तुम्हाला असा नखे चावणारा किस्सा एखाद्या अन्वेषकाकडून येण्याची अपेक्षा असू शकते, परंतु डॉ रेमर हे उटाह विद्यापीठातील गणितज्ञ आणि लेक्चरर आहेत, तसेच ते अशा समुदायाचा भाग आहेत ज्यांनी पृथ्वीवरील काही अतिनिवासी वाळवंटांसाठी आरामदायक वर्गांची अदलाबदल केली आहे. , ग्लोबल वार्मिंग समजून घेण्यासाठी संख्या वापरण्यासाठी.
त्यांचे साहस त्यांना ध्रुवीय प्रदेशात बदल घडवून आणणाऱ्या प्रक्रियांचे प्रत्यक्ष निरीक्षण करण्यास सक्षम करतात आणि त्यांचे समुद्रातील बर्फाचे गणितीय सिद्धांत आणि पृथ्वीच्या हवामान प्रणालीतील एक महत्त्वपूर्ण घटक म्हणून त्यांची भूमिका प्रमाणित करतात.
आर्क्टिकमधील समुद्रातील बर्फाची जाडी आणि व्याप्ती त्वरीत घटली आहे जेव्हापासून उपग्रहाद्वारे मोजमाप प्रथम घेण्यात आले होते. 1979.
समुद्रातील बर्फ हा पृथ्वीचा रेफ्रिजरेटर आहे, जो सूर्यप्रकाश परत अंतराळात परावर्तित करतो. त्याची चिरस्थायी उपस्थिती आपल्या ग्रहाच्या भविष्यासाठी महत्त्वाची आहे कारण, जसजसे अधिक बर्फ वितळेल, तसतसे अधिक गडद पाणी उघड होईल जे अधिक सूर्यप्रकाश शोषून घेते. हे सूर्य-उबदार पाणी बर्फ अल्बेडो नावाच्या सेल्फ-रिफोर्सिंग सायकलमध्ये अधिक बर्फ वितळते. अभिप्राय.
समुद्रातील बर्फ कमी होणे हे पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील ग्रहांच्या तापमानवाढीशी जोडलेले सर्वात दृश्यमान मोठ्या प्रमाणातील बदलांपैकी एक असले तरी, त्याचे वर्तन आणि ध्रुवीय प्रणालीच्या प्रतिसादाचे विश्लेषण करणे, मॉडेलिंग करणे आणि त्याचा अंदाज लावणे हे आश्चर्यकारकपणे कठीण आहे, परंतु गणितज्ञ मदत करू शकतात.
केनेथ गोल्डन, गणिताचे प्रतिष्ठित प्राध्यापक आणि उटाह विद्यापीठातील बायोमेडिकल अभियांत्रिकीचे सहायक प्राध्यापक, यांनी 30 वर्षांपासून एक अद्वितीय समुद्री बर्फ कार्यक्रम तयार केला आहे. गणित संशोधन, हवामान मॉडेलिंग आणि रोमांचक क्षेत्र मोहिमांच्या संयोजनाने, डॉ रेमरसह विद्यार्थी आणि पोस्टडॉक्टरल संशोधकांना आकर्षित केले आहे, जे वेगाने बदलणाऱ्या हवामानातील आव्हानांना तोंड देण्यासाठी या प्रकारच्या विज्ञानाचा वापर करण्यावर लक्ष केंद्रित करतात.
डॉ रेमर यांनी ध्रुवीय अस्वल आणि सील त्यांच्या गोठलेल्या वातावरणातील बदलांना कसा प्रतिसाद देतात याचा अभ्यास केला आहे. हे प्राणी आणि त्यांचे निवासस्थान यांच्यातील परस्परसंवाद समजून घेण्यासाठी तिने गणितीय मॉडेल्सचा वापर केला असताना, तिने आर्क्टिकमधील अस्वलांकडून मोजमाप आणि नमुने देखील घेतले, जे गणितज्ञ म्हणून तिने कधीच करण्याची अपेक्षा केली नव्हती. “ते शांत झाल्यावर ते पूर्णपणे झोपलेले नाहीत; ते उग्र आहेत,” ती स्पष्ट करते. "त्यापैकी एकाने मला घाबरवले कारण असे वाटत होते की ते कधीतरी जागे होईल."
डॉ रीमर आर्क्टिकमधील शांत ध्रुवीय अस्वलाकडून मोजमाप घेतात.
त्यांचा संकुचित होत असलेला अधिवास म्हणजे ध्रुवीय अस्वल पातळ बर्फावर चालत आहेत, परंतु अशी आशा आहे की डॉ रेमर्स सारख्या अभ्यासामुळे तज्ज्ञांना भव्य भक्षकांचे संरक्षण कसे करावे हे समजण्यास मदत होईल.
तथापि, समुद्राच्या बर्फाच्या आतील खारट पाण्याच्या कप्प्यांमध्ये राहणारे जीवाणू आणि शैवाल यांचे ते "मनाला आनंद देणारे" सूक्ष्म जग आहे जे आता तिला उत्तेजित करते. हा जैविक समुदाय आणि त्याचे निवासस्थान तापमान, क्षारता आणि प्रकाशातील बदलांमुळे प्रभावित होते, ज्यामुळे अचूक मॉडेल करणे कठीण होते. तिच्या सध्याच्या कामात, डॉ रेमर बर्फातील जैविक क्रियाकलाप निर्धारित करण्यासाठी हे घटक कसे परस्परसंवाद करतात हे समजून घेण्यासाठी मॉडेल तयार करतात. "या लहान स्केलवरील प्रक्रिया मॅक्रो-लेव्हल पॅटर्नमध्ये कशा प्रकारे योगदान देतात हे समजून घेणे ध्रुवीय सागरी पर्यावरणावर तापमानवाढीच्या हवामानाच्या प्रभावाचे मॉडेलिंग करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहे," ती स्पष्ट करते.
प्रो. गोल्डन यांच्या आवडीच्या बर्फाच्या प्रचंड विस्ताराच्या वर्तनावर सागरी बर्फाची सूक्ष्म रचना कशी परिणाम करते हे समजून घेणे हे आव्हान आहे. त्याने 18 वेळा पृथ्वीच्या ध्रुवीय प्रदेशांना भेट दिली आहे, “रोअरिंग फोर्टीज” म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या पाश्चात्य वाऱ्यांना झुगारून जहाजाने अंटार्क्टिका गाठले आहे आणि समुद्राच्या बर्फाचे मोजमाप करताना बर्फाळ पाण्यात बुडणे थोडक्यात टाळले आहे. "एकदा मला सुमारे आठ फूट अंतरावर असलेल्या एका मोठ्या व्हेलने भेट दिली, जिने तिच्या शेपटीच्या अनौपचारिक झटक्याने मी घातलेला पातळ फ्लो सहज तोडला होता," तो म्हणतो.
प्रो. गोल्डन समुद्रातील बर्फाच्या सूक्ष्म संरचनाचा अभ्यास करून त्यातून द्रव किती सहज वाहू शकतो याची गणना करतात. “समुद्रातील बर्फ खारट आहे. त्यात समुद्राच्या समावेशाची सच्छिद्र सूक्ष्म रचना आहे जी गोड्या पाण्यातील बर्फापेक्षा खूप वेगळी आहे,” तो म्हणतो.
प्रो. गोल्डन यांनी आंतरविद्याशाखीय संघांचे नेतृत्व केले आहे ज्यामुळे समुद्राचा समावेश कोणत्या गंभीर तापमानाला जोडला जातो जेणेकरून द्रव समुद्राच्या बर्फातून वाहू शकेल आणि तापमानासह समावेशांची भूमिती कशी विकसित होते याचे विश्लेषण करण्यासाठी प्रथम एक्स-रे टोमोग्राफी तंत्र विकसित केले जाईल. "समुद्री बर्फातून समुद्राचे पाणी कसे झिरपते हे समजून घेणे ही ध्रुवीय सागरी वातावरणात हवामान बदल कसा होईल याचा अर्थ लावण्याची एक गुरुकिल्ली आहे," तो स्पष्ट करतो.
हे "ऑन-ऑफ स्विच" शोधून काढल्याने शास्त्रज्ञांना प्रक्रिया चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यात मदत झाली आहे जसे की ब्राइन इनक्लुशनमध्ये राहणा-या अल्गल समुदायांना पोषक तत्त्वे कशी भरून काढली जातात.
प्रोफेसर गोल्डन अभ्यास दर्शविते की समुद्राच्या बर्फातून द्रव किती सहजपणे वाहू शकतो, ज्यामध्ये समुद्राच्या समावेशाची सच्छिद्र सूक्ष्म रचना आहे (चित्रात). डब्ल्यूएफ वीक्स आणि ए. असुर, सीआरआरईएल (यूएस आर्मी कोल्ड रिजन रिसर्च अँड इंजिनिअरिंग लॅब) रिपोर्ट 269, 1969
समुद्रातील बर्फातील ब्राइन त्याच्या रडार स्वाक्षरीवर देखील परिणाम करते, जे हवामान मॉडेल प्रमाणित करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या बर्फाच्या जाडीसारख्या पॅरामीटर्सच्या उपग्रह मापनांवर परिणाम करते. ही मॉडेल्स महत्त्वाची आहेत कारण ते आपल्या हवामानातील भविष्यातील बदलांचा अंदाज लावतात आणि जागतिक नेते आणि शास्त्रज्ञ शमन धोरणे तयार करण्यासाठी त्यांचा वापर करतात.
