Якоб Бьеркнес: Норвеж метеорологының ғылыми еңбектері

Кіріспе

Норвегиялық метеоролог Джейкоб Аалл Бонневи Бьеркнес (2 қараша 1897 – 7 шілде 1975) – метеоролог. Ол поляр майданның динамикасын, солтүстік-оңтүстікке жылу тасымалдау механизмін көрсеткен маңызды еңбегімен және Осло университетінен докторлық дәреже алғанымен танымал. Оның әкесінің әкесі норвегиялық математик және физик Карл Антон Бьеркнес болды. Анасының әкесі норвегиялық саясаткер Джейкоб Аалл Бонневи еді, оның құрметіне оған осы ат қойылған.

Кәсіби мансап

Бьеркнес әкесі Вильгельм Бьеркнес басқарған метеорологтар тобының құрамында Лейпциг университетінде жұмыс істеді. Олар орта ендіктегі циклонның пайда болуын, күшеюін және толық ыдырауын (өмірлік циклын) түсіндіретін модельді бірлесіп жасады, сондай-ақ ауа массалары арасындағы анық шекараларды білдіретін фронттар туралы ұғымды енгізді. Бұл тұжырым Норвегиялық циклон моделі деп аталады. 1917 жылы Бьеркнес Норвегияға оралды, онда оның әкесі Бергендегі Берген университетінің Геофизикалық институтын құрды. Олар 1919 жылы ауа райы бюросына айналатын талдау және болжамдау бөлімін ұйымдастырды. Бергендегі ғылыми топқа швед метеорологтары Карл Густав Россби және Тор Бергерон да кірді. 1922 жылы Якоб Бьеркнес пен Халвор Солбергтің (1895-1974) маңызды еңбегінде көрсетілгендей, циклондық модельмен үйлесімдегі полярлық фронттың динамикасы атмосферадағы солтүстік-оңтүстік бағыттағы жылу алмасуының негізгі механизмін қамтамасыз етті. Осы және басқа да зерттеулері үшін Якоб Бьеркнес 1924 жылы Осло университетінен Ph.D. дәрежесін алды. 1926 жылы Якоб Бьеркнес Роалд Амундсеннің «Норвег» дирижаблімен Арктиканы алғашқы рет авиациямен кесіп өтуі кезінде қолдау метеорологы болды. 1931 жылы ол Бергендегі Ұлттық ауа райы қызметінің басшысы қызметінен кетіп, Берген университетінің Геофизикалық институтында метеорология профессоры болды. Якоб Бьеркнес 1933-1934 оқу жылында Массачусетс технология институтында лекция оқыды. 1940 жылы ол Америка Құрама Штаттарына эмиграциялады, онда Лос-Анджелестегі Калифорния университетінің физика факультетінде ауа райын болжау үшін үкіметтік қаржымен құрылған метеорология бөлімін басқарды. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Бьеркнес АҚШ қарулы күштерінде қызмет етті, ал АҚШ Әуе күштерінің полковнигі ретінде Хиросима мен Нагасаки қалаларына атом бомбаларын тастаудың ең қолайлы күндерін анықтауға көмектесті. Бьеркнес UCLA метеорология факультетін (қазіргі Атмосфера және мұхит ғылымдары факультеті) құрды. Калифорния университетінің профессоры ретінде ол теңіз бетінің қалыптыдан жоғары жылуы мен әлсіз солтүстік желдері және мол жауын-шашын арасындағы байланысты алғашқылардың бірі болып байқады. UCLA-да Бьеркнес пен оның норвегиялық-американдық әріптесі Йорген Холмбоу қысым өзгерісі және экстратропикалық циклон теорияларын одан әрі дамытты. 1969 жылы Джейкоб Бьеркнес Тынық мұхитының шығысындағы аномальды жылы судың шығыс-батыс температура айырмасын әлсіретіп, жылы суды батысқа қарай итеруге мүмкіндік беретін пассат желдерін бұзуы мүмкін екенін ұсынды, осылайша Эль-Ниньоның оңтүстік тербелісін түсінуге үлкен үлес қосты. Нәтижесінде шығысқа қарай судың жылуы күшейеді.

Bjerknes was part of a group of meteorologists led by his father, Vilhelm Bjerknes, at the University of Leipzig. Together they developed the model that explains the generation, intensification and ultimate decay (the life cycle) of mid latitude cyclones, introducing the idea of fronts, that is, sharply defined boundaries between air masses. This concept is known as the Norwegian cyclone model. Bjerknes returned to Norway in 1917, where his father founded the Geophysical Institute, University of Bergen in Bergen. They organized an analysis and forecasting branch which would evolve into a weather bureau by 1919. The scientific team at Bergen also included the Swedish meteorologists Carl Gustaf Rossby and Tor Bergeron. As pointed out in a key paper by Jacob Bjerknes and Halvor Solberg (1895 1974) in 1922, the dynamics of the polar front, integrated with the cyclone model, provided the major mechanism for north south heat transport in the atmosphere. For this and other research, Jacob Bjerknes was awarded the Ph. D. from the University of Oslo in 1924. In 1926, Jacob Bjerknes was a support meteorologist when Roald Amundsen made the first crossing of the Arctic in the airship Norge. In 1931, he left his position as head of the National weather service at Bergen to become professor of meteorology at the Geophysical Institute at the University of Bergen. Jacob Bjerknes lectured at the Massachusetts Institute of Technology during the 1933 1934 school year. In 1940, he emigrated to the United States , where he headed a government sponsored meteorology annex for weather forecasting, at the department of physics of the University of California, Los Angeles. During the Second World War Bjerknes was in the US armed forces, and serving as a colonel in the US Air Force he helped determine the best dates for the atomic bombings of Hiroshima and Nagasaki. Bjerknes founded the UCLA Department of Meteorology (now the Department of Atmospheric and Oceanic Sciences). As a professor at the University of California, he was the first to see a connection between unusually warm sea surface temperatures and the weak easterlies and heavy rainfall that accompany At UCLA, Bjerknes and fellow Norwegian American meteorologist, Jorgen Holmboe, further developed the pressure tendency and the extratropical cyclone theories. In 1969, Jacob Bjerknes helped toward an understanding of El Niño Southern Oscillation, by suggesting that an anomalously warm spot in the eastern Pacific can weaken the east west temperature difference, disrupting trade winds, which push warm water to the west. The result is increasingly warm water toward the east.