Жюль Грегори Чарни (1 января 1917 г. – 16 июня 1981 г.) был американским метеорологом, сыгравшим важную роль в развитии численного прогнозирования погоды и углублении понимания общей циркуляции атмосферы путем разработки серии все более сложных математических моделей атмосферы. Его работа была движущей силой многих национальных и международных погодных инициатив и программ.
Считается, что Чарни является отцом современной динамической метеорологии, и ему приписывают «руководство послевоенным развитием современной метеорологии больше, чем любому другому живому деятелю». [7] [8] Работы Чарни также оказали влияние на работу его близкого коллеги Эдварда Лоренца , который исследовал ограничения предсказуемости и был пионером в области теории хаоса .
Чарни родился в Сан-Франциско, Калифорния, 1 января 1917 года в семье еврейско-русских иммигрантов Эли Чарни и Стеллы Литтман, портных в швейной промышленности. Чарни провел большую часть своей ранней жизни в Калифорнии. [9] После 20-месячной борьбы с раком он умер в Бостоне в Институте онкологии Сиднея Фарбера в возрасте 64 лет. [10]
Чарни получил степень бакалавра и магистра в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе , завершив свое обучение докторской степенью по физике в 1946 году. [11] [9]
Его докторская диссертация под названием «Динамика длинных волн в бароклинном западном течении» заняла весь выпуск журнала Journal of Meteorology за октябрь 1947 года . [12] Статья оказала влияние, поскольку в ней подчеркивалось влияние «длинных волн» в верхних слоях атмосферы на поведение всей атмосферы, а не более традиционный акцент на полярном фронте, а также предлагался способ анализа возмущений вдоль этих волн, который был как физически проницательным, так и математически строгим. [13]
Карьера Чарни началась в его родном Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, где он работал преподавателем физики и метеорологии с 1941 по 1946 год. В 1946 году Чарни стал научным сотрудником Чикагского университета под руководством Карла-Густава Россби , американского метеоролога шведского происхождения, чьи теории крупномасштабных движений воздуха помогли произвести революцию в метеорологии. [8]
С 1947 по 1948 год Чарни занимал должность аспиранта Национального исследовательского совета в Университете Осло в Норвегии. В течение этого года он разработал метод, известный как «квазигеострофическое приближение», для расчета крупномасштабных движений волн планетарного масштаба.
Уравнения квазигеострофического вихря Чарни позволили дать краткое математическое описание крупномасштабных атмосферных и океанических циркуляций, что дало возможность для будущих работ по численному прогнозированию погоды.
В 1948 году Чарни присоединился к Институту перспективных исследований (IAS) в Принстоне, штат Нью-Джерси, чтобы изучить возможность применения цифровых компьютеров для прогнозирования погоды в качестве главы Метеорологической исследовательской группы. Вместе с известным математиком Джоном фон Нейманом Чарни помог пионеру использования компьютеров и численных методов для улучшения прогнозирования погоды и сыграл ведущую роль в усилиях по интеграции обмена энергией и влагой между морем и воздухом в изучение климата. [14]
Эта коллективная работа проложила путь к основанию Лаборатории геофизической гидродинамики NOAA . В 1954 году Чарни помог создать Объединенный численный прогноз погоды, сотрудничество между Бюро погоды США, ВВС и ВМС.
Позже Чарни стал членом Комитета по атмосферным наукам Национальной академии наук и председателем Комитета академии по международному метеорологическому сотрудничеству. На этих должностях он задумал и помог организовать Глобальную программу атмосферных исследований, которая считается самым амбициозным международным усилием в области метеорологических исследований, когда-либо предпринимавшимся. [8]
В 1956 году Чарни покинул IAS, чтобы стать профессором метеорологии и директором проекта по динамике атмосферы и океана в Массачусетском технологическом институте, где в течение 25 лет он внес значительный вклад в исследования динамической метеорологии и океанографии, включая крупномасштабную атмосферную турбулентность, обратные взаимодействия между океанами и атмосферой, постоянство определенных аномальных схем потоков в атмосфере и связь таких явлений с засухами. [9]
Среди его многочисленных фундаментальных вкладов в эту область, Чарни определил « бароклинную нестабильность », первое убедительное физическое объяснение развития циклонов в средних широтах. Чарни определил механизм, который объясняет размер, структуру и скорость роста погодных систем средних широт, и является повсеместным явлением во вращающихся, стратифицированных жидкостях, таких как наши океаны и атмосфера.
