ፕላኔቷን ለማዳን በሂሳብ ሊቃውንት ላይ መቁጠር

እንደዚህ አይነት ጥፍር የሚነክሰው ታሪክ ከአሳሽ ይመጣል ብለው ሊጠብቁ ይችላሉ፣ ነገር ግን ዶ/ር ሬይመር በዩታ ዩኒቨርሲቲ የሂሳብ ሊቅ እና መምህር፣ እንዲሁም ምቹ ክፍሎችን ለአንዳንድ የምድር የማይመች ምድረ በዳዎች የቀየረ ማህበረሰብ አካል ናቸው። የአለም ሙቀት መጨመርን ለመረዳት ቁጥሮችን ለመጠቀም በማሰብ።

የእነርሱ ጀብዱዎች በዋልታ ክልሎች ውስጥ የሚደረጉ ለውጦችን በመጀመሪያ እንዲመለከቱ እና የባህር በረዶን የሂሳብ ንድፈ ሃሳቦችን እና በምድር የአየር ንብረት ስርዓት ውስጥ ወሳኝ አካል ያለውን ሚና ለማረጋገጥ ያስችላቸዋል።

ቪዲዮ ያጫውቱ

ውስብስብ ችግር

የሳተላይት መለኪያዎች ለመጀመሪያ ጊዜ ከተወሰዱ በኋላ በአርክቲክ ውስጥ ያለው ውፍረት እና የባህር በረዶ መጠኑ በፍጥነት ቀንሷል 1979.

የባህር በረዶ የፀሐይ ብርሃንን ወደ ህዋ የሚያንፀባርቅ የምድር ማቀዝቀዣ ነው። የሱ ዘላቂ መገኘት ለፕላኔታችን የወደፊት ህይወት አስፈላጊ ነው ምክንያቱም ብዙ በረዶ ሲቀልጥ ብዙ የጨለማ ውሃ ይጋለጣል ይህም የፀሐይ ብርሃንን ይይዛል. ይህ በፀሀይ የሞቀው ውሃ አይስ አልቤዶ በሚባል ራስን የሚያጠናክር ዑደት ውስጥ ብዙ በረዶዎችን ይቀልጣል ግብረ መልስ.

የባህር በረዶ ማሽቆልቆል ምናልባትም በምድር ላይ ካለው የፕላኔቶች ሙቀት መጨመር ጋር ተያይዞ ከሚታዩት መጠነ-ሰፊ ለውጦች አንዱ ቢሆንም ባህሪውን መመርመር፣ ሞዴል ማድረግ እና መተንበይ እና የሚደግፈውን የዋልታ ስርዓት ምላሽ በሚያስደንቅ ሁኔታ ከባድ ቢሆንም የሂሳብ ሊቃውንት ሊረዱ ይችላሉ።

ታዋቂው የሂሳብ ፕሮፌሰር እና በዩታ ዩኒቨርሲቲ የባዮሜዲካል ምህንድስና ረዳት ፕሮፌሰር የሆኑት ኬኔት ጎልደን ከ30 ዓመታት በላይ ልዩ የሆነ የባህር በረዶ ፕሮግራም ገንብተዋል። በውስጡ የያዘው የሂሳብ ጥናት፣ የአየር ንብረት ሞዴሊንግ እና አስደሳች የመስክ ጉዞዎች፣ በፍጥነት እየተለዋወጠ ያለውን የአየር ንብረት ሁኔታ አሳሳቢ ፈተናዎች ለመቅረፍ ይህን አይነት ሳይንስ በመጠቀም ላይ ያተኮሩትን ዶ/ር ሬይመርን ጨምሮ ተማሪዎችን እና የድህረ ዶክትሬት ተመራማሪዎችን ስቧል።

