Украинская ученая – об изменении климата, внутренних волнах океана и любви к математике
Женщины
Катерина Терлецкая, доктор физико-математических наук, заведующая лабораторией математических наук Малой академии наук Украины, лауреат премии L’ORÉAL-ЮНЕСКО «Для женщин в науке» отвергает гендерные стереотипы. Она убеждена, что математика поможет решить проблемы климата, но предупреждает: если игнорировать предостережения ученых, человечество может ждать катастрофа.
Девочки и мальчики одинаково способны к точным наукам
«Первый стереотип из детства: математика, физика и программирование даются девочкам хуже, чем мальчикам. Однако результаты исследования, проведенного американской организацией CRDF Global (в нем участвовало 1,6 млн детей со всего мира на начальном этапе обучения), как раз говорят об обратном – способности к математике у мальчиков и девочек одинаковые. Когда девочек воспитывают так же, как мальчиков, не настраивают на то, что они должны быть правильными и послушными, они осваивают обучение даже лучше. Проблема появляется тогда, когда девочки начинают слышать: "это – не твое", "это – не женское дело", – говорит Катерина Терлецкая. – Гендерные стереотипы очень давят. На моем механико-математическом факультете в университете девочек было даже больше, чем мальчиков. Но далее наступала "вторая серия" под названием "Карьера или семья?". Многие не видели примеров успешных женщин, у которых получилось и то и другое, поэтому не отваживались на такой путь».
Проблема появляется тогда, когда девочки начинают слышать: "это – не твое", "это – не женское дело"
Украина, по словам ученой, может похвастаться большим количеством женщин в науке, их не менее 45 процентов от общего числа научных сотрудников. По данным Института статистики ЮНЕСКО, страна занимает 12 место по количеству женщин-ученых в рейтинге среди 41 государства мира. Больше всего украинок занимаются наукой в общественной (65,2%), медицинской (65,2%), гуманитарной (60,3%) сферах. А вот в технической отрасли – всего 34%.
Казалось бы, не самая безнадежная ситуация. Однако тут есть «подводные камни». По словам ученой, секрет не в том, что украинское общество столь прогрессивно, просто ученым гораздо меньше платят, поэтому мальчики часто уходят заниматься другой работой, которая более прибыльна. «Мужчина обеспечивает семью, а жена в науке – мало того, что красивая, еще и умная. Это модель поведения нашего общества. И ее нужно менять!» – говорит Катерина.
Катерина Терлецкая, доктор физико-математических наук, заведующая лабораторией математических наук Малой академии наук Украины.
Математика и проблемы с климатом. Что общего?
«Математика легко давалась мне с детства. Но я всегда искала ответ на вопрос – как применить в жизни эти красивые уравнения и формулы? Ведь многие так и остаются со своими академическими знаниями, не используя их на практике. Мне повезло с преподавателем, который указал мне путь, – говорит Катерина. – В Институте проблем математических машин и систем Национальной академии наук я начала с помощью математических моделей заниматься описанием реальных процессов, которые происходят в океанах и морях. К примеру, изучала, как будут перемешиваться слои разной температуры в воде. Эти процессы связаны с термодинамикой океана и, соответственно, с климатом на нашей планете».
Внутренние волны океана – как ложка, перемешивающая кофе со сливками
Главной темой стало изучение внутренних волн. Их моделированием Катерина Терлецкая занимается 15 лет, работая над этим не только в лаборатории в Киеве, но также в Китае и Южной Корее, там, где зарождаются внутренние волны – предмет ее изучения. Украинские ученые из Института проблем математических машин и систем НАН Украины делились опытом, который страна уже имела после аварии на Чернобыльской АЭС. Он же пригодился после ЧП на японской станции Фукусима. Помогали корейским коллегам сделать прогноз – куда потечет радиоактивное пятно и можно ли будет после этого ловить там рыбу?
Представим, что океан – это чашка кофе со сливками. Сверху – одна температура и плотность жидкости, снизу – другая.
«Климат и погоду мы моделируем уравнениями. Казалось бы, я моделирую волны в каких-то лотках, при чем здесь климат и океан? А это математика, которая лежит в основе наших предсказаний. Представим, что океан – это чашка кофе со сливками. Сверху – одна температура и плотность жидкости, снизу – другая. А внутренние волны, которые мы не видим глазом (они ниже, в толще воды) – это как ложка, которая эти слои перемешивает, – поясняет Катерина. – И от того, как это будет происходить, будет зависеть температура поверхностных вод океана – главного "диктатора климата". В мировом океане есть много мест, где можно найти большие внутренние волны. Например, в Европе – это побережье Португалии. Одни из самых больших внутренних волн зарождаются в Южно-Китайском море, поэтому там проводят большое количество наблюдений и делают выводы о траекториях таких волн. А также оценивают угрозы, которые могут нести эти невидимые волны подводным сооружениям на шельфе. Внутренние волны могут принимать разнообразные формы и влиять на изменение температуры воды океана. Пока что ученые понимают не все механизмы их действия и занимаются их изучением».
