Изилдөөчүдөн ушундай тырмак тиштеген анекдот чыгат деп күтүшүңүз мүмкүн, бирок доктор Реймер математик жана Юта университетинин окутуучусу, ошондой эле Жердин эң ыңгайсыз чөлдөрү үчүн ыңгайлуу класстарды алмаштырган коомчулуктун мүчөсү. , глобалдык жылуулукту түшүнүү үчүн сандарды колдонуу үчүн.
Алардын укмуштуу окуялары аларга полярдык аймактардагы өзгөрүүлөрдү түрткөн процесстерди өз көзү менен байкоого жана деңиз музунун математикалык теорияларын жана анын Жердин климаттык системасынын маанилүү компоненти катары ролун ырастоого мүмкүндүк берет.
Арктикадагы деңиз музунун калыңдыгы жана көлөмү биринчи жолу спутниктик өлчөөлөр алынгандан бери тез эле азайып кетти. 1979.
Деңиз музу – күн нурун кайра космоско чагылдырган Жердин муздаткычы. Анын туруктуу болушу биздин планетанын келечеги үчүн маанилүү, анткени муз эриген сайын, күн нурун көбүрөөк сиңирген караңгы суулар ачыкка чыгат. Бул күн жылытылган суу муз альбедо деп аталган өзүн-өзү бекемдөө циклинде музду көбүрөөк эритет. кайтарым байланыш.
Деңиз музунун азайышы, балким, жер бетиндеги планеталардын жылышына байланыштуу эң көрүнүктүү масштабдуу өзгөрүүлөрдүн бири болсо да, анын жүрүм-турумун жана ал колдогон полярдык системанын реакциясын талдоо, моделдөө жана алдын ала айтуу абдан кыйын, бирок математиктер жардам бере алышат.
Кеннет Голден, математика боюнча көрүнүктүү профессор жана Юта университетинин биомедициналык инженерия боюнча адъюнкт профессору, 30 жылдан бери уникалдуу деңиз муз программасын курган. Анын математикалык изилдөөлөрүнүн, климатты моделдөөнүн жана кызыктуу талаа экспедицияларынын айкалышы студенттерди жана докторлуктан кийинки изилдөөчүлөрдү, анын ичинде доктор Реймерди кызыктырды, алар илимдин бул түрүн тез өзгөрүп жаткан климаттын курч көйгөйлөрүн чечүүгө жардам берүүгө багытталган.
Доктор Реймер ак аюу менен тюлдердин тоңгон чөйрөдөгү өзгөрүүлөргө кандай жооп кайтарарын изилдеген. Ал бул жандыктардын жана алардын жашоо чөйрөсүнүн ортосундагы өз ара аракеттенүүнү түшүнүү үчүн математикалык моделдерди колдонгону менен бирге, Арктикадагы аюулардан өлчөөлөрдү жана үлгүлөрдү алган, бул ал математик катары эч качан күткөн эмес. «Алар тынч болгондон кийин таптакыр уктабайт; алар чарчап калышты», - деп түшүндүрөт ал. "Алардын бири мени коркутуп жиберди, анткени ал кандайдыр бир убакта ойгонуп кетет окшойт."
Доктор Реймер Арктикадагы тынчтанган ак аюудан өлчөөлөрдү алат.
Алардын жашаган жеринин кыскарышы ак аюулардын жука муз үстүндө басып жүргөнүн билдирет, бирок доктор Реймер сыяктуу изилдөөлөр эксперттерге улуу жырткычтарды кантип коргоону түшүнүүгө жардам берет деп үмүттөнөбүз.
Бирок деңиз музунун ичиндеги туздуу суу чөнтөктөрүндө жашаган бактериялар менен балырлардын "акылга салган" микроскопиялык дүйнөсү азыр аны толкундантат. Бул биологиялык коомчулукка жана анын жашоо чөйрөсүнө температуранын, туздуулуктун жана жарыктын өзгөрүшү таасир этет, бул так моделдештирүүнү кыйындатат. Учурдагы ишинде доктор Реймер муздун ичиндеги биологиялык активдүүлүктү аныктоо үчүн бул факторлордун өз ара аракеттенүүсүн түшүнүү үчүн моделдерди курат. "Бул кичинекей масштабдагы процесстер макродеңгээлдеги калыптарга кандай салым кошоорун түшүнүү жылуу климаттын полярдык деңиз экологиясына тийгизген таасирин моделдөө үчүн абдан маанилүү", - деп түшүндүрөт ал.
