Refleksje po odbiorach – wywiad z prof. dr. hab. Wojciechem Dębskim

Dokąd zmierzamy, czyli jakie są najważniejsze plany w ramach Geosystem Processes na najbliższy czas?

Geosystem to nowy dział, który obejmuje swoim zakresem olbrzymią różnorodność tematyki. Dział ten został podzielony na cześć teoretyczną i aplikacyjną, a ideą takiego podziału było wydzielenie dwóch zakresów badawczych, które w ramach bloku Geosystem widzieliśmy – badania o charakterze podstawowym, oraz zagadnienia aplikacyjne, związane bezpośrednio z Earth Science – obserwacjami naszej Ziemi.

Podczas odbiorów zaprezentowano konkretne plany badawcze. Jako przykład związany z praktycznymi aplikacjami można wskazać plany budowy sejsmologicznej stacji szerokopasmowej na Stacji Dobrowolskiego. Należy pamiętać, że ideą samego Geosystem, było przyjęcie definicji, że Geosystem oznacza ogół zagadnień odnoszących się do zbierania i analizowania informacji związanych ze złożonością naszej Ziemi i procesów, które na niej zachodzą. Przyjmując takie rozumienie, wzięliśmy pod uwagę kilka elementów. Pierwszy z nich  to obserwacje – stąd przykład stacji  sejsmologicznej na Stacji Dobrowolskiego. Drugi to badania podstawowe – cały zakres aparatu matematycznego, fizycznego, metody numeryczne i zastosowanie tego bogatego aparatu  do analizy danych i procesów, które  obserwujemy.

Niewątpliwie, spoglądając z pewnego dystansu na obecny stan geofizyki,  widać wyraźnie duże zapotrzebowanie na zastosowanie nowoczesnych metod matematycznych i fizycznych w geofizyce. Posiadamy dobrej jakości dane pomiarowe i pojawia się potrzeba zaawansowanej analizy zebranego materiału pomiarowego. To jest element badań podstawowych, które w ramach bloku Geosystem na pewno trzeba rozwijać. Konkretne realizacje zależą od grup badawczych, np. grupa Imaging pod kierownictwem prof. M. Malinowskiego oprócz konkretnych, aplikacyjnych zadań, niewątpliwie stoi przed zadaniem adaptacji nowych technik numerycznych do analizy posiadanych danych. Dane te zawierają informacje, których klasycznymi metodami nie da się dalej analizować. Bardzo ważną inicjatywą w tym zakresie jest prowadzenie przez prof. K. Mizerskiego we współpracy z prof. P. Gwiazdą z Instytutu Matematyki PAN, środowiskowego seminarium matematyki i fizyki w naukach o Ziemi. Jest to znakomite forum do wymiany myśli, doświadczeń dla matematyków, fizyków i geofizyków. Inicjatywa ta, zaczyna być rozpoznawana  wśród polskich fizyków i z pewnością będziemy ją kontynuować.

Na jakie aspekty głównie zwracali uwagę członkowie Międzynarodowej Doradczej Grupy Ekspertów?

Osobiście, nieco na skutek „skrzywienia” uprawianą tematyką badawczą, zwróciłem uwagę głównie na głos  Pani Prof. B. Romanowicz odnośnie uruchomienia stacji sejsmicznej  w Stacji Dobrowolskiego. Postawienie takiej stacji to świetny pomysł, a jej uwaga i zachęta, żeby tę stację uruchomić była jednoznacznym sygnałem, że jest to bardzo ważna rzecz.

Które z ich uwag są szczególnie cenne i zostaną w pierwszej kolejności wykorzystane?

Uwaga Pani prof. Romanowicz była explicite wyartykułowana, wydaje się, że z tych wszystkich uwag, które padały, ta była najważniejsza.

Jak nasze badania w ramach Geosystem Processes wpisują się w globalne wyzwania?

Odpowiadając na to pytanie warto zwrócić uwagę na kilka elementów.

