Co robili młodzi naukowcy na fińskim odludziu?

Nie samą nauką człowiek żyje… podobno 😉 A przynajmniej nie nauką uprawianą cały czas z tymi samymi ludźmi. Jednym z ważnych elementów rozwoju młodego naukowca jest zdobywanie doświadczenia we współpracy z badaczami z innych grup, w szczególności z innych krajów. Taką okazję miałam na początku marca, gdy uczestniczyłam w szkole zimowej organizowanej przez Uniwersytet w Helsinkach.

Szkoła zimowa, szkoła letnia

Szkoła zimowa (choć może być też letnia czy wiosenna) to taki „intensywny obóz naukowy” przeznaczony dla młodych naukowców – studentów kończących studia, doktorantów czy osób krótko po doktoracie. Odbywa się w jednym miejscu i trwa zazwyczaj od kilku do kilkunastu dni. W trakcie takiej szkoły uczestniczy się w wykładach, warsztatach oraz pracuje samodzielnie – nad danymi i\lub własnym projektem badawczym. 

Z własnego doświadczenia mogę powiedzieć, że jednym z najcenniejszych aspektów takiej szkoły jest możliwość zobaczenia, jak wygląda nauka w innych miejscach. To okazja do poznania stylu pracy innych zespołów badawczych, uczenia się od czołowych naukowców z różnych ośrodków oraz pracy z osobami będącymi na podobnym etapie kariery naukowej. 

Blisko ale daleko: stacja badawcza w Tvärminne

Szkoła zimowa, w której brałam udział, odbywała się w Finlandii, w okolicach Helsinek – choć „okolice” to dość eufemistyczne określenie, bo żeby dotrzeć na miejsce, gdzie spędziliśmy prawie dwa tygodnie intensywnie pracując nad projektami, trzeba było spędzić w autobusie niemal dwie godziny.

Miejscowość, w której odbywało się szkolenie, znajduje się na południowym wybrzeżu Finlandii. Lokalizacja nie jest przypadkowa i odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu stacji pomiarowej, w której byliśmy zakwaterowani.

Gdy dojechaliśmy do Tvärminne, moja myśl była następująca: jesteśmy pośrodku niczego. Dookoła tylko Bałtyk i lasy – oraz kilka budynków stacji: dom z pokojami dla studentów, budynek z większymi mieszkaniami dla naukowców oraz główny obiekt z laboratoriami i niewielkimi salami wykładowymi. Nie sposób nie wspomnieć o osobnym miejscu z sauną – esencji fińskiej kultury. Finowie potrzebują jej chyba tak samo jak pieczywa do każdego posiłku 😉 Bo niezależnie od tego, czy jedzą makaron, pizzę czy zapiekankę ziemniaczaną, i tak zagryzają to kromką chleba – najlepiej z margaryną.

Wracając jednak do wątku głównego. Stacja, w której byliśmy, została założona w 1902 roku przez zoologa Johana Axela Palména, który chciał przenieść naukę zoologii z sal wykładowych bezpośrednio do natury – czyli rozwijać tzw. badania terenowe. Początkowo była to skromna baza w dawnych chatkach rybackich, finansowana z jego własnych środków. Po jego śmierci w 1919 roku została przekazana Uniwersytetowi w Helsinkach. Dziś, dzięki ponad 100 latom niemal nieprzerwanych pomiarów, jest jednym z najważniejszych miejsc badań zmian środowiskowych i klimatycznych w regionie.

Stacja znajduje się nad Bałtykiem u wejścia do Zatoki Fińskiej, na terenie rezerwatu przyrody, gdzie dozwolona jest wyłącznie działalność badawcza i dydaktyczna. Nie ukrywam, że przy pogodzie, która nam się trafiła – niemal codziennie było słonecznie – śniadania w kantynie z widokiem na zamarznięty Bałtyk i wschodzące Słońce skutecznie poprawiały nastrój przed długim, intensywnym dniem pracy.

Co się mierzy w Tvärminne?

Stacja Tvärminne Zoological Station stanowi jedno z kluczowych miejsc badań funkcjonowania ekosystemu Morza Bałtyckiego. Prowadzi się tam pomiary morskie, biologiczne oraz atmosferyczne. Obejmują one m.in. długoterminowy monitoring parametrów fizykochemicznych wody (temperatura, zasolenie, stężenie tlenu, składniki odżywcze), badania procesów biogeochemicznych oraz analizę organizmów morskich.

