Форрест М. Мимс III — американский ученый-любитель, [2] обозреватель журнала и автор серии учебных пособий «Начало работы с электроникой» и «Мини-ноутбук инженера» , которые первоначально продавались в магазинах электроники Radio Shack и до сих пор издаются. Мимс окончил Техасский университет A&M в 1966 году по специальности «государственное управление», а также по английскому языку и истории. Он стал офицером ВВС США , служил во Вьетнаме офицером разведки ВВС (1967) и инженером-разработчиком в Лаборатории вооружения ВВС (1968–70).
Мимс не имеет формального академического образования в области естественных наук [2] , но тем не менее сделал успешную карьеру научного автора, исследователя, лектора и обозревателя. Его серия рукописных и иллюстрированных книг по электронике была продана тиражом более 7,5 миллионов экземпляров, и он широко известен как один из самых плодовитых гражданских ученых в мире. [3] Мимс проводит научные исследования во многих областях, используя инструменты, которые он проектирует и производит, а его научные статьи были опубликованы во многих рецензируемых журналах, часто с профессиональными учеными в качестве соавторов. Большая часть его исследований связана с экологией, наукой об атмосфере и наукой об окружающей среде. Простой прибор, который он разработал для измерения озонового слоя, принес ему премию Rolex за предпринимательство в 1993 году. В декабре 2008 года журнал Discover назвал Мимса одним из «50 лучших умов в науке». [4]
Мимс редактировал журнал Citizen Scientist — журнала Общества учёных-любителей — с 2003 по 2010 год. Он также был председателем секции наук об окружающей среде Техасской академии наук. В течение 17 лет он преподавал краткий курс по электронике и атмосферным наукам в Университете Наций , неаккредитованном христианском университете на Гавайях . [5] Он является пожизненным старшим членом Института инженеров по электротехнике и электронике . Мимс является членом псевдонаучной организации Международного общества сложности, информации, дизайна и Института открытий , пропагандирующей креационизм . [6] [7] Он также отрицает глобальное потепление . [8] [9]
Форрест Мимс родился в 1944 году в Хьюстоне, штат Техас, в семье Форреста М. Мимса-младшего (1923–1996) и Оллива Э. (Данн) Мимса (1924–1995). [10] Он был старшим из пяти детей, двух мальчиков и трех девочек. Отец Мимса был пилотом ВВС, и семья жила на военных базах от Аляски до Флориды, но их родным штатом был Техас. [11]
Мимс интересовался наукой в раннем возрасте, и в 1960 году он построил аналоговый компьютер в рамках проекта научной ярмарки в средней школе. Запоминая словарные слова из своего словарного запаса на уроках латыни, Мимс придумал компьютер, который мог переводить двадцать слов с одного языка на другой. Вход представлял собой шесть потенциометров (переменных резисторов), каждый из которых имел циферблат с 26 буквами. Вводом первых шести букв слова на потенциометры устанавливают общее электрическое сопротивление. Память известных слов представляла собой банк из 20 подстроечных резисторов, регулируемых отверткой. (Позже Мимс назвал это «программируемой отверткой постоянной памятью», SPROM.) Поиск в памяти осуществлялся с помощью переключателя с приводом от двигателя, который сравнивал сопротивление входного слова с каждым резистором памяти. При обнаружении совпадения двигатель останавливался и загоралась одна из 20 выходных ламп. Это не был практический языковой переводчик, но для начала 1960-х годов это был впечатляющий проект научной ярмарки. Мимс написал статью для декабрьского номера журнала Modern Electronics за 1987 год , описывающую свой домашний аналоговый компьютер со схемами и фотографиями. [12]
Осенью 1962 года Мимс поступил в Техасский университет A&M на факультет физики. Курсы математики убедили его поступить на факультет гуманитарных наук. Он окончил университет в 1966 году по специальности «государственное управление», а также по английскому языку и истории. [13]
Мимс занимался электроникой, работая в A&M. Его прадедушка был слепым, и это побудило Мимса создать средство передвижения для слепых. Это устройство было похоже на РАДАР, за исключением того, что оно использовало недавно разработанный инфракрасный диод для отправки интенсивных импульсов света, отражавшихся от препятствий. Возвращенный свет преобразовывался в звуковой тон, амплитуда которого увеличивалась по мере уменьшения расстояния до препятствий. Инфракрасные диоды были представлены компанией Texas Instruments в 1965 году и продавались по 365 долларов за штуку. Мимс посетил доктора Эдвина Бонина из Texas Instruments и рассказал о своем проекте. Рассмотрев готовый проект, доктор Бонин отправил Мимсу три инфракрасных диода. [11]
Мимс организовал выставку своего прототипа на ежегодном съезде Техасской медицинской ассоциации, проходившем в Остине в апреле 1966 года. Одетый в униформу Техасского кадетского корпуса A&M, Мимс продемонстрировал свои «электронные глаза» участникам съезда. Мимс и его устройство широко освещались в газетах Техаса. Газета San Antonio Light писала: «Несмотря на то, что Мимс специализируется на политологии в A&M, вторым интересом Мимса, очевидно, является «наука и изобретения»». [14] Мимс продолжит совершенствовать это устройство в течение следующих нескольких лет. Журнал «Популярная механика» описал, как устройство будет крепиться к очкам, в августе 1972 года [15].