С 1974 по 1977 год Чарни возглавлял кафедру метеорологии в Массачусетском технологическом институте. Помимо своих революционных исследований, Чарни запомнился как харизматичный и оптимистичный профессор среди бывших студентов Массачусетского технологического института, где он оставался до своей смерти в 1981 году. Студенты описывают падение на «орбиту вокруг солнца Чарни». В здании, где находится кафедра Земли, атмосферы и планетарных наук Массачусетского технологического института, есть библиотека, названная в честь Чарни. [15]
В 1979 году Чарни возглавил «специальную исследовательскую группу по углекислому газу и климату» для Национального исследовательского совета . Полученный в результате 22-страничный отчет «Углекислый газ и климат: научная оценка» является одной из самых ранних современных научных оценок глобального потепления . [16] Его главный вывод можно найти на странице 2: «Мы оцениваем наиболее вероятное глобальное потепление при удвоении CO2 как около 3°C с вероятной погрешностью ± 1,5°C». Эта оценка чувствительности климата по существу не менялась на протяжении более четырех десятилетий, например, в Четвертом оценочном отчете МГЭИК (2007) говорится, что «равновесная чувствительность климата, вероятно, будет находиться в диапазоне от 2°C до 4,5°C, с наилучшим оценочным значением около 3°C. Очень маловероятно , что она будет меньше 1,5°C. Значения, существенно превышающие 4,5°C, не могут быть исключены, но согласие с наблюдениями для этих значений не так хорошо».
В 2019 году климатологи, отмечавшие 40-ю годовщину доклада Чарни, заявили: «Оглядываясь назад, доклад Чарни кажется научным эквивалентом рукописи на стене... Их предупреждение было точным и остается более актуальным, чем когда-либо». [17]
В феврале 2018 года Массачусетский технологический институт провел симпозиум под названием MIT on Chaos and Climate в честь 100-летия со дня рождения Чарни и Эдварда Лоренца . [9] На двухдневном мероприятии были представлены презентации всемирно известных экспертов о многочисленных научных вкладах, которые внесли два пионера в области численного прогнозирования погоды, физической океанографии, атмосферной динамики и экспериментальной динамики жидкостей, а также о личном наследии, которое они оставили после себя, в виде честности, оптимизма и сотрудничества. В одной из презентаций Джозеф Педлоски , почетный ученый Института океанографии Вудс-Хоул и мировой лидер в области физической океанографии, сказал следующее о своем друге и наставнике Жюле Чарни: [18]
«Справедливо будет сказать, что Жюль Чарни превратил тайну неустойчивого поведения атмосферы в узнаваемую, хотя и очень, очень сложную, проблему в физике жидкостей. Однако сегодня я хотел бы поговорить о более личном и, я думаю, не менее важном вкладе Жюля в нашу область, с точки зрения вдохновляющей щедрости духа, которую он проявил, что способствовало развитию атмосферы совместной коллегиальности в нашей области. Он установил стандарт личной и научной честности, который, как я думаю, часто упускается из виду, но который имеет исключительное значение».
Видео, снятое для этого мероприятия, подчеркивает неизгладимый след, оставленный Чарни и Лоренцом в Массачусетском технологическом институте и в области метеорологии в целом. [19]
Американское метеорологическое общество ежегодно вручает « Премию имени Жюля Г. Чарни » отдельным лицам «в знак признания особо значимых достижений в области исследований и разработок в области атмосферных или гидрологических наук».