Профессор Голденди кызыктырган деңиз музунун микроскопиялык түзүлүшүнүн чоң муздун жүрүм-турумуна кандай таасир тийгизерин түшүнүү кыйынчылыгы. Ал 18 жолу Жердин полярдык аймактарына барып, Антарктидага кеме менен жетүү үчүн «Күркүрөгөн кыркындар» деп аталган батыштан соккон шамалга туруштук берген жана деңиз музун өлчөө учурунда муздуу сууларга чөкпөй койгон. "Бир жолу мага болжол менен сегиз фут алыстыкта чоң кит келип калды, ал менин куйругун кокустан бир шилтеп коюу менен оңой эле сындыра алмак" дейт ал.
Профессор Голден деңиз музунун микроструктурасын изилдеп, андан суюктуктун канчалык оңой өтөөрүн эсептейт. «Деңиз музу туздуу. Ал туздуу суу муздарынан такыр башкача болгон туздуу кошулмалардын тешиктүү микроструктурасына ээ», - дейт ал.
Профессор Голден дисциплиналар аралык топторду туздуу кошулмалар туташып турган критикалык температураны болжолдоого жана суюктук деңиз музу аркылуу агып кетишине жана кошулмалардын геометриясынын температурага жараша эволюциясын талдоо үчүн биринчи рентген-томография техникасын иштеп чыгууга жетектеген. "Деңиз музу аркылуу деңиз суусунун кантип сиңип кетээрин түшүнүү климаттын өзгөрүшү полярдык деңиз чөйрөсүндө кандай болоорун чечмелөөнүн ачкычтарынын бири болуп саналат" деп түшүндүрөт ал.
Бул “күйгүзүү-өчүрүү” ачылышы илимпоздорго туздуу суу кошулмаларында жашаган балыр жамааттарын азыктандырган азыктар кантип толтурулганы сыяктуу процесстерди жакшыраак түшүнүүгө жардам берди.
Professor Golden изилдөөлөр суюктук туздуу кошулмалардын тешиктүү микроструктурасы бар деңиз музу аркылуу канчалык оңой агып кете аларын көрсөтөт (сүрөттө). WF Weeks жана A. Assur, CRREL (АКШ армиясынын суук аймактарын изилдөө жана инженердик лабораториясы) Report 269, 1969
Деңиз музундагы туздуу суу анын радар белгисине да таасирин тийгизет, бул климаттын моделдерин текшерүү үчүн колдонулган муздун калыңдыгы сыяктуу параметрлердин спутниктик өлчөөлөрүнө таасир этет. Бул моделдер маанилүү, анткени алар биздин климаттын келечектеги өзгөрүшүн болжолдойт жана дүйнөлүк лидерлер жана окумуштуулар тарабынан жумшартуу стратегияларын иштеп чыгуу үчүн колдонулат.
Муздун ар түрдүүлүгү кыйынчылык жаратат, бирок изилдөөчүлөр, мугалимдер жана студенттердин ар түрдүүлүгү жаңы идеялар үчүн эң сонун шарттарды түзөт. АКШда 2015-жылы математика жана информатика боюнча докторлук даражалардын төрттөн бир бөлүгү аялдарга берилген, бирок Юта университетинин ACCESS программа таланттуу математик-айымдарды тарбиялоодо, аларга насаатчылык жана практикалык изилдөө сыяктуу мүмкүнчүлүктөрдү ачууга жардам берет. Арктикага экспедициялар студенттерге жогорку тажрыйбаны гана бербестен, математиктердин климат таануучулар жана инженерлер менен бирге алдыңкы изилдөөлөргө жана чечимдерге тартылышын камсыздайт.
Алар бороон менен күрөшпөгөндө, доктор Реймер жана профессор Голден биргелешкен, дисциплиналар аралык долбоорлордун үстүндө иштешет жана ACCESS программасынын алкагында студент кыздарга насаатчы болушат. 2018-жылы климаттын өзгөрүшүн камтыган математика компонентин жаңырткандан кийин, профессор Голден математика адистигине же илимий изилдөөгө кызыккан ACCESS студенттеринин саны мурункуга караганда үч эсеге көбөйгөн.
Профессор Голдендин PhD студенттеринин бири Ребекка Харденбрук мындай дейт: “Климаттын өзгөрүшү сыяктуу актуалдуу маселелерге көңүл буруу биз каалаган математикага көбүрөөк адамдарды тартат, бул ар бир адам, бирок, атап айтканда, аялдар, түстүү адамдар, queer адамдар; азыраак өкүлчүлүктөн чыккан кимдир-бирөө».
Харденбрук ACCESS программасына бакалаврдын биринчи жылынын алдында кошулуп, жайды астрофизикалык лабораторияда өткөргөн, бул анын изилдөө жүргүзүү мүмкүнчүлүгүнө көзүн ачкан. "Бул чындап эле жашоону өзгөрттү", - дейт ал, анткени ал бакалавриатта деңиз музу аркылуу жылуулук транспортун изилдегенден кийин профессор Голден менен математика боюнча PhD даражасын алууну чечкен.