Przez lata geofizyka twardej Ziemi była związana i finansowana przez przemysł naftowy do tego stopnia, że spora grupa fizyków teoretyków brała udział w pracach dotyczących geofizyki poszukiwawczej. Ten trend był obserwowany przez lata, sytuacja jednak uległa ostatnio zmianie, ponieważ przemysł naftowy przeżywa regres. W konsekwencji, na  świecie widoczny jest trend poszukiwania włączania nowych technik, metod matematycznych i fizyki teoretycznej do badań i analizy danych geofizycznych twardej Ziemi, by lepiej wykorzystać posiadany materiał pomiarowy.
W ten trend badawczy wpisuje się na przykład Laboratorium, które prowadzi Pani dr Magda Mrokowska.

W naszym instytucie prowadzony jest szeroki zakres prac badawczych czysto teoretycznych, matematycznych i numerycznych typu complex system, technik analizy danych pomiarowych – inverse method, analizy szeregów czasowych, itp.   Wiele z tych praca stanowi novum w zagadnieniach geofizyki, a fakt, że są one prowadzone u nas od lat (np. zagadnienia fal rotacyjnych) i owocują bardzo ciekawymi wynikami niewątpliwie powoduje, że w tym zakresie IGF aktywnie uczestniczy w rozwiązywaniu aktualnych zagadnień geofizyki. Zdecydowanie większość naszych prac w tym zakresie to nie są analizy akademickie, które trafiają jedynie na półkę.

W którym kierunku powinniśmy iść, aby jak najlepiej odpowiadać na potrzeby społeczne związane z naukami o Ziemi?

Znów należy wspomnieć o kilku elementach.

Badania podstawowe na których koncentruję się, są w bardzo trudnej pozycji jeśli chodzi o  przełożenie na oczekiwania społeczne. Z natury rzeczy są one niewątpliwie podstawą wszelkich „aplikacyjnych zastosowań”. Dopiero te mają swoje bezpośrednie przełożenie na funkcjonowanie i rozwój nas wszystkich jako społeczeństwa. W zasadzie jedyna aktywność możliwa w tym zakresie to popularyzacja wiedzy, edukacja, itp.  Aktywność IGF w tym zakresie jest znacząca
i warto ją podtrzymywać i rozwijać.

 Z drugiej strony, istnieje cały zakres prac aplikacyjnych, w tym analizy Ziemi jako systemu złożonego, który jest dużo łatwiejszy do przekazania i który aktywnie jest wykorzystywany w rozwoju społecznym. Myślę o problemach, które każdego z nas dotykają: zmiany klimatyczne i związane z tym całe spektrum zagadnień hydrologicznych, atmosferycznych  (pogodowych).  Na pewno ważnym i całkowicie nowatorskim elementem jest w tym zakresie próba Pana Prof. J. Krzyścina, włączenia fizyki atmosfery  w kontekst zdrowia publicznego.  Z innych  elementów warto wymienić  magnetyzm środowiskowy Pani prof. B. Górki-Kostrubiec i jej grupy, oraz bania elektryczności atmosfery.  W tych zagadnieniach bardzo ważny jest element społeczny, mający na celu wypracowanie technik monitorowania środowiska, tego co się wokół nas dzieje.

Poruszyłem powyżej kwestie monitoringu środowiska. Z punktu widzenia roli geofizyki we współczesnym społeczeństwie, trudno przecenić te zadania, zwłaszcza w kontekście obecnych wyzwań społecznych, takich jak wspomniane powyżej zmiany klimatyczne i konieczność adaptacji do nich. Także wpływ człowieka na środowisko wymaga mądrych i  skutecznych metod monitorowania. Chodzi tu nie tylko o zagadnienia degradacji środowiska naturalnego, ale może i głównie o bezpieczne eksplorowanie surowców, które mamy na Ziemi: surowców mineralnych i energii. Ta problematyka będzie coraz bardziej zyskiwała na znaczeniu, a my, także poprzez rozwój odpowiednich badań podstawowych powinniśmy w niej uczestniczyć.

