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吉爾伯特·沃克

吉爾伯特·托馬斯·沃克爵士CSI FRS（Sir Gilbert Thomas Walker，1868年6月14日—1958年11月4日）是英國物理學家和統計學家。沃克精通數學，將其應用於空氣動力學、電磁學和時間序列分析等多個領域的研究，並且在劍橋大學擔任教職。他在沒有氣象學研究經驗的時候獲得印度氣象部門的聘請，開始從事預測季風的統計方法研究。他開發了分析時間序列數據的方法，這一方法現在被稱為自回歸模型。他以對南方濤動的開創性描述而聞名，[2]這是全球氣候的一個重大現象，同時他還發現了以他的名字命名的沃克環流，極大地推動了氣候學的發展。他還在幫助印度數學神童斯里尼瓦瑟·拉馬努金的早期職業生涯中發揮了重要作用。

吉爾伯特·沃克
出生吉爾伯特·托馬斯·沃克
(1868-06-14)1868年6月14日
英格蘭蘭開夏郡羅奇代爾
逝世1958年11月4日(1958歲—11—04)（90歲）
英格蘭薩里郡寇斯頓
母校劍橋三一學院
倫敦帝國理工學院
獎項皇家學會會士[1]
亞當斯獎 (1899)
西蒙斯金獎 (1934)
科學生涯
研究領域氣象學，統計學
機構劍橋大學
印度氣象局

早年經歷

沃克於 1868 年 6 月 14 日出生在蘭開夏郡的羅奇代爾，是托馬斯·沃克和伊麗莎白·夏洛特·哈斯勒赫斯特的第四個孩子和長子。托馬斯是克羅伊登的自治市鎮工程師，是最早將混凝土用於城鎮水庫的工程師之一。沃克早年就讀於惠特吉夫特學校，在那裡他表現出對數學的興趣，並獲得了在聖保羅中學學習的獎學金。他於 1889 年就讀於劍橋大學三一學院，並獲評劍橋高級優等生。他因為過於刻苦學習導致身體不適，在瑞士度過了幾個冬天的休養期，在那裡他學會並熟練掌握了滑冰技巧。他於 1895 年成為三一學院的講師。 [3] [4] [5]

職業生涯

印度氣象局的創始局長亨利·弗朗西斯·布蘭福德注意到 印度和緬甸的夏季季風與喜馬拉雅山的春季積雪相關的規律, 並以此來預測印度季風，成為慣例。然而到了 1892 年，這些預測開始失效，第二任局長約翰·艾略特開始使用其他幾個參數來研究相關性，包括信風強度、反氣旋、尼羅河洪水以及來自澳大利亞和非洲的一些記錄。艾略特從 1899 年到 1901 年的預測非常失敗，他預測降雨量高於正常水平，實際卻反而出現乾旱和饑荒，以至於他受到了各路報紙的嚴厲批評，使得他對 1902 年至 1905 年的預測不得不進行保密。艾略特對洛克耶周期方面的工作越來越感興趣，於是就選擇了一位擅長數學的繼任者，也就是沃克，即便他缺乏氣象領域的研究經驗。艾略特本人就是一位富有才華的數學家，是劍橋的第二級優等生，而沃克曾是一名高級優等生，是劍橋大學小有名氣的應用數學家。1903 年沃克放棄了三一學院的獎學金，擔任氣象記者助理。 [6] 1904 年，他被提拔為印度天文台總幹事。 [4][7] Walker 以嚴謹的定量發展了 Blanford 的想法，並提出了相關性度量（有滯後）和回歸方程（在時間序列術語中稱為自回歸）。他成立了一組印度文員來計算天氣參數之間的相關性。 [8]他為時間序列回歸引入的方法現在部分以他的名字命名（另一位貢獻者是研究太陽黑子周期的Udny Yule）作為 Yule-Walker 方程。 [5]通過分析來自印度和其他地區的大量天氣數據，在接下來的 15 年裡，他首次描述了印度洋和太平洋之間大氣壓的「蹺蹺板」振盪，以及它與地球熱帶地區（包括印度）的溫度和降雨模式的相關性。這一現象現在被稱為厄爾尼諾南方濤動。 [9] [10] [11] [12] [13] 1911 年，他被授予印度之星勳章。 [4]

