Melissa Allen-Dumas y derribando el cambio climático Un vecindario a la vez

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Publicado originalmente por Laboratorio Nacional Oak Ridge.

El mundo está lleno de “problemas enormes y retorcidos”, como dice la científica investigadora y músico del Laboratorio Nacional Oak Ridge, Melissa Allen-Dumas, sin importar en qué línea de trabajo estés. Ese era ciertamente el caso cuando ella luchaba con un pieza de música dura.

“Hay pasajes en la música que son mucho más difíciles que otros pasajes y que requieren mucha más práctica”, dijo Allen-Dumas, quien interpretó y enseñó violín y viola profesionalmente durante gran parte de su vida. “Es importante tomarlos y dividirlos en trozos más fáciles para usted y resolver problemas más pequeños”.

Resulta que dividir grandes problemas en piezas manejables es también el meollo de su trabajo ahora como científica computacional en la División de Ingeniería y Ciencias Computacionales de ORNL. Allí, aborda el cambio climático global mediante el desarrollo de metodologías que escalan ese gran y retorcido problema al nivel de las ciudades, incluso vecindarios específicos. Al reunir diferentes tipos de datos, sobre el clima, el tamaño y la forma de los edificios, los patrones de migración y la demografía, por ejemplo, arroja luz sobre los efectos del cambio climático a escala local y sobre cómo las comunidades pueden prepararse mejor para ellos.

En un 2020 estudio utilizando datos del campus de ORNL y un vecindario de Chicago, por ejemplo, Allen-Dumas y sus coautores utilizaron simulaciones por computadora para proyectar cómo los diferentes desarrollos propuestos afectarían el microclima del sitio de construcción. Aprendieron que, dependiendo de variables como el diseño del edificio, el uso del suelo y la densidad de población, algunos escenarios conducirían a microclimas notablemente más cálidos. Además, esos efectos se extendieron más allá de los límites del desarrollo y al área circundante.

Los edificios consumen tres cuartas partes de la electricidad que se usa en los Estados Unidos, por lo que poder evaluar el efecto de sus formas y tamaños podría ayudar a las ciudades a mitigar mejor el cambio climático. Allen-Dumas espera que sus metodologías puedan convertirse en herramientas que los funcionarios que abordan el cambio climático puedan utilizar a nivel local.

“Mirando esto desde una lente climática”, dijo, “estoy fascinada con la idea de que algunas personas pueden hacer una gran diferencia, y me encantaría ver eso en acción”.

De la música a la ciencia

Cuando era niño, Allen-Dumas sabía que la ciencia tenía el poder de marcar la diferencia. Su padre, Dan McGuire, era físico nuclear, una carrera que finalmente lo llevó a ORNL. Aunque no entendió su trabajo en detalle, creció apreciando la ciencia y el método científico, un tema que ha continuado a lo largo de su vida.

Sin embargo, fue la música lo que primero capturó su imaginación. Al crecer en el norte de Colorado, absorbió la música de cuerdas que sonaba tanto en el estéreo de su casa como de las manos de los músicos que venían a reparar el arco y los instrumentos, un concierto paralelo de su padre. Comenzó a tomar lecciones de violín a los nueve años y finalmente obtuvo una licenciatura en educación musical en la Universidad del Norte de Colorado. En los años siguientes, actuó y enseñó música y coro.

Pero la ciencia resurgió como un tema en su vida cuando, a los 30 años, se casó con el científico computacional de ORNL, John Allen. Después de mudarse al este de Tennessee, Allen-Dumas se sumergió más profundamente en la ciencia cuando tomó la pasión de su nuevo esposo, volar aviones monomotor. Trabajando para obtener su propia licencia de piloto, aprendió sobre el viento, la temperatura y la humedad, y cómo aplicar ese conocimiento de manera práctica.

“Eso realmente me interesó en la atmósfera y el clima”, dijo Allen-Dumas.

Sin embargo, después de la muerte de su esposo en 2007, ese interés se convirtió en una misión cuando Allen-Dumas comenzó a ver su vida a través de una nueva lente. Con la ciencia, pensó, podría hacer una diferencia mayor.

“Me di cuenta de que estaba en una transición en mi vida de muchas maneras”, dijo Allen-Dumas. “Entonces, si iba a pasar de la música a la ciencia, ese era el momento en el que debía hacerlo”.

Allen-Dumas se matriculó en la Universidad de Tennessee, donde obtuvo una maestría en ingeniería ambiental. Luego, a través de los afiliados a ORNL Centro Bredesen de Investigación Interdisciplinaria y Educación de Posgrado, obtuvo un doctorado en ciencias e ingeniería de la energía. Ha estado conectada a ORNL desde entonces, consiguió una pasantía y luego una beca postdoctoral antes de firmar como científica investigadora en 2017.

