皮叶克尼斯

挪威流体动力学家

威廉·皮叶克尼斯 (Vilhelm Bjerknes), 1862年3月14日出生在挪威的克里斯蒂安尼亚（即奥斯陆）。其父卡尔·皮叶克尼斯（Carl Bjerknes）是位流体动力学家。早在少年时代，皮叶克尼斯就协助父亲做实验以验证其流体动力学的理论预测是否正确。1880年皮叶克尼斯进入克里斯蒂安尼亚大学学习数学和物理，并继续和其父合作。

人物生平

1888年皮叶克尼斯获得克里斯蒂安尼亚大学硕士学位。在其大学的最后一年，皮叶克尼斯决定终止与其父亲的合作，因为当时卡尔早已过起了与世隔绝的隐士生活。皮叶克尼斯认为，如果继续合作势必导致自己在科学研究上的孤立。这对年青的皮叶克尼斯来说是个痛苦的决定，因为他热爱自己的父亲，但他也担心父亲那种工作方式可能会使他远离科学主流。事实证明，皮叶克尼斯做了一个完全正确的决定。皮叶克尼斯深知，他将在未来的科学研究中扮演重要角色。

从克里斯蒂安尼亚大学毕业以后，皮叶克尼斯获得一份国家奖学金出国留学。1889年他去法国巴黎参加彭加勒(Jules Henri Poincaré)的电动力学讲座。过后，他到德国波恩做著名物理学家赫兹(Heinrich Rudolf Hertz) 的助手。1890年至1892年，皮叶克尼斯一直随赫兹在波恩大学从事电磁共振课题的研究，这对后来无线电广播的发展至为重要。从那以后，皮叶克尼斯一直是赫兹家的密友。不久，皮叶克尼斯回到挪威完成其在波恩大学尚未完成的博士论文。 1892年，皮叶克尼斯如愿已偿获得博士学位。

1893年皮叶克尼斯被任命为瑞典斯德哥尔摩工程学校讲师，两年以后成为斯德哥尔摩大学的应用力学和数学物理学教授。在此期间，他继续研究并发展了他父亲的理论，同时还开展了许多其他重要研究项目。他将汤姆逊(William Thomson, 又称开尔文勋爵)和赫尔姆霍兹(Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz)的涡旋理论推广到大气和海洋运动中。他还计划用流体动力学和热力学方程来描述地球大气的运动状态，这样就可以计算大气未来的状态。这一思路实际上就是今天数值天气预报的基本思想。

1897年11月2日皮叶克尼斯的儿子雅各布 (Jacob Bjerknes)出生。后来，雅各布子承父业，成了世界著名的气象学家。

1905年皮叶克尼斯访问美国，他向美国同行介绍了他在气团理论研究中取得的重要进展，以及他计划利用数学方法制作天气预报的设想。皮叶克尼斯的计划深深地打动了卡耐基基金会，他们答应资助他的研究。此后，皮叶克尼斯一共获得卡耐基基金会36年的研究资助。

1907年皮叶克尼斯接受挪威克里斯蒂安尼亚大学应用力学和数学物理学的教授席位。 1910年他建议在天气图上绘制流线，并分析辐合、辐散区。1912年他被德国莱比锡大学聘任为地球物理学教授，并兼任莱比锡地球物理研究所所长一职。

皮叶克尼斯的工作作风和他父亲的完全不同。在科研中他喜欢团队协作。无论走到哪里，他都会组织一个合作群体。在克里斯蒂安尼亚大学，他创建了一个很大的动力气象研究学术梯队。在莱比锡，他的团队吸收了一些过去他在克里斯蒂安尼亚的合作者。不久，克里斯蒂安尼亚团队的其他成员也纷纷加入，其中包括他的儿子雅各布。雅各布和威廉父子曾合作建立了挪威的天气测站网，正是这些测站收集到的资料导致了他们提出极锋理论。

1917年挪威卑尔根大学邀请皮叶克尼斯加盟。除了教学工作，他还受命组建卑尔根地球物理研究所。一开始，皮叶克尼斯不太想离开莱比锡，因为他担心他一手组建的莱比锡地球物理研究所在他离开之后能否顺利运转下去。在他确信研究所的工作能照常开展，他才接受卑尔根大学的邀请。

皮叶克尼斯一生中最重要的工作是在卑尔根做的。他和助手们一起推导出和天气中可测变量有关的方程组。虽然以当时的条件是不太可能迅速求得预报变量的解，不过他们的工作最终导致了解释气旋起源的极锋理论的诞生。皮叶克尼斯将1917年在莱比锡发现的大气不连续面改称为锋面，并且发现了各种锋面类型(如冷锋、暖锋、静止锋等)，提出了中纬度气旋的极锋理论，创立了气旋的现代模式，形成国际气象界名闻遐迩的挪威(卑尔根) 学派。皮叶克尼斯在这一领域的主要工作都被收进了他的论文《论圆涡动力学及其在大气和大气涡旋、波动中的应用》。1921年根据理论和观测事实，他提出了著名的大气环流图案。

1926年皮叶克尼斯接受母校奥斯陆大学(克里斯蒂安尼亚于1925年改名为奥斯陆)的邀请担任应用力学和数学物理学教授。他在奥斯陆大学把主要精力都花在教学上。1932年皮叶克尼斯退休，同年获得英国皇家气象学会西蒙斯奖。退休后，他仍积极参加国际气象学术活动，如1936年主持国际大地测量学和地球物理学联合会气象学会的工作。 1951年4月9日皮叶克尼斯在奥斯陆去世，享年89岁。

重要论著

《动力气象学和水文学》，《在无摩擦流体中环流运动和涡旋的形成》，《圆形涡旋的动力学及其在大气涡旋和大气波动中的应用》，《线积分理论在地球涡旋和宇宙涡旋流体动力学中的应用》等。

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