Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Американдық гидролог (1875–1945)
American hydrologist (1875–1945)
Роберт Элмер Хортон (18 мамыр 1875 – 22 сәуір 1945) – американдық гидролог, геоморфолог, азаматтық инженер және топырақ ғалымы, көптеген адамдар оны қазіргі американдық гидрологияның негізін қалаушы деп санайды. Американдық геофизикалық одақ (AGU) гидрологиялық геофизика саласына елеулі үлес қосқандарды марапаттау үшін оның атымен аталатын медаль табыстайды. AGU-дың гидрология бөлімі (AGU мүшелерінің шамамен үштен бірін құрайды) көбінесе оның Нью-Йоркке жақын жердегі жеке меншігі AGU-ға мұра ретінде берілгеніне байланысты құрылды.
Robert Elmer Horton (May 18, 1875 – April 22, 1945) was an American hydrologist, geomorphologist, civil engineer, and soil scientist, considered by many to be the father of modern American hydrology. An eponymous medal is awarded by the American Geophysical Union (AGU) to recognize outstanding contributions to the field of hydrological geophysics. The AGU Hydrology section (representing about a 3rd of AGU's membership) was formed largely due to his personal property (near New York) that was bequeathed to AGU.
Жеке өмірбаяны
Мичиган штатының Парма қаласында туған ол 1897 жылы Альбион колледжін бітіріп, бакалавр дәрежесін алды. Бітірген соң, ол өзінің ағасы, белгілі инженер Джордж Рафтердің жұмысына орналасты. Рафтер бөгет туралы зерттеу жүргізген, ал Хортон оның нәтижелерін талдап, қорытындылады. 1900 жылы ол АҚШ Геологиялық қызметінің Нью-Йорк округінің инженері болып тағайындалды. Өмірінің соңғы жылдарында ол гидрологиялық ғылым саласында жеке кеңесші ретінде жұмыс істеді. Оның кеңесшілік қызметіне ғылыми еңбектер (басқа тілдерден – француз, неміс, итальян, украин тілдерінен – аударылған техникалық кітаптарды басып шығару) және Корнелл университетінің Гидравликалық зертханасы үлгісінде салынған ашық ауадағы зертханада (Хортон гидрологиялық зертханасы) теориялық және тәжірибелік зерттеулер жүргізу кірді.
Born in Parma, Michigan, he earned his B. S. from Albion College in 1897. After his graduation, he went to work for his uncle, George Rafter, a prominent civil engineer. Rafter had commissioned a weir study, the results of which Horton analyzed and summarized. In 1900, he was appointed New York District Engineer of the United States Geological Survey. In the later part of his career, he went on to be a private consultant in hydrologic science. His consulting practice included scholarly works (printing of technical books translated from other languages, French, German, Italian, Ukrainian) and conducting theoretical and experimental research with an outdoor lab (Horton Hydrological Laboratory) modeled after Cornell's Hydraulic Lab.
Гидрологияға кеңінен ықпал етуі
Нью-Йорк ағындарына қатысты зерттеулері барысында Хортон, жаңбыр суының жер асты суына жету деңгейі топырақтың нақты бір қасиеттеріне байланысты екенін анықтады, осы қасиетті ол инфильтрациялық қабілет деп атады. Ол су айналымын инфильтрация, булану, тоқтату, транспирация, жер бетімен ағын және т.б. сияқты процестерге талдап, бөліп қарастырды. Хортон осы циклдің қазір таныс кезеңдерін бірінші болып бөліп, атады. Хортон максималды ағын және су тасқынының пайда болуы туралы зерттеулерімен әйгілі. Оның белгілі бір аймақтарда жауын-шашынның әсерін шектейтін максималды жауын-шашын мүмкіндігі туралы ұғымы метеорология ғылымына зор ықпал етті. Оның жер бетімен ағынға қатысты зерттеулері топырақ эрозиясын түсінуге көмектесті және топырақты қорғау жұмыстары үшін ғылыми негіз құрды. Оның тәжірибелік жұмыстары, соның ішінде Хортон гидрологиялық зертханасында жүргізілгендері, қардың еру процесі, өзен гидродинамикасы, дауылдық бұрқанақтың сақина тәрізді құрылымдары, көлдің булануы және жел жылдамдығы сияқты процестерді қамтыды. Ол тәжірибелік байқауларын теориямен үйлестірді, ал оның теориялық тәсілі эмпириялық және физикалық негіздемеге құрылды. Мансабының басында жердің физикалық ерекшеліктерінің ағын үлгілерін анықтауда маңызды рөл атқаратынын түсінген ол, ағын мен су тасқынына әсер ететін физикалық факторларды анықтауға бел буды. Оның пікірінше, оларға дренаждың тығыздығы, арнаның көлбеулігі, жер бетімен ағынның ұзындығы және басқа да аз маңызды факторлар жатты. Дегенмен, мансабының соңына қарай ол бұрынғы байқауларын жақсы түсіндіретініне сенген «гидрофизикалық» геоморфологияның мүлдем басқаша механизмін жақтауға көшті. Хортон 1945 жылы, қайтыс болғаннан бір ай бұрын «Геологиялық қоғамның бюлетені» журналында жарияланған маңызды мақаласында осы теориясын толыққанды баяндады. Ол өз қорытындыларын төрт заңмен жинақтады: ағындар санының заңы, ағындар ұзындығының заңы, инфильтрациялық қабілеттің шектері және ағынның тоқтатылуы мен сақталу арақатынасы. Оның нәтижелері, сулы топырақтың эрозиясындағы ең маңызды фактор – эрозияға әсер ететін жеткілікті ағынды суды құруға қажетті жер бетімен ағынның минималды ұзындығы екенін көрсетті. Бұл маңызды еңбек қазіргі заманғы ағын химиясының модельдеуіне негіз салды деп есептелуі мүмкін, себебі ол су бассейні гидрологиясын судың ластағыш затымен, атап айтқанда шөгіндімен байланыстыратын математикалық модельдердің алғашқы толық жиынтығы болды. Хортон жер бетімен ағын термині оның гидрологиядағы жетістіктерінің құрметіне аталды.