በእንስሳት ውስጥ መንስኤ

ዶ/ር ሬይመር የዋልታ ድቦች እና ማህተሞች በበረዶው አካባቢ ላይ ለሚከሰቱ ለውጦች እንዴት ምላሽ እንደሚሰጡ አጥንተዋል። በነዚህ ፍጥረታት እና በመኖሪያ አካባቢያቸው መካከል ያለውን መስተጋብር ለመረዳት የሂሳብ ሞዴሎችን ስትጠቀም፣ በአርክቲክ ውቅያኖስ ውስጥ ካሉ ድቦች መለኪያዎችን እና ናሙናዎችን ወስዳለች፣ ይህም እንደ የሂሳብ ሊቅነት ፈጽሞ ያልጠበቀችው ነገር ነበር። “በተረጋጋ ጊዜ ሙሉ በሙሉ አይተኙም። ጨካኞች ናቸው” ስትል ታስረዳለች። "ከመካከላቸው አንዱ የሆነ ጊዜ ሊነቃ የሚችል ስለሚመስል አስደነገጠኝ."

ዶ/ር ሬይመር በአርክቲክ ክልል ውስጥ ካለ ሰደተኛ የዋልታ ድብ መለኪያዎችን ይወስዳል።

መኖሪያቸው እየጠበበ መሄድ ማለት የዋልታ ድቦች በቀጭን በረዶ ላይ ይራመዳሉ ማለት ነው፣ ነገር ግን እንደ ዶ/ር ሬይመር ያሉ ጥናቶች ግርማ ሞገስ የተላበሱ አዳኞችን እንዴት መጠበቅ እንደሚችሉ ባለሙያዎች እንዲረዱ ይረዳቸዋል ተብሎ ይጠበቃል።

ይሁን እንጂ በአሁኑ ጊዜ ያስደስታት በባሕር በረዶ ውስጥ በሚገኙ የጨው ውኃ ኪስ ውስጥ የሚኖሩት የባክቴሪያ እና አልጌዎች “አእምሮን የሚነፍስ” በአጉሊ መነጽር ብቻ የሚታይ ዓለም ነው። ይህ ባዮሎጂካል ማህበረሰብ እና መኖሪያው በሙቀት, ጨዋማነት እና በብርሃን ለውጦች ተጽእኖ ስለሚኖረው በትክክል ለመምሰል አስቸጋሪ ያደርገዋል. በአሁኑ ስራዋ፣ ዶ/ር ሬይመር በበረዶው ውስጥ ባዮሎጂያዊ እንቅስቃሴን ለመወሰን እነዚህ ነገሮች እንዴት እንደሚገናኙ ለመረዳት ሞዴሎችን ትሰራለች። "በእነዚህ ትንንሽ ሚዛኖች ላይ ያሉ ሂደቶች ለማክሮ-ደረጃ ቅጦችን እንዴት እንደሚያበረክቱ መረዳት የአየር ሙቀት መጨመር በዋልታ ባህር ስነ-ምህዳር ላይ ያለውን ተፅእኖ ለመምሰል ወሳኝ ነው" ስትል ገልጻለች።

በጨው በረዶ ላይ ያሉትን ቁጥሮች መጨፍለቅ

ፕሮፌሰር ጎልደንን የሚስቡት የባህር በረዶ ጥቃቅን አወቃቀሮች የጅምላ የበረዶ መስፋፋትን ባህሪ እንዴት እንደሚነካ የመረዳት ፈተና ነው። የምድርን ዋልታ አካባቢዎች 18 ጊዜ ጎብኝቷል፣ የምዕራባውያንን ነፋሳት በመርከብ ወደ አንታርክቲካ ለመድረስ እና የባህር በረዶን እየለካ ወደ በረዷማ ውሃ ውስጥ ከመግባት በማዳን “ሮሮንግ ፎርቲዎች” በመባል ይታወቃሉ። “አንድ ጊዜ ስምንት ጫማ ርቀት ላይ የሚገኝ አንድ ግዙፍ ዓሣ ነባሪ ጎበኘኝ፣ እሱም በቀላሉ በጅራቱ ብልጭታ የያዝኩበትን ቀጭን ፍላጻ ሊሰብረው ይችል ነበር” ብሏል።

