فيلهلم بيركنز

فيلهلم فريمان كورين بيركنيس فورمرس ( /bjɜːrknɪs /BYURK-niss، بالنرويجية: [bjæ̂rkneːs]؛ 14 مارس 1862 - 9 أبريل 1951) عالم فيزياء وأرصاد جوية نرويجي فعل الكثير لإيجاد الممارسة الحديثة للتنبؤ بالطقس. صاغ المعادلات البدائية التي لا تزال مستخدمة في التنبؤ العددي بالطقس والنمذجة المناخية، وقام بتطوير ما يسمى بمدرسة بيرغن للأرصاد الجوية، والتي نجحت في تطوير التنبؤ بالطقس والأرصاد الجوية في أوائل القرن العشرين.

إسهامات فلهلم بيجركينز في مجال دراسة الرياح

عمل اختراع التلغراف عبر الأسلاك الكهربائية في حوالي عام ١٨٤٠، على تغيير أسلوب دراسة الطقس. فقد أصبح من الممكن للمرة الأولى رسم خرائط للطقس توفر معرفة إجمالية عن أحوال الجو في مساحة كبيرة في الوقت نفسه. وكان العالم الأمريكي جوزيف هنري (١٨٣١) أول من قام بتصميم مثل هذه الخرائط>

لقد أظهرت هذه الخرائط بشكل أساسي توزيع ضغط الهواء، حيث توجد مناطق ذات ضغط جوي منخفض ومناطق ذات ضغط جوي مرتفع. توجد معظم التجمعات السكانية والمشروعات الصناعية في أمريكا الشمالية وأوروبا بالقرب من مناطق منخفضة الضغط الجوي بين منطقة الشمال القطبي ومناطق أخرى في الجنوب. وكان هذا النطاق الطولي من الضغط المنخفض بمثابة مسار لتيار ثابت من الأعاصير التي تأتي من الجهة الغربية لتحدث تغييرات كبرى في الطقس، حتى أنها تأتي أحيانا بالدمار والخراب خاصة في فصل الشتاء.

من أجل الحصول على تنبؤات جوية أفضل لكل من أمريكا الشمالية وأوروبا، يجب فهم الأسباب التي تؤدي إلى قيام الأعاصير في دوائر العرض المتوسطة المارة بهما وكيفية نشوء هذه الأعاصير وتحركها من مكان لآخر. وانبثقت الأفكار الجديدة المهمة من دولة النرويج بعد نهاية الحرب العالمية الأولى مباشرة. وقضى عالم الفيزياء والأرصاد الجوية فلهلم بيجركينز وابنه جاكوب جزءا من فترة الحرب في إنشاء شبكة من محطات المراقبة عبر دولة النرويج. ولكن المعلومات التي توفرت من خلالها عن الطقس بدت غير مفهومة وتحتاج إلى نظرية عن الأعاصير التي تحدث في دوائر العرض المتوسطة.

بحلول عام ١٩٢٢، كان العالم بيجركينز على وشك إصدار إحدى النظريات في هذا الصدد. فقد اعتقد أن الأعاصير تنشا عن تصادم بين رياح باردة قادمة من الشمال الشرقي - وهي رياح جافة قادمة من الضغط العالي المحيط بالقطب الشمالي وبين الرياح الجنوبية الغربية التي تأتي محملة ببخار الماء - وهي تلك الرياح الدافئة القادمة باتجاه المناطق الجنوبية. وتأتي هذه الرياح عبر منطقة ضيقة أطلق العالم بيجركينز عليها اسم "الجبهة القطبية"، والتي تمتد في المتوسط حوالي ٦٠ درجة شمال خط الاستواء. تعمد العالم بيجركينز اختيار هذا المصطلح مع نهاية الحرب العالمية الأولى لكي يشير إلى صورة الصراع الدائر بين القوات المتنافسة، لتفرض إحداهما سيطرتها على الأخرى. وكما تحاول الرياح أن تدفع الرياح الأخرى التي تقابلها، فإن دوران كوكب الأرض يعمل على وجود دوامات كبيرة تدور عكس اتجاه عقارب الساعة. تحدث هذه الأعاصير في دوائر العرض المتوسطة وهي تؤثر بدورها على الطقس بدرجة كبيرة في هذه المناطق.

تهب الرياح على سطح الكرة الأرضية من المناطق التي يكون فيها الضغط عاليا عن المعدل المتوسط (فوق القطبين الشمالي والجنوبي وفوق المناطق الواقعة عند دائرة عرض ٣٠ درجة شمالا وجنوبا) لتصل إلى مناطق يكون فيها الضغط أقل من المعدل المتوسط (المناطق الواقعة على طول خط الاستواء وفي المناطق الواقعة عند دائرة عرض ٦٠ درجة شمالا وجنوبا).

بسبب دوران الأرض حول نفسها (كوريوليس ١٨٣٥)، لا تتجه الرياح في أثناء هبوبها إلى الشمال أو الجنوب بشكل مباشر. فالرياح المتجهة ناحية خط الاستواء (الرياح التجارية والرياح الشرقية القطبية) تبدو وكأنها تأتي من الشرق، أما الرياح التي تهب بعيدا عن خط الاستواء فهي على الأرجح رياح غربية (كما في الأربعينيات الهوجاء عندما تصطدم الرياح الغربية بالرياح القطبية الشرقية عند دائرة عرض ٦٠ درجة شمالا وجنوبا، تظهر الجبهة القطبية بأعاصيرها منخفضة الضغط والتي تنتقل إلى أماكن كثيرة لتؤثر على الطقس في كل من أوروبا وأمريكا الشمالية.

تم تدعيم هذه الصورة التخطيطية عن طريق الإستعانة بالآراء العلمية السليمة والحسابات الرياضية الدقيقة، كما أنها لا تزال تحظى بقبول في الوقت الحالي من قبل الكثيرين كأساس من أسس التنبؤات بأحوال الطقس في تلك المناطق. تحدث هذه الأعاصير في أجزاء من المناطق الرئيسية - فالجبهات الباردة تدفع الهواء الجاف إلى الجنوب، والجبهات الدافئة تدفع الهواء الرطب المحمل ببخار الماء تجاه الشمال. ورد في إحدى القصص أن الرموز المعتادة المشيرة لهذه الجبهات تتمثل في رأس سهم بالنسبة للجبهات الباردة وشبه دائرة بالنسبة للجبهات الدافئة، حيث اعتمدت هذه الرموز على شكل الخوذات البريطانية والألمانية التي تمت رؤيتها في خنادق الحرب العالمية الأولى.

ترك العالم بيجركينز بهذه النظريات تراثاً غنيا من الناحية العلمية. فقد كانا أول من حاول النظر إلى الطقس من وجهة نظر رياضية، فقاما بصياغة معادلات للتعبير عن التفاعلات بين العوامل الأساسية المؤثرة على الطقس، مثل الضغط ودرجة الحرارة وتدفق الطاقة ومعدل الرطوبة. وتعلقت عملية التنبؤ بالطقس بحل هذه المعادلات، بمعدل حل عشرات منها في كل مرة على حدة. اتسمت تلك المهمة بشدة البطء إلى أن جاء اختراع الكمبيوتر، ولكن هذه العملية تعتبر أساس كل التنبؤات الجوية التي تجرى في يومنا هذا.