Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Pemahaman yang lebih baik tentang pencairan gunung es dan pembentukan es danau dapat memberikan indikator baru perubahan iklim. – ScienceDaily


Eric Hester telah menghabiskan tiga tahun terakhir mengejar gunung es. Seorang mahasiswa pascasarjana matematika di University of Sydney di Australia, Hester dan peneliti di Woods Hole Oceanographic Institution di Massachusetts sedang mempelajari bagaimana bentuk gunung es mencair.

“Es berubah bentuk saat mencair,” kata ahli kelautan fisik Claudia Cenedese, yang telah bekerja dengan Hester dalam proyek tersebut. “Itu membuat bentuk-bentuk yang sangat aneh, terutama di bagian bawah, seperti cara angin membentuk gunung dalam skala waktu yang lebih lama.”

Pada Pertemuan Tahunan ke-73 Divisi Dinamika Fluida American Physical Society, Hester mempresentasikan hasil dari eksperimen kelompoknya yang bertujuan untuk memahami bagaimana pencairan mengubah batas gunung es yang menyusut – dan bagaimana perubahan tersebut pada gilirannya mempengaruhi pencairan.

Dinamika pencairan gunung es hilang dari kebanyakan model iklim, kata Cendese. Memasukkannya dapat membantu prediksi: gunung es memompa air segar dari lapisan es ke lautan, meningkatkan komunitas organisme hidup. Gunung es adalah sumber dominan air tawar di fyord Greenland – dan penyumbang signifikan hilangnya air tawar di Antartika. Gunung es memainkan peran penting dalam iklim, kata Cenedese, dan tidak boleh diabaikan dalam model. Fisika es yang mencair dipahami dengan baik, dan beberapa model mensimulasikannya secara akurat, katanya. Yang lainnya tidak. “Tapi yang tidak bisa Anda lakukan dalam simulasi itu adalah mengubah bentuk es.”

Bentuk gunung es dengan berbagai bentuk dan ukuran, kata Hester, dan proses termodinamika yang berbeda mempengaruhi permukaan yang berbeda. Alasnya, yang terendam air, tidak meleleh dengan cara yang sama seperti sisinya. “Dan setiap wajah tidak mencair secara seragam,” tambah Cenedese.

Hester melakukan eksperimennya dengan menenggelamkan balok es yang diwarnai ke dalam flume dengan aliran air yang terkendali lewat, dan melihatnya mencair. Dia dan rekan-rekannya menemukan bahwa sisi yang menghadap arus mencair lebih cepat daripada sisi yang sejajar dengan aliran. Dengan menggabungkan pendekatan eksperimental dan numerik, Hester dan kolaboratornya memetakan pengaruh relatif dari faktor-faktor seperti kecepatan air relatif dan rasio aspek, atau proporsi tinggi terhadap lebar pada suatu sisi. Tidak mengherankan, mereka menemukan bahwa bagian bawah memiliki laju leleh paling lambat.

Cenedese mengatakan proyek Hester menyatukan kolaborator dari berbagai disiplin ilmu dan negara, dan bahwa kolaborasi beragam diperlukan untuk proyek antar disiplin semacam itu. “Bekerja dalam isolasi tidaklah produktif dalam kasus ini.”

Studi lain yang dibahas di konferensi tersebut berfokus pada pembentukan es, daripada pencairan. Selama sesi tentang aliran partikel, insinyur Jiarong Hong dari St Anthony Falls Laboratory di University of Minnesota, di Minneapolis, membahas hasil dari eksperimen yang menunjukkan bagaimana turbulensi mempengaruhi kecepatan dan distribusi salju saat turun dan mengendap. Penemuan ini juga dapat membantu para ilmuwan lebih memahami presipitasi, kata Hong.

Proyek lain, dipresentasikan oleh fisikawan Chao Sun dari Universitas Tsinghua di China dan kelompoknya selama sesi tentang konveksi dan aliran yang digerakkan oleh daya apung, berfokus pada pembentukan es di danau.

Bekerja atas hibah dari Natural Science Foundation of China bersama Ziqi Wang dari Tsinghua University, Enrico Calzavarini dari University of Lille di Prancis, dan Federico Toschi dari Eindhoven University of Technology di Belanda, Sun menunjukkan bagaimana pembentukan es di sebuah danau terkait erat dengan dinamika fluida air di bawahnya.

Sebuah danau mungkin memiliki lapisan air dengan kepadatan dan suhu yang berbeda. “Anomali kepadatan air dapat menyebabkan dinamika fluida yang rumit di bawah permukaan es yang bergerak dan dapat secara drastis mengubah perilaku sistem,” kata Sun. “Ini sering diabaikan dalam penelitian sebelumnya.”

Kelompok Sun menggabungkan eksperimen fisik, simulasi numerik, dan model teoretis untuk menyelidiki hubungan antara es dan aliran konvektif (turbulen). Mereka mengidentifikasi empat rezim berbeda dari dinamika aliran yang berbeda, yang masing-masing berinteraksi dengan lapisan lain dan es dengan caranya sendiri. Meskipun dengan kompleksitas itu, kelompok tersebut mengembangkan model teoritis yang akurat yang dapat digunakan dalam studi di masa depan.

“Itu membuat prediksi yang adil tentang ketebalan lapisan es dan waktu pembentukan es,” kata Sun.

Karena pembentukan dan pencairan es memainkan peran penting dalam iklim, katanya, pemahaman yang lebih baik tentang dinamika fluida di balik proses tersebut dapat membantu para peneliti mengidentifikasi dan mempelajari secara akurat penanda dari pemanasan dunia. “Waktu pembentukan dan pencairan es, misalnya, berpotensi menjadi indikator perubahan iklim.”

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney