Arktis smälter snabbare än vi trodde. Faktiskt, Arktisk isutbredning är rekordlåg. När det händer - när ett naturligt system beter sig annorlunda än forskare förväntar sig - är det dags att ta en ny titt på hur vi förstår systemet. Matematiker Ken Golden vid University of Utah och atmosfärforskaren Court Strong studerar mönstren som bildas av dammar av smältande vatten ovanpå isen. Dammarna är mörka, medan isen är ljus, vilket betyder att ju större dammar, ju mörkare ytan och desto mer solenergi absorberas den.

Så, det är mer än lite viktigt att veta hur isens reflektivitet, även kallad albedo , förändras. Det är en nyckelkomponent för att förstå balansen mellan solenergi som kommer in och energi som reflekteras från Arktis. Tidigare arbete visade att förekomst eller frånvaro av smältdammar i globala klimatmodeller kan ha en dramatisk effekt på långsiktiga förutsägelser av den arktiska havisvolymen.

För att modellera smältdammarnas tillväxt, Gyllene, Strong och deras kollegor tweakade en nästan 100-årig fysikmodell, kallad Ising -modellen, det förklarar hur ett material kan vinna eller förlora magnetism genom att redogöra för hur atomer interagerar med varandra och ett applicerat magnetfält. I deras modell, de ersatte egenskapen hos en atoms magnetiska snurr (antingen upp eller ner) med egenskapen av frusen (vit) eller smält (blå) havsis.

"Modellen fångar den väsentliga mekanismen för mönsterbildning av arktiska smältdammar, "skriver forskarna, och replikerar viktiga egenskaper hos variationen i dammstorlek och geometri. Detta arbete är det första som redogör för smältdammarnas grundläggande fysik och ger realistiska mönster som exakt visar hur smältvatten fördelas över havsytan. Smältvattensmönstrenas geometri bestämmer både havsis albedo och mängden ljus som tränger in i isen, vilket väsentligt påverkar ekologin i övre oceanen.

Tyvärr, en modell som denna kan inte stoppa isen från att smälta. Men det kan hjälpa oss att göra bättre uppskattningar av hur snabbt arktisk is eller permafrost försvinner - och bättre klimatmodeller hjälper oss att förbereda den varmare framtiden.