الرياضيات والمناخ

الرياضيات والمناخ 

---

واحدة من أهم التحديات في عصرنا ونمذجة المناخ العالمي. بعض الأسئلة الأساسية الباحثون بمعالجة حاليا هي:

• كم من الوقت سوف البقاء على قيد الحياة الصيف حزمة الجليد في القطب الشمالي البحر؟
• 
  
• وكم ستكون ارتفاع مستوى سطح البحر كما الصفائح الجليدية تذوب؟
• 
  
• كيف الأنشطة البشرية تؤثر على تغير المناخ؟
• 
  
• كيف يتم رصد المناخ العالمي؟

حساب التفاضل والتكامل، والمعادلات التفاضلية،

 والتحليل العددي، على الأرجح، والإحصاءات ليست سوى بعض من مجالات الرياضيات المستخدمة لفهم المحيطات والغلاف الجوي، والقمم الجليدية القطبية، والتفاعلات المعقدة بين هذه النظم واسعة.

هناك حاجة ماسة للبحث العلمي حول عدم استقرار المناخ وقضايا الطاقة ذات الصلة، ويمكن للمجتمع الرياضيات وينبغي أن تشارك. ولكننا نحتاج أيضا إلى مجتمع الرياضيات أن يكون جزءا من عملية التعليم، حيث أننا نكتسب الفهم لخطورة هذه المشاكل والحاجة إلى تغييرات مجتمعية للتصدي لها، سيكون من المفيد - بل سيكون من الضروري - السكان المتعلمين إلى تقدير هذه التغييرات ودعمها. في منتصف الطريق تقريبا من خلال عقد الأمم المتحدة للتعليم من أجل التنمية المستدامة، يجب على مجتمع الرياضيات أن يسأل نفسه: هل نساعد بشكل عام، وليس فقط على الجانب البحثي من عدم استقرار المناخ؟ هل نصنع التأثير على التوعية حول الاستدامة التي يجب علينا أن نفعلها؟ اعتبر أن ما يقرب من ثلاثة أرباع مليون طالب أو أكثر يأخذون حساب التفاضل والتكامل أنا صنف كل عام. [1] ينبغي أن نتطلع إلى دمج التعليم حول عدم استقرار المناخ، وبشكل عام، الاستدامة في فصول حساب التفاضل والتكامل. وعلاوة على ذلك، فإن الغالبية العظمى من هؤلاء الطلاب لن ينتهي بهم الأمر كما التخصصات الرياضيات وبالنسبة لكثير من هؤلاء الطلاب حساب التفاضل والتكامل هو دورة الرياضيات الطرفية. لذلك، ليس فقط لدينا الكثير من الطلاب للتأثير في حساب التفاضل والتكامل أنا، ولكن هذا قد يكون أيضا آخر مرة يمكننا أن نقدم معلومات كمية حول القضايا الهامة التي تواجه الكوكب. السؤال الآن: كيف ندمج هذه الأنواع من القضايا في حساب التفاضل والتكامل؟ وبالنظر إلى أن البيانات هي أكثر سهولة الوصول إليها بسبب الإنترنت، والفكرة الأساسية هي بسيطة. يمكننا استخدام جدول بيانات لتتناسب مع المنحنيات / وظائف إلى بيانات حقيقية عن متوسط ​​درجة الحرارة العالمية، واستهلاك النفط، CO2 الغلاف الجوي، وما إلى ذلك مرة واحدة لدينا وظائف، وأدوات حساب التفاضل والتكامل يمكن استخدامها للإجابة على أسئلة الاستدامة الهامة. على سبيل المثال، نظرا للبيانات المتوفرة، من السهل إنشاء الشكل 1 في إكسيل ولدينا الآن وظيفة للعمل معها. مع القليل من التحليل، بما في ذلك حساب التفاضل والتكامل، يمكننا أن نحسب الطلاب المعدل الحالي للتغير في متوسط ​​درجة الحرارة العالمية (وفقا للنموذج)، ووضع تنبؤات عن طريق استقراء منحنى أو استقراء خط الظل قبالة السنة الحالية. هذه هي مشاكل حساب التفاضل والتكامل القياسية، ولكن هنا قمنا بإضافة السياق، ونحن يمكن أن تشجع المناقشات بين الطلاب وأعضاء هيئة التدريس (بما في ذلك أعضاء هيئة التدريس من التخصصات الأخرى) حول تداعيات هذه الحسابات. من المهم أن نلاحظ أننا لسنا مضطرين لخفض المحتوى النموذجي لدينا (تعليم الطلاب للقيام المنحنى المناسب