具有100年歷史的物理模型復(fù)制了現(xiàn)代北極冰融

北極的融化速度比我們想象的要快。事實上，北極冰的范圍處于歷史最低點。當(dāng)這種情況發(fā)生時 - 當(dāng)一個自然系統(tǒng)的行為與科學(xué)家所期望的不同時 - 是時候再看看我們?nèi)绾卫斫膺@個系統(tǒng)。猶他大學(xué)數(shù)學(xué)家Ken Golden和大氣科學(xué)家Court Strong研究冰上融化的池塘形成的模式。池塘是黑暗的，而冰是明亮的，這意味著池塘越大，表面越暗，它吸收的太陽能越多。

因此，了解冰的反射率(也稱為反照率)是如何變化的，這一點非常重要。這是了解太陽能進入與北極反射能量之間平衡的關(guān)鍵因素。早期的工作表明，全球氣候模型中融化池的存在與否可對北極海冰量的長期預(yù)測產(chǎn)生顯著影響。

為了模擬熔池的增長，Golden，Strong和他們的同事調(diào)整了一個近百年歷史的物理模型，稱為Ising模型，通過解釋原子如何相互作用來解釋材料如何獲得或失去磁性。施加的磁場。在他們的模型中，他們用冷凍(白色)或融化(藍色)海冰的特性取代了原子磁旋轉(zhuǎn)(向上或向下)的特性。

“該模型捕捉了北極融化池形成模式的基本機制，”研究人員寫道，并重復(fù)了池塘大小和幾何形狀變化的重要特征。這項工作首次考慮了熔池的基本物理特性，并生成了真實的模式，準(zhǔn)確地展示了融水如何在海冰表面上分布。融水模式的幾何形狀決定了海冰反照率和穿透冰層的光量，這顯著影響了上層海洋的生態(tài)。

不幸的是，這樣的模型不能阻止冰融化。但它可以幫助我們更好地估算北極冰層或永久凍土層消失的速度 - 更好的氣候模型可以幫助我們?yōu)槲磥砀鼫嘏奈磥碜龊脺?zhǔn)備。