21 просмотров

Изменение климата и математика

Изменение климата влияет на людей и окружающую среду сегодня и особенно в будущем.Математическое ноу-хау необходимо для получения знаний об изменении климата, понимания его как явления и участия в дискуссиях о климате. Таким образом, изучение математики играет важную роль в построении мира, благоприятного для климата, путем воспитания критически мыслящих людей, активных граждан и молодых ученых.

Климатологии нужна математика

Ученые обнаружили первые признаки изменения климата уже более 100 лет назад, и с тех пор знания о климатических проблемах расширились и стали более точными. Тем не менее, разработка стратегий смягчения последствий сильно откладывалась. Это указывает на то, что ученые в одиночку не могут решить проблему, но для ее решения требуются участники из всех слоев общества.

Изучение математики развивает абстрактное мышление, которое является важным инструментом для всех, кто интересуется проблемами климата. Чувства — не единственный авторитетный источник знаний, и ни один человек не может ощутить планетарное изменение климата. Погода и климат образуют сложную систему, на которую влияют постоянно меняющиеся условия атмосферы, океанов, ледников и суши. Климат конкретного места определяется средними погодными условиями за длительный период времени. Другими словами, климат связан со статистикой погоды, и поэтому изменение климата является статистическим явлением, последствия которого наблюдаются в окружающем нас мире. Таким образом, наука о климате требует широкомасштабного применения математики.

Статья в тему:  Какое массовое вымирание было вызвано парниковым эффектом

Математика необходима для описания и прогнозирования изменения климата и передачи этих результатов. Чтобы описать меняющийся климат, нам нужно прежде всего знать, что такое «нормальный». Для этого мы должны рассчитать экологические измерения, касающиеся температуры, количества осадков, снежного покрова, уровня моря, количества углекислого газа в атмосфере и т. д. Рассчитывая средние значения, анализируя дисперсию и создавая диаграммы, мы можем выяснить, изменился ли климат и как. .

Прогнозирование будущего климата требует математического моделирования с помощью дифференциальных уравнений и стохастических методов. Климатические модели являются сложными объектами и требуют, среди прочего, различных типов моделирования атмосферы, океана и облаков, а также моделирования их взаимосвязи. В результате мы можем получить множество различных прогнозов будущих изменений климата. Эти модели полезны для лиц, принимающих решения, предприятий и активных граждан, обдумывающих меры по смягчению последствий изменения климата.

Знания о климате воплощены в текстах, диаграммах и диаграммах. Для передачи этой сложной информации научному сообществу, лицам, принимающим решения, планировщикам и общественности требуется аудитория, обладающая математической грамотностью. Таким образом, передача знаний о климате требует математических навыков как у производителей, так и у потребителей этих знаний.

Как математика может изменить ситуацию

Математика — это мощный инструмент для эффективного решения проблем, а также для проявления власти, в том числе политической. Следовательно, математика связана с человеческими оценками ценностей, приносящими пользу одним больше, чем другим. Следовательно, математика не нейтральна. Это касается граничных условий в моделях, разработки алгоритмов и выбора параметров. Однако принятие решений на основе чистой математики исключает ряд не поддающихся математизации факторов, таких как человеческие ценности, дружба и сопереживание.

Статья в тему:  Кто впервые наблюдал парниковый эффект 17 века

Для эффективного участия в жизни демократического общества учащимся необходимо критическое понимание математики, ее возможностей и ограничений как инструмента получения знаний. Это также должно относиться к поиску решений проблемы изменения климата, а также к роли активного гражданина.

