Dir kënnt erwaarden datt sou eng Neelbëssen Anekdot vun engem Entdecker kënnt, awer den Dr Reimer ass e Mathematiker an Dozent op der University of Utah, souwéi en Deel vun enger Gemeinschaft ze sinn déi gemittlech Klassesäll fir e puer vun den ongäschtsten Wildernesser vun der Äerd ausgetauscht huet , an enger Offer fir Zuelen ze benotzen fir d'global Erwiermung ze verstoen.
Hir Aventuren erméiglechen hinnen d'Prozesser, déi d'Verännerung an de Polarregiounen féieren, aus der éischter Hand ze beobachten an hir mathematesch Theorien vum Mieräis a seng Roll als kritesche Bestanddeel am Klimasystem vun der Äerd ze validéieren.
D'Dicke an d'Ausmooss vum Mieräis an der Arktis ass séier erofgaang zënter datt d'Satellittmiessunge fir d'éischt gemaach goufen 1979.
Mieräis ass de Frigo vun der Äerd, reflektéiert Sonneliicht zréck an de Weltraum. Seng dauerhaft Präsenz ass wichteg fir d'Zukunft vun eisem Planéit, well wéi méi Äis schmëlzt, gëtt méi däischter Waasser ausgesat, wat méi Sonneliicht absorbéiert. Dëst Sonnewiermt Waasser schmëlzt méi Äis an engem selbstverstäerkende Zyklus genannt Ice Albedo Feedback.
Iwwerdeems de Mier Äis Réckgang ass vläicht ee vun de siichtbarste grouss-Skala Ännerunge verbonne mat der Planetarescher Erwiermung op der Äerd d'Uewerfläch, analyséieren, modelléieren a virauszesoen säi Verhalen an d'Äntwert vum polare System et ënnerstëtzt ass onheemlech schwéier, mee Mathematiker kënnen hëllefen.
Kenneth Golden, en ausgezeechente Professer fir Mathematik an Adjunct Professer fir Biomedizinesch Ingenieur op der University of Utah, huet en eenzegaartegt Mier Äis Programm iwwer 30 Joer gebaut. Seng Kombinatioun vu Mathematikfuerschung, Klimamodelléierung a spannend Feldexpeditioune, huet Studenten a Postdoctoral Fuerscher ugezunn, dorënner den Dr Reimer, déi sech fokusséiere fir dës Aart vu Wëssenschaft ze benotzen fir déi dréngend Erausfuerderunge vun engem séier verännerende Klima unzegoen.
Den Dr Reimer huet studéiert wéi d'Äisbieren an d'Dichtungen op Ännerungen an hirem gefruerenen Ëmfeld reagéieren. Wärend si mathematesch Modeller benotzt huet fir d'Interaktiounen tëscht dëse Kreaturen an hirem Liewensraum ze verstoen, huet si och Miessungen a Proben aus Bieren an der Arktis gemaach, wat eppes war wat se ni als Mathematiker erwaart huet. „Si schlofen net ganz wa se berouegt sinn; si sinn groggy, "erkläert si. "Ee vun hinnen huet mech begeeschtert well et schéngt wéi wann et iergendwann erwäche kéint."
Den Dr Reimer hëlt Miessunge vun engem sedéierten Äisbier an der Arktis.
Hire schrumpften Liewensraum bedeit datt d'Äisbiere op dënnen Äis goen, awer et ass gehofft datt Studien wéi dem Dr Reimer Experten hëllefen ze verstoen wéi déi majestéitesch Raubdéieren schützen.
Wéi och ëmmer, et ass déi "mind-blowing" mikroskopesch Welt vu Bakterien an Algen, déi a salzege Waassertaschen am Mieräis liewen, déi hatt elo begeeschtert. Dës biologesch Communautéit a säi Liewensraum ginn duerch Verännerungen an der Temperatur, Salinitéit a Liicht beaflosst, wat et schwéier mécht präzis ze modelléieren. An hirer aktueller Aarbecht konstruéiert Dr Reimer Modeller fir ze verstoen wéi dës Faktoren interagéieren fir biologesch Aktivitéit am Äis ze bestëmmen. "Verstoen wéi Prozesser op dëse klenge Skalen zu Makro-Niveau Mustere bäidroen ass kritesch fir den Impakt vun engem Erwiermungsklima op d'polare Marineökologie ze modelléieren," erkläert si.
