皮葉克尼斯

威廉·皮葉克尼斯(Vilhelm Bjerknes：1862.3.14-1951.4.9)，現代天氣預報創始人，著名氣象學家，挪威學派創始人。他創立的極鋒理論和鋒面氣旋模型對現代氣象學影響深遠。培養了大批氣象科學家。 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。19歲的小皮葉克尼斯在父親的指導下做了一個實驗，解釋了物體運動在流體中是怎麼樣相互影響的，這個實驗還獲得了1881年的巴黎國際電子博覽會大獎（the Exposition Internationale d'Électricité in Paris）。

皮葉克尼斯
原圖鏈接 搜狐網 著名氣象學家，挪威學派創始人。
出生	1862年3月14日
國籍	挪威
職業	氣象學家
知名於	發現皮葉克尼斯環流定理 提出了著名的大氣環流圖案。
知名作品	《動力氣象學和水文學》 《圓形渦旋的動力學及其在大氣渦旋和大氣波動中的應用》 《在無摩擦流體中環流運動和渦旋的形成》 《線積分理論在地球渦旋和宇宙渦旋流體動力學中的應用》

目錄

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。但時至此時，皮葉克尼斯還覺得當時的科研環境不夠好，發表的文章鮮能引起大家的興趣，父親那套流體動力的理論不能得到更好的發展。於是，他默默深入父親的研究，他發現，當流體的密度發生變化時，流體的漩渦運動會隨之出現或消失，這個發現就是後來的皮葉克尼斯環流定理。

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應用力學和數學物理學教授。在此期間，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)的渦旋理論和他自己的環流定理推演到大氣運動中，他發現，如果有人可以畫出某一時刻的大氣狀況（診斷），那麼他就可以用流體動力學和熱力學方程來描述大氣的運動狀態，預報下一刻的天氣狀況（預測）。這一思路實際上就是今天數值天氣預報的基本思想。然而他本人並不想做這項工作，他在自己的筆記中寫到。

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華盛頓卡耐基研究所（The Carnegie Institution of Washington），向美國同行介紹了他在氣團理論研究中取得的重要進展，順便提及他計劃利用數學方法製作天氣預報的設想。結果這一設想卻獲得了卡耐基基金會按年發放的研究資助基金，這一資助可就是36年。他一直在奧斯陸大學（就是以前的克里斯蒂安尼亞大學）和萊比錫地球物理研究所研究天氣診斷和預報的問題，直到第一次世界大戰爆發，中斷研究。

1907年皮葉克尼斯接受挪威克里斯蒂安尼亞大學應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。

「既然幹了，就要干好，畢竟人生理想是搞科研」在這樣執念下，他從應用物理學轉向氣象學，開始了勤勤懇懇的研究工作。在科研中皮葉克尼斯喜歡團隊協作，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，他創建了一個龐大的動力氣象研究組。在萊比錫，他的團隊更是吸收了大量曾經的合作者，其中包括他的兒子雅各布。雅各布和威廉父子曾合作建立起挪威的天氣測站網，正是這些測站收集到的資料極大程度地推動了挪威乃至整個世界的天氣學發展。

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。

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  现代天气预报创始人
  

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  著名气象学家
  

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  挪威学派创始人
  

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量有關的方程組。雖然以當時的條件是不太可能迅速求得預報變量的解，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、波動中的應用》。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)的邀請擔任應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，培養了大批氣象科學家。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。

揭開大氣運動秘密對現代社會的重大意義

在傳統的神話傳說中，人們對天上的雲彩充滿了想象，認為那是織女織好鋪在天上的，織女早上織霞光萬丈，中午織晴空萬里，晚上織彩雲追月。隨着社會的發展，越來越多的人在探求天上雲彩的真正秘密。天上的雲彩為什麼會不停地運動呢？地球上空的大氣是運動着的嗎？如果運動着的，那麼他們的規律又是怎樣的呢？1921年挪威著名的氣象學家 V•皮葉克尼斯向世人公布了他的研究成果，第一次 揭示了地球上空大氣的運行規律。

皮葉克尼斯發現地球上空的氣流是按照一定的環形線路進行循環運動的，環流一共有三個等級，最大環流是全球運動的環流，它在全球範圍內運轉，像季風等屬於二級環流的表現形態，參與三級環流的氣流主要是海陸風、山谷風等。正是這些大氣不斷地交流，於是實現了全球範圍內的熱量交換和水氣輸送，於是就有了千變萬化的氣候，有了乍暖還寒的天氣。

為創立大氣環流理論，皮葉克尼斯突破了氣象學知識的局限，試着用其他學科的知識來解釋大氣運動規律。我們知道大氣環流理論不僅包含了天氣學的知識，而且還包含了物理學的知識——大氣動力學。皮葉克尼斯用物理學中的正值和負值來表示氣旋環流和反氣旋環流。

他還發現環流產生的原因是大氣的斜壓作用，而斜壓產生的原因是空氣密度的大小不同，密度大的空氣總是向低氣壓方向流動，密度小的空氣卻是向高氣壓方向流動，於是大氣就產生了環流的動力。皮葉克尼斯的大氣環流理論的提出，為動力氣象學和天氣學奠定了基礎。

直到今天，在天氣預報的時候，那些氣象學家主要考慮還是根據大氣環流的運動規律來進行預測。皮葉克尼斯因為提出了大氣環流理論和揭示了大氣的運動規律，得到了全世界科學家的尊重，他不僅被英國皇家學會聘為會員，而且還被美國科學院聘為院士。不過皮葉克尼斯之所以受到人們的尊重，得到那麼多的榮譽，除了他在創立大氣環流理論方面的貢獻外，還和他的生命不息奮鬥不止的科學精神分不開。

另外，他對科學的熱愛和真摯，也為他贏得了極高的聲譽。他創建大氣環流理論以後，一直耕耘在大氣理論的最前沿，今天我們都熟知的冷鋒面和暖鋒面等概念，都是由他最先提出的，就是現在的天氣預報，也是由他最早倡善的。

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應用》，《線積分理論在地球渦旋和宇宙渦旋流體動力學中的應用》等。