Этот текст основан на статье Ричарда Барвелла (2014). Изменение климата в классе математики: локальный подход к глобальной проблеме. https://cms.math.ca/Events/CMEF2014/vignettes/14V%20-%20Richard%20Barwell.pdf

Упражнения

1. УЧЕТ ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ

  1. Выбросы парниковых газов в Финляндии составили 60,1 млн тонн двуокиси углерода (экв. CO2). Это на 5% меньше, чем годом ранее. Если выбросы продолжат снижаться такими же темпами, сколько углекислого газа будет производить Финляндия в 2050 году?
  2. Человеческие выбросы CO2 составляют 10 Гт в год. Напишите линейное уравнение для сокращения выбросов до нуля к 2050 году.
  3. Человеческие выбросы CO2 составляют 10 Гт в год. Каково процентное снижение выбросов, если к 2050 году они составят 1 млн тонн?
  4. Если выбросы будут увеличиваться на 2% в год, каков будет общий объем выбросов в течение следующих двух лет? Используйте интегрирование для вычисления результата.

2. ВЫБРОСЫ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ ОТ ТРАНСПОРТА
База данных единиц выбросов липасто Центром технических исследований Финляндии VTT охватывает коэффициенты выбросов для транспорта. (http://lipasto.vtt.fi/yksikkopaastot/indexe.htm). Исследуйте сайт и узнайте средние выбросы углекислого газа при проезде следующих транспортных средств на расстояние 50 км:

  1. Бензиновый автомобиль
  2. Междугородний поезд
  3. Паром (Финляндия-Швеция)
  4. Долгий полет
  5. Какое транспортное средство производит больше всего выбросов CO2 на человека?
Статья в тему:  Какое растение имеет самый сильный парниковый эффект

3. ПОВЫШЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР
Серия мероприятий, посвященных повышению средней глобальной температуры для учащихся младших и старших классов: http://spacemath.gsfc.nasa.gov/Modules/6Mod10Prob1.pdf

4. ПОВЫШЕНИЕ УГЛЕКИСЛОГО УГЛЕРОДА В АТМОСФЕРЕ
Серия мероприятий о повышении среднего глобального содержания углекислого газа в атмосфере для учащихся младших и старших классов: http://spacemath.gsfc.nasa.gov/Modules/6Mod10Prob2.pdf

5. ПОДЪЕМ УРОВНЯ МОРЯ
Серия заданий о среднем повышении уровня моря для учащихся средних и старших классов: http://spacemath.gsfc.nasa.gov/Modules/6Mod10Prob5.pdf

6. УГЛЕРОДНЫЙ ЦИКЛ
Упражнение по интерпретации графика для учащихся средних школ на странице 23 веб-сайта НАСА: http://spacemath.gsfc.nasa.gov/SMBooks/SMEarthV2.pdf

7. МОДЕЛИРОВАНИЕ КРИВОЙ КИЛИНГА
Упражнение по Excel для старшеклассников на странице 22 веб-сайта НАСА: http://spacemath.gsfc.nasa.gov/SMBooks/SMEarthV2.pdf

8. АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ
Упражнения по атмосфере Земли на странице 19 сайта НАСА: http://spacemath.gsfc.nasa.gov/SMBooks/SMEarthV2.pdf

9. МИРОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Упражнения по использованию электричества на странице 18 веб-сайта НАСА: http://spacemath.gsfc.nasa.gov/SMBooks/SMEarthV2.pdf

10. БЫТОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Упражнения по использованию электроэнергии в домашних условиях на странице 15 веб-сайта НАСА: http://spacemath.gsfc.nasa.gov/SMBooks/SMEarthV2.pdf

Галерея

Эти изображения могут быть повторно использованы по лицензии CC. Добавьте необходимые сведения о фотографе или компании, которым принадлежат авторские права на используемую вами фотографию. См. информацию об авторских правах и оригинальные фотографии в галерее Flickr.

Справочник по климату для учителей поддерживает разнообразное климатическое образование в школах, рассматривая изменение климата с точки зрения каждого предмета. | Открытый илмасто-опас (суомекси) | Climatguide Lärarens (для svenska)

голоса
Рейтинг статьи
Статья в тему:  Как работает парниковый эффект quizlet astronomy
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x