После окончания Техасского университета A&M в 1966 году Мимс стал офицером ВВС США и в начале 1967 года был направлен на авиабазу Таншоннят недалеко от Сайгона, Вьетнам, в качестве офицера разведки. Мимс интересовался моделями ракетной техники со средней школы и доставил во Вьетнам поставки ракет. Он использовал близлежащую ипподром в качестве стартовой площадки для испытаний систем наведения ракет. После того, как армейский боевой вертолет прибыл, чтобы проверить запуски ракет, Мимс научился уведомлять военные власти, прежде чем запускать ракеты по гоночной трассе. Ночной пуск с крыши его многоквартирного дома вызвал тревогу на авиабазе Таншоннят. [16] О ракетных подвигах Мимса сообщалось в военной газете « Звезды и полосы» . [17]
Мимс протестировал свой инфракрасный путеводитель в Сайгонской школе для слепых мальчиков и девочек в Сайгоне, и эта история появилась во многих газетах США. [18] [19] Полковник Дэвид Р. Джонс из Лаборатории вооружения ВВС узнал об экспериментах Мимса во время поездки во Вьетнам и организовал назначение Мимса в лабораторию в Альбукерке, штат Нью-Мексико. Полковнику Джонсу пришлось принять особые меры, поскольку у Мимса не было необходимого инженерного образования. Мимс прибыл в лабораторию в марте 1968 года и работал над различными лазерными проектами. [20]
Мимс организовал Клуб ракетного моделирования Альбукерке, чтобы заинтересовать студентов ракетной техникой. Вскоре клуб насчитывал 40 членов и проводил собрания в средней школе Дель Норте и Академии Альбукерке . [21] В июле 1969 года несколько членов клуба посетили Юго-западную конференцию по моделям ракет в Университете Восточного Нью-Мексико . Джордж Флинн, издатель журнала Model Rocketry , присутствовал на конференции, где взял интервью у Мимса и некоторых членов клуба. Президент клуба, старшеклассник Форд Дэвис, провел презентацию миниатюрного радиопередатчика, разработанного клубом, который может передавать данные от модели ракеты в полете. Мимс, старший советник клуба, рассказал Флинну о различных датчиках и телеметрическом оборудовании, используемых клубом. [22] Флинн пригласил Мимса написать статью о его «Транзисторном следящем свете для моделей ракет, запускаемых в ночное время», и она была опубликована в сентябрьском номере журнала Model Rocketry за 1969 год . [23] Мимс заработал 93,50 доллара за свою первую статью в качестве профессионального писателя и стал постоянным автором журнала Model Rocketry . [24]
Эд Робертс работал с Мимсом в Лаборатории вооружения, а также интересовался электроникой и моделями ракет. Робертс увеличил свою зарплату в ВВС за счет внеслужебной компании Reliance Engineering. Мимс, Робертс и двое других коллег решили, что они могут разрабатывать и продавать модели ракетной электроники любителям. В декабрьском номере журнала Model Rocketry за 1969 год был опубликован пресс-релиз, написанный Мимсом, в котором сообщалось, что Reliance Engineering создала дочернюю компанию Micro Instrumentation and Telemetry Systems . [25] Они спроектировали и построили телеметрические модули в своих домах и гаражах, но смогли продать лишь несколько сотен единиц. [26]
Опыт Мимса в области новой технологии светодиодов позволил ему продать очерк журналу Popular Electronics . Их ежемесячный тираж составлял 400 000 читателей по сравнению с тиражом Model Rocketry в 15 000 экземпляров. [27] В пятистраничной статье будет дан обзор физики устройства и типичных применений; он будет изображен на обложке ноября 1970 года. [28] Мимс спросил редакторов, хотят ли они также историю проекта, и они согласились. Эд Робертс и Мимс разработали светодиодный коммуникатор, который будет передавать голос с помощью инфракрасного луча света на приемник, находящийся