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作者:蒋迅
Alice Zhai和她的指导老师蒋红涛(Jonathan Jiang)
美国儿童从学前班开始就有了科展活动。科学实验活动,英文叫Science Fair,直译就是科展。它的形式就是由学生进行实验,然后把自己的实验结果写在一块硬纸板上进行展览。这项活动不在教学大纲之中,完全看老师。有些学校的老师对此很热心,那里的学生就会得到更多发挥才智的机会。但也有一些老师比较懒,他们的学生就只好不幸了。到高中时,科展可能会做得很大,甚至进入白宫。这里我们讲一个NASA喷气推进实验室的一个故事。在JPL科学家的帮助下,一个高中16岁学生 (Alice Zhai) 的科展项目变成了NASA飓风研究。
翟瑞琳(音,Alice Zhai)是一位16岁的高中学生。她所在的高中就在NASA的喷气推进实验室的边上,但她一开始并没有参与到那里的研究。2013年,她安家了洛杉矶县的科学展览。她选择的题目是飓风对经济的影响。2012年的飓风桑迪(Hurricane Sandy)给美国、加拿大、巴哈马和加勒比地区造成了总计655亿美元的经济损失108人死亡。翟瑞琳注意到,那次飓风的风速并不是很大,但覆盖范围很广。她认为这个现象很值得进一步研究。于是她收集了一些典型飓风的数据,建立了一个简单的数学模型。最后她的展板获得了美国气象学会洛杉矶分会的“杰出成就奖”。
喷气推进实验室的研究人员蒋红涛博士是北京师大天文系1981级的学生。毕业后他赴加拿大约克大学(York University)深造并于1991年和1996年获得硕士和博士学位。1999年起他到喷气推进实验室工作,他已经发表多篇论文并获得多项NASA奖励。正好蒋红涛是那次展览的评委之一,也正好他看到了她的展板,她的参与和探究精神给他留下了深刻印象。蒋红涛认为,翟瑞琳的工作虽然内容上不特别严谨,但思路新颖:一反通常把损失只与飓风风速联系的做法,而是把飓风覆盖范围的半径也考虑进来。文中提到地方灾害与飓风能量的关系,并进一步探讨了保险索赔。蒋红涛热情鼓励她继续改进模型。他帮助她进入加翁玉林州理工学院做实习,并说服翁教授允许她在2014年的暑假里到喷气推进实验室去继续进行这项研究。二人在暑假的三个月里把收集到的数据增加了一倍,把1988年以来的73场飓风的风速、覆盖范围的半径及损失规模放在一起,建立了更严格的统计模型。他们发现,半径增加一倍而风速不变时,经济损失增加三倍(既达到参照例的四倍);而当半径增加两倍时,损失几乎是参照例的20倍。
他们把结果写成了论文“美国飓风速度和尺寸对灾害损失的附属关系”(Dependency of U.S. Hurricane Loss on Maximum Wind Speed and Storm Size)投给了《环境研究通讯》。第一次投稿没有被接受。翟瑞琳仍然保持乐观。她说:退稿不可怕,因为审稿人的意见很有正能量。“它鼓励我继续下去”。他们根据意见做了修改,很快在第二次投稿时得以通过。这篇文章在英国物理学会(IOP)网站上可以下载:
http://iopscience.iop.org/1748-9326/9/6/064019/
2014年8月,翟瑞琳获联邦与加州理工学院学者肯定,被颁予“戴维斯青年学者奖”(Davidson Fellow)。翟瑞琳表示,她对飓风肆虐美国特定区域的新闻颇为关注,自己也很想投入以往没人接触的话题,所以拿飓风当材料。在喷射推进实验室内的日子,她很高兴能跟诸 多科学家共事,透过互动而启发个人视野,能获得戴维斯青年学者奖她很高兴,未来亦期盼进入大学校园专攻数学和科学,继续做更多研究。
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