Et ass d'Erausfuerderung fir ze verstoen wéi d'mikroskopesch Struktur vum Mier Äis d'Behuele vu massiven Äisflächen beaflosst, déi de Prof Golden interesséiert. Hien huet d'Polarregioune vun der Äerd 18 Mol besicht, de Westwand bekannt als "Roaring Forties" getraut fir d'Antarktis mam Schëff z'erreechen a schmuel ze vermeiden an d'Äisgewässer ze plënneren beim Mieresäis ze moossen. "Eng Kéier gouf ech vun engem massive Wal ongeféier aacht Fouss ewech besicht, dee ganz einfach déi dënn Floss op där ech war mat engem geleeëntleche Flick vu sengem Schwanz gebrach hätt", seet hien.
Prof Golden studéiert d'Mikrostruktur vum Mieräis fir ze berechnen wéi einfach Flëssegkeet doduerch fléisst. "Mier Äis ass salzeg. Et huet eng porös Mikrostruktur vu Salz-Inklusiounen déi ganz anescht ass wéi Séisswaasseräis, "seet hien.
De Prof Golden huet interdisziplinär Teams gefouert fir déi kritesch Temperatur virauszesoen, bei där d'Salk-Inklusiounen sech verbannen, sou datt Flëssegkeet duerch Mieräis fléisst, an déi éischt Röntgentomographie-Technik z'entwéckelen fir ze analyséieren wéi d'Geometrie vun den Inklusiounen mat der Temperatur evoluéiert. "Verstoen wéi d'Mierwaasser duerch d'Mieräis perkoléiert ass ee vun de Schlëssele fir ze interpretéieren wéi de Klimawandel an der polarer Marineëmwelt ausspillt", erkläert hien.
D'Entdeckung vun dësem "On-Off Schalter" huet d'Wëssenschaftler gehollef Prozesser besser ze verstoen wéi d'Nährstoffer, déi Algengemeinschaften ernähren, déi an de Salz-Inklusiounen liewen, ersat ginn.
Professer Golden Studien weisen wéi einfach Flëssegkeet duerch Mieräis fléisst, wat eng porös Mikrostruktur vu Salz-Inklusiounen huet (Foto). WF Weeks an A. Assur, CRREL (US Army Cold Regions Research and Engineering Lab) Bericht 269, 1969
D'Salzlake am Mieräis beaflosst och seng Radar-Ënnerschrëft, wat d'Satellittmiessunge vu Parameteren beaflosst wéi Äisdicke benotzt fir Klimamodeller ze validéieren. Dës Modeller si wichteg well se zukünfteg Ännerunge vun eisem Klima viraussoen a gi vu Weltleit a Wëssenschaftler benotzt fir mat Mitigatiounsstrategien ze kommen.
D'Varietéit vun Äis stellt eng Erausfuerderung, awer Diversitéit tëscht Fuerscher, Enseignanten a Studenten schaaft dat perfekt Ëmfeld fir frësch Iddien. An den USA gouf just e Véierel vun Doktoratsgraden an der Mathematik an Informatik u Fraen am Joer 2015 ausgezeechent, awer Schemae wéi d'Universitéit vun Utah ACCESS Programm fërderen talentéiert weiblech Mathematiker andeems se hinnen hëllefen Méiglechkeete wéi Mentoring an praktesch Fuerschung ze spären. Expeditioune an d'Arktis ginn de Studenten net nëmmen eng erhiewt Erfarung, mee suergen datt Mathematiker an der moderner Fuerschung a Léisungen involvéiert sinn, nieft Klimawëssenschaftler an Ingenieuren.
Wann se net géint Blizzards kämpfen, schaffen den Dr Reimer a Prof Golden un kollaborativen, interdisziplinäre Projeten a co-mentor weiblech Bachelorstudenten als Deel vum ACCESS Programm. No der Erfrëschung vun der Mathematikkomponent am Joer 2018 fir de Klimawandel ze enthalen, huet de Prof Golden d'Zuel vun den ACCESS Studenten, déi interesséiert sinn fir e Mathematik Major oder Fuerschungsplacement ze huelen, ongeféier dräimol gesinn wéi virdrun.
D'Rebecca Hardenbrook, déi ee vun de Professor Golden's PhD Studenten ass, seet: "Fokuséieren op dréngend Themen wéi de Klimawandel lackelt méi vun de Leit, déi mir wëllen an d'Mathematik, dat ass jiddereen, awer besonnesch Fraen, Leit vu Faarf, queer Leit; jiddereen aus engem ënnerrepresentéierten Hannergrond.
