Sign up

A 'cunntadh air luchd-matamataig gus cuideachadh le bhith a' sàbhaladh a 'phlanaid

Air deigh gheal sgoinneil a’ seòladh anns a’ Chuan Artaigeach, bidh buidheann de dhaoine ann an còtaichean mòra a’ gabhail ris an fhuachd, às deidh dhaibh a bhith air an leigeil ma sgaoil le heileacoptair. “Gu h-obann, tionndaidhidh mi mun cuairt agus tha mathan bàn ann agus tòisichidh e a’ ruith oirnn, ”arsa Jody Reimer, ag aithris mionaid de chlisgeadh. “Gu fortanach, chaidh an heileacoptair air ais a-steach gus eagal a chuir air a’ mhathan, ach bha an adrenaline a ’crathadh airson a’ chòrr den latha, ”thuirt i, a’ gàireachdainn.

Dh’ fhaodadh tu a bhith an dùil gun tigeadh naidheachd cho inntinneach bho rannsachair, ach tha an Dr Reimer na neach-matamataig agus na òraidiche aig Oilthigh Utah, a bharrachd air a bhith na phàirt de choimhearsnachd a tha air seòmraichean-teagaisg comhfhurtail atharrachadh airson cuid de na fàsaichean as mì-chofhurtail air an Talamh. , ann an oidhirp àireamhan a chleachdadh gus blàthachadh na cruinne a thuigsinn.

Tha na tachartasan aca a’ toirt cothrom dhaibh coimhead leotha fhèin air na pròiseasan a tha a’ stiùireadh atharrachadh anns na roinnean pòla agus na teòiridhean matamataigeach aca mu dheigh na mara agus a pàirt mar phàirt riatanach de shiostam gnàth-shìde na Talmhainn a dhearbhadh.

Cluich bhidio
Bidh an t-Àrd-ollamh Golden, còmhla ri luchd-saidheans agus luchd-matamataig eile bho Oilthigh Utah a’ gabhail sampallan cridhe deigh gus permeability lionntan san Antarctica a thomhas.

Trioblaid iom-fhillte

Tha tiugh agus ìre deigh mara san Artaig air a dhol sìos gu sgiobalta bho chaidh tomhas saideal a ghabhail a-steach an toiseach 1979.

Is e deigh na mara fuaradair na Talmhainn, a’ nochdadh solas na grèine air ais dhan fhànais. Tha a làthaireachd sheasmhach cudromach airson àm ri teachd ar planaid oir, mar a bhios barrachd deigh a’ leaghadh, tha barrachd uisge dorcha fosgailte a ghlacas barrachd solas na grèine. Bidh an t-uisge blàth-grèine seo a’ leaghadh barrachd deigh ann an cearcall fèin-neartachaidh ris an canar deigh albedo beachd.

Ged is dòcha gur e crìonadh deighe mara aon de na h-atharrachaidhean mòra as fhaicsinniche co-cheangailte ri blàthachadh na planaid air uachdar na Talmhainn, tha e uamhasach duilich a bhith a’ mion-sgrùdadh, a’ modaladh agus a’ ro-innse a ghiùlan agus freagairt an t-siostam pòla ris a bheil e a’ toirt taic, ach faodaidh luchd-matamataig cuideachadh.

Tha Coinneach Golden, àrd-ollamh cliùiteach ann am matamataig agus àrd-ollamh co-cheangailte ri innleadaireachd bith-mheidigeach aig Oilthigh Utah, air prògram deigh mara sònraichte a thogail thar 30 bliadhna. Tha an cothlamadh de rannsachadh matamataig, modaladh gnàth-shìde agus tursan inntinneach achaidh, air oileanaich agus luchd-rannsachaidh iar-dhotaireil a thàladh, a’ gabhail a-steach an Dr Reimer, a tha ag amas air an seòrsa saidheans seo a chleachdadh gus cuideachadh le bhith a’ dèiligeadh ri dùbhlain èiginneach gnàth-shìde a tha ag atharrachadh gu luath.

