William Ferrel

William Ferrel

William Ferrel ( Bedford , 1817 - Martinsburg , 1891 ) a fost un meteorolog american . Lui îi datorăm enunțarea legii lui Ferrel conform căreia fiecare corp care se mișcă pe suprafața pământului suferă o deplasare (în ceea ce privește direcția de deplasare) spre dreapta în emisfera nordică și spre stânga în emisfera sudică .

Biografie

Născut într-o familie de șase surori și doi frați, William Ferrel și-a petrecut adolescența în județul Berkeley ( Virginia de Vest ) la ferma cumpărată de tatăl său în 1829, ajutând la muncă. În acești ani s-a născut pasiunea sa pentru cărți. În dimineața zilei de 29 iulie 1832, era în drum spre câmpuri când a văzut o eclipsă de soare și și-a dat seama că cineva trebuie să o fi prevăzut. Deși nu studiase astronomia, a încercat să facă același lucru cu eclipsele următoare și, după doi ani de muncă, și-a făcut predicțiile pentru 1835, care s-au dovedit a fi corecte aproape la minut. În librăria Martinsburg a cumpărat un text de sondaj și a început să-l studieze avid. În absența timpului liber, trebuind să dedice orele de lumină a zilei la treierat, și-a desenat diagramele pe ușile de lemn, trasând cercuri cu vârfurile furcii și linii drepte cu o singură vârf, în timp ce o bucată de scândură acționa ca rigla. Aceste desene gravate au supraviețuit ploii și vântului chiar și atunci când era acum un om de știință eminent și, de fiecare dată când se întorcea la familie, mergea să le vadă din nou.

S-a înscris la universitate cu banii câștigați din activitatea sa didactică și a absolvit matematica în 1844, la vârsta de 27 de ani. Apoi s-a întors la meseria sa de profesor. În 1855 a citit Geografia fizică a mării, o carte scrisă de Matthew Fontaine Maury , locotenent în Marina Statelor Unite . Textul conținea tabele cu date despre vânturi, curenți și presiuni atmosferice colectate din întreaga lume. Autorul nu a putut oferi explicații fiabile despre cauzele acestor vânturi și Ferrel a fost convins că, pentru a ajunge la un răspuns, va trebui să folosească geometria. Apoi a elaborat propria sa teză despre comportamentul vânturilor și a abordat studiile meteorologice. Ferrel a decis să înțeleagă ce înseamnă să treacă aerul în mișcare peste o suprafață în mișcare. Acest lucru îl va determina să-și enunțe faimoasa sa lege: „indiferent de direcția aerului față de suprafață, din rotația pământului apare o forță care o deviază spre dreapta în emisfera nordică și spre stânga în emisfera sudică” .

Ferrel și-a publicat explicația în articolul Un eseu despre vânturile și curenții oceanului , care a apărut în 1856 în „Nashville Journal of Medicine and Surgey” de prietenul său Dr. William Bowling. Deși revista nu a fost citită de un public de meteorologi, știrile au început totuși să se filtreze. Înainte de descoperirea ei, nimeni nu înțelesese de ce vânturile din jurul furtunilor și fenomenelor meteorologice se mișcau în cercuri. Ferrel a descoperit celule de convecție care, la fel ca tuburile, înconjoară planeta, generând benzile de înaltă presiune pe tropice și poli și benzile de presiune joasă de pe ecuator și cercurile polare. Descoperise astfel circulația generală a atmosferei.

Ferrel nu a căutat niciodată o poziție academică sau de prestigiu, deși au continuat să i-o ofere. A devenit membru al Academiei Naționale de Științe , membru adjunct al Academiei Americane de Arte și Științe, membru de onoare al asociațiilor meteorologice din Austria, Marea Britanie și Germania și a primit diplome onorifice și doctorate în științe umaniste.