Den Hardenbrook ass mam ACCESS Programm viru sengem éischte Joer als Bachelor ugeschloss, de Summer an engem Astrophysik Labo verbruecht, wat hir Ae fir d'Méiglechkeet opgemaach huet Fuerschung ze maachen. "Et war wierklech d'Liewen änneren," seet si, net zulescht well si weider decidéiert eng Doktorat an Mathematik mat Prof Golden ze verfollegen nodeems se thermesch Transport duerch Mier Äis studéiert als undergraduate.
D'Rebecca Hardenbrook léiert Mathematik fir Studenten op der University of Utah zu Salt Lake City.
Si inspiréiert elo méi jonk Studenten op den ACCESS Schema als Léierassistent, wéi och d'Schmelzweiere modelléieren, déi Waasserbecken um Arktesche Mier Äis sinn. Dës Weiere spillen eng entscheedend Roll bei der Bestëmmung vun de laangfristeg Schmelzraten vun der Arktescher Mier Äisdeckel, andeems d'Solarstralung absorbéiert anstatt se ze reflektéieren. Wéi se wuessen a matenee verbannen, ënnerleien se en Iwwergang an der fraktaler Geometrie, effektiv en onendleche Muster ze kreéieren dat vu Mathematiker modelléiert ka ginn.
Hardenbrook baut op engem Jorzéngt vun der Aarbecht op Schmelzweiere vum Prof Golden a fréiere Studenten a Fuerscher op der Universitéit andeems de klassesche Ising Modell adaptéiert gouf, dee viru méi wéi engem Joerhonnert entwéckelt gouf an erkläert wéi Materialien Magnetismus gewannen oder verléieren, fir Schmelz ze modelléieren Weier Geometrie. "Ech hoffen, de Modell fir Mier Äis méi physesch präzis ze maachen, sou datt et a global Klimamodeller gesat ka ginn fir eng méi genee Approche ze kreéieren fir d'Schmelzweiere unzegoen, déi en iwwerraschend Effekt op d'Albedo vun der Arktis hunn," erkläert si.
Mathematiker hu schonn d'Rout geléist wéi d'Breet vun der gewellter marginaler Mier Äiszon ze definéieren, déi sech vum dichten banneschten Kär vum Pak Äis bis an d'äussere Rand erstreckt, wou d'Wellen de schwiewend Äis briechen kënnen.
De Court Strong, deen en atmosphäresche Wëssenschaftler ass an ee vun de Prof Golden seng Kollegen op der University of Utah, huet Inspiratioun aus enger ongewéinlecher Quell gezunn: de zerebrale Cortex vum Gehir vum Rat. Hien huet gemierkt datt se déiselwecht mathematesch Method benotze kënnen fir d'Breet vun der marginaler Äiszon ze moossen wéi se fir d'Dicke vum knaschtege Gehir vum Nager moossen, wat och vill Variatioun huet. Mat Hëllef vun dësem vereinfachte Modell konnt d'Equipe weisen, datt d'marginal Äiszon ëm ronn 40% erweidert huet wéi eist Klima erwiermt.
D'Universitéit vun Utah's ACCESS Schema, inklusiv seng praktesch Fuerschung, daucht Studenten an engem interdisziplinären Ëmfeld wou Mathematik Deel vun engem gréissere Bild ass. Et encouragéiert Kräizpollinatioun, wou Methoden an Iddien aus anscheinend net verbonne Beräicher vun der Wëssenschaft kënne benotzt ginn fir Probleemer ze léisen wann déi ënnerierdesch Mathematik wesentlech d'selwecht ass.
"Wann Dir eng ongewéinlech Situatioun presentéiert kritt, brauch Dir verschidden Aarte vu Geescht fir e Problem kloer ze kucken a mat Léisungen ze kommen", seet de Prof Golden.
De Verloscht vum Mieräis, deen an der Arktis gesi gëtt, ass iwwer e puer Joerzéngte geschitt a geet weider an engem alarméierende Tempo.
"Mir brauchen all déi gutt Gehirer a verschidde Weeër fir ze denken, déi mir kënne kréien, a mir brauche se séier," seet hien.
Dësen Artikel gouf iwwerpréift fir d'Universitéit vun Utah, National Science Foundation an Office of Naval Research vum Elvis Bahati Orlendo, International Foundation for Science, Stockholm an Dr Magdalena Stoeva, FIOMP, FIUPESM.
Liest méi iwwer Maacht mat beim 5. Internationale Polarjoer 
Liest méi iwwer d'Offer fir den IPY-5 International Coordination Office | Ofgabetermin: 6. Februar 
Liest méi iwwer den Opruff fir IPY-5 Nationalkomiteen 