на расстоянии сотен футов. Читатели могли купить комплект деталей для сборки светодиодного коммуникатора Opticom от MITS за 15 долларов. [29] MITS продала чуть более ста комплектов. MITS не зарабатывал на комплектах денег, а журнальные статьи платили 400 долларов. Мимс ушел из ВВС и хотел продолжить карьеру писателя-технолога. Робертс выкупил своих первоначальных партнеров и сосредоточил компанию на развивающемся рынке электронных калькуляторов. На обложке журнала Popular Electronics в январе 1975 года был изображен компьютер Робертса Altair 8800 . [30] Робертс попросил Мимса написать руководство пользователя Altair 8800 в обмен на собранный Altair, который Мимс подарил Национальному музею американской истории Смитсоновского института вместе со многими оригинальными документами MITS и аналоговым компьютером, переводящим его школьный язык, в 1987 году. [31] [32]
Мимс написал технические книги по полупроводниковым лазерам и светодиодам. [33] В 1974 году он вместе со своим другом Эдом Робертсом написал книгу об электронных калькуляторах. [34]
Лес Соломон, технический редактор Popular Electronics , любил встречаться с авторами журнала. Когда он был в отпуске в 1970 году, он навестил Форреста Мимса и Эда Робертса в Нью-Мексико. Соломон дал им совет по продаже комплектов проектов, таких как «Светодиодный коммуникатор Opticom», но Мимс действительно был заинтересован в том, чтобы стать полноценным писателем. Соломон объяснил издательский бизнес журналов и помог Мимсу разместить статьи в Popular Electronics . Мимс также писал для других журналов; «Эксперимент с твердотельным лазером за 32 доллара» был показан на обложке журнала Radio-Electronics в июне 1972 года. [35] В октябре 1975 года Мимс убедил Арта Салсберга, редактора журнала Popular Electronics , предложить ему ежемесячную колонку «Уголок экспериментатора». Позже он добавил две дополнительные колонки: «Проект месяца» и «Разработки полупроводников». Мимс писал для этого журнала, пока он не прекратил выходить в апреле 1985 года. Тем временем Салсберг основал еще один журнал для любителей, Modern Electronics ; и Мимс вел ежемесячную колонку и был ответственным редактором. [36]
В 1970-х годах электронные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, транзисторы и даже интегральные схемы, были настолько распространены, что интересные проекты можно было создавать дома с помощью простых инструментов. В магазинах Radio Shack продавались книги, в которых описывались проекты, которые можно было построить с использованием компонентов, продававшихся в их магазинах. В 1972 году Мимс написал для Radio Shack две книги о проектах для любителей. [37] [38]
Его книги были понятны любителям и иллюстрированы рисованными схематическими диаграммами и, в конечном итоге, рукописным текстом. Этот стиль оказался популярным, и в период с 1972 по 2003 год Radio Shack заказало 36 книг. [39] Его «Понимание цифровых компьютеров» было продано тиражом более 100 000 экземпляров. Книги, написанные от руки, были проданы тиражом более 7 миллионов экземпляров, бестселлером из которых стала книга «Начало работы в электронике», проданная тиражом 1,3 миллиона экземпляров и до сих пор издаваемая. К 1990-м годам компоненты стали меньше, и стало сложно собирать электронику с помощью недорогих ручных инструментов.
Интерес к электронным наборам и экспериментам снизился, и в 2003 году Radio Shack сократила количество своих проектных книг и компонентов. (Четыре тома мини-ноутбуков «16 инженеров» Мимса все еще доступны. [40] Мимс разработал и написал руководства для трех лабораторных комплектов Radio Shack: лаборатории обучения электронике, лаборатории электронных датчиков и станции наблюдения за солнцем и небом.