Z perspektywy fizyczki atmosfery, którą jestem, szczególnie istotne są badania procesów zachodzących na styku atmosfery, morza i otaczających je ekosystemów lądowych. Obejmują one pomiary tego, ile gazów cieplarnianych (np. CO₂) przepływa z wody do atmosfery i na odwrót, poszerzone o obserwacje meteorologiczne oraz analizę procesów powstawania nowych cząstek aerozolowych (new particle formation, NPF), zarówno pochodzenia morskiego, jak i lądowego. Badania te pozwalają lepiej zrozumieć złożone sprzężenia między elementami systemu klimatycznego, które nie są ani oczywiste, ani łatwe do uchwycenia w modelach.

Podstawą jest praca grupowa

Cały kurs był zorganizowany w bardzo intensywny sposób: czekało nas 11 dni pracy, prawie codziennie od 9 rano do 20, z przerwami na posiłki, kawę i spacer (tzw. outdoor break). W ramach szkoły odbyło się kilka wykładów tematycznych, wprowadzających w zagadnienia badane na tej stacji, jednak jej kluczowym elementem była realizacja własnego projektu badawczego w ramach jednej z czterech grup, na które zostaliśmy podzieleni. 

Przydział odbywał się na podstawie naszego naukowego backgroundu i zainteresowań. Każda grupa miała swojego opiekuna, którego dodatkowo wspierali nauczyciele asystujący. Na jedną grupę przypadało średnio 8–9 osób, co — moim zdaniem — sprawiało, że współpraca w tak licznym zespole była sporym wyzwaniem. Po kursie wszyscy w mojej grupie byliśmy jednak zgodni, że mieliśmy szczęście trafić na konkretną panią profesor Victorie Sinclair jako opiekunkę – ta  potrafiła bardzo dobrze koordynować nasze działania, dzięki czemu nikt nie zgubił się w gąszczu równoległych wątków, które naturalnie pojawiały się w ferworze pracy.

Ja, jako fizyczka atmosfery, trafiłam do grupy z meteorologami robiącymi doktorat w Fińskim Instytucie Meteorologicznym — byłam w tym gronie jedyną osobą spoza Finlandii. Mogłabym napisać o tym, jak z pozoru chłodni, zdystansowani i introwertyczni Finowie bardzo ciepło i z otwartością przyjęli mnie do grupy. Ważniejsze jest jednak to, że fizycy atmosfery nie muszą, choć mogą, zajmować się meteorologią — i tak właśnie jest w moim przypadku. Nie jestem specjalistką od zjawisk pogodowych, lecz od aerozoli atmosferycznych. Nasza wiedza nie pokrywała się więc 1:1 i trochę od nich odstawałam; nie tylko jako “przyjezdna”, ale też jako ta “z innego podwórka nauki”. W pracy nad interdyscyplinarnym zagadnieniem okazało się to jednak dużą zaletą – a dokładnie taka praca nas czekała.

To, co było najważniejsze zarówno z perspektywy pracy badawczej, jak i rozwoju nas jako młodych naukowców, to ćwiczenie w orientowaniu się w świecie badań i samego uprawiania nauki. Bardzo cenne jest doświadczenie, w którym uczymy się samodzielności: stawiania pytań badawczych i hipotez, przejmowania inicjatywy, brania odpowiedzialności za konkretny temat, a także odnajdywania się w pracy z danymi i problemami, z którymi wcześniej nie mieliśmy na co dzień styczności. 

Współczesnej nauki nie uprawia się już w pojedynkę — jest ona na tyle zaawansowana, skomplikowana i wielowątkowa, że wymaga dużych środków i zaangażowania całych zespołów badawczych. Dzięki temu zyskuje się nie tylko większe moce przerobowe, ale też wiele spojrzeń na jedno zagadnienie. I właśnie to jest kluczowe: w nauce bardzo ważne jest, by mieć szerokie horyzonty i nie zamykać się we własnej bańce wiedzy czy własnego podejścia do problemu.

Nasz projekt: fale upałów

Ale czuję, że trochę zbyt idealistycznie odleciałam od tematu 😉 Nasza grupa postanowiła badać fale upałów — zarówno te rozpatrywane na podstawie temperatury powietrza, jak i temperatury morza. Dodatkowo przyjrzeliśmy się długofalowym trendom temperatur: temu, jak fale upałów w atmosferze mają się do fal upałów w morzu, czy jedna może napędzać drugą, co wywołuje te zjawiska, a także jakie są ich skutki dla ekosystemów morskich i lądowych (więcej o morskich falach gorąca przeczytasz w tym artykule). 

Pierwszy dzień naszej pracy skupiał się na zdefiniowaniu tego, czym właściwie chcemy się zająć, oraz na sformułowaniu pytań badawczych. Jedna z naszych przykładowych hipotez zakładała, że fale upałów w morzu występują coraz częściej, a bardzo duży udział ma w tym zmiana klimatu — co później zweryfikowaliśmy w analizie.

