Клаус Фердинанд Хассельманн: Климаттағы өзгерістерді зерттеген ғалым

Кіріспе

Неміс океанографы және климатты модельдеуші Клаус Фердинанд Хассельманн (1931 жылғы 25 қазанда туған) – неміс океанографы және климатты модельдеуші. Ол Гамбург университетінің профессор-эмеритусы және Макс Планк метеорология институтының бұрынғы директоры. 2021 жылғы физика саласындағы Нобель сыйлығын Сюкуро Манабе және Джорджио Паризимен бірлесіп алды. Хассельман Англияның Уэлвин Гарден-Сити қаласында өскен және 1949 жылы Гамбургке университетке оқуға оралған. Өмірінің көп бөлігін Гамбург университетінде және ол өзі құрған Макс Планк метеорология институтында өткізді. Сонымен қатар, ол бес жыл АҚШ-та Скриппс океанография институтында және Вудс-Холл океанография институтында профессор болып жұмыс істеді, ал Кембридж университетінде бір жыл қонақ профессор ретінде болды. Климаттың өзгергіштігін зерттеді, онда ұзақ жадысы бар жүйе (океан) кездейсоқ күштерді біріктіріп, ақ шу сигналын қызыл шуға айналдырады, осылайша климатта кең таралған қызыл шу сигналдарын ерекше болжамдарсыз түсіндіреді (мысалы, толқынның қалыптасуын қараңыз).

Өмірбаян

Хассельманн Германияның Гамбург қаласында (Веймар Республикасы) дүниеге келген. Клаус Хассельманн Уэлвин Гарден-Ситиде бастауыш және гимназия мектебінде оқыды және 1949 жылы кембридж жоғары мектебінің (Cambridge Higher School Certificate) сертификатын алды. Хассельманн: «Мен Англияда өте бақытты болдым» деді және ағылшын тілі оның ана тілі. Клаус Хассельманн 1957 жылдан бері математик Сюзанна Хассельманнға (құрметті аты Барте) үйленген, олар кәсіби тұрғыдан да тығыз байланыста жұмыс істейді; оның әйелі Макс Планк метеорология институтының аға ғылыми қызметкері болды. Олардың үш баласы бар. Еуропалық климат форумын 2001 жылы Карло Ягер мен Хассельманн құрды. Хассельманн климат динамикасы, стохастикалық процестер, мұхит толқындары, қашықтан зондтау және интеграцияланған бағалау туралы зерттеулер жариялады. Оның океанографиядағы беделі негізінен мұхит толқындарындағы сызықтық емес өзара әрекеттесулер туралы жарияланған еңбектеріне негізделген. Ол бұл еңбектерінде Фейнман диаграммаларының формализмін классикалық кездейсоқ толқын өрістеріне бейімдеді. Кейін ол плазма физиктерінің плазма толқындарына ұқсас әдістерді қолданғанын және Рудольф Пейерльстің қатты денелердегі жылудың таралуын сызықтық емес фонондық өзара әрекеттесу арқылы түсіндіретін кейбір нәтижелерін қайта ашқанын анықтады. Бұл оны плазма физикасын қайта қарастыруға және кванттық өріс теориясына деген бұрынғы қызығушылығын қайта оятуға итермеледі. Климаттың өзгеруі саласында Хассельманн ауа райының кездейсоқ өзгеруі арқылы климатқа тигізетін стохастикалық әсердің математикалық сипаттамасын жасауда жетекші болды. Бұл идеяға сәйкес, климаттың өзгеруі тек сыртқы факторлардың (мысалы, күн сәулесі немесе парниктік газдар) өзгеруінен ғана туындамайды, тіпті тұрақты жағдайларда да климат ауа райының кездейсоқ дамуына байланысты шулы күштерге ұшырайды. Бұл ауыр бөлшектің (климат) кездейсоқ қозғалатын кіші бөлшектермен (ауа райының күштері) бомбаланған қозғалысына ұқсас, бірақ әлдеқайда күрделі, жоғары өлшемді сызықтық емес жүйеге ауысады. Ауа райының қысқа мерзімді ауытқуларын білу климаттың стохастикалық өзгеруін болжауға мүмкіндік береді. Кейін Хассельманн климаттың өзгеруіне байланысты «бармақ іздерін» қалай табуға болатынын ұсынды. Мәселе мынада: климаттың күшті өзгеруіне байланысты климаттың жүйелі өзгеруінің сигналын оңтайлы түрде қалпына келтіру. Ол осы көп өлшемді, кеңістік-уақытқа тәуелді күрделі мәселені шешу үшін оптималды сызықтық сүзгілер теориясын қолданды және осы «бармақ іздерін» қалай табуға болатынын көрсететін нұсқаулар берді. Климатқа стохастикалық күштердің әсерін зерттеу теориясы да, «бармақ іздері» әдісін дамыту да климат ғылымына маңызды үлес қосты. Хассельманн өмірінде көптеген марапаттарға ие болды. 2009 жылы BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award in Climate Change сыйлығын алды; 1971 жылдың қаңтарында Америка метеорологиялық қоғамының Sverdrup медалін алды; 1997 жылдың мамырында Корольдік метеорологиялық қоғамының Саймонс естелік медалімен марапатталды; 2002 жылдың сәуірінде Еуропа геофизикалық қоғамының Вильгельм Бьеркнес медалімен марапатталды. Можиб Латиф оның докторанты болған.

