Введение
Американский океанограф (1917–2019)
Уолтер Генрих Мунк (19 октября 1917 – 8 февраля 2019) был американским физическим океанографом. Он был одним из первых ученых, применивших статистические методы к анализу океанографических данных. Мунк работал над широким спектром тем, включая поверхностные волны, геофизические последствия вариаций в вращении Земли, приливы, внутренние волны, глубоководное бурение морского дна, акустические измерения свойств океана, повышение уровня моря и изменение климата. Его работа была отмечена такими наградами, как Национальная медаль науки, Киотская премия и включение во Французский Почетный легион. Карьера Мунка началась незадолго до начала Второй мировой войны и завершилась почти через 80 лет его смерти в 2019 году. Война прервала его докторские исследования в Институте океанографии Скриппса (Scripps) и привела к его участию в военно-исследовательских программах США. Мунк и его научный руководитель Харальд Свердруп разработали методы прогнозирования волновых условий, которые использовались при поддержке высадок на пляжи на всех театрах военных действий. Он участвовал в океанографических программах во время испытаний атомной бомбы на атолле Бикини. Начиная с 1975 года, Мунк и Карл Вунш разработали океаническую акустическую томографию, чтобы использовать легкость распространения звука в океане и применять акустические сигналы для измерения температуры и течений в широком масштабе. В 1991 году Мунк и его коллеги провели эксперимент, в котором исследовали способность подводного звука распространяться из южной части Индийского океана по всем океаническим бассейнам с целью измерения глобальной температуры океана. Эксперимент подвергся критике со стороны экологических групп, которые опасались, что громкие акустические сигналы негативно повлияют на морскую жизнь. Мунк продолжал разрабатывать и продвигать акустические измерения океана на протяжении всей своей карьеры. Большую часть своей карьеры он был профессором геофизики в Скриппсе при Калифорнийском университете в Ла-Хойе. Кроме того, Мунк и его жена Джуди активно участвовали в развитии кампуса Скриппса и его интеграции с новым Калифорнийским университетом в Сан-Диего. В карьере Мунка также было членство в аналитическом центре JASON и должность руководителя кафедры океанографии при секретаре ВМС/начальнике военно-морских операций.
Ранние годы и образование
В 1917 году Мунк родился в еврейской семье в Вене, Австро-Венгрии. Его отец, доктор Ханс Мунк, и мать, Рега Бруннер, развелись, когда ему было десять лет. В 1932 году Мунк плохо учился в школе, потому что слишком много времени проводил на лыжах, и его семья отправила его из Австрии в подготовительную школу для мальчиков в северной части штата Нью-Йорк. Семья видела его будущее в карьере в финансах, в нью-йоркском банке, связанном с семейным бизнесом. Мунк получил степень бакалавра прикладной физики в 1939 году. Работа над степенью магистра была основана на океанографических данных, собранных в Калифорнийском заливе норвежским океанографом Харальдом Свердрупом, в то время директором Скриппса. После 18 месяцев службы в полевой артиллерии и лыжных войсках,
Представители власти того времени полагали, что благодаря этим прогнозам были спасены многие жизни. Мунк комментировал в 2009 году:
text=Нормандская высадка знаменита тем, что погодные условия были очень плохими, и вы, возможно, не знаете, что генерал Эйзенхауэр отложил ее на 24 часа из-за неблагоприятных волновых условий. И затем он решил, несмотря на то, что условия не были благоприятными, лучше начать операцию, чем потерять фактор внезапности, который был бы утрачен, если бы они ждали следующего приливного цикла через две недели.