बर्फाची विविधता एक आव्हान आहे, परंतु संशोधक, शिक्षक आणि विद्यार्थ्यांमधील विविधता नवीन कल्पनांसाठी योग्य वातावरण तयार करते. यूएस मध्ये, 2015 मध्ये महिलांना गणित आणि संगणक विज्ञानातील डॉक्टरेट पदव्यांचा एक चतुर्थांश पदवी प्रदान करण्यात आली होती, परंतु यूटा विद्यापीठासारख्या योजना प्रवेश हा कार्यक्रम प्रतिभावान महिला गणितज्ञांना मार्गदर्शन आणि संशोधनासारख्या संधी उघडण्यास मदत करून त्यांचे पालनपोषण करत आहे. आर्क्टिकच्या मोहिमांमुळे विद्यार्थ्यांना केवळ उच्च अनुभव मिळत नाही, तर हवामान शास्त्रज्ञ आणि अभियंते यांच्यासोबत गणितज्ञ अत्याधुनिक संशोधन आणि उपायांमध्ये गुंतलेले असल्याची खात्री करतात.
जेव्हा ते हिमवादळाशी झुंज देत नाहीत, तेव्हा डॉ. रेमर आणि प्रो. गोल्डन ACCESS कार्यक्रमाचा भाग म्हणून सहयोगी, आंतरविद्याशाखीय प्रकल्प आणि सह-मार्गदर्शक महिला अंडरग्रेजुएट विद्यार्थ्यांवर काम करतात. हवामान बदलाचा समावेश करण्यासाठी 2018 मध्ये गणिताचा घटक रीफ्रेश केल्यानंतर, प्रा. गोल्डन यांनी गणित विषयातील प्रमुख किंवा संशोधन प्लेसमेंट घेण्यास इच्छुक असलेल्या ACCESS विद्यार्थ्यांच्या संख्येच्या अंदाजे तिप्पट पाहिले आहे.
रेबेका हार्डनब्रूक, जे प्रोफेसर गोल्डनच्या पीएचडी विद्यार्थ्यांपैकी एक आहेत, म्हणतात: “हवामान बदलासारख्या महत्त्वाच्या मुद्द्यांवर लक्ष केंद्रित केल्याने आपल्याला हवे असलेले अधिक लोक गणिताकडे आकर्षित होतात, जे प्रत्येकजण आहे, परंतु विशेषतः, स्त्रिया, रंगाचे लोक, विचित्र लोक; अप्रस्तुत पार्श्वभूमीतील कोणीही.
हार्डनब्रुक तिच्या पहिल्या वर्षाच्या अगोदर ACCESS कार्यक्रमात पदवीधर म्हणून सामील झाली, उन्हाळा खगोल भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळेत घालवला, ज्याने संशोधन करण्याच्या शक्यतेकडे तिचे डोळे उघडले. "हे खरोखरच जीवन बदलणारे होते," ती म्हणते, किमान कारण तिने पुढे पदवीधर म्हणून समुद्रातील बर्फातून थर्मल वाहतुकीचा अभ्यास केल्यानंतर प्रो गोल्डन यांच्यासोबत गणितात पीएचडी करण्याचा निर्णय घेतला.
रेबेका हार्डनब्रुक सॉल्ट लेक सिटीमधील उटाह विद्यापीठात विद्यार्थ्यांना गणित शिकवते.
ती आता तरुण विद्यार्थ्यांना ACCESS योजनेसाठी शिकवणी सहाय्यक म्हणून प्रेरित करते, तसेच आर्क्टिक समुद्रातील बर्फावरील पाण्याचे तलाव असलेल्या वितळलेल्या तलावांचे मॉडेलिंग करते. हे तलाव आर्क्टिक समुद्राच्या बर्फाचे दीर्घकालीन वितळण्याचे दर ठरविण्यात निर्णायक भूमिका बजावतात आणि ते परावर्तित होण्याऐवजी सौर किरणे शोषून घेतात. जसजसे ते वाढतात आणि एकत्र जोडतात, तसतसे ते फ्रॅक्टल भूमितीमध्ये संक्रमण करतात, प्रभावीपणे कधीही न संपणारा नमुना तयार करतात जे गणितज्ञांद्वारे तयार केले जाऊ शकतात.
