皮叶克尼斯

威廉·皮叶克尼斯(Vilhelm Bjerknes：1862.3.14-1951.4.9)，现代天气预报创始人，著名气象学家，挪威学派创始人。他创立的极锋理论和锋面气旋模型对现代气象学影响深远。培养了大批气象科学家。 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。19岁的小皮叶克尼斯在父亲的指导下做了一个实验，解释了物体运动在流体中是怎么样相互影响的，这个实验还获得了1881年的巴黎国际电子博览会大奖（the Exposition Internationale d'Électricité in Paris）。

皮叶克尼斯
原图链接 搜狐网 著名气象学家，挪威学派创始人。
出生	1862年3月14日
国籍	挪威
职业	气象学家
知名于	发现皮叶克尼斯环流定理 提出了著名的大气环流图案。
知名作品	《动力气象学和水文学》 《圆形涡旋的动力学及其在大气涡旋和大气波动中的应用》 《在无摩擦流体中环流运动和涡旋的形成》 《线积分理论在地球涡旋和宇宙涡旋流体动力学中的应用》

目录

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。但时至此时，皮叶克尼斯还觉得当时的科研环境不够好，发表的文章鲜能引起大家的兴趣，父亲那套流体动力的理论不能得到更好的发展。于是，他默默深入父亲的研究，他发现，当流体的密度发生变化时，流体的漩涡运动会随之出现或消失，这个发现就是后来的皮叶克尼斯环流定理。

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)的涡旋理论和他自己的环流定理推演到大气运动中，他发现，如果有人可以画出某一时刻的大气状况（诊断），那么他就可以用流体动力学和热力学方程来描述大气的运动状态，预报下一刻的天气状况（预测）。这一思路实际上就是今天数值天气预报的基本思想。然而他本人并不想做这项工作，他在自己的笔记中写到。

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华盛顿卡耐基研究所（The Carnegie Institution of Washington），向美国同行介绍了他在气团理论研究中取得的重要进展，顺便提及他计划利用数学方法制作天气预报的设想。结果这一设想却获得了卡耐基基金会按年发放的研究资助基金，这一资助可就是36年。他一直在奥斯陆大学（就是以前的克里斯蒂安尼亚大学）和莱比锡地球物理研究所研究天气诊断和预报的问题，直到第一次世界大战爆发，中断研究。

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。

“既然干了，就要干好，毕竟人生理想是搞科研”在这样执念下，他从应用物理学转向气象学，开始了勤勤恳恳的研究工作。在科研中皮叶克尼斯喜欢团队协作，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，他创建了一个庞大的动力气象研究组。在莱比锡，他的团队更是吸收了大量曾经的合作者，其中包括他的儿子雅各布。雅各布和威廉父子曾合作建立起挪威的天气测站网，正是这些测站收集到的资料极大程度地推动了挪威乃至整个世界的天气学发展。

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。

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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，培养了大批气象科学家。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。

揭开大气运动秘密对现代社会的重大意义

在传统的神话传说中，人们对天上的云彩充满了想象，认为那是织女织好铺在天上的，织女早上织霞光万丈，中午织晴空万里，晚上织彩云追月。随着社会的发展，越来越多的人在探求天上云彩的真正秘密。天上的云彩为什么会不停地运动呢？地球上空的大气是运动着的吗？如果运动着的，那么他们的规律又是怎样的呢？1921年挪威著名的气象学家 V•皮叶克尼斯向世人公布了他的研究成果，第一次 揭示了地球上空大气的运行规律。

皮叶克尼斯发现地球上空的气流是按照一定的环形线路进行循环运动的，环流一共有三个等级，最大环流是全球运动的环流，它在全球范围内运转，像季风等属于二级环流的表现形态，参与三级环流的气流主要是海陆风、山谷风等。正是这些大气不断地交流，于是实现了全球范围内的热量交换和水气输送，于是就有了千变万化的气候，有了乍暖还寒的天气。

为创立大气环流理论，皮叶克尼斯突破了气象学知识的局限，试着用其他学科的知识来解释大气运动规律。我们知道大气环流理论不仅包含了天气学的知识，而且还包含了物理学的知识——大气动力学。皮叶克尼斯用物理学中的正值和负值来表示气旋环流和反气旋环流。

他还发现环流产生的原因是大气的斜压作用，而斜压产生的原因是空气密度的大小不同，密度大的空气总是向低气压方向流动，密度小的空气却是向高气压方向流动，于是大气就产生了环流的动力。皮叶克尼斯的大气环流理论的提出，为动力气象学和天气学奠定了基础。

直到今天，在天气预报的时候，那些气象学家主要考虑还是根据大气环流的运动规律来进行预测。皮叶克尼斯因为提出了大气环流理论和揭示了大气的运动规律，得到了全世界科学家的尊重，他不仅被英国皇家学会聘为会员，而且还被美国科学院聘为院士。不过皮叶克尼斯之所以受到人们的尊重，得到那么多的荣誉，除了他在创立大气环流理论方面的贡献外，还和他的生命不息奋斗不止的科学精神分不开。

另外，他对科学的热爱和真挚，也为他赢得了极高的声誉。他创建大气环流理论以后，一直耕耘在大气理论的最前沿，今天我们都熟知的冷锋面和暖锋面等概念，都是由他最先提出的，就是现在的天气预报，也是由他最早倡善的。

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。