Мимс также писал статьи для широкого круга общих и технических журналов и 849 еженедельных научных колонок с 1999 по 2016 год для Seguin Gazette, [41] многие из которых были также опубликованы газетой San Antonio Express-News под рубрикой «The Country Scientist». » рубрика [42]
В 1990-х годах он начал заниматься серьезной наукой и начал писать об атмосферной науке и своих измерениях солнечного ультрафиолетового излучения и озонового слоя Земли с помощью самодельных инструментов, которые появились в одной из его колонок «Ученый-любитель» в журнале Scientific American («Как «Мониторинг ультрафиолетового излучения Солнца», август 1990 г.). Его открытие дрейфа в извлечении озона спутником НАСА «Нимбус-7» привело к его первой публикации в престижном журнале Nature (FM Mims III, Satellite Monitoring Error, Nature 361, 505, 1993 [43]
Более двадцати его научных работ были опубликованы в ведущих рецензируемых журналах, включая Nature, Science, Applied Optics, Geophysical Research Letters, Journal of Geophysical Research, Bulletin of the American Meteorological Society, Photochemistry and Photobiology, EOS и Research Bulletin of the American Meteorological Society. Американский фонд помощи слепым. Мимс дал интервью на канале The Amp Hour в эпизоде № 171 - Интервью с Форрестом Мимсом - Снеллом Солисекиус Ученым, где он рассказал о своей карьере, противоречиях и своих научных исследованиях. [44] Он также дал интервью Хакадею (Форрест Мимс, Radio Shack и «Записные книжки, которые положили начало тысяче карьер», [45] и он написал «A Citizen Science AMA» для Reddit [46] и Slashdot Q&A [47] .
Из-за его ежегодных посещений обсерватории Мауна-Лоа на Гавайях с 1992 года для калибровки своих атмосферных инструментов Национальное управление океанических и атмосферных исследований поручило Мимсу написать «Гавайскую обсерваторию Мауна-Лоа: пятьдесят лет мониторинга атмосферы». Книга на 480 страниц со 100 цветными пластинами была опубликована издательством Гавайского университета в 2012 году. [48]
Среди последних книг Мимса — «Наука об окружающей среде: Путеводитель исследователя», 600-страничная книга с сотнями иллюстраций, опубликованная Intelligent Education (2018). Книга разделена на пять разделов: Воздух, Земля, Огонь, Космос и Вода. Каждый блок завершается отчетами с мест, в которых подробно описывается научный опыт Мимса из первых рук. Мимс также написал «Make: Научные эксперименты Форреста Мимса», 212-страничную книгу, опубликованную Makermedia (2016), которая включает 30 научных колонок Мимса в журнале Make.
Генератор ступенчатого тона [49] представляет собой схему, в которой используется микросхема двойного таймера 556. Органы управления представляют собой два потенциометра . В 1982 году Мимс назвал схему «Синтезатор звука» [50], а затем назвал ее «Генератор ступенчатого тона». Схема создает звуки, похожие на звуки щипковой скрипки. [49] Экспериментаторы электронной музыки начали исследовать эту схему, и из-за сходства звуков, которые она издает с Atari 2600 , член команды производителя звуковых схем «каустических машин» придумал название Atari Punk Console . [51]
В мае 1988 года Мимс написал в Scientific American письмо с предложением возглавить колонку «Ученый-любитель», которой требовался новый редактор. Журнал отправил Мимса в Нью-Йорк, чтобы обсудить детали, но редактор передумал после того, как узнал, что Мимс был практикующим христианином, отвергавшим дарвиновскую эволюцию и аборты. [52] [53]
Журнал Harper's (Пол Таф, март 1991 г., стр. 28-32) опубликовал стенограмму записи редактора журнала от 4 октября 1989 г., сделанной Мимсом с советом его адвоката, объясняющей, почему он планировал прекратить работу Мимса в «Любителе». Ученый." Редактор заявил: «Нет сомнений в том, что эти колонки сами по себе великолепны. Если вы не делаете их для нас, вам следует делать их для кого-то, потому что они великолепны... То, что вы написали, это первоклассный. Это не проблема. Это кошмар в сфере связей с общественностью, который не дает мне уснуть». Журнал согласился опубликовать только три колонки, которые Мимс просил написать. [54] [55] [56]