Океанографические измерения во время испытаний атомного оружия в Тихом океане
В 1946 году Соединенные Штаты провели испытания двух ядерных боеприпасов, основанных на делении ядра (20 килотонн), на атолле Бикини в экваториальной части Тихого океана в рамках операции «Перекресток». Мунк помог определить течения, диффузию и обмен воды, влияющие на радиоактивное загрязнение, вызванное вторым испытанием под кодовым названием «Бейкер». С 1985 года до своей смерти в 2019 году он занимал должность профессора океанографии имени секретаря ВМС/начальника военно-морских операций, однако его назначение было в Институте геофизики (IGP) Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA). В 1955 году Мунк находился в академическом отпуске в Кембридже, Англия. Ревелл, директор института в то время, активно выступал за создание кампуса в Ла-Холье. В этот период Мунк рассматривал предложения о новых должностях в Массачусетском технологическом институте и Гарвардском университете, но Ревелл убедил Мунка остаться в Ла-Холье. (После включения планетарной физики IGP изменил свое название на Институт геофизики и планетарной физики (IGPP). Как заметил Карл Вунш, один из частых соавторов Мунка: Это включало два вида трения: горизонтальное трение между водными массами, движущимися с разной скоростью, или между водой и границами океанического бассейна, а также трение, вызванное градиентом вертикальной скорости в верхнем слое океана (слой Экмана).
Проект Мохоле
В 1957 году Мунк и Гарри Хесс предложили идею проекта "Мохоле": пробурить земную кору до границы Мохоровичича и получить образец мантии Земли. Хотя реализация такого проекта на суше была невозможна, бурение в открытом океане представлялось более перспективным, поскольку мантия находится гораздо ближе к морскому дну. Изначально проект возглавляла неформальная группа ученых, известная как Американское разнообразное общество (AMSOC), в которую входили Гесс, Морис Юинг и Роджер Ревелл. Однако проект был плохо организован и значительно подорожал после того, как строительная компания Brown and Root выиграла контракт на его продолжение. К концу 1966 года Конгресс США прекратил финансирование проекта. Несмотря на неудачу проекта "Мохоле", сама идея и его инновационная начальная фаза напрямую способствовали успешной реализации программы глубоководного бурения NSF по получению кернов осадочных пород.
Океанский волна
Начиная с конца 1950-х годов, Мунк вновь занялся изучением океанских волн. Благодаря знакомству с Джоном Тьюки, он одним из первых начал использовать спектры мощности для описания поведения волн. Эта работа завершилась экспедицией, которую он возглавил в 1963 году под названием «Волны через Тихий океан», чтобы наблюдать волны, генерируемые штормами в Южном Индийском океане. Эти волны распространялись на тысячи километров к северу через Тихий океан. Чтобы отследить траекторию и затухание волн, он организовал измерительные станции на островах и в море (на R/P FLIP) вдоль большого круга от Новой Зеландии, через атолл Пальмира и до Аляски. Мунк и его семья провели почти весь 1963 год на Американском Самоа, работая над этим экспериментом. Уолтер и Джудит Мунк совместно создали фильм для документации эксперимента. Результаты показали незначительное уменьшение энергии волн по мере их распространения. Эта работа, наряду с исследованиями времен войны по прогнозированию волн, положила начало науке о прогнозировании прибоя – одному из наиболее известных достижений Мунка.
Приливы и отливы
В период с 1965 по 1975 год Мунк обратился к исследованию океанских приливов, отчасти мотивированный их влиянием на вращение Земли. Современные методы анализа временных рядов и спектрального анализа были применены к анализу приливов, что привело к совместной работе с Дэвидом Картрайтом над разработкой "метода отклика" для приливного анализа. Вместе с Фрэнком Снодграссом Мунк разработал глубоководные датчики давления, которые могли использоваться для получения данных о приливах вдали от суши. Одним из ключевых результатов этой работы стало открытие полусуточного амфидрома в середине пути между Калифорнией и Гавайями.
