大氣流環現象的發現
籠罩在地球上空的厚厚的大氣層藏著許多“秘密”,它不安分的運動改變著地球各個地域的氣候,形成了不同的生物帶。1921年,挪威氣象學家皮葉克尼斯向世人公布了大氣環流圖案,從而揭示出地球上空大氣運動的規律。
地球上空的大氣,並不是靜止的,它像頑皮的孩子壹樣,喜歡四處運動。科學家們發現,大氣運動有自己的規律,除了以水平、垂直的方式運動,它還日夜不停地作環流運動。這就是我們今天所說的大氣環流。
在人類科學史上,挪威氣象學家V·皮葉克尼斯占有重要的位置,因為他是近代天氣學和大氣動力學的主要創始人。1921年,他根據多年觀測的事實,向世人公布了著名的大氣環流圖案。
壹般說來,大氣環流主要是指全球範圍內的行星風系。大氣沿壹定的環形線路進行循環運動,它分為三個等級:最大的壹級環流,規模巨大,在全球範圍內運轉,如東風帶、西風帶;季風、氣旋、反氣旋等,都是二級環流的表現形態;二級環流的範圍最小,壹般表現為海陸風、山谷風等。通過環流,大氣可以實現熱量交換和水汽輸送。而正因為大氣環流,全球各地的氣候千變萬化,多姿多彩。
皮葉克尼斯創立大氣環流圖案,並不是偶然的。他在研究地球大氣運動時,就試著引進物理學概念,探索大氣環流的規律。他以物理學上的正負來區分不同的環流形式,如以正值表示氣旋環流,用負值表示反氣旋環流,並進壹步探索了環流隨時間而變化的規律性。於是,皮葉克尼斯提出了大氣環流定理。他認為,空氣是由於斜壓作用而發生運動的,這是環流產生的原因。大氣的斜壓性愈強,環流的變化就愈大,反之則愈小。在這壹過程中,密度大的空氣向低氣壓方向流動,而密度小的空氣向高氣壓方向流動。這樣大氣中的勢能就變成大氣運動的動能。皮葉克尼斯環流定理的提出,為動力氣象學和天氣學奠定了基礎。
皮葉克尼斯對科學的熱愛,是永不停止的。從1913年至1917年,他發現大氣有不連續面,他把它分成冷鋒、暖鋒等不同類型,並提出了氣旋的現代模式。1917年,他在挪威建立卑爾根地球物理研究所,擴建氣象觀測網,成立天氣分析預報中心。
皮葉克尼斯因大氣環流圖案的提出,揭示了大氣運動的秘密,使他永載人類科學史冊。由於對世界氣象學事業的巨大貢獻,皮葉克尼斯被選為英國皇家學會的外國會員和美國科學院的外國院士。