贝卡尔·罗斯贝 发现行星波 开创了全新的气象观测技术

2019-08-18 09:47
科学家 2019年3期
关键词:探空仪气象学大气层

贝卡尔·古斯塔夫·罗斯贝(1898年-1957年),出生于瑞典的斯德哥尔摩。以发现行星波而闻名,他被誉为20世纪最有影响、最具创新能力的气象学家 。

1898年,罗斯贝出生于瑞典的斯德哥尔摩。他从小接受过良好的文化教育,聪明,好问。他对很多事物都很感兴趣,如音乐、地质、植物等。

1919 年,罗斯贝在聆听了皮耶克尼斯的报告“大气中的运动不连续性 ”之后,便决定申请做他的研究助理。之后,罗斯贝进入挪威卑尔根学院开始学习气象学,并很短的时间内就掌握了动力气象和天气预报的核心内容。

1926 年,罗斯贝进入美国国家气象局工作。1928 年,罗斯贝在麻省理工学院建立了美国第一个气象系。

在研究中,罗斯贝试图摆脱长期以来天气预报都是根据复杂的地面气象要素来制作的现状,开创性地尝试根据5.5 km 高度气象场来进行天气预报。1936年,气球携带的无线电探空仪开始使用。他便利用这种仪器测量从地面到12 km高度的大气温度、气压和湿度。正是基于这一较高时空分辨率的数据,罗斯贝才敏锐地意识到高空气流中大尺度行星波的存在。行星波的发现可能是罗斯贝最重要的科学贡献,这种大气波动现在也称为罗斯贝波。

1940 年,通過对无线电探空仪的数据分析,罗斯贝指出存在一个自由大气层,在该大气层内,大气运动主要是由气压梯度力和科里奥利力之间的平衡来决定。行星波就是自由大气层内大气的波动,该波动的形成伴随着向赤道方向运动的极地冷气团和向极地方向运动的低纬度暖气团。

得益于当时的飞机观测、无线电探空、转盘实验和数值模拟等技术,罗斯贝的一系列科学研究为现代气象学和物理海洋研究开创了一系列全新的观测技术,并为高空风场和海洋流动的分析建立了非常美妙的动力理论。

1957 年夏天,罗斯贝因心脏病突发而逝世。他的突然去世是整个气象学界的重大损失。他曾预言,当人造卫星可以从太空观测地球时,气象学将进入一个伟大的时代。遗憾的是他没能看到这个时代的到来。

(资料来源:《物理》2017年第1期 杨军 胡永云)

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