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(shí)上，北極冰的范圍處于歷史最低點(diǎn)。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí) - 當(dāng)一個(gè)自然系統(tǒng)的行為與科學(xué)家所期望的不同時(shí) - 是時(shí)候再看看我們?nèi)绾卫斫膺@個(gè)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(yáng)能越多。

因此，了解冰的反射率(也稱(chēng)為反照率)是如何變化的，這一點(diǎn)非常重要。這是了解太陽(yáng)能進(jìn)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(duì)北極海冰量的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)產(chǎn)生顯著影響。

為了模擬熔池的增長(zhǎng)，Golden，Strong和他們的同事調(diào)整了一個(gè)近百年歷史的物理模型，稱(chēng)為Ising模型，通過(guò)解釋原子如何相互作用來(lái)解釋材料如何獲得或失去磁性。施加的磁場(chǎng)。在他們的模型中，他們用冷凍(白色)或融化(藍(lán)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(jī)制，”研究人員寫(xiě)道，并重復(fù)了池塘大小和幾何形狀變化的重要特征。這項(xiàng)工作首次考慮了熔池的基本物理特性，并生成了真實(shí)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?lái)更溫暖的未來(lái)做好準(zhǔn)備。