programy Uniwersyteckie
projekty REU
na Uniwersytecie Arizony budujemy program, aby wypełnić lukę między badaniami laboratoryjnymi i polowymi, wykorzystując unikalną infrastrukturę Biosphere 2. Biosphere 2 oferuje wyjątkowe możliwości eksploracji złożonych zagadnień w naukach o Ziemi ze względu na jego zdolność do łączenia różnych skal, precyzyjnej manipulacji i precyzyjnego monitorowania w kontrolowanych eksperymentach., Opierając się na dużej zewnętrznej sieci naukowej na Uniwersytecie Arizony w hydrologii, geologii, geochemii, ekologii,biologii, fizyki, inżynierii i Nauk atmosferycznych, rozwijamy silny multidyscyplinarny zespół naukowców, którzy podejmują projektowanie i wdrażanie najwyższej klasy nauki w celu rozwiązania złożonych pytań w naukach o środowisku., Projekty dla studentów REU 2021 obejmują:
Nauka o ekosystemie, produkcji energii odnawialnej, żywności i zrównoważonym rozwoju wody
Greg Barron-Gafford, Wydział Geografii i rozwoju oraz Biosfera 2. Siły zewnętrzne (takie jak czynniki środowiskowe i ludzkie) i cechy wewnętrzne (takie jak ekofizjologia roślin) determinują, gdzie gatunki mogą żyć i rozwijać się., Ten związek ma kluczowe znaczenie dla sprostania jednemu z największych wyzwań stojących przed naszą przyszłością – jak jednocześnie zmaksymalizować produkcję energii odnawialnej i produkcję żywności bez degradacji środowiska. Instalacja „Agrivoltaics” w B2 łączy produkcję energii odnawialnej z fotowoltaiki słonecznej z rolnictwem, aby zbadać wpływ tego nowatorskiego podejścia na funkcjonowanie roślin, zużycie wody i produkcję biomasy.
wietrzenie minerałów, tworzenie się gleby i sekwestracja węgla pod wpływem przepływu wody i fauny
Katerina Dontsova, Biosfera 2., Projekty w B2 skupiałyby się na procesach formowania gleby i rozwoju niejednorodności podpowierzchniowej poprzez sprzężenie hydrologiczno-geochemiczne z wykorzystaniem bezpośrednich pomiarów i modelowania geochemicznego: co dzieje się w bazalcie pokrywającym zbocza LEO w wyniku przepływu wody i aktywności biologicznej; jaka jest rola położenia nachylenia, czasu przebywania wody i aktywności mikrobiologicznej na całkowitym wietrzeniu, denudacji chemicznej, tworzeniu wysokiej powierzchni wtórnych ciał stałych oraz akumulacji węgla organicznego i nieorganicznego.,
mikroby jako inżynierowie gleby, roślin i atmosfery Biosfery 2
Laura Meredith, School of Natural Resources and Environment. W jaki sposób mikroby przeżywają i rozwijają się w różnych biomach i różnych przedziałach ekosystemu, w tym w wodzie, glebie, powierzchni i wnętrzu liści oraz w powietrzu? W jaki sposób różnice w mikrobiomach różnych przedziałów ekosystemu podkreślają ich zdolność do wpływania na biosferę, a w szczególności na jej atmosferę?, Nasze badania badają, w jaki sposób społeczności drobnoustrojów w tropikalnym lesie deszczowym i Obserwatorium ewolucji krajobrazu wpływają na skład atmosfery poprzez ich produkcję i zużycie gazów śladowych, które wpływają na klimat i jakość powietrza. Student (s) zaangażowany w ten projekt będzie miał okazję nauczyć się metod w genomiki drobnoustrojów, bioinformatyki i analitycznej chemii atmosfery i przyczynić się do kluczowych przygotowań do międzynarodowej kampanii badawczej w tropikalnym lesie deszczowym.,
opracowanie, ulepszenie i testowanie komputerowego, naziemnego Zintegrowanego Systemu modelowania (TIMS)
Guo-Yue Niu, Wydział Hydrologii& Nauk atmosferycznych i Biosfery 2. TIMS koncentruje się w szczególności na interakcjach między procesami hydrologicznymi, mikrobiologicznymi, geochemicznymi, geomorfologicznymi i ekologicznymi na powierzchni Ziemi. CATHY i Noah-MP) oraz par stanów i przepływów między modelami do badania interakcji i sprzężenia zwrotnego., TIMS jest opracowywany przy użyciu cyklu uczenia modelu eksperymentalnego, tak aby nowe dane pochodzące z modeli fizycznych B2, np. LEO i rainforest, mogą pomóc nam poprawić nasze zrozumienie i parametryzację podstawowych procesów.
CZAS TRANZYTU wody w skali zlewni
Peter Troch, zakład Hydrologii& Nauki o atmosferze i biosferze 2 (kierownik naukowy)., Troch bada procesy hydrologiczne w skali zlewni poprzez zaawansowane pomiary, modelowanie i syntezę, Aby 1) opracować, przetestować i zastosować zaawansowane metody obserwacji strumieni hydrologicznych i stanów w zakresie skal przestrzennych i czasowych; 2) opracować modele hydrologiczne w skali hillslope-to-zlewni dla transportu wody i substancji rozpuszczonych; 3) zrozumieć syntezę hydrologiczną w skali zlewni ze szczególnym uwzględnieniem skrajności; 4) określić wpływ skali na ewolucję procesów hydrologicznych i geochemicznych., Wyniki badań przyczyniają się do poprawy zarządzania zasobami wodnymi w świetle zmian klimatu i innych wpływów człowieka. Studenci mogą pracować nad estymacją czasu tranzytu wody przy użyciu stabilnych danych izotopowych z próbek deszczu i przepływu strumienia w połączeniu z pracami polowymi i laboratoryjnymi, w tym uruchomieniem specyfikacji laserowej, oraz matematycznym modelowaniem procesów przepływu i transportu w skalach zlewni przy użyciu zarówno zbiorników wodnych LEO, jak i CZO.
dynamika lasów tropikalnych i śladowe strumienie gazu
Joost van Haren, Biosphere 2., Lasy tropikalne należą do najbardziej dynamicznych ekosystemów na świecie, ale ich reakcje na zmiany klimatu są niepewne. B2 daje możliwość badania ekosystemów tropikalnych w przyszłych warunkach (podwyższona temperatura, zmniejszone opady); duża obudowa i sztuczne opady pozwalają precyzyjnie określić ruch wody i węgla przez biom. Uczniowie wykorzystują las tropikalny B2 do oceny reakcji roślin, hydrologicznych i cykli węglowych na zmienioną temperaturę i opady.,
Hydrologic Flow and Transport at Hillslope Scales
Minseok Kim and Peter Troch, Biosphere 2. Śledzenie (izotopowo lub chemicznie) „oznaczonych” cząstek wody pomaga nam zrozumieć ścieżki przepływu wewnątrz układu hydrologicznego. Landscape Evolution Observatory (LEO) hillslopes w Biosphere 2 dają nam wyjątkowe możliwości prowadzenia eksperymentów z oznaczonymi cząstkami wody i monitorowania tych ruchów wewnątrz wzgórza z niespotykaną rozdzielczością czasowo-przestrzenną. Wykorzystujemy dane eksperymentalne do opracowywania i testowania hipotez, teorii i modeli., Studenci zaangażowani w ten projekt będą mieli okazję dowiedzieć się, jak przeprowadzamy eksperymenty i monitorujemy hillslopy; analizować skład izotopowy i chemię próbek wody zebranych w hillslopach LEO; uczyć się hydrologicznych teorii i modeli przepływu i transportu.