理查德森·刘易斯·弗莱18811953

理查森是一位富有创新精神的英国数学家、物理学家和心理学家,他是第一个尝试将数学概念应用于天气预报的人。尽管他的天气预报方法在他的一生中并不完全成功,但随着计算机的出现,这种方法被重新发现,并为计算机天气预报奠定了基础。根据他的名字,在给定距离内记录的温度和风(梯度)的变化被命名为理查森数。

1881年10月11日,刘易斯·弗莱·理查森出生在泰恩河畔纽卡斯尔的一个富裕的贵格会家庭。他的母亲凯瑟琳·弗莱(Catherine Fry)是一个玉米商人的女儿,他的父亲大卫·理查森(David Richardson)来自一个制革工人家庭,他自己也从事这一职业。刘易斯是一个有七个孩子的大家庭中最小的一个。他就读于纽卡斯尔预科学校,在那里他已经表现出对数学的偏爱,特别是对欧几里得的研究。1894年,他去了布瑟姆学校

约克大学是一所成立于1823年的贵格会精英学校。正是在这里,理查森第一次将他对数学的兴趣与科学特别是气象学结合起来。他的一位老师埃德蒙·克拉克(Edmund Clark)实际上是气象学专家,对理查森影响很大。这个机构还加强了刘易斯的和平主义,这是他父母教给他的价值观,也是贵格会的基本信条,这导致他在成熟时做出了艰难的职业选择。1898年离开布瑟姆后,理查森在纽卡斯尔的达勒姆科学学院学习了两年的数学、物理、化学、植物学和动物学。理查森在剑桥大学国王学院完成了他的学业,1903年他从那里毕业,获得了自然科学奖学金的一等学位。

毕业后,理查森在许多不同的岗位上工作。他曾在国家物理实验室(1903-04,1907-09)和气象局(1913-16)工作,并被聘为阿伯里斯特威斯大学学院(1905-06)和曼彻斯特理工学院(1912-13)的大学讲师。此外,他还是国家泥炭工业的化学家(1906-07年),并指导阳光灯公司的物理和化学实验室(1909-12年)。1909年,他与多萝西·加内特结婚,虽然他们没有自己的孩子,但他们收养了两个儿子和一个女儿。

1914年第一次世界大战爆发时,理查森在气象局工作,担任埃斯克达尔米尔天文台的负责人。由于他的贵格会信仰,他宣布自己是良心拒服兵役者,因此不能被征召入伍。这一选择意味着他将永远无法获得大学职位的资格。虽然理查森没有参与军事行动,但从1916年到1919年,他在法国第16步兵师的朋友救护部队服役,在那里他的工作为他赢得了赞誉。战争结束后,理查森回到气象局工作,但在1920年气象局成为空军部的一部分时,他不得不辞职。他的和平主义信仰不允许他继续为一个属于军队的机构工作。理查德森随后又回去教书了。1920年至1929年,他担任威斯敏斯特培训学院物理系主任;1929年至1940年,他担任苏格兰佩斯利技术学院和艺术学院校长。1940年,59岁的他退休,专注于研究。

理查森一生都对数学在气象学中的应用感兴趣。他在1922年的研究《数值过程预报天气》中首次将有限差分的数学方法应用于天气预报。他的有限差分方法是用来解决微分方程的,这是在他为国家泥炭工业研究泥炭中的水流时产生的。由于这些方法能使他获得高度精确的解,他决定应用这些方法来解决在气象局工作时遇到的大气动力学问题。初始条件是通过气象站的观测确定的,然后将用于求解方程。最后,可以对天气进行预测。理查森非凡的洞察力是超前的,因为在前计算机时代,必要的手工计算所花费的时间太长了。即使有一大群人在努力解这些方程,也无法及时找到对预测天气有用的解。理查森自己也承认,在天气真正到来之前,需要6万人才能预测到明天的天气。尽管有这个缺陷,理查森的工作开创了今天的天气预报。

在他的一生中,理查森发表了大量关于数学在天气中的应用的文章,并对扩散理论做出了贡献,特别是关于大气中的涡流扩散。由于他的科学成就,他于1926年入选英国皇家学会。他对和平主义根深蒂固的兴趣使他将数学应用于战争和军事冲突的研究。他的研究成果发表在三本书中:《广义外交政治》(1939年)、《武器与不安全》(1949年)和《致命争吵的统计》(1950年)。理查森用数学挑战了战争是符合国家利益的理性国家政策的假设。他给出了国家间相互作用的微分方程组。雷竞技手机版app理查森从两个国家的军备开始,构建了一个理想的方程组,计算一个国家的军事建设速度,它与对手的武器数量成正比,也与与敌人的争端成正比。相反,这个速度与它自己已经拥有的武器数量成反比。1953年9月30日,理查森在苏格兰阿盖尔的基尔蒙去世。

参见:气候模型;raybet雷竞技最新天气。

参考书目。O.M.阿什福德,先知还是教授?《刘易斯·弗莱·理查森的生活与工作》(亚当·希尔格,1985);T.W. Korner,《计数的乐趣》(剑桥大学出版社,1996年);P. Lynch,《数值天气预报的出现》(剑桥大学出版社,2006);斯宾塞·瓦特,《全球变暖的发现》(哈佛大学出版社,2004年)。

卢卡·普罗诺诺丁汉大学

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