Hasselmann was born in Hamburg, Germany (Weimar Republic). Klaus Hasselmann attended Elementary and Grammar School in Welwyn Garden City, and passed his A levels (Cambridge Higher School Certificate) in 1949. Hasselmann has said that "I felt very happy in England" and that English is his first language. Klaus Hasselmann has been married to the mathematician Susanne Hasselmann (née Barthe) since 1957 and they have also worked closely professionally; his wife was a senior scientist at the Max Planck Institute for Meteorology. They have three children. The European Climate Forum has been founded in 2001 by Carlo Jaeger and Hasselmann. Hasselmann has published papers on climate dynamics, stochastic processes, ocean waves, remote sensing, and integrated assessment studies. His reputation in oceanography was primarily founded on a set of papers on non linear interactions in ocean waves. In these he adapted Feynman diagram formalism to classical random wave fields. He later discovered plasma physicists were applying similar techniques to plasma waves, and that he had rediscovered some results of Rudolf Peierls explaining the diffusion of heat in solids by non linear phonon interactions. This led him to review the field of plasma physics, rekindling an earlier interest in quantum field theory. In the field of climate change, Hasselmann pioneered a mathematical description of the stochastic forcing of the climate by the fluctuating weather. The idea is that climate variability need not come about merely by changes in external forcing (such as solar radiation or greenhouse gases), but even under fixed conditions the climate experiences noisy forces due to the randomly developing weather patterns. This is analogous to the motion of a heavy particle (the climate) being bombarded by randomly moving small particles (the forces exerted by the weather), but translated to a much more complicated high dimensional nonlinear system. Knowledge of the short term fluctuations of the weather then allows to predict the stochastic variability of the climate. Hasselmann later suggested how to extract 'fingerprints' of anthropogenic climate change. The challenge is to recover in an optimal fashion the signal of systematic climate change in the presence of strong climate variability. He applied the theory of optimal linear filters to this multivariate, space time dependent complex problem in order to give a prescription of how to extract these fingerprints. Both the theory of stochastic climate forcing and the development of the fingerprint method are key contributions to climate science. Hasselmann has won a number of awards over his career. He received the 2009 BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award in Climate Change; in January 1971 the Sverdrup Medal of the American Meteorological Society; in May 1997 he was awarded the Symons Memorial Medal of the Royal Meteorological Society; in April 2002 he was awarded the Vilhelm Bjerknes Medal of the European Geophysical Society. Mojib Latif was one of his PhD students.

Климаттың өзгеруін модельдеу және саясат туралы мақалалар

М. Уэлп, К. Хассельман, К. Ягер, Климаттың өзгеруі және тұрақтылыққа жету жолдары: ғылымға негізделген мүдделі тараптармен диалогтың рөлі, Қоршаған орта. (Бұл шолу мақаласында Хассельманның бірнеше бірлескен еңбектері сілтеме жасалған.)