თქვენ შეიძლება მოელოდეთ, რომ ასეთი მკვებავი ანეკდოტი მკვლევარისგან მოვიდა, მაგრამ დოქტორი რეიმერი არის მათემატიკოსი და ლექტორი იუტას უნივერსიტეტში, ასევე არის საზოგადოების ნაწილი, რომელმაც მყუდრო საკლასო ოთახები შეცვალა დედამიწის ყველაზე არასასიამოვნო უდაბნოში. გლობალური დათბობის გასაგებად რიცხვების გამოყენების მიზნით.
მათი თავგადასავლები საშუალებას აძლევს მათ უშუალოდ დააკვირდნენ პოლარული რეგიონების ცვლილებებს და დაადასტურონ მათი მათემატიკური თეორიები ზღვის ყინულის შესახებ და მისი როლი, როგორც კრიტიკული კომპონენტი დედამიწის კლიმატის სისტემაში.
არქტიკაში ზღვის ყინულის სისქე და მოცულობა სწრაფად შემცირდა მას შემდეგ, რაც პირველად ჩატარდა სატელიტური გაზომვები 1979.
ზღვის ყინული არის დედამიწის მაცივარი, რომელიც ასახავს მზის შუქს კოსმოსში. მისი მუდმივი არსებობა მნიშვნელოვანია ჩვენი პლანეტის მომავლისთვის, რადგან რაც უფრო მეტი ყინული დნება, უფრო ბნელი წყალი იხსნება, რომელიც უფრო მეტ მზის შუქს შთანთქავს. ეს მზით გამთბარი წყალი დნება უფრო მეტ ყინულს თვითგამყარების ციკლში, რომელსაც ყინულის ალბედო ეწოდება. კავშირი.
მიუხედავად იმისა, რომ ზღვის ყინულის კლება ერთ-ერთი ყველაზე თვალსაჩინო მასშტაბური ცვლილებაა, რომელიც დაკავშირებულია დედამიწის ზედაპირზე პლანეტების დათბობასთან, მისი ქცევის ანალიზი, მოდელირება და პროგნოზირება და პოლარული სისტემის რეაქცია წარმოუდგენლად რთულია, მაგრამ მათემატიკოსებს შეუძლიათ დახმარება.
კენეტ გოლდენმა, მათემატიკის გამორჩეულმა პროფესორმა და იუტას უნივერსიტეტის ბიოსამედიცინო ინჟინერიის დამხმარე პროფესორმა, შექმნა უნიკალური ზღვის ყინულის პროგრამა 30 წლის განმავლობაში. მათემატიკის კვლევის, კლიმატის მოდელირებისა და საინტერესო საველე ექსპედიციების კომბინაციამ მიიპყრო სტუდენტები და პოსტდოქტორანტები, მათ შორის დოქტორ რეიმერი, რომლებიც ორიენტირებულნი არიან ამ ტიპის მეცნიერების გამოყენებაზე სწრაფად ცვალებადი კლიმატის მწვავე გამოწვევების დასახმარებლად.
დოქტორმა რეიმერმა შეისწავლა, თუ როგორ რეაგირებენ პოლარული დათვები და სელაპები გაყინულ გარემოში ცვლილებებზე. მიუხედავად იმისა, რომ მან გამოიყენა მათემატიკური მოდელები ამ არსებებისა და მათ ჰაბიტატს შორის ურთიერთქმედების გასაგებად, მან ასევე აიღო გაზომვები და ნიმუშები არქტიკაში დათვებისგან, რასაც ის არასოდეს ელოდა, რომ გააკეთებდა მათემატიკოსს. „მათ სრულიად არ სძინავთ, როცა მშვიდად არიან; ისინი დაღლილები არიან“, - განმარტავს ის. ”ერთმა მათგანმა შემაშინა, რადგან მეჩვენებოდა, რომ რაღაც მომენტში შეიძლება გამოფხიზლებულიყო.”
დოქტორი რეიმერი ზომებს იღებს არქტიკაში მყოფი პოლარული დათვისაგან.
მათი შემცირებული ჰაბიტატი ნიშნავს, რომ პოლარული დათვები თხელ ყინულზე დადიან, მაგრამ იმედი გვაქვს, რომ დოქტორ რეიმერის მსგავსი კვლევები ექსპერტებს დაეხმარება გაიგონ, როგორ დაიცვან დიდებული მტაცებლები.
