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拼凑气候之谜

地球科学教授通过研究古代的全球气候模式来展望未来.

Tripti巴塔查里亚肖像

Tripti巴塔查里亚, 地球与环境科学的索尼斯家族教授, 利用气相色谱仪和同位素比例质谱仪来分析古代有机物质, 她对过去的气候和环境条件的变化有自己的见解.

特普提·巴塔查里亚热爱历史和文学, 但当她意识到科学也能以同样的方式点燃她的好奇心时,她的职业生涯开始成形. 在乔治敦大学一年级的土壤科学课上, 她不仅发现土壤与文明的兴衰密切相关, 但科学也可以是有创造性的, 挑战和乐趣. “那堂课激发了我的想象力,巴塔查里亚说, 他是地球与环境科学的索尼斯家族教授,后来加入了凤凰彩票登陆 文理学院 2018年教师. “思考人类与环境之间的关系让我走上了做研究的道路.”

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教授Tripti巴塔查里亚

今天,气候科学家站在跨学科研究的前沿,将过去的气候探索与大气科学相结合. 她雇佣了地球化学, 气候模型和数据分析, 结合来自古代分子同位素特征的信息来重建几千年前的主要气候事件. 通过这样做,巴塔查里亚可以将她的发现与现在和未来联系起来. 她列举了一连串的环境灾难,比如美国西部的野火.S. 以及2021年的艾达飓风,这是气候变化的证据. “这些类型的极端事件, 凤凰彩票登陆有过去的记录吗, 如果凤凰彩票登陆不认真对待和适应气候变化,可能会有一些惊喜等着凤凰彩票登陆,”她说.

巴塔查里亚拥有博士学位.D. 他是加州大学的地理学教授, 加州大学伯克利分校, 并在亚利桑那大学做博士后研究助理, 主要研究地中海气候,是研究古代季风的主要专家. 她的研究发表在顶级科学期刊上,并在2021年联合国政府间气候变化专门委员会报告的三章中被引用. 她被美国国家科学院选中, 工程和医学专家加入一个小组,并提出建议,帮助形成国家科学基金会(NSF)对古气候研究的资助. 巴塔查里亚研究的一个主要主题是希望了解不同时间尺度上的降雨动态及其区域影响. “凤凰彩票登陆的气候模型在很大程度上与全球将发生的情况一致, 但就地区而言,有很多分歧,”她说. “尤其是未来的降雨会是什么样子.”

Tripti巴塔查里亚和学生

巴塔查里亚, 研究生希瑟·冈恩(左)和博士生彼得·布伦南(中)讨论气候模型. 最近的一个研究项目, 巴塔查里亚和她的团队重现了上新世时期的降雨和温度模式, 是什么帮助他们创建了更准确的模型模拟,以探索随着时间的推移的气候变化.

探索史前模式

巴塔查里亚最近的一次探险把她带到了上新世.300万到2万.五百万年前), 当时大气中的二氧化碳水平与今天的读数相似, 尽管凤凰彩票登陆现在的水平已经超过了上新世的水平. 主要的区别, 她说, 上新世的水平延续了数千年,而仅仅几十年的加速变化导致了今天前所未有的全球变暖. “凤凰彩票登陆正在了解的是,地球变暖的速度真的很重要,”她说. “如果凤凰彩票登陆以稳定的方式缓慢变暖, 这些影响并不像今天发生的那样严重, 哪个正以惊人的速度变暖. 凤凰彩票登陆变暖的程度和速度对凤凰彩票登陆所看到的世界有多大影响.”

高纬度地区森林覆盖的变化改变了急流,影响远至热带地区.

教授Tripti巴塔查里亚

直到最近, 巴塔查里亚说, 为了计算机模拟再现上新世的温度和降雨模式是一项挑战. 然而, 她的实验室通过在气候模型中更准确地结合云量和植被信息,成功地重建了这些模式. 她正在研究的一个难题是,沿海地区低云覆盖的变化如何改变气候. 这些云帮助沿海地区保持凉爽,比如加州海岸. 然而, 巴塔查里亚的实验室正在生成证据,证明这些地区在过去由于低云层覆盖的消失而急剧升温, 影响电流, 渔业, 和降雨, 她说. “众所周知,云很难在全球模型中编码,因为它们是这些微小的一米乘一米尺度的现象. 而是因为凤凰彩票登陆描绘云的能力得到了提高, 凤凰彩票登陆得到了更准确的降雨和关键位置的温度图像, 帮助凤凰彩票登陆了解过去,预测未来.”

上新世也提供了一个例子,说明景观的变化如何重塑全球天气. 上新世期间, 北纬高纬度地区——现在以苔原和冰为特征——被北方森林覆盖, 它们深色的遮盖物吸收阳光,使大气变暖, 巴塔查里亚说. 她报道了在 自然通讯. “高纬度地区森林覆盖的变化改变了急流,影响远至热带地区,”她说.

分析古代有机材料

通过研究过去来了解未来, 巴塔查里亚非常感谢大学生活理事迈克尔·G·巴塔查里亚对她的热情支持. 索尼斯72年和他的妻子苏珊,她建立了教授职位. 这项任命为她建立古气候动力学实验室奠定了基础. 在美国国家科学基金会的资助下,她利用一些初始数据发现,与地球科学的同事克里斯托弗·朱尼姆合作,获得了气相色谱仪和同位素比例质谱仪,这是实验室向前迈出的一大步.

Tripti巴塔查里亚和学生

巴塔查里亚(右)和Gunn在她的古气候动力学实验室研究样本.

该仪器允许研究人员分析有机材料, 比如叶蜡和氨基酸, 确定氢的原子量和同位素比, 碳和氮, 它能揭示众多环境条件下的变化. “凤凰彩票登陆正在测量上新世和其他时间间隔的这些单独的植物化合物, 凤凰彩票登陆发现这些能告诉凤凰彩票登陆过去有多雨,”她说. “凤凰彩票登陆也发现南非和美国西部等气候地区发生了戏剧性的变化.S. 根据这些测量结果,上新世的时候和现在很不一样. 具体来说,今天主要是冬季降雨的地区可能会有更多的夏季降雨. 这是迷人的, 因为它有助于揭示新事物, 这些地区目前气候变化的令人惊讶的方面.”

引发好奇心

巴塔查里亚的, 探索和了解世界的可能性似乎是无穷无尽的——她想向她的学生灌输那种好奇和好奇的感觉, 是谁在教室和实验室里激发自己的好奇心. “我认为你应该创造一个学生想要表现出色的环境. 每一节课都有不同的味道. 我的入门课上有很多非科学专业的学生, 他们会提出问题,或者将我从未想到的领域联系起来,巴塔查里亚说, 2021年大学梅瑞狄斯教学表彰奖获得者. “我也可以利用我的研究生和本科生的动机和好奇心, 因为他们总是对自己所做的事感到兴奋.”

杰伊•考克斯

这篇文章发表于 .


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