沃克對很多其他領域也非常感興趣。他對鳥類飛行和迴旋鏢進行了數學研究。本科時對迴旋鏢的興趣為他贏得了「迴旋鏢步行者」的綽號。在西姆拉，他曾經在安嫩代爾的土地上投擲迴旋鏢，甚至引起了印度總督的注意。 [14]他發現西姆拉的劍橋科學家歐內斯特·漢伯里·漢金 ( Ernest Hanbury Hankin ) 關於鳥類飛行的想法存在缺陷，並指出上升的熱氣流有足夠的能量支持鳥類的翱翔，以及湍流渦流在提供升力方面的作用。 [15] [16] [17] 1901年，他在《自然》上發表了他十年研究的總結。 [18]他還是一位多才多藝的長笛演奏家，對長笛的物理特性十分感興趣，因此成為研究長笛歷史和演變的專家。他對長笛進行了一些設計更改，並將其投入製造。 [19]他也是一位水彩畫家，在西姆拉期間，他還舉辦了作品展覽。 [16]

退休生活

即使在從印度退休（1924 年被封為爵士）並接受倫敦帝國理工學院氣象學教授職位後，沃克仍繼續研究年度天氣和氣候變化。他最初的目標——預測季風失敗——的成功率參差不齊。然而，他的理論和廣泛的支持研究代表了向前邁出的寶貴一步，使他在氣候研究方面的繼任者能夠超越當地的觀測和預測，轉向全球氣候的綜合模型。他於 1926 年至 1927 年擔任皇家氣象學會主席。

沃克於1904年當選皇家學會會員，這是在他研究氣象學的很早之前，當時他已經有應用數學和電磁學應用方面的科學貢獻。出於個人的數學天賦，沃克幾乎是第一個發掘印度數學神童拉馬努金的人，他當時給馬德拉斯大學寫了推薦信，給拉馬努金爭取了一筆獎學金。

沃克對大量學科的興趣使他注意到各領域的專家正在逐漸變得孤立： [20]

沃克於 1908 年與瑪麗·康斯坦斯·卡特結婚，婚後育有一個兒子邁克爾·阿什利和一個女兒維麗蒂·米歇琳。他於 1958 年 11 月 4 日在薩里郡的科爾斯頓去世，享年90 歲。 [16]為研究氣候而成立的英國沃克研究所以他的名字命名。

出版作品

與印度氣象相關的出版物：

  • 氣候季節變化的相關性（引言）。印度氣象部備忘錄 20(6)
  • 關於印度假定氣候變化的氣象證據。印度氣象部備忘錄 21(1)
  • 天氣季節變化的相關性，第二卷，印度氣象部備忘錄 21(2)
  • 印度短期強降雨數據。印度氣象部備忘錄 21(3)
  • 與其他國家相比，印度的乾旱責任。印度氣象部備忘錄 21(5)
  • （與 Rai Bahadur Hem Raj合作）印度北部的寒冷天氣風暴。印度氣象部備忘錄 21(7)
  • 進一步研究與印度季風降雨的關係。印度氣象部備忘錄 21(8)
  • 天氣季節變化的相關性，第三卷。印度氣象部備忘錄 21(9)
  • 天氣季節變化的相關性，第四卷，太陽黑子和降雨的季節變化的相關性。印度氣象部門備忘錄 21(10)
  • 天氣季節變化的相關性，第五卷，太陽黑子和溫度的季節變化的相關性。印度氣象部備忘錄 21(11)
  • 天氣季節變化的相關性，第六卷，太陽黑子和壓力的季節變化的相關性。印度氣象部備忘錄 21(12)
  • 月和年降雨量平均值。印度氣象部備忘錄 22(1)
  • 每月雨天數的年平均值。印度氣象部備忘錄 22(2)
  • 壓力、溫度、相對濕度、蒸汽張力和雲的月度和年平均值。印度氣象部備忘錄 22(3)
  • 天氣季節變化的相關性，第七卷，季風降雨的局部分布。印度氣象部備忘錄 23(2)
  • 每月和每年的正常降雨量和雨天。印度氣象部備忘錄 23(7)
  • 印度大雨的頻率。印度氣象部備忘錄 23(8)
  • 天氣季節變化的相關性，第八卷，世界天氣初步研究。印度氣象部備忘錄 24(4)
  • 天氣季節變化的相關性，第九卷，世界天氣的進一步研究。印度氣象部備忘錄 24(9)
  • 天氣季節變化的相關性，第十卷，在印度的季節預報中的應用。印度氣象部備忘錄 24(10)
  • （與 TC Kamesvara Rao 合作）1915 年 12 月至 1915 年 3 月寒冷天氣期間印度的降雨類型。印度氣象部備忘錄 24(11)

關於方法論的出版物：

其他主題出版物：

  • (1896) On a dynamical top. Q. J. Pure Appl. Math. 28:175–184.
  • (1895) Walker G.T. On a Curious Dynamical Property of Celts // Proc. Cambridge Phil. Soc. 1895. Vol. 8, Pt. 5. P. 305–306.

