js555888金沙设计团队在阿拉斯加最近的野外季节中接受了尝试和错误

今年夏天，在因新冠肺炎 (COVID-19) 大流行而推迟数年之后，js4399金沙线的研究人员迫不及待地在阿拉斯加州乌特恰维克市开始了他们的第一个野外季节。  他们的努力得到了 UVA js555888金沙研究中心的协助，该中心成立于 2020 年，该中心由研究人员和学生合作，研究从极端气候和气候变化对js555888金沙生态系统的环境影响到建筑、城镇和城市的设计，以及跨学科研究人员与js555888金沙居民合作实现这些目标的最佳方式。

js555888金沙设计集团的创始人，李娜·曹（景观设计学助理教授）和马修·贾尔（建筑学副教授）6 月初在拥有约 5,000 人的乌特恰维克 (Utqiaġvik) 度过了 10 天，与 UVA 合作者以及地区和联邦合作伙伴一起部署和测试环境传感器网络。  该项目“了解js555888金沙社区不断变化的自然景观：阿拉斯加乌特恰维克的综合传感器网络”得到了国家科学基金会“探索新js555888金沙”计划的支持，该计划通过五年期 300 万美元资助.

团队的兴奋和活力推动了他们备受期待的现场工作，同时接受了js555888金沙研究的现实，即偶发事件和对当地知识的依赖。

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北坡研究：需要加速，然后减速

乌特恰维克位于js555888金沙圈以北，是美国最北端的城镇，距js555888金沙以南约 1,300 英里。作为北坡自治市最大的城市，其居民（其中大多数是因纽皮亚特人）正在应对气候变化对大气和人类的影响。这个社区建立在楚科奇海沿岸正在融化的富含冰的永久冻土之上。

js555888金沙地区的变暖速度是全球平均水平的三倍，迫使北坡的生活发生重大调整，从狩猎和捕鲸等生存活动到日常居住。  该市的基础设施，特别是水、卫生、电力、建筑和道路稳定性，受到严重威胁。  在一个环境如此恶劣的地方，建造任何东西都充满挑战。  由于施工季节短，每年不到两个月，大多数建筑材料每年只运入一两次，因此人们不断感受到施工的紧迫感。  近年来，由于气候变化，整个乌特恰维克所建的冰冻土地变得越来越不稳定，这种情况变得更加夸张。

在乌特恰维克只有 10 天的时间，而且由于疫情而耽误了很长时间，研究团队知道还有很多工作要做，而且完成时间非常有限。  他们带着“大量装备”，包括由气象、水生和陆地传感器组成的仪器，抵达乌特恰维克的单间机场，这是进出该镇的唯一途径，因为该镇在地理上与该州其他地区隔绝。

热衷于让项目快速启动，在航班取消和旅行延误之后，他们因认识到野外季节非常短暂而感到紧迫感。  该团队将在大流行期间与当地社区合作者（包括北坡区规划和社区服务部）进行的讨论的基础上进行讨论，确定可能安装传感器的位置、存在沉降和基础设施破损等已知问题的地方或已被确定为未来开发区的区域。

掌握了这些知识后，短时间内仍有许多问题需要回答，主要集中在安装的后勤方面：团队如何简化传感器在部署之前的组装过程？设备能否承受恶劣的环境条件？居民对传感器的放置有何反应？

离开机场的单铺道路，转向构成城镇其他部分的土路，研究小组观察到了这座沿海城市独特且有些不祥的状况：头顶上低矮、厚厚的灰色云层和冰冻的海洋，没有任何与水体相关的运动。  有一种静止的感觉，随之而来的是一种放慢速度的建议。

js555888金沙的实地工作：混乱且非线性，有形且有益

Cho 和 Jull 教授与研究项目主要研究员、环境科学系主任兼教授 Howard Epstein、工程学院科学、技术和社会 (STS) 副教授 Caitlin Wylie、博士生 MacKenzie Nelson（环境科学）和 Mirella Shaban（环境科学和数据科学）、博士后研究员 Claire Griffin 一起来到阿拉斯加（环境科学）和汉娜·布拉德利（人类学），均来自js4399金沙线。詹姆斯·麦迪逊大学大气科学助理教授 Tobias Gerken 以及来自位于费尔班克斯的寒冷气候住房研究中心（国家可再生能源实验室 (NREL) 下属的联邦研究单位）的 Georgina Davis 和 Chan Charoonsophonsak 组成了现场团队。

整个团队齐心协力，夜以继日地从事在电线杆上安装环境传感器、将探头插入地下、在泻湖中设置水质传感器等体力劳动。  事实证明，与该镇合作以获得安装仪器的许可，并与乌特恰维克组织和居民建立直接关系，这对他们的工作非常有价值。  js555888金沙研究需要反复试验，团队还依赖于超出其直接学科知识的技能：适应突发事件和应对混乱的实地实地工作的能力。

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“钻入永久冻土层与钻入混凝土块类似，”助理教授 Leena Cho 说道，“一开始，我们在没有合适工具的情况下，花了大约 20 分钟才向下钻了半英寸。”  该团队依靠当地人的慷慨解囊，他们不仅愿意为该项目付出宝贵的时间，而且还提供了必要的设备和工具，例如发电机和重型钻机，用于在冻土中取芯。

