北极的融化速度比我们想象的要快。事实上，北极冰的范围处于历史最低点。当这种情况发生时 - 当一个自然系统的行为与科学家所期望的不同时 - 是时候再看看我们如何理解这个系统。犹他大学数学家Ken Golden和大气科学家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，这意味着池塘越大，表面越暗，它吸收的太阳能越多。
因此，了解冰的反射率(也称为反照率)是如何变化的，这一点非常重要。这是了解太阳能进入与北极反射能量之间平衡的关键因素。早期的工作表明，全球气候模型中融化池的存在与否可对北极海冰量的长期预测产生显着影响。
为了模拟熔池的增长，Golden，Strong和他们的同事调整了一个近百年历史的物理模型，称为Ising模型，通过解释原子如何相互作用来解释材料如何获得或失去磁性。施加的磁场。在他们的模型中，他们用冷冻(白色)或融化(蓝色)海冰的特性取代了原子磁旋转(向上或向下)的特性。
“该模型捕捉了北极融化池形成模式的基本机制，”研究人员写道，并重复了池塘大小和几何形状变化的重要特征。这项工作首次考虑了熔池的基本物理特性，并生成了真实的模式，准确地展示了融水如何在海冰表面上分布。融水模式的几何形状决定了海冰反照率和穿透冰层的光量，这显着影响了上层海洋的生态。
不幸的是，这样的模型不能阻止冰融化。但它可以帮助我们更好地估算北极冰层或永久冻土层消失的速度 - 更好的气候模型可以帮助我们为未来更温暖的未来做好准备。