli mikro strukturuna malikdir”.
Professor Qolden, mayenin dəniz buzu vasitəsilə axması üçün duzlu su daxilolmalarının birləşdiyi kritik temperaturu proqnozlaşdırmaq və daxilolmaların həndəsəsinin temperaturla necə inkişaf etdiyini təhlil etmək üçün ilk rentgen tomoqrafiya texnikasını inkişaf etdirmək üçün fənlərarası qruplara rəhbərlik etmişdir. "Dəniz suyunun dəniz buzundan necə süzüldüyünü başa düşmək, iqlim dəyişikliyinin qütb dəniz mühitində necə baş verəcəyini şərh etmək üçün açarlardan biridir" deyə izah edir.
Bu "açma-söndürmə açarını" kəşf etmək elm adamlarına duzlu su daxilolmalarında yaşayan yosun icmalarını qidalandıran qida maddələrinin necə doldurulması kimi prosesləri daha yaxşı başa düşməyə kömək etdi.
Professor Golden araşdırmaları mayenin duzlu su daxilolmalarının məsaməli mikro strukturuna malik dəniz buzundan nə qədər asanlıqla axdığını göstərir (şəkildə). WF Weeks və A. Assur, CRREL (ABŞ Ordusunun Soyuq Bölgələri Tədqiqat və Mühəndislik Laboratoriyası) Hesabatı 269, 1969
Dəniz buzundakı duzlu su, iqlim modellərini təsdiqləmək üçün istifadə edilən buz qalınlığı kimi parametrlərin peyk ölçmələrinə təsir edən radar imzasına da təsir göstərir. Bu modellər vacibdir, çünki iqlimimizdə gələcək dəyişiklikləri proqnozlaşdırır və dünya liderləri və elm adamları tərəfindən təsirlərin azaldılması strategiyaları hazırlamaq üçün istifadə olunur.
Buz müxtəlifliyi problem yaradır, lakin tədqiqatçılar, müəllimlər və tələbələr arasında müxtəliflik təzə ideyalar üçün mükəmməl mühit yaradır. ABŞ-da 2015-ci ildə riyaziyyat və kompüter elmləri üzrə doktorluq dərəcələrinin yalnız dörddə biri qadınlara verilib, lakin Yuta Universiteti kimi proqramlar ACCESS proqram istedadlı qadın riyaziyyatçılara mentorluq və praktiki tədqiqat kimi imkanların açılmasına kömək etməklə onları yetişdirir. Arktikaya ekspedisiyalar tələbələrə təkcə yüksək təcrübə qazandırmır, həm də riyaziyyatçıların iqlimşünaslar və mühəndislərlə yanaşı ən müasir tədqiqat və həllərdə iştirakını təmin edir.
Qar fırtınaları ilə mübarizə aparmayanda, Dr Reimer və Prof Golden ACCESS proqramının bir hissəsi olaraq birgə, fənlərarası layihələr üzərində işləyir və qadın bakalavr tələbələrinə mentorluq edir. Professor Qolden 2018-ci ildə riyaziyyat komponentini iqlim dəyişikliyinə daxil etmək üçün yenilədikdən sonra, riyaziyyat ixtisası və ya tədqiqat işində iştirak etməkdə maraqlı olan ACCESS tələbələrinin sayının əvvəlkindən təxminən üç dəfə artdığını gördü.
Professor Golden-in PhD tələbələrindən biri olan Rebecca Hardenbrook deyir: “İqlim dəyişikliyi kimi aktual problemlərə diqqət yetirmək istədiyimiz insanların daha çoxunu riyaziyyata cəlb edir, yəni hamı, xüsusən də qadınlar, rəngli insanlar, qəribə insanlar; az təmsil olunan bir fondan olan hər kəs."
Hardenbrook bakalavr təhsilinin birinci ilindən əvvəl ACCESS proqramına qatıldı və yayı astrofizika laboratoriyasında keçirdi və bu, onun gözlərini tədqiqat aparmaq imkanına açdı. "Həqiqətən həyatı dəyişdirdi" deyir, ən azı ona görə ki, o, daha sonra bakalavr pilləsində dəniz buzu ilə termal nəqliyyatı öyrəndikdən sonra Prof Golden ilə riyaziyyat üzrə fəlsəfə doktoru dərəcəsini davam etdirmək qərarına gəldi.
Rebekka Hardenbruk Solt Leyk Sitidəki Yuta Universitetində tələbələrə riyaziyyatdan dərs deyir.
O, indi müəllim köməkçisi kimi gənc tələbələri ACCESS sxemi üzrə ruhlandırır, həmçinin Arktika dəniz buzunda su hovuzları olan ərimə gölməçələrini modelləşdirir. Bu gölməçələr Arktika dənizinin buz örtüyünün günəş radiasiyasını əks etdirmək əvəzinə udmaqla uzunmüddətli ərimə sürətlərinin müəyyən edilməsində həlledici rol oynayır. Onlar böyüdükcə və birləşdikcə, riyaziyyatçılar tərəfindən modelləşdirilə bilən heç vaxt bitməyən bir model yaradaraq, fraktal həndəsədə keçidə məruz qalırlar.
Hardenbrook, bir əsrdən çox əvvəl hazırlanmış və materialların necə maqnetizm qazana və ya itirə biləcəyini izah edən klassik İsing modelini uyğunlaşdıraraq, professor Qolden və universitetin əvvəlki tələbələri və tədqiqatçılarının ərimə gölməçələri üzərində on illik işini qurur. gölməçə həndəsəsi. "Ümid edirəm ki, dəniz buzunun modelini fiziki cəhətdən daha dəqiq edəcəm ki, o, Arktikanın albedosuna təəccüblü təsir göstərən ərimə gölməçələrinin həllinə daha dəqiq yanaşma yaratmaq üçün qlobal iqlim modellərinə daxil edilə bilsin".
Riyaziyyatçılar artıq buz paketinin sıx daxili nüvəsindən dalğaların üzən buzu qıra bildiyi xarici kənarlara qədər uzanan dalğalı marjinal dəniz buz zonasının eninin necə təyin olunacağına dair tapmacanı həll ediblər.
Atmosfer alimi və Yuta Universitetində professor Qoldenin həmkarlarından biri olan Kort Strong qeyri-adi bir mənbədən ilham aldı: siçovulların beyninin beyin qabığı. O, gəmiricinin kələ-kötür beyninin qalınlığını ölçmək üçün etdikləri kimi, marjinal buz zonasının genişliyini ölçmək üçün eyni riyazi metoddan istifadə edə biləcəklərini başa düşdü, bu da çoxlu variasiyaya malikdir. Bu sadələşdirilmiş modelin köməyi ilə komanda iqlimimiz istiləşdikcə marjinal buz zonasının təxminən 40% genişləndiyini nümayiş etdirə bildi.
Utah Universitetinin ACCESS sxemi, o cümlədən praktiki tədqiqatları, tələbələri riyaziyyatın daha böyük mənzərənin bir hissəsi olduğu fənlərarası mühitə batırır. O, çarpaz tozlanmanı təşviq edir, burada elmin bir-biri ilə əlaqəli olmayan sahələrindən olan metodlar və ideyalar əsas riyaziyyat mahiyyətcə eyni olduqda problemləri həll etmək üçün istifadə edilə bilər.
Professor Qolden deyir: “Sizə qeyri-adi bir vəziyyət təqdim olunduqda, problemə aydın baxmaq və həll yollarını tapmaq üçün müxtəlif növ ağıllara ehtiyacınız var”.
Arktikada müşahidə olunan dəniz buzunun itməsi cəmi bir neçə onilliklər ərzində baş verib və həyəcan verici bir sürətlə davam edir.
"Bizim əldə edə biləcəyimiz bütün yaxşı beyinlərə və müxtəlif düşüncə tərzinə ehtiyacımız var və onlara tez ehtiyacımız var" deyir.
Bu məqalə Yuta Universiteti, Milli Elm Fondu və Dəniz Tədqiqatları Ofisi üçün Elvis Bahati Orlendo, Beynəlxalq Elm Fondu, Stokholm və Dr Magdalena Stoeva, FIOMP, FIUPESM tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir.
Elmin kilidini açmaq haqqında daha çox oxuyun 
5-ci Beynəlxalq Qütb İlində iştirak haqqında ətraflı oxuyun 
IPY-5 Beynəlxalq Koordinasiya Ofisinə ev sahibliyi etmək üçün Təkliflərə Zəng haqqında ətraflı oxuyun son tarix: 6 fevral IPY-5 Milli Komitələrinə Zəng haqqında ətraflı oxuyun 