თუმცა, ახლა მას აღფრთოვანებს ბაქტერიებისა და წყალმცენარეების მიკროსკოპული სამყარო, რომლებიც ცხოვრობენ მარილიანი წყლის ჯიბეებში ზღვის ყინულის შიგნით. ეს ბიოლოგიური საზოგადოება და მისი ჰაბიტატი გავლენას ახდენს ტემპერატურის, მარილიანობის და სინათლის ცვლილებებზე, რაც ართულებს ზუსტად მოდელირებას. თავის ამჟამინდელ ნაშრომში დოქტორი რეიმერი აყალიბებს მოდელებს იმის გასაგებად, თუ როგორ ურთიერთქმედებენ ეს ფაქტორები ყინულში ბიოლოგიური აქტივობის დასადგენად. ”გააზრება, თუ როგორ უწყობს ხელს ამ მცირე მასშტაბის პროცესები მაკრო დონის ნიმუშებს, მნიშვნელოვანია დათბობის კლიმატის გავლენის მოდელირება პოლარულ საზღვაო ეკოლოგიაზე,” - განმარტავს ის.
პროფესორ გოლდენს აინტერესებს იმის გაგება, თუ როგორ მოქმედებს ზღვის ყინულის მიკროსკოპული სტრუქტურა ყინულის მასიური სივრცის ქცევაზე. მან 18-ჯერ მოინახულა დედამიწის პოლარული რეგიონები, გაუძლო დასავლეთის ქარებს, რომლებიც ცნობილია როგორც „მღრიალა ორმოცები“, რათა გემით ანტარქტიდამდე მიაღწიოს და ზღვის ყინულის გაზომვისას ძლივს აარიდა თავი ყინულოვან წყლებში ჩაძირვას. „ერთხელ მე მესტუმრა მასიური ვეშაპი დაახლოებით რვა ფუტის დაშორებით, რომელსაც ადვილად შეეძლო კუდის ჩვეულებრივი მოძრაობით გაეტეხა თხელი ვეშაპი, რომელზეც მე ვიდექი“, - ამბობს ის.
პროფესორი გოლდენი სწავლობს ზღვის ყინულის მიკროსტრუქტურას, რათა გამოთვალოს, რამდენად ადვილად შეუძლია მასში სითხის გადინება. „ზღვის ყინული მარილიანია. მას აქვს მარილწყალში ჩანართების ფოროვანი მიკროსტრუქტურა, რომელიც ძალიან განსხვავდება მტკნარი წყლის ყინულისგან,” - ამბობს ის.
პროფესორ გოლდენს უხელმძღვანელა ინტერდისციპლინურ გუნდებს კრიტიკული ტემპერატურის პროგნოზირება, რომლის დროსაც მარილწყალში ჩანართები ერთმანეთთან აკავშირებს ისე, რომ სითხე მიედინება ზღვის ყინულში და შეიმუშავეს პირველი რენტგენის ტომოგრაფიის ტექნიკა, რათა გაეანალიზებინათ, თუ როგორ ვითარდება ჩანართების გეომეტრია ტემპერატურასთან ერთად. „გაცნობიერება, თუ როგორ ხვდება ზღვის წყალი ზღვის ყინულში, არის ერთ-ერთი გასაღები იმის ინტერპრეტაციისთვის, თუ როგორ მოხდება კლიმატის ცვლილება პოლარულ საზღვაო გარემოში“, განმარტავს ის.
ამ „ჩართვა-გამორთვის გადამრთველის“ აღმოჩენამ მეცნიერებს დაეხმარა უკეთ გაეგოთ ისეთი პროცესები, როგორიცაა, როგორ ივსება საკვები ნივთიერებები, რომლებიც კვებავს მარილწყალში მცხოვრებ წყალმცენარეებს.
პროფესორ გოლდენის კვლევებმა აჩვენა, თუ რამდენად ადვილად შეუძლია სითხის გადინება ზღვის ყინულში, რომელსაც აქვს მარილწყალში ფოროვანი მიკროსტრუქტურა (სურათი). WF Weeks და A. Assur, CRREL (აშშ არმიის ცივი რეგიონების კვლევისა და ინჟინერიის ლაბორატორია) ანგარიში 269, 1969 წ.
ზღვის ყინულში მარილწყალი ასევე გავლენას ახდენს მის რადარის ხელმოწერაზე, რაც გავლენას ახდენს ისეთი პარამეტრების სატელიტური გაზომვებზე, როგორიცაა ყინულის სისქე, რომელიც გამოიყენება კლიმატის მოდელების დასადასტურებლად. ეს მოდელები მნიშვნელოვანია, რადგან ისინი წინასწარმეტყველებენ ჩვენს კლიმატის მომავალ ცვლილებებს და იყენებენ მსოფლიო ლიდერები და მეცნიერები შემარბილებელი სტრატეგიების შესამუშავებლად.