ቪዲዮ ያጫውቱ

ፕሮፌሰር ጎልደን በውስጡ ፈሳሽ እንዴት በቀላሉ ሊፈስ እንደሚችል ለማስላት የባህር በረዶን ጥቃቅን መዋቅር ያጠናል. "የባህር በረዶ ጨዋማ ነው። ከንፁህ ውሃ በረዶ በጣም የተለየ የሆነ ባለ ቀዳዳ የሆነ የ brine inclusions አለው" ይላል።

ፕሮፌሰር ጎልደን ኢንተርዲሲፕሊናሪ ቡድኖችን መርተዋል የ brine inclusions የሚገናኙበትን ወሳኝ የሙቀት መጠን ለመተንበይ እና ፈሳሽ በባህር በረዶ ውስጥ ይፈስ ዘንድ እና የመጀመሪያውን የኤክስሬይ ቲሞግራፊ ቴክኒክ በማዘጋጀት የተካተቱት ጂኦሜትሪ ከሙቀት ጋር እንዴት እንደሚሻሻሉ። "የባህር ውሃ በባህር በረዶ ውስጥ እንዴት እንደሚንከባለል መረዳት የአየር ንብረት ለውጥ በዋልታ ባህር አካባቢ ውስጥ እንዴት እንደሚከሰት ለመተርጎም አንዱ ቁልፍ ነው" ሲል ያስረዳል።

ሳይንቲስቶች ይህንን “የማጥፋት ማጥፊያ” ማግኘታቸው እንደ በጨዋማ ውህዶች ውስጥ የሚኖሩ አልጌ ማህበረሰቦችን የሚመገቡ ንጥረ ነገሮች እንዴት እንደሚሞሉ ያሉትን ሂደቶች በተሻለ ሁኔታ እንዲረዱ ረድቷቸዋል።

ፕሮፌሰር ወርቃማው ጥናቶች እንደሚያሳዩት ፈሳሽ በባህር በረዶ ውስጥ እንዴት በቀላሉ ሊፈስ ይችላል ፣ ይህም የ brine inclusions (በሥዕሉ ላይ) ባለ ቀዳዳ ያለው ማይክሮ structure ያለው ነው። WF ሳምንታት እና አ.አሱር፣ CRREL (የአሜሪካ ጦር የቀዝቃዛ ክልሎች የምርምር እና የምህንድስና ቤተ ሙከራ) ሪፖርት 269፣ 1969

በባህር በረዶ ውስጥ ያለው ብሬን እንዲሁ የአየር ንብረት ሞዴሎችን ለማረጋገጥ እንደ የበረዶ ውፍረት ያሉ የሳተላይት መለኪያዎችን በሚነካው የራዳር ፊርማ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። እነዚህ ሞዴሎች አስፈላጊ ናቸው, ምክንያቱም በአየር ንብረታችን ላይ የወደፊት ለውጦችን ስለሚተነብዩ እና የአለም መሪዎች እና ሳይንቲስቶች የመቀነስ ስልቶችን ለማውጣት ይጠቀማሉ.

ከቀዝቃዛው ውስጥ ገብቷል

የበረዶው ልዩነት ፈታኝ ነው, ነገር ግን በተመራማሪዎች, አስተማሪዎች እና ተማሪዎች መካከል ያለው ልዩነት ለአዳዲስ ሀሳቦች ምቹ ሁኔታን ይፈጥራል. በዩኤስ፣ በ2015 በሂሳብ እና በኮምፒውተር ሳይንስ አንድ አራተኛው የዶክትሬት ዲግሪ ለሴቶች ተሰጥቷል፣ ነገር ግን እንደ የዩታ ዩኒቨርሲቲ ያሉ እቅዶች ACCESS መርሃግብሩ ጥሩ ችሎታ ያላቸው ሴት የሂሳብ ባለሙያዎችን እንደ መካሪ እና በእጅ ላይ ምርምር ያሉ እድሎችን እንዲከፍቱ በመርዳት እያሳደጉ ነው። ወደ አርክቲክ የሚደረገው ጉዞ ለተማሪዎች የላቀ ልምድን የሚሰጥ ብቻ ሳይሆን የሒሳብ ሊቃውንት ከአየር ንብረት ሳይንቲስቶች እና መሐንዲሶች ጋር በቆራጥ ምርምር እና መፍትሄዎች ላይ መሣተፋቸውን ያረጋግጡ።