Ребекка Харденбрук Солт-Лейк-Ситидеги Юта университетинде студенттерге математикадан сабак берет.
Ал азыр жаш студенттерди ACCESS схемасы боюнча окутуучу жардамчы катары шыктандырат, ошондой эле Арктикадагы деңиз музундагы суу көлмөлөрү болгон эриген көлмөлөрдү моделдөөдө. Бул көлмөлөр Арктикадагы деңиз муз катмарынын узак мөөнөттүү эрүү ылдамдыгын аныктоодо күн радиациясын чагылдыруунун ордуна, өзүнө сиңирүү менен чечүүчү роль ойнойт. Алар чоңоюп, бири-бирине кошулган сайын, фракталдык геометрияда өтүү жолуна түшүп, математиктер тарабынан моделдештириле турган бүтпөс схеманы эффективдүү жаратышат.
Харденбрук профессор Голден жана университеттин мурунку студенттери жана изилдөөчүлөрүнүн эритүү көлмөлөрүнүн үстүндөгү он жылдык иштеринин негизинде бир кылымдан ашык убакыт мурун иштелип чыккан классикалык Исинг моделин ыңгайлаштырууда жана эритинди моделдөө үчүн материалдар кантип магнетизмге ээ же жогото аларын түшүндүрөт. көлмө геометриясы. "Мен деңиз музунун моделин физикалык жактан такраак кылам деп үмүттөнөм, ошону менен ал Арктиканын альбедосуна таң калыштуу таасирин тийгизген эриген көлмөлөрдү чечүүнүн так ыкмасын түзүү үчүн глобалдык климаттык моделдерге киргизилет", - деп түшүндүрөт ал.
Математиктер буга чейин толкундар калкып жүргөн музду талкалай турган каптама муздун жыш ички өзөгүнөн сырткы четтерине чейин созулган толкундуу маргиналдык деңиз муз зонасынын туурасын кантип аныктоонун табышмактуулугун чечишти.
Атмосфералык илимпоз жана Юта университетиндеги профессор Голдендин кесиптештеринин бири Корт Стронг адаттан тыш булактан: келемиштин мээсинин мээ кабыгынан шыктанган. Ал алар кемирүүчүлөрдүн дөңсөөлүү мээсинин калыңдыгын өлчөгөндөй эле, маргиналдык муз зонанын туурасын өлчөө үчүн бир эле математикалык ыкманы колдонсо болорун түшүндү, ал дагы көп түрдүүлүктөргө ээ. Бул жөнөкөйлөштүрүлгөн моделдин жардамы менен, команда биздин климаттын жылышы менен маргиналдык муз зонасы болжол менен 40% кеңейгенин көрсөтө алды.
Юта университетинин ACCESS схемасы, анын ичинде практикалык изилдөөсү студенттерди математика чоң сүрөттүн бир бөлүгү болгон дисциплиналар аралык чөйрөгө батырат. Ал кайчылаш чаңдаштырууну кубаттайт, мында илимдин бири-бирине байланышпагандай көрүнгөн тармактарынын ыкмалары жана идеялары негизги математика түпкүлүгүндө бирдей болгондо маселелерди чечүү үчүн колдонулушу мүмкүн.
Профессор Голден мындай дейт: «Сизге адаттан тыш кырдаал келип чыкканда, көйгөйдү так карап, аны чечүү үчүн ар кандай акылдар керек.
Арктикада байкалган деңиз музунун жоголушу бир нече ондогон жылдардан бери болуп келген жана коркунучтуу темп менен уланууда.
"Бизге бардык жакшы мээлер жана ар кандай ой жүгүртүү жолдору керек жана биз аларга тез муктажбыз" дейт ал.
Бул макала Юта Университети, Улуттук Илим Фонду жана Деңиз изилдөөлөр кеңсеси Элвис Бахати Орлендо, Эл аралык Илим Фонду, Стокгольм жана доктор Магдалена Стоева, FIOMP, FIUPESM тарабынан каралып чыккан.
Илимдин кулпусун ачуу жөнүндө көбүрөөк окуңуз 
5-Эл аралык поляр жылына катышуу жөнүндө көбүрөөк окуңуз 
IPY-5 Эл аралык координациялык бюросун жайгаштыруу үчүн тендерге чакыруу жөнүндө көбүрөөк оку акыркы мөөнөтү: 6 февраль IPY-5 Улуттук комитеттерине чакыруу жөнүндө көбүрөөк окуңуз 