По данным The Washington Post [57] после того, как Мимс обратился к Американской ассоциации содействия развитию науки , Шелдон Крымски, председатель Комитета AAAS по научной свободе и ответственности, ответил в письме, что: «...Мимс — и косвенно научный Американцу сказали, что «даже если человек придерживается религиозных убеждений, которые противоречат взглядам, общепринятым в научном сообществе, эти убеждения не должны влиять на решения о публикации научных статей, если только эти убеждения не отражены в статьях». ACLU Техаса предложил заняться делом Мимса, но он отказался. [58] Между тем, дело получило широкую огласку в крупных изданиях, таких как New York Times. [59]
В 2006 году Мимс выразил обеспокоенность по поводу лекции учёного Эрика Пьянки от 3 марта 2006 года . Лекция была проведена на 109-м ежегодном собрании Техасской академии наук в Университете Ламара в Бомонте, штат Техас. Мимс утверждал, что Пианка выступал за геноцид с использованием генетически модифицированного вируса Эбола с целью истребления до 90% человеческого населения. Пианка заявил, что Мимс вырвал свои заявления из контекста и что Пианка объяснял, что произойдет, исходя только из биологических принципов, если нынешние тенденции в области численности населения сохранятся, и что он никоим образом не защищал геноцид. [60] [ необходима проверка ]
Интерес Мимса к светодиодам начался в 1962 году, когда он экспериментировал со светочувствительными устройствами и обнаружил обратный эффект. В разделе «Backscatter» онлайн-выпуска журнала The Citizen Scientist Мимс сам описывает это: [61]
В 1962 году, когда я учился в старшей школе, мне впервые пришла в голову идея, что датчики света могут выполнять функцию детекторов света. [sic] Поэтому я подключил автомобильную катушку зажигания к фоторезистору на основе сульфида кадмия, включил питание и наблюдал яркие вспышки. зеленого света, излучаемого полупроводником. Зеленые вспышки заметно отличались от желтых вспышек электрической дуги.
Мимс также продолжил свои исследования двойного использования светодиодов во время учебы в колледже:
Изучая государственное управление (моя специальность) в колледже, я обнаружил, что некоторые кремниевые фотодиоды могут излучать ближнее инфракрасное излучение, которое может быть обнаружено аналогичными фотодиодами. Мне удалось передавать модулированные сигналы между такими фотодиодами. В 1971 году я продемонстрировал способность многих светодиодов обнаруживать свет, экспериментируя с системой оптоволоконной связи. Разместив по одному светодиоду на каждом конце волокна, можно было передавать сигналы в обоих направлениях через волокно, используя только одно полупроводниковое устройство двойного назначения на каждом конце волокна.
В 1980 году Мимс продемонстрировал концепцию двойного использования светодиодов, создав двунаправленную светодиодную схему голосовой связи, которая позволяла двум людям передавать речь оптически по воздуху, а также через 100-метровый участок оптического волокна. Эта демонстрация была проведена по адресу 1325 L Street в Вашингтоне, округ Колумбия — в том же месте, где Александр Грэм Белл изобрел световую связь 100 лет назад. На демонстрации, спонсируемой Национальным географическим обществом, присутствовали представители National Geographic, Смитсоновского института и лабораторий Белла. Белл впервые продемонстрировал свой фотофон [62] 3 июня 1880 года.
В дополнение к использованию двухрежимного использования светодиодов для связи, Мимс решил использовать двойное использование светодиодов для выполнения измерений определенных свойств атмосферы. В статье, опубликованной в журнале Applied Optics (1992) под названием «Солнечный фотометр со светодиодами в качестве спектрально-селективных фотодиодов» [63] Мимс описывает, как светодиоды могут функционировать в качестве детекторов света. В 2002 году Мимс выпустил еще одну статью о светодиодном солнечном фотометре: «Недорогой и стабильный светодиодный солнечный фотометр для измерения столба водяного пара над Южным Техасом с 1990 по 2001 год». [64]
В дополнение к своим многочисленным книгам по электронике, написанным для Radio Shack , [65] Мимс разработал для них несколько комплектов электроники. В одном комплекте, в частности, использовался «эффект Мимса» светодиодов: 4 светодиода действуют как узкополосные датчики света для выполнения атмосферного анализа. Этот комплект, получивший название « Станция мониторинга Солнца и неба» , [66] [67] — всего было продано 12 000 единиц — позволял пользователю проводить сложные научные измерения, включая измерение количества солнечного света, атмосферной дымки, атмосферного водяного пара, количества ФАР. (Фотосинтетическая радиация) и ET (Внеземная константа). Станция наблюдения за солнцем и небом больше не поставляется Radio Shack.