አውሎ ነፋሶችን በማይዋጉበት ጊዜ፣ ዶ/ር ሬይመር እና ፕሮፌሰር ጎልደን በትብብር፣ በዲሲፕሊናዊ ፕሮጀክቶች እና በቅድመ ምረቃ ሴት ተማሪዎች ላይ እንደ ACCESS ፕሮግራም ይሰራሉ። በ2018 የአየር ንብረት ለውጥን ለማካተት የሂሳብ ክፍልን ካደሰ በኋላ፣ ፕሮፌሰር ጎልደን የሂሳብ ዋና ወይም የምርምር ምደባን ለመውሰድ ፍላጎት ያላቸውን የACCESS ተማሪዎች ቁጥር ከበፊቱ በሦስት እጥፍ ገደማ አይቷል።

ከፕሮፌሰር ጎልደን ፒኤችዲ ተማሪዎች መካከል አንዷ የሆነችው ሬቤካ ሃርደንብሩክ እንዲህ ትላለች:- “እንደ የአየር ንብረት ለውጥ ባሉ አሳሳቢ ጉዳዮች ላይ ማተኮር ብዙ የምንፈልጋቸውን ሰዎች ወደ ሒሳብ ይስባል፣ ይህም ሁሉም ሰው ነው፣ በተለይም ሴቶች፣ ቀለም ሰዎች፣ ቄሮዎች፣ ዝቅተኛ ውክልና የሌለው ማንኛውም ሰው።

የመዋኛ ሀብቶች

ሃርደንብሩክ የመጀመሪያ አመት የመጀመሪያ ዲግሪ ሆና የACCESS ፕሮግራምን ተቀላቅላ ክረምቱን በአስትሮፊዚክስ ላብራቶሪ ውስጥ አሳልፋለች፣ ይህም የምርምር ስራ ለመስራት ዓይኖቿን ከፈተች። “በእውነቱ ሕይወትን የሚቀይር ነበር” ትላለች፣ ይልቁንም በቅድመ ምረቃ በባሕር በረዶ ላይ የሙቀት መጓጓዣን ካጠናች በኋላ ከፕሮፌሰር ጎልደን ጋር በሒሳብ ፒኤችዲ ለመከታተል ስለወሰነች ነው።

ሬቤካ ሃርደንብሩክ በሶልት ሌክ ሲቲ በዩታ ዩኒቨርሲቲ ተማሪዎችን ሂሳብ ታስተምራለች።

እሷ አሁን ወጣት ተማሪዎችን በACCESS እቅድ ላይ እንደ የማስተማር ረዳት እና እንዲሁም በአርክቲክ ባህር በረዶ ላይ የውሃ ገንዳዎች የሆኑትን ቀልጦ ኩሬዎችን በመቅረጽ ታበረታታለች። እነዚህ ኩሬዎች የፀሐይ ጨረርን ከማንፀባረቅ ይልቅ በመምጠጥ የአርክቲክ ባህር የበረዶ ሽፋንን የረጅም ጊዜ መቅለጥ መጠን ለመወሰን ወሳኝ ሚና ይጫወታሉ። ሲያድጉ እና ሲቀላቀሉ፣ በ fractal ጂኦሜትሪ ሽግግር ያደርጋሉ፣ ይህም ማለቂያ የሌለውን በሂሳብ ሊቃውንት ሊቀረጽ የሚችል ውጤታማ በሆነ መንገድ ይፈጥራሉ።

ሃርደንብሩክ ከመቶ አመት በፊት የተሰራውን እና ቁሶች እንዴት ማግኔቲዝምን እንደሚያገኙ ወይም እንደሚያጡ በማብራራት በፕሮፌሰር ጎልደን እና በዩኒቨርሲቲው የቀድሞ ተማሪዎች እና ተመራማሪዎች የቀለጡ ኩሬዎች ላይ ለአስር አመታት የሚሰራ ስራ እየገነባ ነው። የኩሬ ጂኦሜትሪ. "የባህር በረዶን ሞዴል በአርክቲክ አልቤዶ ላይ አስገራሚ ተጽእኖ ያላቸውን የቅልጥ ኩሬዎች አያያዝ የበለጠ ትክክለኛ አቀራረብ ለመፍጠር በአለምአቀፍ የአየር ንብረት ሞዴሎች ውስጥ እንዲገባ ለማድረግ በአካላዊ ሁኔታ ትክክለኛ እንዲሆን ተስፋ አደርጋለሁ" ስትል ገልጻለች.