Allen-Dumas no encontró su ritmo de inmediato en el extenso campus de ORNL. Al principio, como científica atmosférica que trabajaba en el antiguo grupo de Ciencia y Tecnología de la Información Geográfica, se sintió como una violinista en la sección de percusión. Pero llegó a apreciar las ideas novedosas que pueden surgir al colaborar con especialistas de otros campos. Al integrar sus datos climáticos y meteorológicos con los datos de población de alta resolución de sus colegas, podrían desglosar las poblaciones de EE. UU. Al tamaño de un bloque de la ciudad de Nueva York, los colaboradores podrían, se dio cuenta Allen-Dumas, ver y predecir los efectos del cambio climático en mucho escalas más pequeñas y procesables.

“Si comprendes dónde está la población, y comprendes el clima y el clima que viene a través de un determinado espacio, entonces hay muchas cosas que puedes comprender sobre las interacciones”, dijo Allen-Dumas. “Existe una gran oportunidad para la integración de estas cosas”.

Creciendo en su ciencia

Allen-Dumas ha construido una carrera gracias a esa oportunidad. Gran parte de su investigación examina los impactos climáticos en la infraestructura crítica y los desafíos únicos que enfrenta el sureste de los Estados Unidos, que produce más dióxido de carbono y tiene una población de crecimiento más rápido que otras regiones del país.

En uno estudio Al examinar datos de Knoxville y Atlanta, Allen-Dumas y sus coautores demostraron una metodología para planificar las necesidades futuras de tierra, agua y energía frente al cambio climático. El estudio presentó numerosos escenarios para esas ciudades en detalle, destacando las ventajas y compensaciones de cada una. Atlanta podría reducir su huella de carbono mediante una fuerte inversión en energía solar, por ejemplo, pero ese camino requeriría importantes recursos terrestres. Los hallazgos podrían ayudar a los planificadores urbanos a tomar mejores decisiones a medida que proyectan inversiones a largo plazo en infraestructura.

El otro trabajo de Allen-Dumas incluye el desarrollo de un método para identificar qué áreas de servicio eléctrico en el sur de los EE. UU. serán más vulnerables a medida que las poblaciones crezcan y las temperaturas, y un análisis de la migración climática posterior a Katrina que revela dónde terminó la cuarta parte de los residentes de Nueva Orleans que abandonaron la ciudad para siempre.

En su investigación, Allen-Dumas también encuentra evidencia de cómo las comunidades desfavorecidas sufren de manera desproporcionada el cambio climático, un tema que el gobierno federal ha estado tratando de resolver. habla a. En un próximo estudio que examina la ciudad de Las Vegas, por ejemplo, ella y sus colegas encontraron que las poblaciones más vulnerables tienden a vivir en edificios más antiguos ubicados en la parte más calurosa de la ciudad. Actualmente, Allen-Dumas está trabajando en modelos que predicen cómo serán las ciudades del futuro y cómo factorizar estas nuevas morfologías urbanas en simulaciones sobre el cambio climático.

Las supercomputadoras líderes en el mundo de ORNL y los conjuntos de datos masivos han sido fundamentales para su trabajo, dijo Allen-Dumas. Pero lo más importante, dijo, es la capacidad de colaborar con colegas de laboratorio que son autoridades reconocidas en diversas áreas de especialización. Su carrera musical la preparó bien para el trabajo en equipo científico.

“Hay momentos en los que necesitas dirigir, necesitas tocar la primera parte del violín realmente bien, necesitas ser la melodía vertiginosa en los proyectos”, dijo Allen-Dumas, quien sigue el ritmo de su música como miembro de dos cuartetos locales. . “Y hay otras ocasiones en las que también tienes que desempeñar un papel secundario, la armonía, por así decirlo”.

Cada vez más, Allen-Dumas está interesada en apoyar no solo a sus colegas científicos, sino también al gobierno y a los funcionarios de la industria en el terreno a tomar decisiones sobre el futuro de sus comunidades. Invitar a estas partes interesadas a agregar sus voces a su trabajo, dijo, podría ayudarla a construir mejores herramientas para sopesar sus opciones.

“Creo que aquellos de nosotros que estamos haciendo ciencia, cuando vemos los resultados, pensamos, ‘Oh, esos hablan por sí mismos’”, dijo. “Pero no estoy seguro de que esas cosas realmente hablen por sí mismas cuando los legisladores tengan que tomar una decisión para mañana y el próximo año y décadas y en el futuro. Creo que ahora estamos en un punto en el que tal vez queremos comenzar a involucrar a las partes interesadas para ayudar a diseñar la ciencia “.

Después de todo, cuando se trata del enorme y retorcido problema del cambio climático, todos tenemos un papel que desempeñar.

UT-Battelle administra ORNL para la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía, el principal patrocinador de la investigación básica en ciencias físicas en los Estados Unidos. La Oficina de Ciencias está trabajando para abordar algunos de los desafíos más urgentes de nuestro tiempo. Para mayor información por favor visite energy.gov/science.

Kristen Coyne

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Sin más, nos vemos en una nueva noticia. ¡Hasta la próxima!

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