Posted on

Acta Geophysica: szczególnie polecane artykuły z październikowego wydania

SOLID EARTH SCIENCES

Relocation of the 2018 Zakynthos, Greece, aftershock sequence: spatiotemporal analysis deciphering mechanism diversity and aftershock statistics

Najsilniejsze i częstsze trzęsienia ziemi na świecie są związane z aktywnymi granicami subdukcji, zatem badanie rozkładu naprężeń w tym środowisku tektonicznym jest bardzo ważne. Autorzy skoncentrowali się na helleńskiej strefie subdukcji, a konkretnie na wybranym wstrząsie sejsmicznym w tym obszarze – w Zakynthos, 25 października 2018 roku, którego następstwem była wyjątkowo intensywna seria 6 wstrząsów wtórnych o magnitudzie >5 w ciągu miesiąca po incydencie, oraz szeregu nieco słabszych późniejszych wstrząsów.

APPLIED GEOPHYSICS

Case study: joint seismic reflection and CSAMT data interpretation for mineral explorations in Fujian, China

W południowo-zachodniej części prowincji Fujian w Chinach znajduje się obszar szczególnie bogaty w złoża mineralne. W ciągu ostatnich 40 lat odkryto już większość przypowierzchniowych zasobów mineralnych, ale podjęto również wiele prób głębszej eksploracji. Ze względu na silne pofałdowania powierzchni i związane z nimi złożone struktury podziemne, pojedyncza metoda geofizyczna nie może zapewnić wiarygodnych wyników obrazowania. Z tego powodu zastosowano dwuwymiarową sejsmologię refleksyjną oraz techniki sondowania elektromagnetycznego z kontrolowanym źródłem (CSAMT).

HYDROLOGY

River/stream water temperature forecasting using artificial intelligence models: a systematic review

Współautor: dr hab. Adam Piotrowski, Zakład Hydrologii i Hydrodynamiki.

Temperatura wody jest jednym z najważniejszych wskaźników systemu wodnego, a dokładne jej prognozowanie ma kluczowe znaczenie. Prognozowanie to jest jednak złożonym procesem, ponieważ na temperaturę wpływa wiele czynników (np. parametry meteorologiczne, hydrologiczne i morfologiczne). W ostatnich latach, wraz z rozwojem mocy obliczeniowych i sztucznej inteligencji (AI), modele AI były stopniowo stosowane do prognozowania temperatury wody w rzece (RWT). Opracowanie ma charakter systematycznego przeglądu aplikacji AI do modelowania temperatury wody w rzece. Przegląd ma jednocześnie pokazać postęp w rozwoju modeli AI, z uwzględnieniem zalet i wad poszczególnych rozwiązań.

ANTHROPOGENIC

Radioactivity concentrations and risk assessment of Tekirdağ lignites (case study of Malkara coalfield)

Autorzy badali stężenia radionuklidów węgla brunatnego z zagłębia węglowego Tekirdağ – Malkara i oceniali związane z tym ryzyko radiologiczne.

ATMOSPHERE

Dependence of skill and spread of the ensemble forecasts on the type of perturbation and its relationship with long-term norms of precipitation and temperature

Od 2016 roku w Instytucie Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowym Instytucie Badawczym działa nowy klaster obliczeniowy. Zwiększenie mocy obliczeniowej umożliwiło realizację zespołowych prognoz systemu predykcyjnego w trybie operacyjnym oraz wykorzystanie nowego komputera do celów badawczych. W ramach projektów, m.in.
Study of Disturbances in the Representation of Modeling Uncertainty in Ensemble Development oraz COSMO Towards Ensemble in Km in Our Countries badano wpływ zmienności pól fizycznych charakteryzujących powierzchnię gleby (wybrany parametr determinujący parowanie z powierzchni gleby oraz temperaturę powierzchni gleby) przy zastosowaniu różnych metod. Eksperymenty numeryczne zakończono dla okresu “letniego” (od czerwca do września) 2013 roku.

Posted on

Dlaczego Polska, dlaczego IGF? Kilka słów od Arianny Varrani z Zakładu Hydrologii i Hydrodynamiki

I am Arianna, from Italy. I joined the Institute of Geophysics in June 2019, as research assistant in sediment dynamics at the laboratory scale.