ወደ ትልቅ ምስል መጨመር

የማቲማቲክስ ሊቃውንት ሞገዶች ተንሳፋፊ በረዶን ሊሰብሩ በሚችሉበት ከጥቅጥቅ በረዶው ውስጠኛው ክፍል አንስቶ እስከ ውጫዊው ጠርዝ ድረስ ያለውን የማይበረዝ የባህር ላይ የበረዶ ዞን ስፋት እንዴት እንደሚገለጽ ውዝግቡን ፈትተዋል ።

የከባቢ አየር ሳይንቲስት የሆኑት ኮርት ስትሮንግ እና በዩታ ዩኒቨርሲቲ የፕሮፌሰር ጎልደን ባልደረባዎች አንዱ ከሆነው ያልተለመደ ምንጭ፡ የአይጥ አንጎል ሴሬብራል ኮርቴክስ አነሳሽነት ወሰደ። የአይጥ ጎርባጣ አንጎል ውፍረትን ለመለካት የኅዳግ የበረዶ ቀጠናውን ስፋት ለመለካት ተመሳሳይ የሒሳብ ዘዴ ሊጠቀሙ እንደሚችሉ ተረዳ፣ይህም ብዙ ልዩነት አለው። በዚህ ቀላል ሞዴል በመታገዝ የአየር ንብረታችን እየሞቀ በመምጣቱ የኅዳግ የበረዶ ቀጠና በ40% አካባቢ መስፋፋቱን ቡድኑ ማሳየት ችሏል።

የዩታ ዩኒቨርሲቲ የACCESS እቅድ፣ የተግባር ምርምርን ጨምሮ፣ ሒሳብ የትልቅ ምስል አካል በሆነበት በይነ ዲሲፕሊን አካባቢ ተማሪዎችን ያጠምቃቸዋል። ከስር ያለው ሒሳብ በመሠረቱ ተመሳሳይ በሚሆንበት ጊዜ፣ ተዛማጅነት የሌላቸው የሚመስሉ የሳይንስ ዘርፎች ዘዴዎች እና ሃሳቦች ችግሮችን ለመፍታት ጥቅም ላይ የሚውሉ የአበባ ዘር ስርጭትን ያበረታታል።

ፕሮፌሰር ጎልደን “ያልተለመደ ሁኔታ ሲያጋጥሙህ ችግሩን በግልጽ ለማየትና መፍትሔ ለማምጣት የተለያዩ አእምሮዎች ያስፈልጉሃል” ብለዋል።

በአርክቲክ ውቅያኖስ ውስጥ የሚታየው የባህር በረዶ መጥፋት ከጥቂት አሥርተ ዓመታት በላይ ተከስቷል እና በሚያስደነግጥ ፍጥነት ይቀጥላል።

"እኛ ልናገኛቸው የምንችላቸውን ጥሩ አእምሮዎች እና የተለያዩ የአስተሳሰብ መንገዶች እንፈልጋለን፣ እና እነሱን በፍጥነት እንፈልጋለን" ብሏል።

ይህ ጽሑፍ ለዩታ ዩኒቨርሲቲ, ብሔራዊ ሳይንስ ፋውንዴሽን እና የባህር ኃይል ምርምር ጽ / ቤት በኤልቪስ ባሃቲ ኦርሊንዶ, ዓለም አቀፍ የሳይንስ ፋውንዴሽን, ስቶክሆልም እና ዶክተር ማግዳሌና ስቶቫ, FIOMP, FIUPESM ተገምግሟል.