programmes universitaires
projets REU
à l’Université de L’Arizona, nous construisons un programme pour combler le fossé entre les études en laboratoire et sur le terrain en utilisant L’infrastructure unique de Biosphère 2. Biosphere 2 offre des opportunités uniques pour l’exploration de questions complexes en sciences de la Terre en raison de sa capacité à combiner différentes échelles, manipulation précise et surveillance fine dans des expériences contrôlées., En s’appuyant sur le vaste réseau scientifique externe de l’Université de l’Arizona en hydrologie, géologie, géochimie, écologie, biologie, physique, Ingénierie et sciences de l’atmosphère, nous développons une solide équipe multidisciplinaire de chercheurs qui entreprennent la conception et le déploiement d’une science de premier ordre pour répondre à des questions complexes en sciences de l’environnement., Les projets pour les étudiants REU 2021 comprennent:
science des écosystèmes, Production D’énergie renouvelable, durabilité de l’alimentation et de l’eau
Greg Barron-Gafford, Département de géographie et de développement, et Biosphère 2. Les forces externes (comme les facteurs environnementaux et humains) et les caractéristiques internes (comme l’écophysiologie végétale) déterminent où les espèces peuvent vivre et prospérer., Ce lien est essentiel pour relever l’un des plus grands défis de notre avenir – comment maximiser simultanément la production d’énergie renouvelable et la production alimentaire sans dégrader l’environnement. L’installation » Agrivoltaics » de B2 associe la production d’énergie renouvelable à partir de l’énergie solaire photovoltaïque à l’agriculture pour étudier les impacts de cette nouvelle approche sur le fonctionnement des plantes, l’utilisation de l’eau et la production de biomasse.
Minéraux d’Altération, la Formation des Sols et de la Séquestration du Carbone est Influencé par le Débit de l’Eau et le Biote
Katerina Dontsova, Biosphère 2., Les projets de B2 porteraient sur les processus de formation du sol et le développement de l’hétérogénéité du Sous-sol par couplage hydrologique-géochimique à l’aide de mesures directes et de modélisation géochimique: ce qui se passe dans le basalte recouvrant les pentes LEO en raison de l’écoulement de l’eau et de l’activité biologique; Quel est le rôle de la position de la pente, du temps de séjour de l’eau et de l’activité microbienne sur l’altération totale, la dénudation chimique, la formation de solides secondaires de grande surface et l’accumulation de carbone organique et inorganique.,
les Microbes en tant qu’ingénieurs du sol, des plantes et de l’atmosphère de la Biosphère 2
Laura Meredith, École des ressources naturelles et de l’environnement. Comment les microbes survivent-ils et prospèrent-ils dans divers biomes et différents compartiments écosystémiques, y compris l’eau, les sols, la surface et l’intérieur des feuilles et l’air? Comment les différences dans les microbiomes des différents compartiments de l’écosystème mettent-elles en évidence leur capacité à affecter la biosphère, et plus particulièrement son atmosphère?, Notre recherche explore comment les communautés microbiennes de la forêt tropicale humide et de L’Observatoire de L’évolution du paysage affectent la composition atmosphérique par leur production et leur consommation de gaz à l’état de traces qui affectent le climat et la qualité de l’air. Les étudiants impliqués dans ce projet auront l’occasion d’apprendre des méthodes en génomique microbienne, en bioinformatique et en chimie atmosphérique analytique et de contribuer aux préparatifs clés d’une campagne de recherche internationale dans la forêt tropicale humide.,
développement, amélioration et mise à l’essai D’un système informatique de modélisation terrestre intégré (TIMS)
Guo-Yue Niu, Département D’hydrologie& Sciences de l’atmosphère et Biosphère 2. TIMS se concentre spécifiquement sur l’interaction entre les processus hydrologiques, microbiens, géochimiques, géomorphologiques et écologiques à la surface de la Terre. TIMS tire parti des modèles communautaires de pointe existants (par exemple, CATHY et Noah-MP) et couple les États et les flux entre les modèles pour étudier l’interaction et la rétroaction., TIMS est développé en utilisant un cycle d’apprentissage de modèle d’expérimentation, de sorte que de nouvelles données dérivées de modèles physiques B2, par exemple, LEO et la forêt tropicale, peuvent nous aider à améliorer notre compréhension et notre paramétrage des processus fondamentaux.
temps de Transit de l’eau aux échelles de captage
Peter Troch, Département D’hydrologie& sciences atmosphériques et Biosphère 2 (Directeur Scientifique)., Troch étudie les processus hydrologiques à l’échelle du bassin versant au moyen de mesures, de modélisations et de synthèses avancées pour 1) développer, tester et appliquer des méthodes d’observation avancées pour les flux et les États hydrologiques à une gamme d’échelles spatiales et temporelles; 2) développer des modèles hydrologiques à l’échelle du bassin versant pour le transport de l’eau et des solutés; 3) Comprendre la synthèse hydrologique à l’échelle du bassin versant avec une attention particulière aux extrêmes; 4) déterminer l’effet de l’échelle sur la co-évolution des processus hydrologiques et géochimiques., Les résultats contribuent à améliorer la gestion des ressources en eau à la lumière du changement climatique et d’autres influences humaines. Les étudiants peuvent travailler sur l’estimation du temps de transit de l’eau à l’aide de données isotopiques stables provenant d’échantillons de pluie et d’écoulement des cours d’eau combinées à des travaux sur le terrain et en laboratoire, y compris l’exécution de la spécification laser, et la modélisation mathématique des processus d’écoulement et de transport à
dynamique des forêts tropicales et flux de gaz à L’État de traces
Joost van Haren, Biosphère 2., Les forêts tropicales comptent parmi les écosystèmes les plus dynamiques au monde, mais leurs réponses au changement climatique sont incertaines. B2 offre l’occasion d’étudier les écosystèmes tropicaux dans des conditions futures (augmentation de la température, diminution des précipitations); la grande enceinte et les précipitations artificielles permettent de déterminer avec précision le mouvement de l’eau et du carbone à travers le biome. Les élèves utilisent la forêt tropicale B2 pour évaluer les réponses des plantes, hydrologiques et du cycle du carbone à l’altération de la température et des précipitations.,
débit hydrologique et Transport à L’échelle des pentes
Minseok Kim et Peter Troch, Biosphère 2. Le traçage (isotopique ou chimique) des particules d’eau « marquées » nous aide à comprendre les voies d’écoulement à l’intérieur d’un système hydrologique. Les pentes du Landscape Evolution Observatory (LEO) à Biosphere 2 nous offrent des occasions uniques de mener des expériences avec des particules d’eau marquées et de surveiller ces mouvements à l’intérieur de la colline à une résolution spatio-temporelle sans précédent. Nous utilisons les données expérimentales pour développer et tester des hypothèses, des théories et des modèles., Les étudiants impliqués dans ce projet auront l’occasion d’apprendre comment nous menons des expériences et surveillons les collines; d’analyser la composition isotopique et la chimie des échantillons d’eau collectés aux collines LEO; d’apprendre les théories et les modèles de flux et de transport hydrologiques.