I obtained my Bachelor degree in Civil Engineering at the University of Padua back in 2015, with a thesis in Geotechnics on the effects of entrainment into rapid landslides in term of increase of mobilised volume. I then moved to the Brandenburg Technical University of Cottbus-Senftenberg, to join an international study programme focussed on Hydroinformatics and Water Management (EUROAQUAE). This MSc programme allowed me to study for one semester at Newcastle University, where I met prof. J. Bathurst who sparked my interest in the initiation of bedload and sediment transport processes. After completing my MSc studies with a thesis on the long-term (morphological) evolution of large alluvial rivers, I spent one and a half year as academic assistant in Cottbus, lecturing graduate students Hydraulics and carrying on research on soil erosion triggered by rainfall. 

I applied for a job position at IG PAS in May 2019 and one month later I joined the Hydrology and Hydrodynamics department. I am carrying on research on microplastics fate in rivers and streams with a focus on the interactions with river sediments.

Posted on

Inauguracja Roku Akademickiego 2020/2021 w Szkole Doktorskiej GeoPlanet

12 października 2020 roku odbyła się uroczysta Inauguracja Roku Akademickiego w Szkole Doktorskiej GeoPlanet. W tym roku zarówno inauguracja, jak i wszelkie inne działania związane ze studiami doktoranckimi w naszym instytucie odbywają się w okolicznościach podyktowanych przez obostrzenia związane z ogłoszoną pandemią. W spotkaniu on-line udział wzięło ponad 50 osób, w tym doktoranci, dyrektorzy instytutów zrzeszonych w konsorcjum GeoPlanet, koordynatorzy studiów, naukowcy i pracownicy administracyjni. Dodatkowo uroczystość była transmitowana na żywo w internecie za pośrednictwem portali społecznościowych. Spotkanie prowadził koordynator Szkoły Doktorskiej GeoPlanet, dr hab. Radosław Smolec.
Inaugurację rozpoczęła dyrektor Instytutu Geofizyki PAN oraz prezes Centrum GeoPlanet, prof. dr hab. inż. Beata Orlecka-Sikora, która powitała gości oraz przedstawiła działania konsorcjum GeoPlanet, jego misję i dotychczasowe osiągnięcia. Pani Dyrektor nawiązała również do trudnej sytuacji w szkolnictwie wyższym w kontekście pandemii. Koordynator Szkoły Doktorskiej GeoPlanet, dr hab. Radosław Smolec, prof. PAN zaprezentował dotychczasowe osiągnięcia Szkoły oraz przedstawił plany na najbliższy rok. Część powitalną zakończył prof. dr hab. Piotr Życki, dyrektor Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika, który między innymi przedstawił sytuację szkoły w kontekście administracyjnym i finansowym.
Następnie pani doktor Aneta Afelt z ICM Uniwersytetu Warszawskiego i L’Institut de recherche pour le développement w Montpellier przedstawiła wykład nt. ‘Facing the epidemiological risk in age of Anthropocene’, który spotkał się z dużym zainteresowaniem słuchaczy i wywołał ożywione dyskusje.
Szkoła Doktorska GeoPlanet zadebiutowała w październiku 2019 roku i od razu okazała się sukcesem, czego dowodzi duże zainteresowanie kandydatów na I rok studiów (łączna liczba kandydatów 178 w tym 165 z zagranicy). W roku akademickim łączna liczba słuchaczy I roku wynosiła 19, w tym 8 osób w CAMK PAN, 7 w IGF PAN oraz po dwie osoby w CBK PAN i CFT PAN. Renomę szkoły potwierdziła rekrutacja na rok akademicki 2020/2021, gdy o miejsca na I roku ubiegało się 111 młodych ludzi (w tym 88 spoza Polski), a przyjęto tylko 30 osób, w tym 2 do IGF PAN. Dołączyli do nas:

  • LALIT ARYA z Indii (Zakład Obrazowania Geofizycznego)
  • MOTUMA SHIFERAW REGASA z Etiopii (Zakład Hydrologii i Hydrodynamiki)


Szkoła oferuje bogaty program kształcenia w różnych dziedzinach związanych z naukami o Ziemi i kosmosie, zachowując dużą elastyczność w doborze przedmiotów przez studentów.

Posted on