皮葉克尼斯

皮葉克尼斯

威廉·皮葉克尼斯 (Vilhelm Bjerknes), 1862年3月14日出生在挪威的克里斯蒂安尼亞(即奧斯陸)。其父卡爾·皮葉克尼斯(Carl Bjerknes)是位流體動力學家。早在少年時代,皮葉克尼斯就協助父親做實驗以驗證其流體動力學的理論預測是否正確。1880年皮葉克尼斯進入克里斯蒂安尼亞大學學習數學和物理,並繼續和其父合作。

基本介紹

  • 中文名:皮葉克尼斯
  • 外文名:Vilhelm Bjerknes
  • 出生日期:1862年3月14日
  • 性別:男
人物生平,重要論著,

人物生平

1888年皮葉克尼斯獲得克里斯蒂安尼亞大學碩士學位。在其大學的最後一年,皮葉克尼斯決定終止與其父親的合作,因為當時卡爾早已過起了與世隔絕的隱士生活。皮葉克尼斯認為,如果繼續合作勢必導致自己在科學研究上的孤立。這對年青的皮葉克尼斯來說是個痛苦的決定,因為他熱愛自己的父親,但他也擔心父親那種工作方式可能會使他遠離科學主流。事實證明,皮葉克尼斯做了一個完全正確的決定。皮葉克尼斯深知,他將在未來的科學研究中扮演重要角色。
從克里斯蒂安尼亞大學畢業以後,皮葉克尼斯獲得一份國家獎學金出國留學。1889年他去法國巴黎參加彭加勒(Jules Henri Poincaré)的電動力學講座。過後,他到德國波恩做著名物理學家赫茲(Heinrich Rudolf Hertz) 的助手。1890年至1892年,皮葉克尼斯一直隨赫茲在波恩大學從事電磁共振課題的研究,這對後來無線電廣播的發展至為重要。從那以後,皮葉克尼斯一直是赫茲家的密友。不久,皮葉克尼斯回到挪威完成其在波恩大學尚未完成的博士論文。 1892年,皮葉克尼斯如願已償獲得博士學位。
1893年皮葉克尼斯被任命為瑞典斯德哥爾摩工程學校講師,兩年以後成為斯德哥爾摩大學的套用力學和數學物理學教授。在此期間,他繼續研究並發展了他父親的理論,同時還開展了許多其他重要研究項目。他將湯姆遜(William Thomson, 又稱開爾文勳爵)和赫爾姆霍茲(Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz)的渦旋理論推廣到大氣和海洋運動中。他還計畫用流體動力學和熱力學方程來描述地球大氣的運動狀態,這樣就可以計算大氣未來的狀態。這一思路實際上就是今天數值天氣預報的基本思想。
1897年11月2日皮葉克尼斯的兒子雅各布 (Jacob Bjerknes)出生。後來,雅各布子承父業,成了世界著名的氣象學家。
1905年皮葉克尼斯訪問美國,他向美國同行介紹了他在氣團理論研究中取得的重要進展,以及他計畫利用數學方法製作天氣預報的構想。皮葉克尼斯的計畫深深地打動了卡耐基基金會,他們答應資助他的研究。此後,皮葉克尼斯一共獲得卡耐基基金會36年的研究資助。
1907年皮葉克尼斯接受挪威克里斯蒂安尼亞大學套用力學和數學物理學的教授席位。 1910年他建議在天氣圖上繪製流線,並分析輻合、輻散區。1912年他被德國萊比錫大學聘任為地球物理學教授,併兼任萊比錫地球物理研究所所長一職。
皮葉克尼斯的工作作風和他父親的完全不同。在科研中他喜歡團隊協作。無論走到哪裡,他都會組織一個合作群體。在克里斯蒂安尼亞大學,他創建了一個很大的動力氣象研究學術梯隊。在萊比錫,他的團隊吸收了一些過去他在克里斯蒂安尼亞的合作者。不久,克里斯蒂安尼亞團隊的其他成員也紛紛加入,其中包括他的兒子雅各布。雅各布和威廉父子曾合作建立了挪威的天氣測站網,正是這些測站收集到的資料導致了他們提出極鋒理論。
1917年挪威卑爾根大學邀請皮葉克尼斯加盟。除了教學工作,他還受命組建卑爾根地球物理研究所。一開始,皮葉克尼斯不太想離開萊比錫,因為他擔心他一手組建的萊比錫地球物理研究所在他離開之後能否順利運轉下去。在他確信研究所的工作能照常開展,他才接受卑爾根大學的邀請。
皮葉克尼斯一生中最重要的工作是在卑爾根做的。他和助手們一起推導出和天氣中可測變數有關的方程組。雖然以當時的條件是不太可能迅速求得預報變數的解,不過他們的工作最終導致了解釋氣旋起源的極鋒理論的誕生。皮葉克尼斯將1917年在萊比錫發現的大氣不連續面改稱為鋒面,並且發現了各種鋒面類型(如冷鋒、暖鋒、靜止鋒等),提出了中緯度氣旋的極鋒理論,創立了氣旋的現代模式,形成國際氣象界名聞遐邇的挪威(卑爾根) 學派。皮葉克尼斯在這一領域的主要工作都被收進了他的論文《論圓渦動力學及其在大氣和大氣渦旋、波動中的套用》。1921年根據理論和觀測事實,他提出了著名的大氣環流圖案。
1926年皮葉克尼斯接受母校奧斯陸大學(克里斯蒂安尼亞於1925年改名為奧斯陸)的邀請擔任套用力學和數學物理學教授。他在奧斯陸大學把主要精力都花在教學上。1932年皮葉克尼斯退休,同年獲得英國皇家氣象學會西蒙斯獎。退休後,他仍積極參加國際氣象學術活動,如1936年主持國際大地測量學和地球物理學聯合會氣象學會的工作。 1951年4月9日皮葉克尼斯在奧斯陸去世,享年89歲。

重要論著

《動力氣象學和水文學》,《在無摩擦流體中環流運動和渦旋的形成》,《圓形渦旋的動力學及其在大氣渦旋和大氣波動中的套用》,《線積分理論在地球渦旋和宇宙渦旋流體動力學中的套用》等。

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