.JPG/1280px-Forrest_M._Mims_III_on_the_25th_anniversary_of_his_atmospheric_measurements_(1990_to_2016).JPG)
На протяжении более тридцати лет Мимс проводил точные и подробные измерения атмосферы. К ним относятся измерение озонового слоя, дымки (оптической толщины аэрозоля) и общего количества водяного пара в столбе.
Проект начался в мае 1988 года, когда Мимс начал экспериментировать с измерениями УФ-В с использованием самодельного оборудования. В 1989 году Мимс спроектировал и построил первый портативный спектрометр общего содержания озона (TOPS) для мониторинга озона, а также приборы для измерения дымки и водяного пара. Первый озоновый прибор TOPS (портативный спектрометр общего содержания озона) получил в 1993 году премию Rolex. [68] [69]
4 февраля 1990 года эти инструменты были впервые использованы в солнечный полдень для измерения озонового слоя, дымки (оптической толщины аэрозоля) и общего количества водяного пара в столбе. Фотография слева жены Мима Минни была сделана 4 февраля 2016 года, в день 26-й годовщины.
Различные солнечные фотометры, радиометры и камеры на столе используются каждый день в солнечный полдень, когда солнце не закрыто облаками. См. Wikimedia и www.forrestmims.org для получения 25-летних диаграмм общего содержания озона, общего количества водяного пара и оптической плотности (мутности). Оригинальный светодиодный солнечный фотометр Мимса (введен в эксплуатацию осенью 1989 года) находится в его левой руке. Два Microtops II находятся в его правой руке. Один из первых (1997 г.), а другой — единственный MicroTOPS II со светодиодами в качестве фотодетекторов.
Первый светодиодный солнечный фотометр Мимса все еще используется (он изображен держащим его на фотографии, посвященной 26-летнему юбилею Мима, выше). Он оснащен двумя светодиодами, действующими как узкополосные датчики: один на 830 нм, а другой на 940 нм (ближний ИК-диапазон). Светодиод 830 нм предназначен для оптической глубины. Соотношение фототоков светодиодов 830 нм и 940 нм обеспечивает общее количество водяного пара. [70]
.jpg/1280px-Total_Ozone_measured_by_Forrest_M._Mims_III_at_Geronimo_Creek_Observatory,_Texas_(1990-2016).jpg)
На диаграмме справа показано общее содержание озона, измеренное с 1990 по 2016 год.
Общее содержание озона (единицы Добсона) измерено в солнечный полдень в обсерватории Джеронимо-Крик с 4 февраля 1990 года. Измерения проводятся только тогда, когда солнце открыто и нет облаков. Мимс сравнивал свои измерения с Добсоном 76 и Брюэрсом 009 и 119 в обсерватории Мауна-Лоа каждый год, начиная с 1992 года.
_at_Geronimo_Creek_Observatory,_Texas_(1990-2016).jpg/1280px-Aerosol_Optical_Depth_(haze)_at_Geronimo_Creek_Observatory,_Texas_(1990-2016).jpg)
Помимо измерения общего содержания озона, Мимс с 1990 года измерял оптическую толщину аэрозоля (ООП) при длине волны 830 нм с помощью своего оригинального прибора. На диаграмме слева показаны данные.
Измерения проводились в полдень или около него, когда солнце не закрыто облаками. Пики указывают на дым, пыль и смог. Запыленные явления в Сахаре измеряются каждое лето.
_measured_at_Geronimo_Creek_Observatory,_Texas_(1990-2016).jpg/1280px-Total_Column_Water_Vapor_(Precipitable_Water)_measured_at_Geronimo_Creek_Observatory,_Texas_(1990-2016).jpg)
На диаграмме справа показано общее количество водяного пара в столбце, измеренное с 1990 года. Общее количество водяного пара в столбце измеряется при длинах волн 940 нм и 830 нм (эталонная длина волны) с использованием того же солнечного фотометра, впервые использованного 4 февраля 1990 года.
Соотношение этих двух длин волн дает общее количество водяного пара. Тенденция несколько снижается (около -1,5 мм/десятилетие). Калибровка: данные GPS NOAA из Галвестона, штат Техас, и обсерватории Мауна-Лоа, штат Гавайи. Измерения проводятся в солнечный полдень или около него, когда облака не закрывают солнце.
