气象学史:24.云为什么下雨?
冰雹什么时候下气象学史:24.云为什么下雨?
咱们还是书接上文。咱们上文书主要讲了雅科比·皮耶克尼斯的主要贡献。他在气象学方面也算是一代宗师。他和他老爹威廉创建的卑尔根气象研究所基本上就相当于20世纪气象学的黄埔军校,培养了大批优秀的人才。
当然他后来到美国访问,因为二战打起来了,他就回不了挪威了,只能在美国住下来,他的后半生就是在美国度过的。在美国他也培养了大量的人才。我们这回就要讲的这位科学家叫托尔·
贝吉龙。他是个瑞典人,他也是卑尔根气象研究所培养出来的。他从1908年就对气象学非常感兴趣。他是1891年出生的,所以那时候他才17岁。他还在读寄宿学校。学校的老师派给他一个工作,那就是连续一个月每天观察气压计。从此他就养成了一个记录天气日志的习惯,而且这个习惯保持了一辈子。
托尔·贝吉龙
在贝吉龙4岁那年。他的父亲因为急性风湿性关节炎去世了,年仅36岁。剩下了一对孤儿寡母,你叫这母子俩怎么活呢?好在他们家亲戚还不少,靠亲戚的资助,贝吉龙完成了学业,进入斯德哥尔摩大学学习数学和物理,1916年毕业。后来贝吉龙一直从事气象学的研究,而且还有了点名气。那时候卑尔根气象研究所正在招贤纳士到处挖人。雅克比这帮人就盯上贝吉龙了。他们打听来打听去,发现这个贝吉龙居然和诺贝尔化学奖得主阿伦尼乌斯认识,这下两边算搭上线了,那就好办了。反正,卑尔根的这帮人通过好几条渠道七拐八弯的,终于到了贝吉龙,双方约好见面,卑尔根研究所的人主动上门请贤。多年以后,贝吉龙仍能回忆起1918年11月的那一天,他就在瑞典皇家科学院气象学院的办公室里坐着。雅可比和索伯格走了进来。这几个人就聊开了,还挺嗨的。雅克比和索伯格摊开了一张又一张的天气图,非常激动的向贝吉龙展示一个暖锋是如何爬过山坡的。
阿尔卑斯山的云
贝吉龙对这方面也是很有研究的,因为他家在阿尔卑斯山上有个别墅,视野很开阔,能看到对面的山头,下面山坳里还有一个湖,阿尔卑斯山的景别提多美了。他在自家别墅就能亲眼看见在对面山头背风坡的云是怎么形成的。他能不熟吗?既然双方聊得很开心,他也就决定到卑尔根气象研究所去工作一年,那时候贝吉龙的顶头上司是瑞典气象局的主管,主管特批,他可以到挪威去进修学习一年,好好学学卑尔根学派的新气象学。所以这一次雅可比他
们也算不虚此行,他们一共招募了5个人,其中就有贝吉龙和罗斯贝。这个罗斯贝是一个非常重要的人物,他起到了承前启后的作用。我们此处按下不表。
卑尔根学派提出的温带气旋模型示意图(雨的形成)
在卑尔根研究所,老爷子威廉·皮耶克尼斯和索伯格是比较偏向理论研究,雅克比和贝吉龙比较偏向于综合研究。当时的主流理论是雅克比1918年搞出来的那个气旋的模型。贝吉龙就是在这个基础上继续做进一步的探索,所以他在1919年提出了锢囚锋的概念,这也算是他在卑尔根研究所的一个成就吧。当然啦,贝吉龙是瑞典人,当时他还是要为瑞典气象局工作,所以他又在斯德哥尔摩干了两年。后来呢,就搬家搬到挪威去了,他在挪威工作生活了13年。1922年2月,他在回卑尔根的路上,中途到奥斯陆北部山区的一个度假胜地停留了几个星期。他打算好好放松放松,休息休息。但是他没想到,就在这儿,他有了一个非常重要的新发现。这个发现就涉及到天上为什么会下雨?没错,到那个时候为止,科学家们对雨的具体形成过程,还不是特别清楚。我们知道云层中含有大量的水分。可是为什么有些云彩就能够在天上飘啊飘,可有些云彩就会下雨。这个看似简单的问题,其实困扰了气象学家们很多年。你千万别觉得这件事儿简单了,这件事一直到20世纪才被解决。
当温度足够低,雾被冷杉林清出一树之高
贝吉龙度假的地方海拔大概是430米左右,山头上到处都是冷杉树,冷杉是一种松科植物,长得有点像松树,叶子很细。树林里有一条弯弯曲曲的小路,贝吉龙经常沿着这条小路溜达。这个山头经常会被一层很冷的雾包围。他发现当气温低于-5度的时候就不会有雾了。但是当气温高于0度的时候,就会有雾。这是为什么呢?这是因为冷空气在穿过这片小树林的时候,如果温度很低,低于零下5度这个时候,冷空气中的水分碰到冷杉的树叶就会结冰。所以冷风吹过以后,冷杉树上到处都挂着冰碴子。也就是说当含有水汽的冷空气从这片树林穿过的时候,水都变成冰碴子,冻在了树枝上。空气中自然也就没什么水汽了,当然也就不会有雾了。这个现象给了他很大的启发,在1928年的时候,他用德文写作的博士论文。提到了这个观点,云层中的小冰晶对降水起到了至关重要的作用。到1933年在里斯本的一个国际会议上。他发表了一篇论文叫做云和降水的物理过程,把这个想法做了充分的发展,他最提出了一整套冰晶理论,用来帮助解决气象学上由来已久的一个问题,那就是雨到底是怎么产生的?

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