Factoradh ann am beathaichean

Tha an Dr Reimer air sgrùdadh a dhèanamh air mar a bhios mathain bhàn agus ròin a’ freagairt ri atharrachaidhean san àrainneachd reòta aca. Fhad ‘s a chleachd i modalan matamataigeach gus an eadar-obrachadh eadar na creutairean sin agus an àrainn aca a thuigsinn, ghabh i cuideachd tomhasan agus sampallan bho mhathain san Artaig, rud nach robh dùil aice a-riamh a dhèanamh mar neach-matamataig. “Chan eil iad gu tur a’ cadal nuair a tha iad air an suaimhneas; tha iad gòrach," mhìnich i. “Chuir fear dhiubh dragh orm oir bha e coltach gum faodadh e dùsgadh aig àm air choreigin."

Bidh an Dr Reimer a’ tomhas mathan bàn san Artaig.

Tha an àrainn a tha iad a’ crìonadh a’ ciallachadh gu bheil mathain bhàn a’ coiseachd air deigh tana, ach thathar an dòchas gun cuidich sgrùdaidhean mar an Dr Reimer eòlaichean le bhith a’ tuigsinn mar a dhìonas iad na creachadairean mòrail.

Ach, is e an saoghal microscopach “inntinneach” de bacteria agus lìonanaich a tha beò ann am pòcaidean uisge saillte taobh a-staigh deigh na mara a tha a-nis ga togail. Tha buaidh aig a’ choimhearsnachd bith-eòlasach seo agus an àrainn aice le atharrachaidhean ann an teòthachd, salannachd agus solas, ga dhèanamh duilich modaladh ceart. Anns an obair a th’ aice an-dràsta, bidh an Dr Reimer a’ togail mhodalan gus tuigse fhaighinn air mar a bhios na factaran sin ag eadar-obrachadh gus gnìomhachd bith-eòlasach taobh a-staigh na deighe a dhearbhadh. “Tha tuigse air mar a tha pròiseasan air na lannan beaga sin a’ cur ri pàtrain macro-ìre deatamach airson a bhith a’ modaladh buaidh gnàth-shìde blàthachaidh air eag-eòlas mara pòla," tha i a’ mìneachadh.

A 'crìonadh nan àireamhan air deigh saillte

Is e an dùbhlan a bhith a’ tuigsinn mar a tha structar microscopach deigh mara a’ toirt buaidh air giùlan raointean mòra deigh a tha inntinneach don Ollamh Golden. Thadhail e air sgìrean pòla na Talmhainn 18 tursan, a’ feuchainn ris na gaothan an iar ris an canar na “Roaring Forties” a ruighinn Antarctica air bàta agus a’ seachnadh tuiteam a-steach do dh’ uisgeachan reòthte fhad ‘s a tha e a’ tomhas deigh na mara. “Aon uair thadhail muc-mhara mòr orm mu ochd troighean air falbh, a dh’ fhaodadh gu furasta a bhith air an t-sleagh tana air an robh mi a bhriseadh le spìonadh cas den earball aice, ”tha e ag ràdh.

Cluich bhidio
Bidh luchd-matamataig a bhios a’ dèanamh dheuchainnean anns na sgìrean pòla a’ faighinn eòlas air an fhiadh-bheatha iongantach aige, mucan-mara nam measg.

Bidh an t-Àrd-ollamh Golden a’ sgrùdadh meanbh-structar deigh mara gus obrachadh a-mach dè cho furasta ‘s as urrainn dha sruthadh troimhe. “Tha deigh na mara saillte. Tha meanbh-structar porous de sholarachadh sàl ann a tha gu math eadar-dhealaichte bho deigh fìor-uisge," thuirt e.

Tha an t-Àrd-ollamh Golden air sgiobaidhean eadar-chuspaireil a stiùireadh gus ro-innse a dhèanamh air an teòthachd èiginneach aig am bi in-ghabhail sàl a’ ceangal suas gus an urrainn dha lionntan sruthadh tro deigh na mara, agus gus a’ chiad dòigh tomagrafaidheachd X-ray a leasachadh gus mion-sgrùdadh a dhèanamh air mar a bhios geoimeatraidh nan in-ghabhail ag atharrachadh le teòthachd. “Is e a bhith a’ tuigsinn mar a bhios uisge-mara a’ sruthadh tro deigh na mara mar aon de na prìomh dhòighean air mìneachadh mar a bhios atharrachadh clìomaid a’ cluich ann an àrainneachd na mara pòla, "tha e a’ mìneachadh.

Tha a bhith a’ faighinn a-mach an “tionndadh air-dheth” seo air luchd-saidheans a chuideachadh gus tuigse nas fheàrr fhaighinn air pròiseasan leithid mar a thathas ag ath-lìonadh beathachadh a bhios a’ biathadh coimhearsnachdan algach a tha a’ fuireach anns an t-sàl.