尽管正值盛夏，气温却高达华氏30度，这意味着设备电池会迅速耗尽，人体体力需要刻意时间来补充能量。 Matthew Jull 副教授将这部分描述为“研究的社会方面”，并指出研究伙伴 Chan Charoonsophonsak 的家人举办了一场精彩的晚宴，Chan Charoonsophonsak 是寒冷气候住房研究中心的社会和经济分析师，在乌特恰维克长大。  “我们在js555888金沙的工作不是短期的。  该地区的科学研究有着悠久的开采历史。  阿拉斯加土著人民和国家科学基金会都意识到了这一点，并且有必要努力通过共同生产和长期社区建设将投资集中在社区内。”

js555888金沙的未来发展：文化基础设施和数据主权

乌特恰维克有四个地点被认为有希望收集数据：该镇的主要公用事业线路、一个拥有 100 个单元的住宅区、塞缪尔·西蒙兹纪念医院和一条天然气管道。  在这些地点，该团队的目标是收集各种数据集，随着时间的推移，这些数据集将提供他们所描述的“日益不稳定的地面”的良好图像。

乌特恰维克 (Utqiaġvik) 1,500 多年来一直是因纽特人 (Iñupiat) 人的家园。  在过去五十年左右的时间里，进口的建筑技术由于低质量的建筑和缺乏维护而导致了恶劣的生活条件和健康问题。  通过了解地表以下发生的情况，可以更好地了解结构的稳定性或不稳定性，并且可以更好地确定不同建筑材料如何改变场地功能的影响。

在五年的项目期间，该团队的目标是利用这些数据更多地了解永久冻土层以下的情况及其变化情况，最终帮助js555888金沙社区进行城镇的未来发展。  正如 Cho 在《永久冻土政治：走向js555888金沙地面的关系重要性和设计” (Landscape Research, 46:1, 25-250, 2021)，“……永久冻土是所有建筑的物理基础——管道、建筑物、公用设施、道路、跑道等——必须以某种方式接触和交织的地方。  [永久冻土]是一个日常词汇和值得关注的问题，也是js555888金沙居民重要的文化基础设施。  它在历史上也促进了js555888金沙独特的科学和工程发展，反过来又决定了当今跨尺度的设计参数和表达方式。”

为了实现目标，团队的工作以数据主权和文化基础设施为导向。  共享通过其装置收集的数据将导致与当地利益相关者共同产生知识，为未来的建筑和基础设施改造提供信息，同时最大限度地减少对环境的影响。  该团队正在与当地规划办公室、Taġiuġmiullu Nunamiullu 住房管理局、乌特恰维克男孩女孩俱乐部、巴罗高中、阿拉斯加原住民部落健康联盟和新js555888金沙社区导航办公室 (NNA-CO) 等合作。

社区研讨会、技术演示和早期专业发展支持作为这项工作核心的长期关系建设。  在Cho和Jull的六月野外季节之后，他们的另一组研究合作者，由美国陆军工程兵团寒冷地区研究和工程实验室（CRREL）领导，包括UVA博士生Marantha Dawkins（建筑环境）和MacKenzie Nelson（环境科学），于8月前往乌特恰维克进行地球物理调查和激光雷达扫描。

在详细阐述他们的长期研究目标时，Jull 解释道：“我们正在支持本地知识。当地社区知道事情已经不再是原来的样子了——环境正在改变他们的生活和景观。  通过帮助设置传感器、构建地面的三维描述以及利用技术来了解有关这种适应环境的更多信息，我们正在提供对有价值数据的访问。但数据就是他们的数据。”

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后记

抵达乌特恰维克十天后，Cho、Jull 和他们的 UVA 研究合作者回到只有一间房间的机场，准备出发。  返回夏洛茨维尔的旅程将需要多次停留，并导致更多的旅行延误，但对于致力于js555888金沙长期未来的研究人员来说，意外的突发事件并不是什么新鲜事。  随着飞机窗外乌特恰维克镇的景色变得越来越模糊，越来越远，被浓重的云层和寒冷的气温所包围，不祥的寂静依然存在，只有迫在眉睫的返程的期待才打破了这种感觉。  

2023 年春季学期，Cho 和 Jull 将共同教授一个由该 NSF 项目资助的高级研究工作室。  该工作室让他们很快就能回到js555888金沙地区，这次是与建筑学院设计的学生一起，通过亲身参与js555888金沙研究的混乱现实和激烈的试错，他们将获得宝贵的学习机会。

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自 2017 年以来，NSF 一直通过开拓性研究和试点活动为伟大创意奠定基础。 2019 年，NSF 确定“10 个伟大想法”为每个服务国家未来的项目投资 3000 万美元。新js555888金沙航行 (NNA) 倡议是国家未来投资的十大优先研究主题之一，它将推动美国科学和工程研究的前沿，并带来新的发现和创新。其中包括人类技术前沿、多信使天体物理学、数据革命和量子力学。  NNA 致力于解决快速变化的js555888金沙地区的综合科学挑战，这些挑战是为国家、更大地区和全球的经济、安全和复原力提供信息所需的。