Как океан диктует климат и почему потеплело на два градуса?
В научном сообществе долго не было консенсуса по поводу того, что же происходит с климатом и почему температура растет. Ведь это продолжается последние 100 лет. Стало быть, а причастен ли человек? Многие говорили о том, что климат менялся всегда и что были периоды на планете, когда и без людей было гораздо теплее. Однако, говорит ученая, последние годы теория о причастности человека подтвердилась на 99 процентов.
«Мы сжигаем природные ископаемые, и за счет выбросов углекислого газа происходит глобальное потепление. Такого уровня СО2, как сейчас, на Земле не было никогда. За последние 10-20 лет у нас на графике просто "клюшка", каждый год уровень углекислого газа в атмосфере взлетает. И причина – деятельность человека», – говорит Катерина.
«Океан начинает накапливать избыток тепла, который появляется в атмосфере, и нагревается. За счет этого он начинает расширяться. Тают ледники, ведь полярные регионы Арктика и Антарктика наиболее чувствительны (температура на полюсах растет быстрее). И если раньше говорили о том, что таяние ледников вносит одну треть в увеличение уровня океана, то сейчас мы можем говорить практически о половине. Это происходит так быстро, как мы не могли даже предположить», – обеспокоена ученая.
Что делать, чтобы не повышать температуру на планете?
«У каждого из нас есть свой "карбоновый след". На сайте ООН есть калькулятор (UN carbon footprint calculator), куда можно внести собственные данные (сколько ездишь на машине, сколько раз летаешь на самолете, покупаешь одежду – и так далее) и узнать свой "вклад" в изменения климата. Задача каждого человека – всячески этот след уменьшать», – поясняет Катерина.
По прогнозам ученых, до конца столетия уровень мирового океана поднимется на величину от одного до двух метров, многие города рискуют уйти под воду. «Это не будет везде одинаково – где-то уровень воды может взлететь не более чем на два метра (как на Филиппинах), а где-то наоборот – может опуститься (как в Балтийском море)». Украина, по словам ученой, не так сильно почувствует драматичность ситуации. А вот, к примеру, Бангладеш – да! Островные государства могут уйти под воду, а пустыни – расшириться. В разных регионах появятся климатические беженцы.
Лабораторный бассейн для изучения климата
«Сейчас украинские ученые, среди других 16 всемирных институтов, входят в новый проект "Горизонт" (PolarRES). Его цель – провести исследования климата в полярных регионах, которые играют решающую роль в балансировке глобального климата. PolarRES финансируется программой Horizon 2020 Европейского cоюза, а на его реализацию выделено восемь миллионов евро. Украина – страна, которая активно участвует в исследованиях в Антарктиде (ученые Национального антарктического научного центра делают измерения на станции "Академик Вернадский", а теперь мы будем получать еще и данные с ледокола "Ноосфера", который пошел в этом году в Антарктиду). Наша команда ученых является частью консорциума. Мы анализируем результаты измерений, сопоставляем с расчетами математических моделей. PolarRES – масштабный проект, цель которого – улучшить наше понимание роли полярных регионов в изменении климата. На основании исследований мы пытаемся сделать предположения, гипотезы – к чему мы придем, если все будет идти так, как сейчас?» – рассказывает ученая.
Климатическое образование
Для того, чтобы верно интерпретировать информацию об этих изменениях на планете, необходимо вводить климатическое образование. Катерина считает – прежде всего этому нужно обучать детей, ведь им придется с этим жить.
Для приобщения учеников к климатической науке ученая использует специальную установку, которая называется «Погода в лабораторном бассейне», привезенную из MIT (Массачусетского технологического института) в Малую академию наук Украины. С ее помощью можно показывать основные составляющие элементы климата, создавать модели, которые их наглядно демонстрируют. Методика такова: во вращающемся маленьком бассейне с водой красками можно подсвечивать холодную и теплую воду и наблюдать, как она перемешивается. Таким образом имитируются передвижения и перемешивания воздушных и водных масс.
Терлецкая считает, что сейчас очень важно популяризировать роль ученых в обществе, ведь дети хотят стать бизнесменами и блогерами, а быть ученым «не модно». Но если к ученым не прислушиваться, то потом все произойдет, как в фильме «Don’t look up!» («Не смотри наверх!»), в котором такая беспечность привела к катастрофе.