În timpul carierei sale (care a început la vârsta de 40 de ani), el a adus numeroase contribuții, inventând echivalente matematice care erau comenzi rapide eficiente pentru calcule, a conceput un mod nou și mai bun de a calcula pi , a calculat greutatea lunii și a explicat de ce Algol a fost un stea pulsatoare. Când s-a retras, la vârsta de 70 de ani, el a produs ceva de genul a 3.000 de pagini de cercetare științifică. ^[1]

Chiar și astăzi, în ciuda faptului că a rămas relativ necunoscut, el rămâne unul dintre cei mai buni oameni de știință americani care au existat vreodată. ^[2]

Legea lui Ferrel

Această deplasare este o consecință a rotației Pământului : de fapt, după cum se știe, în timp ce viteza unghiulară a fiecărui punct de pe suprafața pământului rămâne constantă, viteza liniară , consecventă rotației, este maximă la ecuator și minimă la polii. Trecând de la poli către ecuator, un corp se găsește, așadar, în puncte cu o viteză liniară în continuă creștere și, datorită forței aparente a lui Coriolis , rămâne înapoi. Reversul se produce pornind de la ecuator spre poli.

Dar Ferrel a descoperit că aerul se curbează chiar și atunci când se deplasează spre est sau spre vest. Cu alte cuvinte, în orice direcție se mișcă aerul față de suprafața Pământului de dedesubt, rotația Pământului va face întotdeauna să pară că aerul se rotește. ^[3]

Explicația de ce oricum se întoarce aerul estic sau vestic este mai dificil de înțeles. Deoarece Pământul se întoarce de la vest la est, orice aer spre est se va bucura de rotația pământului plus un plus; cu cât ceva se rotește mai repede, cu atât tinde să se împingă în exterior cu forța centrifugă . Cu toate acestea, forța gravitațională ține aerul aproape de suprafață, împiedicându-l astfel să se îndepărteze pentru a-i mulțumi rotirea suplimentară. Singura altă opțiune rămasă în aer este să vă deplasați într-un punct în care suprafața este cea mai îndepărtată de axa de rotație. Aerul trebuie să găsească un loc în care planeta este în mod natural „mai largă”. Cu cât vă apropiați de ecuator, cu atât Pământul se extinde și, prin urmare, vânturile care suflă spre est se îndreaptă spre ecuator: spre dreapta în emisfera nordică și spre stânga în emisfera sudică. Același principiu se aplică vânturilor care suflă spre vest. Acum, aerul se rotește mai lent decât planeta de dedesubt și, prin urmare, trebuie să se apropie de axă. Deoarece aerul nu poate traversa suprafața Pământului, acesta trebuie să se deplaseze într-un punct în care Pământul este „mai subțire”. Îndepărtându-se de ecuator, Pământul se subțiază și, prin urmare, vânturile din vest părăsesc ecuatorul, deplasându-se din nou: spre dreapta în emisfera nordică și spre stânga în emisfera sudică. ^[2]

Acest lucru explică de ce legea lui Ferrel nu ar trebui pur și simplu considerată un fenomen rezultat al forței Coriolis , așa cum Gustave Gaspard Coriolis , în ciuda faptului că a publicat în 1836 o serie de ecuații pentru a explica modul în care se comportă obiectele în sistemele rotative teoretice, niciodată nu au aplicat cercetările sale în atmosferă. și, cel puțin, își imaginase că îl folosea pentru vânturi. ^[2]

Ferrel a fost, de asemenea, primul care a înțeles că la ecuator , unde forțele Coriolis nu acționează, nu se pot forma niciodată uragane . ^[4]

Alte consecințe ale legii lui Ferrel sunt, de exemplu, mișcările pe care le suferă vânturile alice și curenții marini .

Notă

Elemente conexe

• Cumpără legea votului

Alte proiecte

• Wikisource conține o pagină în limba engleză dedicată lui William Ferrel
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre William Ferrel

linkuri externe

• ( ES ) Biografie William Ferrel , pe biografiasyvidas.com .
• William Ferrel , la learn-math.info . Adus la 6 septembrie 2011 (arhivat din original la 4 martie 2016) .

Portal Biografii

Portal de meteorologie