Tha sgrùdaidhean an t-Àrd-ollamh Golden a’ sealltainn cho furasta ‘s a dh’ fhaodas lionntan sruthadh tro deigh na mara, aig a bheil meanbh-structar porous de in-ghabhail sàl (san dealbh). WF Weeks agus A. Assur, CRREL (Labar-lann Rannsachaidh agus Innleadaireachd Roinnean Fuar Arm na SA) 269, 1969

Bidh an sàl ann an deigh mara cuideachd a’ toirt buaidh air an ainm-sgrìobhte radar aige, a bheir buaidh air tomhas saideal de pharamadairean leithid tiugh deigh a thathas a’ cleachdadh gus modalan gnàth-shìde a dhearbhadh. Tha na modailean sin cudromach leis gu bheil iad a’ ro-innse atharrachaidhean air ar gnàth-shìde san àm ri teachd agus bidh stiùirichean an t-saoghail agus luchd-saidheans gan cleachdadh gus ro-innleachdan lasachaidh a chruthachadh.

A 'tighinn a-steach bhon fhuar

Tha measgachadh deighe na dhùbhlan, ach tha iomadachd am measg luchd-rannsachaidh, tidsearan agus oileanaich a’ cruthachadh àrainneachd foirfe airson beachdan ùra. Anns na SA, cha deach ach cairteal de cheumannan dotaireachd ann am matamataig agus saidheansan coimpiutaireachd a thoirt do bhoireannaich ann an 2015, ach tha sgeamaichean leithid Oilthigh Utah COTHROMAN ag àrach luchd-matamataig boireann tàlantach le bhith gan cuideachadh a’ fuasgladh chothroman leithid comhairleachadh agus rannsachadh làimhseachail. Chan e a-mhàin gu bheil tursan don Artaig a’ toirt eòlas àrd do dh’ oileanaich, ach cuideachd a’ dèanamh cinnteach gu bheil luchd-matamataig an sàs ann an rannsachadh agus fuasglaidhean adhartach, còmhla ri luchd-saidheans gnàth-shìde agus innleadairean.

Nuair nach eil iad a’ strì ri cathadh-catha, bidh an Dr Reimer agus an t-Oll Golden ag obair air pròiseactan co-obrachail, eadar-chuspaireil agus a’ toirt taic do dh’ oileanaich fho-cheumnach boireann mar phàirt den phrògram ACCESS. Às deidh ùrachadh a dhèanamh air a’ phàirt matamataig ann an 2018 gus atharrachadh clìomaid a ghabhail a-steach, tha an t-Oll Golden air timcheall air trì uiread fhaicinn an àireamh de dh’ oileanaich ACCESS aig a bheil ùidh ann a bhith a’ gabhail prìomh àite matamataigs no greis gnìomhachais na bha e roimhe.

Tha Rebecca Hardenbrook, a tha mar aon de na h-oileanaich PhD aig an Àrd-ollamh Golden, ag ràdh: “Tha fòcas air cùisean èiginneach leithid atharrachadh clìomaid a’ tàladh barrachd de na daoine a tha sinn ag iarraidh a-steach gu matamataig, is e sin a h-uile duine, ach gu sònraichte, boireannaich, daoine dathte, daoine neònach; neach sam bith bho chùl-raon gun riochdachadh gu leòr."

A’ cruinneachadh ghoireasan

Chaidh Hardenbrook a-steach don phrògram ACCESS air thoiseach air a’ chiad bhliadhna aice mar fho-cheum, a’ cur seachad an t-samhraidh ann an deuchainnlann astrophysics, a dh’ fhosgail a sùilean don chomas rannsachadh a dhèanamh. “Bha e ag atharrachadh beatha dha-rìribh," tha i ag ràdh, gu h-àraidh air sgàth gun do chuir i roimhe PhD a dhèanamh ann am matamataig leis an Ollamh Golden às deidh dhi sgrùdadh a dhèanamh air còmhdhail teirmeach tro deigh mara mar fho-cheum.

Bidh Rebecca Hardenbrook a’ teagasg matamataigs do dh’ oileanaich aig Oilthigh Utah ann an Salt Lake City.

