中華電子采購(gòu)網(wǎng)訊（10月22日）位于地球兩極的冰帽能反射陽(yáng)光、冷卻地球，但卻隨著氣候暖化而逐漸融化；聯(lián)合國(guó)氣候變遷小組(Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)預(yù)測(cè)，兩極冰帽可能在2050~2100年間消失。不過(guò)該小組也指出，他們所預(yù)測(cè)的冰帽完全消失年份僅是一種猜測(cè)。 

　　現(xiàn)在，利用一種原本是為固態(tài)半導(dǎo)體(solid-state semiconductors)所構(gòu)思的模型，科學(xué)家可針對(duì)兩極冰帽的滲透性(permeability)進(jìn)行仔細(xì)的量測(cè)，以更地預(yù)測(cè)暖化的趨勢(shì)。來(lái)自美國(guó)Utah大學(xué)的數(shù)學(xué)家Ken Golden現(xiàn)正在南極的一艘澳洲研究船上工作，制作冰帽導(dǎo)磁性的模型。 

　　「在南極海洋冰帽中，我們正對(duì)海冰的導(dǎo)磁性進(jìn)行試驗(yàn)；」Golden表示：「我們正在進(jìn)行直流阻抗測(cè)量(DC resistivity measurements)，以獲得冰的導(dǎo)電性，而且不久前獲得了頗具意義的滲透閾值(percolation threshold)。」 

　　利用在隨機(jī)電阻網(wǎng)絡(luò)(random resistor network)中具備有效傳導(dǎo)率的固態(tài)半導(dǎo)體數(shù)學(xué)模型，Golde   
n建立了冰的滲透閾值模型。該閾值確定在什么時(shí)間出現(xiàn)傳導(dǎo)率快速上升的變化。在冰帽版本的模型中，滲透閾值確定在什么時(shí)間出現(xiàn)氣溫快速上升的現(xiàn)象。 

　　「目前我們更確定掌握了海冰的變化對(duì)滲透性的影響──即溫度和鹽度(salinity)的依賴關(guān)系；我們的量測(cè)結(jié)果可能有助于在氣候模型中，提供更趨進(jìn)現(xiàn)實(shí)的海冰描述方法，有助于改善對(duì)氣候與暖化效應(yīng)的預(yù)測(cè)。」Golden表示。 

　　近日Golden也向美國(guó)地球物理學(xué)聯(lián)盟(American Geophysical Union，AGU)提出了他的主張，AGU則稱Golden的成果是「海冰滲透性及其對(duì)暖化影響的統(tǒng)一理論?！?nbsp;

　　白色的海冰通常在兩極反射陽(yáng)光，但取而代之的海水卻會(huì)吸收光線。問(wèn)題是何時(shí)將會(huì)是暖化加遽的時(shí)間點(diǎn)？每年春天，融解的海冰化成吸收陽(yáng)光光線的池塘；這些春天融化的池塘排水受到冰的滲透性控制，而Golden利用固體電子模型建立其模型。 

　　Golden指出，在材料的物理學(xué)中有很大一部分問(wèn)題，是有關(guān)于其有效反應(yīng)(effective behavior)嚴(yán)重依賴其連貫性或滲透特性的混雜性媒介(disordered media)；例如摻雜半導(dǎo)體(doped semiconductors)、金屬薄膜(thin metal films)，以及壓敏電阻(piezoresistors)、熱敏電阻(thermistors)等智慧材料…研究團(tuán)隊(duì)采用1960年代所提出、做為不純凈半導(dǎo)體模型的隨機(jī)電子網(wǎng)絡(luò)當(dāng)作模型。 

　　在隨機(jī)電阻網(wǎng)絡(luò)中的有效傳導(dǎo)率取決于出現(xiàn)傳導(dǎo)率快速上升的跳變(transition)處的閾值，包括描述跳變出現(xiàn)有多快的一個(gè)指數(shù)。Golden解釋說(shuō)，這個(gè)公式還把海冰的滲透性描述為一個(gè)由浸透閥值附近的鹽水量決定的函數(shù)；Golden已經(jīng)量測(cè)到了描述跳變有多快的指數(shù)為2，相同于半導(dǎo)體的通用晶格(universal)值。 

　　Golden的團(tuán)隊(duì)也利用海冰微架構(gòu)與一些雷達(dá)吸波復(fù)合材料(radar absorbing composites)的相似性，來(lái)預(yù)測(cè)其閾值。此外也利用原本為研究不純凈半導(dǎo)體的導(dǎo)電性所設(shè)計(jì)的關(guān)鍵路徑分析法(critical path analysis)，來(lái)推估海冰的滲透性規(guī)則。