हार्डनब्रूक हे प्रा. गोल्डन आणि विद्यापीठातील मागील विद्यार्थी आणि संशोधकांच्या वितळलेल्या तलावांवर दशकभर केलेल्या कामावर एक शतकापूर्वी विकसित केलेल्या शास्त्रीय इसिंग मॉडेलचे रूपांतर करून तयार करत आहे आणि ते मॉडेल वितळण्यासाठी साहित्य चुंबकत्व कसे मिळवू किंवा गमावू शकते हे स्पष्ट करते. तलाव भूमिती. "मला आशा आहे की समुद्री बर्फाचे मॉडेल भौतिकदृष्ट्या अधिक अचूक बनवायचे आहे जेणेकरुन ते वितळलेल्या तलावांना संबोधित करण्याचा अधिक अचूक दृष्टीकोन तयार करण्यासाठी जागतिक हवामान मॉडेलमध्ये ठेवता येईल, ज्याचा आर्क्टिकच्या अल्बेडोवर आश्चर्यकारक परिणाम होतो," ती स्पष्ट करते.
पॅक बर्फाच्या दाट आतील गाभ्यापासून बाहेरील किनाऱ्यापर्यंत पसरलेल्या सीमांत सागरी बर्फाच्या क्षेत्राची रुंदी कशी परिभाषित करायची याचा प्रश्न गणितज्ञांनी आधीच सोडवला आहे, जेथे लाटा तरंगणाऱ्या बर्फाला तोडू शकतात.
कोर्ट स्ट्रॉन्ग, जो एक वातावरणीय शास्त्रज्ञ आहे आणि युटा विद्यापीठातील प्रोफेसर गोल्डनच्या सहकाऱ्यांपैकी एक आहे, त्यांनी एका असामान्य स्त्रोतापासून प्रेरणा घेतली: उंदराच्या मेंदूच्या सेरेब्रल कॉर्टेक्स. त्याच्या लक्षात आले की ते समान गणिती पद्धती वापरून किरकोळ बर्फाच्या क्षेत्राची रुंदी मोजू शकतात जसे ते उंदीरांच्या झुबकेदार मेंदूची जाडी मोजण्यासाठी करतात, ज्यामध्ये खूप फरक आहे. या सोप्या मॉडेलच्या सहाय्याने, आमच्या हवामानात उष्णतेमुळे किरकोळ बर्फाचा झोन सुमारे 40% वाढला आहे हे टीमला दाखवण्यात यश आले.
Utah च्या ACCESS योजनेचे विद्यापीठ, त्याच्या हातातील संशोधनासह, विद्यार्थ्यांना अशा आंतरविद्याशाखीय वातावरणात विसर्जित करते जिथे गणित हे मोठ्या चित्राचा भाग आहे. हे क्रॉस परागणाला प्रोत्साहन देते, जेथे मूलभूत गणित मूलत: समान असते तेव्हा विज्ञानाच्या वरवर असंबंधित क्षेत्रातील पद्धती आणि कल्पना समस्या सोडवण्यासाठी वापरल्या जाऊ शकतात.
प्रो. गोल्डन म्हणतात, “जेव्हा तुम्हाला एखादी असामान्य परिस्थिती समोर येते, तेव्हा तुम्हाला एखाद्या समस्येकडे स्पष्टपणे पाहण्यासाठी आणि त्यावर उपाय शोधण्यासाठी वेगवेगळ्या प्रकारच्या विचारसरणीची गरज असते.
आर्क्टिकमध्ये दिसणारे समुद्रातील बर्फाचे नुकसान केवळ काही दशकांनंतर घडले आहे आणि ते भयानक वेगाने सुरू आहे.
तो म्हणतो, “आम्हाला सर्व चांगले मेंदू आणि विचार करण्याच्या वेगवेगळ्या पद्धतींची गरज आहे आणि आम्हाला ते लवकर हवे आहेत.
एल्विस बहाटी ऑर्लेंडो, इंटरनॅशनल फाऊंडेशन फॉर सायन्स, स्टॉकहोम आणि डॉ मॅग्डालेना स्टोएवा, FIOMP, FIUPESM द्वारे उटाह विद्यापीठ, नॅशनल सायन्स फाउंडेशन आणि नौदल संशोधन कार्यालयासाठी या लेखाचे पुनरावलोकन केले गेले आहे.
५ व्या आंतरराष्ट्रीय ध्रुवीय वर्षात सहभागी व्हा याबद्दल अधिक वाचा 
IPY-5 आंतरराष्ट्रीय समन्वय कार्यालय आयोजित करण्यासाठी बोली मागवण्याबद्दल अधिक वाचा | अंतिम मुदत: ६ फेब्रुवारी 
IPY-5 राष्ट्रीय समित्यांच्या आवाहनाबद्दल अधिक वाचा 