ყინულის მრავალფეროვნება წარმოადგენს გამოწვევას, მაგრამ მრავალფეროვნება მკვლევარებს, მასწავლებლებსა და სტუდენტებს შორის ქმნის შესანიშნავ გარემოს ახალი იდეებისთვის. შეერთებულ შტატებში 2015 წელს მათემატიკასა და კომპიუტერულ მეცნიერებებში დოქტორანტურის მხოლოდ ერთი მეოთხედი მიენიჭა ქალებს, მაგრამ ისეთი სქემები, როგორიცაა იუტას უნივერსიტეტი. ხელმისაწვდომობა პროგრამა აღზრდის ნიჭიერ ქალ მათემატიკოსებს, ეხმარება მათ გახსნას ისეთი შესაძლებლობები, როგორიცაა სწავლება და პრაქტიკული კვლევა. არქტიკაში ექსპედიციები არა მხოლოდ აძლევს სტუდენტებს ამაღლებულ გამოცდილებას, არამედ უზრუნველყოფს მათემატიკოსების ჩართულობას უახლესი კვლევებისა და გადაწყვეტილებებში, კლიმატის მეცნიერებთან და ინჟინრებთან ერთად.
როდესაც ისინი არ ებრძვიან ქარბუქებს, დოქტორი რეიმერი და პროფესორი გოლდენი მუშაობენ ერთობლივ, ინტერდისციპლინურ პროექტებზე და ასწავლიან ბაკალავრიატის ქალ სტუდენტებს, როგორც ACCESS პროგრამის ნაწილი. 2018 წელს მათემატიკის კომპონენტის განახლების შემდეგ, რომელიც მოიცავს კლიმატის ცვლილებას, პროფესორმა გოლდენმა დაინახა დაახლოებით სამჯერ მეტი ACCESS სტუდენტების რაოდენობა, რომლებიც დაინტერესებულნი იყვნენ მათემატიკის სპეციალობით ან კვლევითი სამუშაოებით, ვიდრე ადრე.
რებეკა ჰარდენბრუკი, რომელიც არის პროფესორ გოლდენის დოქტორანტი, ამბობს: „კლიმატის ცვლილებაზე ფოკუსირება უფრო მეტ ადამიანს იზიდავს მათემატიკაში, რაც ყველას გვსურს, განსაკუთრებით კი ქალებს, ფერადკანიანებს, უცნაურ ადამიანებს; ვინმეს წარმოდგენის ნაკლებობა.
ჰარდენბრუკი შეუერთდა ACCESS-ის პროგრამას ბაკალავრიატის პირველ წელს, ზაფხულში გაატარა ასტროფიზიკის ლაბორატორიაში, რამაც თვალები გაუხსნა კვლევის ჩატარების შესაძლებლობას. ”ეს ნამდვილად იცვლებოდა ცხოვრება”, - ამბობს ის, განსაკუთრებით იმიტომ, რომ მან შემდგომ გადაწყვიტა დაემთავრებინა დოქტორის ხარისხი მათემატიკაში პროფესორ გოლდენთან მას შემდეგ, რაც ბაკალავრიატის კურსდამთავრებულად შეისწავლა თერმული ტრანსპორტი ზღვის ყინულში.
რებეკა ჰარდენბროკი მათემატიკას ასწავლის სტუდენტებს იუტას უნივერსიტეტში, სოლტ ლეიკ სიტიში.
ახლა ის შთააგონებს ახალგაზრდა სტუდენტებს ACCESS-ის სქემაში, როგორც ასისტენტი, ასევე დნობის აუზების მოდელირებას, რომლებიც წყლის აუზებია არქტიკის ზღვის ყინულზე. ეს აუზები გადამწყვეტ როლს ასრულებენ არქტიკული ზღვის ყინულის საფარის დნობის გრძელვადიანი სიჩქარის განსაზღვრაში მზის რადიაციის შთანთქმის ნაცვლად მისი არეკვლის გზით. როდესაც ისინი იზრდებიან და უერთდებიან ერთმანეთს, ისინი განიცდიან გადასვლას ფრაქტალ გეომეტრიაში, რაც ეფექტურად ქმნის დაუსრულებელ შაბლონს, რომლის მოდელირებაც მათემატიკოსებს შეუძლიათ.
