Johan Sandström - Johan Sandström

Johan Sandström
narozený	6. června 1874 Obec Degerfors
Zemřel	12. ledna 1947 (ve věku 72) Bromma
obsazení	Meteorolog, hydrograf

Johan Wilhelm Sandström (6. června 1874, Degerfors, Västerbotten County - 12. ledna 1947, Bromma, Kraj Stockholm ), obvykle uváděný jako J. W. Sandström, byl švédský oceánograf a meteorolog. On je nejvíce skvěle známý pro provádění řady klasických experimentů na Bornö Marine Research Station v Švédsko publikováno v roce 1908. Jeho experimenty se týkaly příčin oceánských proudů, zejména těch, které se vyskytovaly ve fjordech.

Životopis

Sandström je synem tesaře Jonase Antona Sandströma a Grety Magdaleny Sjögrenové. Šel do základní školy Degerfors, ale po smrti svého otce jeho matka rodinu přestěhovala Sundsvall, kde Sandström pracoval a byl vyučován na pile. Díky místním dobrodincům nastoupil na stockholmskou technickou školu, a přestože nikdy nedostal oficiální diplom, vynikal v matematice a častých vědeckých kruzích.

V roce 1899 se Sandström připojil k národní meteorologické službě, kde se setkal Vilhelm Bjerknes, zakladatel Bergenská škola meteorologie, který změnil svou kariéru. Profesor matematické fyziky ve Stockholmu pracoval na předpovědi počasí a teorii generalizované hydrodynamické cirkulace koncem 90. let 20. století. S grantem od vlády angažuje Bjerknes v roce 1899 Sandströma, aby mu pomohl při studiu vztahu mezi atmosférickým tlakem a bouřkami.

V řadě publikací Sandström analyzuje obecnou atmosférická cirkulace a vyvíjí grafické prediktivní techniky, díky nimž je známý. Když Bjerknesův grant skončil, byl najat Ottem Petterssonem jako jeho hlavní asistent ve Švédské hydrografické a biologické komisi. Pettersson je hlavním vědeckým pracovníkem flotily výzkumných plavidel Komise. Sandström také obdrží nabídku od Fridtjof Nansen v Bergenu na pomoc s knihou „Lehrbuch der Cos-Physen Physik“ od Svante Arrhenius (1903), k napsání části vzduchové hmoty a dynamická meteorologie.

Díky grantům od Washingtonu Carnegie Institution, Bjerknes znovu angažoval Sandströma pro nový a ambiciózní projekt v roce 1906. Následující rok odešel s Bjerknesem do Oslo kde se zabývali fyzikou a matematikou předmětu. V roce 1908 byl Sandström s pomocí Bjerknesova doporučení a vlastních publikací najat jako technický ředitel nové hydrografické agentury ve Stockholmu, a to i přes nedostatek diplomu.

V roce 1913 se často hádal s Nils Ekholm o hodnotě Bjerknesovy meteorologické práce pro aplikace v reálném životě. Jelikož však námořníci a farmáři začali žádat o další informace o počasí, brzy se v roce 1919 stal ředitelem nové „meteorologické kanceláře“ v agentuře.

Ve 20. letech 20. století začalo být letectví důležitým zákazníkem, který přinesl nová data a organizační změny. Došlo také ke zvýšenému využívání telekomunikačních technologií, včetně telegrafie a vysílání. Stockholm Meteorologická a hydrologická agentura také potřeboval rozšířit své hydrologické funkce. Sandström poté začal studovat Golfský proud, spolu s Petterssonem a Ekholmem, za jeho vliv na klima.

V roce 1929 Sandström vedl výpravu k Severní ledový oceán financován státem a soukromými nadacemi. Kromě expedic a řady osobních výletů lodí po Arktidě Sandström několikrát v zimě cestoval do Bergenu, aby se setkal s profesorem Bjerknesem, aby diskutovali o teorii počasí a vzduchové hmoty. Jeho pozorování mu poskytla údaje o rychlosti přeměny energie mezi atmosférou a oceánem, které mu přinesou mezinárodní uznání.

Sandströmova věta

Sandstrom se zásadně zabýval rolí vytápění a chlazení při řízení oceánských proudů a obecně ve větším oběhu oceánů. Tvrdil, že tepelná cirkulace může způsobit silnou a stabilní cirkulaci, pouze pokud dojde k ohřevu ve větších hloubkách než chlazení. Toto je dnes známé jako Sandströmova věta a představuje pokus o rozšíření dobře známého výsledku klasické termodynamické teorie, že aby tepelný motor mohl během cyklu vykonávat pozitivní práci, musí k expanzní práci docházet při vyšším tlaku než při kontrakci.

Sandstromova věta je tedy technicky pravdivá, pokud je expanze v tekutině způsobena zahříváním a kontrakcí chlazením a že při větších tlacích dochází k větším hloubkám. V Sandstromově větě však existuje nejednoznačnost ohledně významu pojmů „topení“ a „chlazení“. Doposud bylo topení a chlazení v literatuře vždy interpretováno jako spojení s „povrchovým ohřevem“ a „povrchovým chlazením“.

Ve skutečných tekutinách však molekulární a turbulentní difúze vždy způsobují vnitřní ohřev / chlazení i při absenci vnějšího ohřevu / chlazení, pokud je teplota uvažované tekutiny nerovnoměrná. Jak je dobře známo, molekulární a turbulentní difúze má tendenci uvolňovat systém směrem k termodynamické rovnováze, tj. Směrem k izotermickému stavu, který pro staticky stabilní tekutinu kapalinu zahřeje při vysokém tlaku a ochladí při nízkém tlaku. Proto z důvodu vnitřního diabatického ohřevu / chlazení pomocí molekulární / turbulentní difúze dochází k celkovému zahřívání vrstevnaté tekutiny vždy při vyšším tlaku než celkové chlazení, i když k vnějšímu chlazení / ohřevu dochází při stejném tlaku.

Výsledkem je, že vnitřní diabetické ohřev / chlazení v důsledku molekulární difúze vysvětluje, proč laboratorní experimenty ukazují důkazy o cirkulaci vyvíjející se v důsledku povrchového ohřevu / chlazení (Park a Whitehead, 2000) nebo dokonce i když je ohřev nad chlazením (Coman et al. ., 2006). Sandströmovým klíčovým vhledem (i když to není jasně vyjádřeno) bylo, že v takových obězích musí oběh jako celek přepravovat lehkou vodu dolů a hustou vodu nahoru. To znamená, že účinkem oběhu je zvýšení potenciální energie. Takový nárůst vyžaduje externí zdroj energie. Nedávná práce na tom stavěla a tvrdí, že oběh oceánů jako celek je poháněn těmito vnějšími zdroji energie, ať už větrem nebo přílivem a odlivem, přičemž novější práce naznačují, že vnitřní zdroje a jímky energie (například ty, které pohánějí šíření) jsou také potenciálně Důležité.

Vyznamenání

V roce 1925 byl Sandström zvolen členem Královská švédská akademie věd.

Publikace

• Sandstrom, J. W. (1908), Dynamische Versuche mit Meerwasser, Ann. Vodík. Mar. Meteorol., 36, 6–23.

Viz také

• Bergenská škola meteorologie

Reference

• Coman, M.A., R.W Griffiths a G.O. Hughes (2006), Sandströmovy experimenty se znovu objevily, Journal of Marine Research, Svazek 64, číslo 6, listopad 2006, str. 783–796.
• Anders Carlsson. „Johan Wilhelm Sandström“. sok.riksarkivet.se (ve švédštině). Švédský národní archiv. Citováno 12. prosince 2018.