universiteitsprogramma ‘ s
REU-projecten
aan de Universiteit van Arizona bouwen we een programma om de kloof tussen laboratorium-en veldonderzoek te overbruggen door gebruik te maken van de unieke infrastructuur van biosfeer 2. Biosphere 2 biedt unieke mogelijkheden voor het verkennen van complexe vragen in de aardwetenschappen vanwege zijn vermogen om verschillende schalen, nauwkeurige manipulatie en fijne monitoring te combineren in gecontroleerde experimenten., Door voort te bouwen op het grote externe wetenschappelijke netwerk van de Universiteit van Arizona op het gebied van hydrologie, geologie, geochemie, ecologie, biologie, fysica, engineering en atmosferische wetenschappen, ontwikkelen we een sterk multidisciplinair team van onderzoekers die zich bezighouden met het ontwerpen en inzetten van hoogwaardige wetenschap om complexe vragen in de milieuwetenschappen te beantwoorden., Projecten voor 2021 REU-studenten omvatten:
Ecosystem Science, Renewable Energy Production, Food, and Water Sustainability
Greg Barron-Gafford, Department of Geography and Development, and Biosphere 2. Externe krachten (zoals milieu-en menselijke factoren) en interne kenmerken (zoals plant ecofysiologie) bepalen waar soorten kunnen leven en gedijen., Deze nexus is cruciaal voor het aanpakken van een van de grootste uitdagingen voor onze toekomst – hoe we tegelijkertijd de productie van hernieuwbare energie en voedsel kunnen maximaliseren zonder het milieu te schaden. De “Agrivoltaics” – installatie op B2 combineert de productie van hernieuwbare energie uit fotovoltaïsche zonne-energie met de landbouw om de impact van deze nieuwe aanpak op de functie van planten, watergebruik en biomassaproductie te bestuderen.
minerale verwering, bodemvorming en koolstofvastlegging onder invloed van waterstroming en Biota
Katerina Dontsova, biosfeer 2., Projecten bij B2 zouden zich richten op bodemvormingsprocessen en de ontwikkeling van heterogeniteit van de ondergrond door middel van hydrologisch-geochemische koppeling met behulp van directe meting en geochemische modellering: wat gebeurt er in het basalt dat LEO hellingen bedekt als gevolg van waterstroming en biologische activiteit; Wat is de rol van hellingspositie, waterverblijftijd en microbiële activiteit op totale verwering, chemische denudatie, vorming van secundaire vaste stoffen met een hoog oppervlak, en accumulatie van organische en anorganische koolstof.,
microben als de ingenieurs van de bodem, planten en atmosfeer van biosfeer 2
Laura Meredith, School Of Natural Resources and Environment. Hoe overleven en gedijen microben in diverse biomen en verschillende ecosysteemcompartimenten, waaronder water, bodem, het oppervlak en de binnenkant van bladeren, en lucht? Hoe benadrukken verschillen in de microbiomen van verschillende ecosysteemcompartimenten hun vermogen om de biosfeer te beïnvloeden, en in het bijzonder de atmosfeer?, Ons onderzoek onderzoekt hoe microbiële gemeenschappen in het tropisch regenwoud en het Observatorium Landschapsevolutie de samenstelling van de atmosfeer beïnvloeden door hun productie en consumptie van sporengassen die het klimaat en de luchtkwaliteit beïnvloeden. De student (s) die betrokken zijn bij dit project zal (zullen) de kans krijgen om methoden te leren in microbiële genomica, bioinformatica en analytische atmosferische chemie en bijdragen aan belangrijke voorbereidingen voor een internationale onderzoekscampagne in het tropisch regenwoud.,
ontwikkelen, verbeteren en testen van een computer-based, Terrestrial Integrated Modeling System (TIMS)
Guo-Yue Niu, Department of Hydrology & Atmospheric Sciences, and Biosphere 2. TIMS richt zich specifiek op de interactie tussen hydrologische, microbiële, geochemische, geomorfologische en ecologische processen aan het aardoppervlak. TIMS maakt gebruik van bestaande state-of-the-art Gemeenschapsmodellen (bijvoorbeeld CATHY en Noah-MP) en koppelt Staten en fluxen tussen de modellen om interactie en feedback te bestuderen., TIMS wordt ontwikkeld met behulp van een proefmodel leercyclus, zodat nieuwe data afgeleid van B2 fysieke modellen, zoals LEO en het regenwoud, ons kunnen helpen ons begrip en parameterisatie van fundamentele processen te verbeteren.
water Transit Time at Catch Scales
Peter Troch, Department of Hydrology & atmosphere Sciences, and Biosphere 2 (Science Director)., Troch bestudeert hydrologische processen op stroomgebied via geavanceerde meting, modellering en synthese om 1) geavanceerde observatiemethoden voor hydrologische fluxen en toestanden op een reeks ruimtelijke en temporele schalen te ontwikkelen, te testen en toe te passen; 2) hydrologische modellen voor water-en oplostransport op berglope-to-stroomgebied te ontwikkelen; 3) hydrologische synthese op stroomgebied te begrijpen met speciale aandacht voor uitersten; 4) schaaleffect te bepalen op co-evolutie van hydrologische en geochemische processen., Bevindingen dragen bij aan een beter waterbeheer in het licht van klimaatverandering en andere menselijke invloeden. Studenten kunnen werken aan de schatting van de waterdoorvoertijd met behulp van stabiele isotoopgegevens van regen-en streamflowmonsters in combinatie met veld-en laboratoriumwerk, waaronder het uitvoeren van de laserspec, en wiskundige modellering van stroom-en transportprocessen op afwateringsschalen met behulp van zowel LEO-als CZO-waterschuren.
Tropical Forest Dynamics and Trace Gasfluxes
Joost Van Haren, biosfeer 2., Tropische bossen behoren tot de meest dynamische ecosystemen ter wereld, maar hun reactie op klimaatverandering is onzeker. B2 biedt de mogelijkheid om tropische ecosystemen onder toekomstige omstandigheden (verhoogde temperatuur, verminderde neerslag) te bestuderen; de grote leefruimte en kunstmatige regenval maken nauwkeurige bepaling van water-en koolstofbewegingen door het bioom mogelijk. Studenten gebruiken het B2 tropisch bos om planten -, hydrologische en koolstofcycli reacties op veranderde temperatuur en neerslag te beoordelen.,
Hydrologic Flow and Transport at Hillslope Scales
Minseok Kim and Peter Troch, biosfeer 2. Tracing (isotopisch of chemisch) ‘gelabelde’ waterdeeltjes helpen ons om stromingsroutes in een hydrologisch systeem te begrijpen. De Landscape Evolution Observatory (LEO) hillslopes op Biosphere 2 bieden ons unieke mogelijkheden om experimenten uit te voeren met gelabelde waterdeeltjes en om die bewegingen in de hillslope te monitoren met de ongekende spatio-temporele resolutie. We gebruiken de experimentele gegevens om hypothesen, theorieën en modellen te ontwikkelen en te testen., Studenten die betrokken zijn bij dit project krijgen de mogelijkheid om te leren hoe we experimenten uitvoeren en de hillslopes monitoren; om isotopische samenstelling en chemie van watermonsters te analyseren die verzameld zijn bij de LEO hillslopes; om hydrologische stromingstheorieën en-modellen te leren.