ჰარდენბრუკი ეფუძნება პროფესორ გოლდენის და უნივერსიტეტის წინა სტუდენტებისა და მკვლევარების ათწლეულს მუშაობას დნობის აუზებზე, კლასიკური იზინგის მოდელის ადაპტაციით, რომელიც შეიქმნა საუკუნეზე მეტი ხნის წინ და განმარტავს, თუ როგორ შეუძლიათ მასალებს მოიპოვონ ან დაკარგონ მაგნეტიზმი, დნობის მოდელისთვის. აუზის გეომეტრია. „იმედი მაქვს, რომ ზღვის ყინულის მოდელს ფიზიკურად უფრო ზუსტი გავხადო, რათა ის გლობალურ კლიმატის მოდელებში იყოს გამოყენებული, რათა შეიქმნას უფრო ზუსტი მიდგომა დნობის აუზების მიმართ, რომლებიც გასაოცარ გავლენას ახდენენ არქტიკის ალბედოზე“, - განმარტავს ის.
მათემატიკოსებმა უკვე გადაჭრეს თავსატეხი იმის შესახებ, თუ როგორ უნდა განისაზღვროს ტალღოვანი ზღვარი ზღვის ყინულის ზონის სიგანე, რომელიც ვრცელდება ყინულის მკვრივი შიდა ბირთვიდან გარე კიდეებამდე, სადაც ტალღებს შეუძლია მცურავი ყინულის გატეხვა.
კორტ სტრონგმა, რომელიც ატმოსფეროს მეცნიერი და პროფესორი გოლდენის ერთ-ერთი კოლეგაა იუტას უნივერსიტეტში, შთაგონება უჩვეულო წყაროდან მიიღო: ვირთხის ტვინის ცერებრალური ქერქიდან. მან გააცნობიერა, რომ მათ შეეძლოთ იგივე მათემატიკური მეთოდის გამოყენება ზღვრული ყინულის ზონის სიგანის გასაზომად, როგორც ამას აკეთებენ მღრღნელების მუწუკის ტვინის სისქის გასაზომად, რომელსაც ასევე აქვს ბევრი ვარიაცია. ამ გამარტივებული მოდელის დახმარებით, გუნდმა შეძლო ეჩვენებინა, რომ ყინულის ზღვარი 40%-ით გაფართოვდა, რადგან ჩვენი კლიმატი გაცხელდა.
იუტას უნივერსიტეტის წვდომის სქემა, მათ შორის პრაქტიკული კვლევები, ჩაძირავს სტუდენტებს ინტერდისციპლინურ გარემოში, სადაც მათემატიკა უფრო დიდი სურათის ნაწილია. ის ხელს უწყობს ჯვარედინი დამტვერვას, სადაც მეთოდები და იდეები მეცნიერების ერთი შეხედვით შეუთავსებელი სფეროებიდან შეიძლება გამოყენებულ იქნას პრობლემების გადასაჭრელად, როდესაც ძირითადი მათემატიკა არსებითად იგივეა.
„როდესაც წარმოგიდგენთ არაჩვეულებრივ სიტუაციას, თქვენ გჭირდებათ სხვადასხვა სახის გონება, რათა ნათლად შეხედოთ პრობლემას და იპოვოთ გადაწყვეტილებები“, - ამბობს პროფესორი გოლდენი.
არქტიკაში ნანახი ზღვის ყინულის დაკარგვა სულ რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში მოხდა და საგანგაშო ტემპით გრძელდება.
”ჩვენ გვჭირდება ყველა კარგი ტვინი და აზროვნების განსხვავებული გზები, რომლებიც შეგვიძლია მივიღოთ და ჩვენ გვჭირდება ისინი სწრაფად,” - ამბობს ის.
ეს სტატია განიხილეს იუტას უნივერსიტეტის, ეროვნული სამეცნიერო ფონდისა და საზღვაო კვლევის ოფისისთვის ელვის ბაჰატი ორლენდომ, მეცნიერების საერთაშორისო ფონდი, სტოკჰოლმი და დოქტორი მაგდალენა სტოევა, FIOMP, FUIPESM.
წაიკითხეთ მეტი მეცნიერების განბლოკვის შესახებ 
დამატებითი ინფორმაცია მე-5 საერთაშორისო პოლარულ წელს ჩაერთეთ 
დამატებითი ინფორმაცია IPY-5 საერთაშორისო საკოორდინაციო ოფისის მასპინძლობის შესახებ | ბოლო ვადა: 6 თებერვალი 
დამატებითი ინფორმაცია IPY-5 ეროვნული კომიტეტების მოწვევის შესახებ 