During his studies of New York streams, Horton determined that the degree to which rainfall could reach the aquifer depended on a certain property of the soil, which he called infiltration capacity. He analyzed and separated the water cycle into the processes of infiltration, evaporation, interception, transpiration, overland flow, etc. Horton was the first to demarcate and label these now familiar stages of the cycle. Horton is well known for his study of maximum runoff and flood generation. His concept of maximum possible rainfall, limiting the effect of rainfall in specific regions, has had a major effect on meteorology. His studies of overland flow aided in the understanding of soil erosion and provided a scientific basis for soil conservation efforts. His experimental work, including conducted at the Horton Hydrological Laboratory spanned processes such as: snow melt process, river hydrodynamics, thunderstorm vortex rings, lake evaporation and wind speed experiments, among others. He combined his experimental observations with theory, and his theoretical approach was both empirical and physics based. Having realized early in his career that the physical character of terrain played a large role in determining runoff patterns, he resolved to isolate the physical factors affecting runoff and flood discharge. He believed these to include drainage density, channel slope, overland flow length, and other less important factors. However, late in his career, he began to advocate a very different mechanism of "hydrophysical" geomorphology, which he believed better explained his prior observations. Horton detailed his theory in a landmark paper published in 1945, only a month before his death, in the Bulletin of the Geological Society of America. He summarized his conclusions with four laws: the law of stream numbers, the law of stream lengths, the limits of infiltration capacity, and the runoff detention storage relation. His results demonstrate that the salient factor in aqueous soil erosion is the minimum length of overland flow necessary to produce enough runoff to affect erosion. This seminal work may be considered the founding of modern stream chemistry modeling, since it was the first comprehensive set of mathematical models to link basin hydrology with a water pollutant, namely sediment. The term Horton overland flow is named after his accomplishments in hydrology.
Булануға қатысты мойындалмаған үлес
Хортонның булану теориясына қосқан үлесі 100 жылдан астам уақыт бойы назардан тыс қалды және жақында ғаламдық климат модельдері үшін ішкі шекаралық шарттар ретінде қызмет ететін жер беті модельдері үшін зор мәнге ие екені көрсетілді. Оның еңбегі сонымен қатар, дұрыс физикалық негізде түсіндірілмеген "Булану парадоксін" түсіндіруге физикалық негіз береді.
Horton's contributions to the theory of evaporation were ignored for over 100 years and was recently shown to have great contemporary value, for land surface models which serve as in land boundary conditions for global climate models. His work also provides a physical basis to explain the notorious "Evaporation Paradox", which has not been well understood with a sound physical basis.
Өзінің шығармаларының мұрағаты
Мэриленд штатының Колледж Парк қаласындағы Колледж Парктегі Ұлттық мұрағатта Хортонның 94 қорап жұмысы сақталады. Ланкастер университетінен Кит Бевен және Принстон университетінен Джеймс Смит деген екі гидролог мұрағатқа барып, өздерінің талдауларын жариялады. Оның жұмысының шағын мұрағаттары бірнеше жерде, оның ішінде Альбион колледжінде (оның бітірген орны) және басқа да орындарда болуы мүмкін. 2023 жылы GoFundMe платформасы арқылы Хортонның жарияланған және жарияланбаған еңбектерін Ұлттық мұрағаттан қайтару мақсатында халықтан қаржы жинау науқаны басталды, және оған әлемнің түкпір-түкпірінен келген бірнеше гидрологтар үлес қосты.
The National Archives at College Park ("Archives II") in College Park, Maryland hosts 94 boxes of Horton's work. Two hydrologists, Keith Beven from Lancaster University, and James Smith from Princeton University, have paid visit to the archive and reported their findings. Smaller archives of his work appear to exist in multiple places, Albion College (his alma mater) and possibly other places. A crowdfunding initiative was begun in 2023 via GoFundMe to recover Horton's published and unpublished works from the National Archive, which has received contributions from several hydrologists from around the world.