Водяной пар является ключевым газом, способствующим глобальному потеплению. Пик данных Мимса в 1997–1998 годах пришелся на период сильного Эль-Ниньо. Во время Эль-Ниньо 2015–2016 годов такого пика не наблюдалось. Общая форма данных напоминает глобальный график водяного пара в текущем исследовании НАСА NVAP.
Помимо измерений Мимса в его родном штате Техас, он проводил измерения атмосферы в Бразилии во время двух трехнедельных кампаний для Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. В августе 1995 года Мимс возглавил группу из двух человек для измерения озонового слоя во время кампании SCAR-B в Куябе в центральной Бразилии, поскольку прибор для определения озона на борту спутника Nimbus-7 перестал работать. [71] [72] [73]
В августе 1997 года Мимс возглавил группу из двух человек, которая измеряла озоновый слой, оптическую толщину дыма, УФ-B и водяной пар возле Альта-Флореста в Амазонии. [74] [75] [76] [77]
Осенью 1996 года Центр космических полетов имени Годдарда НАСА поручил Мимсу в любой момент совершить полет на серию из семи крупных лесных пожаров в Юте, Калифорнии, Вайоминге и Монтане. Ученый GSFC обнаружил, что новый спутниковый озоновый прибор также может обнаруживать дым, и Мимсу было поручено измерять общее количество озона и оптическую толщину дыма во время пролетов спутников. [78]
В 2022 году Бюллетень Американского метеорологического общества опубликовал 30-летнюю статью Мимса по климатологии: «30-летняя климатология (1990–2020 гг.) аэрозольной оптической глубины и общего количества водяного пара и озона в столбе над Техасом». [79] Этот временной ряд теперь превосходит аналогичный ряд измерений в Столовой горе, Калифорния, проведенный Астрофизической обсерваторией Смитсоновского института (1926-1957).
Последнее исследование Мимса включает измерение высоты аэрозольных слоев в атмосфере с помощью нового типа сумеречного фотометра. [80]
Сумеречный фотометр — это высокочувствительный люксметр, который направляется на зенитное небо в течение часа после захода солнца или перед восходом солнца. Когда солнце садится вечером, край тени Земли над фиксированной точкой поднимается над головой. (Перед восходом солнца происходит обратное.) Частицы в освещенной солнцем атмосфере чуть выше тени Земли рассеивают солнечный свет к поверхности, где его можно обнаружить с помощью сумеречного фотометра. Можно рассчитать высоту этих частиц. [81]
Сумеречная фотометрия традиционно использует телескоп, направленный на зенит, который фокусирует очень тусклые сумерки на фотодиоде или фотоумножителе, подключенном к многокаскадному усилителю. Конструкция Мимса уникальна тем, что в ней используется обычный светодиод в качестве детектора сумерек и нет внешней оптики, кроме эпоксидной линзы, в которую заключен светодиодный чип. [82]
Вместо многокаскадного усилителя он использует одиночный операционный усилитель с резистором обратной связи сопротивлением от 10 до 20 ГОм, обеспечивающий коэффициент усиления от 10 до 20 миллиардов. [83] С 2013 года Мимс использовал несколько светодиодных сумеречных фотометров для обнаружения слоев дыма и пыли в тропосфере и вулканических аэрозолей в стратосфере. Диоксид серы в результате извержения вулкана Райкоке 21-23 июня 2019 года достиг стратосферы и покрыл большую часть северного полушария завесой аэрозолей серной кислоты. Сумеречная фотометрия Мимса из Центрального Техаса и лидарные измерения с Гавайских островов показали, что высота самой плотной части завесы достигала 25 км и обычно составляла 16-20 км. [84]
Форрест Мимс участвовал в формировании научной команды среди своих троих детей. Дочь Сара использовала отбор проб дыма и спор с помощью воздушного змея, чтобы держать коллекцию подальше от земли и воздуха, одновременно проверяя дистанционное воздействие ветра. Форрест участвовал в установке на земле стенда для отбора проб ветра, но Сара хотела устранить влияние местного воздуха и земли. [85]
Возможно, не существует более плодовитого ученого-любителя, чем Форрест М. Мимс III, 64 года, из южного и центрального Техаса.
{{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )Форрест М. Мимс III. Гражданин учёный, Общество учёных-любителей, 11 марта 2005 г.Список книг, буклетов, пособий Форреста Мимса.