James Henry Coffin (6 de septiembre de 1806 - 6 de febrero de 1873) fue un matemático y meteorólogo estadounidense . [2]
Ataúd de James Henry | |
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Nació | |
Fallecido | 6 de febrero de 1873 (66 años) |
Nacionalidad | americano |
Conocido por | Pionero de la teoría del viento ; co-deductor de la ley de Buys Ballot (con William Ferrel ) [1] |
Carrera científica | |
Campos | Matemáticas, meteorología |
Firma | |
Biografía
La vida
Coffin nació el 6 de septiembre de 1806 en Williamsburg, Massachusetts . Descendía de Tristram Coffin , el primer propietario de la isla de Nantucket . Coffin era huérfano y fue criado por su tío, el reverendo Moses Hallock. [3] Asistió al Amherst College en Amherst, Massachusetts , donde se graduó en 1828. Tuvo un hijo, Seldon J. Coffin. Murió en Easton, Pennsylvania el 6 de febrero de 1873. [2] [4]
Carrera profesional
Después de graduarse de Amherst, Coffin se convirtió en profesor en varias escuelas y universidades. Su carrera en meteorología comenzó en 1838. Trabajó en Williams College en Williamstown, Massachusetts , de 1840 a 1843, durante el cual instaló un aparato para detectar la dirección y velocidad del viento, en lo alto del monte Greylock , el punto más alto de Massachusetts. [2] Junto con William Ferrel , dedujo la ley de Buys Ballot , que lleva el nombre del meteorólogo holandés CHD Buys Ballot . [1] Colaboró en estudios meteorológicos con la Institución Smithsonian a partir de 1846. Ese mismo año, adquirió una cátedra en Lafayette College en Easton, Pensilvania, en matemáticas y filosofía natural , cargo que ocupó hasta su muerte. [2] Además, mientras estuvo en Lafayette, se desempeñó como tesorero de la junta de fideicomisarios desde 1863 hasta 1873. [5]
Contribuciones a la meteorología
Coffin hizo contribuciones significativas a los estudios contemporáneos de los vientos. Es más conocido por dos publicaciones: Winds of the Northern Hemisphere y The Winds of the Globe . Winds of the Northern Hemisphere fue un encargo de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia en un intento por ayudar a predecir la ocurrencia de tormentas. [6] El segundo, también encargado por la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, estaba destinado a ampliar el trabajo de la publicación anterior a la luz del mayor interés de los intereses agrícolas, de ingeniería y de fabricación. En última instancia, ambos fueron publicados por la Institución Smithsonian y proporcionaron contribuciones teóricas novedosas y una gran cantidad de datos brutos tabulados para su uso por otros. [7] [8] Finalmente, vale la pena señalar que gran parte de Los vientos del globo se escribió póstumamente. Coffin reunió los datos, pero murió antes de que se pudiera hacer un análisis detallado de ellos; El compañero de trabajo de Coffin, el Dr. Alexander J. Woeikof, realizó ese análisis en su lugar. [9]
Los vientos del hemisferio norte
Datos
En este libro, Coffin agrega mediciones de los "estratos inferiores" —cualquier viento directamente medible por veleta , molino de viento u otro aparato terrestre— de 579 estaciones en todo el hemisferio norte. [10] La distribución de estas estaciones, así como la suma de la duración de las mediciones en cada estación se muestra en la Tabla 1. [11]
Región | Numero de estaciones | Suma de la duración de las mediciones en años |
Estados Unidos | 367 | 1694 |
Europa | 169 | 936 |
Asia | 25 | 49,5 |
África | 4 | <1 |
Océano / Islas | 18 | 136 |
Antillas y Sudamérica | 9 | 5.5 |
Total | 579 | ~ 2821 |
De cada estación, Coffin agregó cinco mediciones: la dirección media del viento, su velocidad media, la tasa media de cambio a lo largo del año, la dirección y la cantidad de "fuerzas deflectoras" que provocaron dichos cambios y la proporción de tiempo dedicado a soplar. en la dirección de los puntos de la brújula. [10] El conjunto de datos resultante comprende casi 160 páginas de tablas, seccionadas por medición y posteriormente por región. Los subconjuntos de estos datos también se visualizan en gráficos como el de la Figura 1. [12]