Gdy udało nam się wypunktować wszystkie zagadnienia, które chcieliśmy poruszyć, uporządkowaliśmy je w pięć podgrup i wspólnie zastanawialiśmy się, jakich danych potrzebujemy, by odpowiedzieć na postawione pytania i zweryfikować hipotezy. Wykorzystywaliśmy pomiary zbierane przez stację, ale sięgaliśmy też po dane na temat wiatru i temperatury z pobliskich stacji meteorologicznych, dane satelitarne dotyczące temperatury powierzchni morza  i dane z reanalizy mówiące o ciśnieniu, temperaturze powietrza, opadach, prędkości wiatru itp. Skorzystaliśmy również z metod modelowych, by oszacować, jaki wpływ zmiana klimatu miała na charakterystyki fal upałów (ich długość czy wartości notowanych w ich trakcie temperatur) – tzw. attribution method. Fala upałów — zarówno atmosferyczna, jak i morska — była w naszej analizie definiowana jako okres, w którym temperatura przekraczała 90. centyl 30-letniej klimatologii przez co najmniej 5 kolejnych dni. 

Cały projekt udało nam się zrealizować dzięki podziałowi zadań i stałym konsultacjom postępów. Równolegle przygotowywaliśmy wyniki odpowiadające na kolejne punkty naszego planu badawczego.

Ilustracja 9: Przykładowe pytania badawcze, które sformułowaliśmy podczas pierwszych dni pracy nad projektem i na które próbowaliśmy odpowiedzieć podczas późniejszej pracy nad tym projektem. Po lewej wersja oryginalna, po prawej tłumaczenie na polski. Źródło: Michalina Broda.

Oderwaniem od naszej pracy było zaprezentowanie dwie prezentacje, które każda grupa miała przedstawić przed wszystkimi uczestnikami szkoły. Wymagane od nas było to, że podczas prezentacji każda osoba z grupy musiała zabrać głos i coś zaprezentować — bo przedstawienie wyników jest równie istotne jak ich przygotowanie. Żeby Twoja praca mogła zostać zauważona w świecie nauki, musisz umieć ją temu światu dostarczyć — zarówno merytorycznie, jak i komunikacyjnie. Pierwsza prezentacja dotyczyła naszego pomysłu na projekt badawczy, druga — odbywająca się na początku drugiego tygodnia szkoły — miała pokazać wyniki wstępne. Zwieńczeniem szkoły zimowej była prezentacja wyników końcowych.

A po badaniach – publikacja

Te dwa tygodnie były niesamowicie intensywne, jednak dzięki skutecznej komunikacji, bardzo mądrym i merytorycznym osobom oraz naszej pracowitości udało nam się przygotować bardzo ciekawe wyniki, które spotkały się z bardzo pozytywnym odbiorem i wieloma pochwałami. Chciałoby się po takim wyjeździe po prostu nacieszyć satysfakcją, ale przed nami jeszcze napisanie raportu — kolejny etap ćwiczenia funkcjonowania w świecie naukowym. Raport ma mieć formę artykułu naukowego i to on będzie podstawą oceny naszej pracy. Jest to pośrednio wskazówka dla nas, że w nauce miarą tego, jakie badania przeprowadziłeś i co udało Ci się uzyskać, jest właśnie to, co znajdzie się w artykule i jak potrafisz to opisać. Choć zdradzając Wam może przedwcześnie – planujemy także przygotować z tych wyników prawdziwy artykuł naukowy… 😉 mam nadzieję, że będę mogła się tymi wynikami kiedyś podzielić.

Słonecznie, lecz piaszczyście

Na samym końcu mogę jeszcze dodać coś z własnego “naukowego podwórka”: w Finlandii powietrze jest bardzo czyste — nie ma tam tak dużego zanieczyszczenia powietrza jak w wielu innych krajach europejskich — a zanieczyszczenie światłem w miejscu, w którym byliśmy, było wręcz zerowe. Dzięki temu obserwowanie gwiazd było czystą przyjemnością.

Ilustracja 11: Bezchmurne, gwieździste niebo nad Tvarminne. Zdjęcie robione telefonem komórkowym, więc nijak nie może oddać piękna tego, co rozciągało się nocami nad naszymi głowami. Zdjęcie: Michalina Broda

Dodatkowo mieliśmy okazję obserwować, jak niebo zmieniało się podczas zachodu słońca, gdy przez Europę przetaczał się epizod napływu pyłu saharyjskiego. Niebo staje się wtedy bardziej mętne, mleczne, a tam, gdzie bez pyłu światła słonecznego byłoby już mniej, robi się jaśniej przez światło rozproszone na cząstkach pyłu.