Tha i a-nis a’ brosnachadh oileanaich nas òige air sgeama ACCESS mar neach-cuideachaidh teagaisg, a bharrachd air a bhith a’ modaladh lòin leaghaidh, a tha nan amaran uisge air deigh mara an Artaig. Tha pàirt chudromach aig na lòin sin ann a bhith a’ dearbhadh ìrean leaghaidh fad-ùine còmhdach deigh na mara Artaig le bhith a’ gabhail a-steach rèididheachd grèine an àite a bhith ga nochdadh. Mar a bhios iad a’ fàs agus a’ tighinn còmhla, bidh iad a’ dol tro ghluasad ann an geoimeatraidh fractal, gu h-èifeachdach a’ cruthachadh pàtran gun chrìoch a dh’ fhaodas luchd-matamataig a dhealbhadh.

Tha Hardenbrook a’ togail air deich bliadhna de dh’ obair air lòin leaghaidh leis an Ollamh Golden agus oileanaich agus luchd-rannsachaidh a bh’ ann roimhe aig an oilthigh le bhith ag atharrachadh a’ mhodail Ising clasaigeach, a chaidh a leasachadh o chionn còrr is ceud bliadhna agus a mhìnicheas mar as urrainn stuthan magnetachd a chosnadh no a chall, gus leaghadh a mhodail. geoimeatraidh lòin. “Tha mi an dòchas am modail airson deigh mara a dhèanamh nas mionaidiche gu corporra gus an tèid a chuir ann am modalan gnàth-shìde chruinneil gus dòigh-obrach nas cinntiche a chruthachadh airson dèiligeadh ri lòin leaghaidh, aig a bheil buaidh iongantach air albedo na h-Artaig," tha i a’ mìneachadh.

A 'cur ris an dealbh mhòr

Tha luchd-matamataig mar-thà air fuasgladh fhaighinn air an duilgheadas a thaobh mar a mhìnicheas iad leud sòn deighe na mara iomaill, a tha a’ sìneadh bho chridhe dùmhail deighe pacaidh gu na h-oirean a-muigh, far am faod tonnan an deigh fleòdraidh a bhriseadh.

Tharraing Court Strong, a tha na neach-saidheans àile agus aon de cho-obraichean an Ollaimh Golden aig Oilthigh Utah, brosnachadh bho stòr neo-àbhaisteach: cortex cerebral eanchainn radan. Thuig e gum b’ urrainn dhaibh an aon dòigh matamataigeach a chleachdadh gus leud an raon deighe iomaill a thomhas ’s a tha iad airson tiugh eanchainn cnapach a’ chreimich a thomhas, aig a bheil tòrr eadar-dhealachaidh cuideachd. Le taic bhon mhodail shìmplidh seo, bha e comasach don sgioba sealltainn gu bheil an raon deighe iomaill air leudachadh le timcheall air 40% mar a tha ar gnàth-shìde air blàthachadh.

Tha sgeama ACCESS oilthigh Utah, a’ toirt a-steach an rannsachadh làimhseachail aca, a’ bogadh oileanaich ann an àrainneachd eadar-chuspaireil far a bheil matamataigs mar phàirt de dhealbh nas motha. Bidh e a’ brosnachadh crois-phoileanachadh, far an gabh dòighean agus beachdan bho raointean saidheans a tha coltach nach eil càirdeach dhaibh a chleachdadh gus fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan nuair a tha am matamataig bunaiteach an aon rud.

“Nuair a gheibh thu suidheachadh neo-àbhaisteach, feumaidh tu diofar sheòrsaichean inntinn gus coimhead air duilgheadas gu soilleir agus fuasglaidhean fhaighinn,” thuirt an t-Oll Golden.

Tha an call deighe mara a chithear san Artaig air tachairt thar dìreach beagan dheicheadan agus tha e a’ leantainn aig astar eagallach.

“Feumaidh sinn a h-uile deagh eanchainn agus diofar dhòighean smaoineachaidh a gheibh sinn, agus feumaidh sinn iad gu sgiobalta," thuirt e.

Chaidh an artaigil seo ath-sgrùdadh airson Oilthigh Utah, Stèidheachd Saidheans Nàiseanta agus Oifis Rannsachadh a’ Chabhlaich le Elvis Bahati Orlendo, Stèidheachd Eadar-nàiseanta airson Saidheans, Stockholm agus an Dr Magdalena Stoeva, FIOMP, FIUPESM.