Análisis
De este Coffin extrae varias conclusiones generales. Primero, Coffin pudo establecer la existencia de dos de los tres Vientos Alisios , la banda del suroeste alrededor de los 60 ° de latitud y la banda del noreste por encima de ella. [13] Luego unificó dos teorías contemporáneas de los sistemas eólicos globales para explicar los fenómenos. [14] En segundo lugar, Coffin correlaciona la prevalencia de los monzones con las diferencias de temperatura estacionales causadas por la diferencia entre la temperatura relativamente estable de grandes masas de agua y la temperatura mucho menos estable de las masas terrestres. [15] En tercer lugar, según el mismo principio, Coffin señala que los lagos interrumpen significativamente el flujo del viento. [16] Coffin cree que entonces puede afirmar sin rodeos que, aunque hay dos Vientos alisios predominantes, su curso puede, y a menudo lo es, desviado por masas de tierra y masas de agua más pequeñas. [17]
El resto del libro se dedica a discutir fenómenos particulares y explicarlos en términos de los principios generales anteriores. También incluye un apéndice con extractos de correspondencia científica que Coffin consideró relevante. [18]
Limitaciones y críticas
La crítica más destacada de Los vientos del hemisferio norte fue su cobertura relativamente escasa fuera de Estados Unidos y Europa; esto finalmente se convirtió en una de las motivaciones para escribir Los vientos del globo . [19] Coffin también señala otras dos cuestiones metodológicas. Primero, las mediciones de velocidad a veces se estimaron cualitativamente en una escala del 1 al 10. [20] En segundo lugar, dado que la altura de las nubes sólo puede estimarse también, lo que constituye el "estrato inferior" no está del todo claro, especialmente cuando las diferencias entre los estratos superior e inferior eran evidentes. [21]
Los vientos del globo
Datos
Región | Numero de estaciones | Suma de duraciones de medidas en años |
Las Americas | 2077 | 12380 |
Europa | 740 | 4130 |
Asia | 244 | 496 |
África | 76 | 131 |
Islas del mar | 86 | 314 |
Total | 3223 | Más de 18500 [1] |
The Winds of the Globe tenía un conjunto de datos mucho más amplio que su predecesor. En este libro, Coffin agrega mediciones de los "estratos inferiores" de 3223 estaciones en todo el mundo. [22] En el Cuadro 2 se reproduce un resumen de la distribución de estas estaciones, así como la suma de la duración de las mediciones en cada estación. [22]
En este caso Coffin tomó seis medidas: la dirección media de las corrientes inferiores, la relación que tiene el movimiento progresivo con la distancia total recorrida, las modificaciones que sufre la corriente media en las diferentes estaciones del año, las direcciones de las fuerzas que provocan esas modificaciones, la magnitud de esas fuerzas y, finalmente, mostrar cómo y en qué medida los vientos de los estratos inferiores se diferencian de los vientos superiores. [22] El volumen resultante incluye más de 650 páginas de resultados, nuevamente tabulados por parámetro y posteriormente por región. Como antes, ciertos subconjuntos se visualizan y presentan, como se ejemplifica en la Figura 2. [23]
Análisis
Los datos de The Winds of the Globe llevan a conclusiones que en general coinciden con las de su predecesor. Woeikof confirma la existencia de los dos vientos alisios que se encuentran por encima de los 30 ° de latitud, y estableció la existencia de una tercera banda hacia el suroeste entre 0 ° -30 ° de latitud. [24] La mayor riqueza de datos también le permite a Woeikof dar una descripción más precisa de la extensión de estos vientos, cada uno de los tres abarcando 30 ° de latitud desde el ecuador uno encima del otro. [24] Otra contribución novedosa fue la constatación de que estas bandas de viento cambian con las estaciones. Cuando el sol está en su cenit sobre el hemisferio norte (nuestro verano), la banda ecuatorial se mueve hacia el norte, al igual que todas las demás. [25] Lo contrario sucede en nuestro invierno. [25]