Приливы и смешивание
В 1990-х годах Мунк вернулся к изучению роли приливов в процессах перемешивания в океане. В статье 1966 года "Рецепты абиссальных вод" Мунк одним из первых количественно оценил скорость перемешивания в абиссальной зоне океана, необходимой для поддержания его стратификации. В то время считалось, что приливная энергия, доступная для перемешивания, реализуется в процессах, происходящих вблизи границ океана. Согласно теореме Сандстрема (1908), без глубокого перемешивания, обусловленного, например, внутренними приливами или приливной турбулентностью в прибрежных районах, большая часть океана стала бы холодной и застойной, покрытой тонким теплым поверхностным слоем. Интерес к оценке приливной энергии, доступной для перемешивания, возродился в 1990-х годах благодаря открытиям, сделанным с помощью акустической томографии и спутниковой альтиметрии, о крупномасштабных внутренних приливах, излучающих энергию от Гавайского хребта вглубь Северной части Тихого океана. Мунк пришел к выводу, что приливная энергия, возникающая при рассеянии и излучении крупномасштабных внутренних волн от срединно-океанических хребтов, является значительной и способна поддерживать перемешивание в абиссальной зоне.
Загадка Мунка
В своих поздних работах Мунк сосредоточился на взаимосвязи между изменениями температуры океана, уровня моря и переносом массы между континентальным льдом и океаном. Эта работа описывала то, что стало известно как "энигма Мунка" – значительное расхождение между наблюдаемой скоростью повышения уровня моря и ожидаемым воздействием этого на вращение Земли.
Награды
Мунк был избран в Национальную академию наук в 1956 году, в Американскую академию искусств и наук в 1957 году, в Американское философское общество в 1965 году и в Лондонское королевское общество в 1976 году. Он был стипендиатом Гуггенхайма (1948, 1953, 1962) и стипендиатом Фулбрайта. В 1969 году Калифорнийский музей науки и промышленности назвал его Калифорнийским ученым года. В 1986 году Мунк выступил с Бейкерианской лекцией в Королевском обществе на тему «Корабли из космоса» (доклад) и «Акустический мониторинг океанических круговоротов» (лекция). В июле 2018 года, в возрасте 100 лет, Мунк был удостоен звания кавалера ордена Почетного легиона Франции в знак признания его вклада в океанографию. Он был удостоен медали Артура Л. Дейя Геологического общества Америки (1965), золотой медали Свердрупа Американского метеорологического общества (1966), золотой медали Королевского астрономического общества (1968), первой медали Мориса Юинга Американского геофизического союза и ВМС США (1976), медали Александра Агассиза Национальной академии наук (1976), премии имени капитана Роберта Декстера Конрада ВМС США (1978), Национальной медали науки (1983), медали Уильяма Боуи Американского геофизического союза (1989), премии Ветлесена (1993), Киотской премии (1999), первой медали принца Альберта I (2001) и премии Крафорда Королевской шведской академии наук (2010) «за его новаторский и фундаментальный вклад в понимание океанической циркуляции, приливов и волн, а также их роли в динамике Земли». Эта награда была вручена совместно Океанографическим обществом, Управлением военно-морских исследований и Морским океанографическим управлением Министерства обороны США. В честь Мунка названы два морских вида. Один из них – Sirsoe munki, глубоководный червь. Другой – Mobula munkiana, также известный как скат Мунка, небольшой родственник гигантских мант, обитающий огромными стаями и обладающий удивительной способностью высоко выпрыгивать из воды. Документальный фильм 2017 года «Дух открытия» рассказывает об экспедиции Мунка с его бывшим учеником Джузеппе Нотарбартоло ди Сциарой в Национальный парк Кабо-Пульмо в Нижней Калифорнии, где этот вид был впервые обнаружен и описан.
Личная жизнь
После того, как нацистская Германия аннексировала Австрию в 1938 году во время аншлюса, Мунк подал заявление о получении гражданства Соединенных Штатов. В 2011 году Мунк женился на Мэри Коукли, известном общественном деятеле Ла-Хойи. Мунк оставался активно вовлеченным в научную деятельность на протяжении всей жизни, публикуя работы вплоть до 2016 года. Ему исполнилось 100 лет в октябре 2017 года. Он скончался от пневмонии 8 февраля 2019 года в Ла-Хойе, Калифорния, в возрасте 101 года.
Научные труды
Мунк опубликовал 181 научную статью. Их цитировали более 11 000 раз, в среднем по 63 раза на каждую. Ниже приведен список некоторых из наиболее цитируемых статей в базе данных Web of Science.