The Winds of the Globe también avanzó significativamente hacia la verificación empírica de la asociación teórica actual del efecto de la presión del aire en la dirección de los vientos , así como para precisar la relación previamente mal cuantificada entre los gradientes de presión y la velocidad del viento . [26] Por el contrario, sirvió para problematizar la teoría contemporánea de Hadley sobre el movimiento de la atmósfera superior y el efecto de la gravedad en la forma de las células de convección. [27]
Woeikof luego aplicó estas conclusiones generales a casos particulares. En particular, pudo explicar el mecanismo detrás de las estaciones seca y húmeda de Asia y Australia, así como sus correspondientes monzones. [28] Woeikof también pudo utilizar el efecto de las masas de tierra en las corrientes de viento para explicar la diferencia de clima entre Asia y América del Norte en función de las diferentes geografías de las dos regiones. [29]
Recepción / legado
Como se indica en The Winds of the Globe , Winds of the Northern Hemisphere no fue bien recibido debido a su cobertura irregular de Asia, los océanos y América Central. Sin embargo, la NOAA todavía llama a Los vientos del hemisferio norte un "trabajo más importante" en la historia de la meteorología. [30] Además, la Institución Smithsonian calificó al Viento del Hemisferio Norte como "una importante adición a la meteorología". [31] Finalmente, Winds of the Northern Hemisphere se entregó como libro de referencia a los primeros sargentos del servicio meteorológico de Estados Unidos. [32]
Las contribuciones más universalmente aclamadas de Coffin a la meteorología comenzaron con Winds of the Globe , que ayudó a detectar fallas en la teoría predominante de Hadley. [33] Ferrel utilizó los datos de Coffin para confirmar las teorías sobre la "circulación general de la atmósfera". [33] De hecho, Landsbergh, 1964 acredita los datos de Coffin como fundamentales para la creación de la climatología matemática. [34] Youmans sostiene que el hemisferio norte fue el primero en establecer que hay tres grandes células de circulación en el hemisferio norte y luego en el sur. [35] [36] Esto, en combinación con la derivación de la ley de Buys-Ballot de Coffin, que se encuentra en otro artículo, lleva a Youmans a llegar a decir que los resultados de Coffin "han sido mencionados en todos los tratados de meteorología que han aparecido desde entonces. su publicación, y se han empleado con otros materiales como base de las cartas de viento de los océanos Atlántico y Pacífico, preparadas y publicadas por la English Board of Trade ". [37] [36] La institución Smithsonian llama a Coffin una de las cuatro personas que hacen contribuciones significativas a "una de las adiciones más importantes a la meteorología de la actualidad ... el establecimiento de la dependencia de la fuerza y la dirección del viento sobre la presión de la atmósfera en diferentes puntos ". [38] Henry, el líder de la Institución Smithsonian, llamó a Los Vientos del Globo "quizás la contribución más importante al conocimiento que la institución ha brindado al mundo". [39]
Referencias
- ^ a b James Henry Coffin, fototeca de ciencia del meteorólogo estadounidense .
- ^ a b c d James Henry Coffin en los archivos de SIA.
- ^ Memorias de James Henry Coffin, 1806-1873. A. Guyot, 1874.
- ^ "James Henry Coffin, LL.D." New York Herald . 7 de febrero de 1873. p. 3 . Consultado el 15 de enero de 2021 , a través de Newspapers.com.
- ^ Skillman, David Bishop (1932). La biografía de una universidad: siendo la historia del primer siglo de la vida de Lafayette College . Easton, Pensilvania: Lafayette College.
- ^ Fleming, James Rodger (1990). Meteorología en América, 1800-1870 . Baltimore: Prensa de la Universidad de Hopkins. págs.76, 78.
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