參見

參考文獻

  1. ^ Taylor, G. I. Gilbert Thomas Walker 1868–1958. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society（英語：Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society）. 1962, 8: 166–174. S2CID 71525583. doi:10.1098/rsbm.1962.0013. 
  2. ^ Walker, G. T. Correlation in seasonal variations of weather. IX. A further study of world weather. Memoirs of the Indian Meteorological Department. 1924, 24: 275–332.  From p. 283: "There is also a slight tendency two-quarters later towards an increase of pressure in S. America and of Peninsula [i.e., Indian] rainfall, and a decrease of pressure in Australia : this is part of the main oscillation described in the previous paper* which will in future be called the 'southern' oscillation." Available at: Royal Meteorological Society 網際網路檔案館的存檔，存檔日期18 March 2017.
  3. ^ WALKER, GILBERT T. <252:cisvow>2.0.co;2 CORRELATION IN SEASONAL VARIATIONS OF WEATHER—A FURTHER STUDY OF WORLD WEATHER1. Monthly Weather Review. 1925-06, 53 (6): 252–254. ISSN 0027-0644. doi:10.1175/1520-0493(1925)53<252:cisvow>2.0.co;2. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 C. Hayavadana Rao (編). The Indian Biographical Dictionary. Madras: Pillai & Co. 1915: 456 [2010-03-20]. （原始內容存檔於2021-12-26）. 
  5. ^ 5.0 5.1 Katz, Richard W. Sir Gilbert Walker and a Connection between El Niño and Statistics. Statistical Science. 2002, 17 (1): 97–112. CiteSeerX 10.1.1.506.8097  . doi:10.1214/ss/1023799000. 
  6. ^ Normand, Charles. Monsoon seasonal forecasting. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1953, 79 (342): 463–473. Bibcode:1953QJRMS..79..463N. doi:10.1002/qj.49707934202 （英語）. 
  7. ^ Blanford, H.F. On the Connexion of the Himalaya Snowfall with Dry Winds and Seasons of Drought in India. Proceedings of the Royal Society of London. 1884, 37 (232–234): 3–22 [2022-05-06]. Bibcode:1884RSPS...37....3B. doi:10.1098/rspl.1884.0003. （原始內容存檔於2022-05-06）. 
  8. ^ Walker, G.T. Correlation in seasonal variability of weather, VIII. A preliminary study of world weather.. Memoirs of the India Meteorological Department. 1923, 24: 75–131. 
  9. ^ Khandekar, M.L. Eurasian snow cover, Indian monsoon and El Niño/Southern Oscillation – a synthesis. Atmosphere-Ocean. 1991, 29 (4): 636–647. doi:10.1080/07055900.1991.9649422. 
  10. ^ Walker, Gilbert. World Weather. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1928, 54 (226): 79–87. Bibcode:1928QJRMS..54...79W. doi:10.1002/qj.49705422601. 
  11. ^ Shukla, J.; Paolino, Daniel A. The Southern Oscillation and Long-Range Forecasting of the Summer Monsoon Rainfall over India. Monthly Weather Review. 1983, 111 (9): 1830–1837. Bibcode:1983MWRv..111.1830S. ISSN 0027-0644. doi:10.1175/1520-0493(1983)111<1830:tsoalr>2.0.co;2 （英語）. 
  12. ^ Walker, Gilbert T. Seasonal Weather and its Prediction*. Nature. 1933, 132 (3343): 805–808. Bibcode:1933Natur.132..805W. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/132805a0 （英語）. 
  13. ^ Pisharoty, P. R. Sir Gilbert Walker—pioneer meteorologist and versatile scientist (PDF). Current Science. 1990, 59 (2): 121–122 [2022-05-06]. （原始內容 (PDF)存檔於2020-08-01）. 
  14. ^ Walker, G. On boomerangs.. Phil. Trans. R. Soc. A. 1897, 190: 23–42. Bibcode:1897RSPTA.190...23W. JSTOR 90722. doi:10.1098/rsta.1897.0013. 
  15. ^ Walker, G. Meteorology and the non-flapping flight of tropical birds.. Proc. Camb. Phil. Soc. 1923, 21: 363–375. 
  16. ^ 16.0 16.1 16.2 Walker, J.M. Pen portraits of presidents—Sir Gilbert Walker, CSI, ScD, MA, FRS.. Weather. 1997, 52 (7): 217–220. Bibcode:1997Wthr...52..217W. doi:10.1002/j.1477-8696.1997.tb06313.x.  
  17. ^ Walker, G. On the wings of gliding birds.. J. Proc. Asiat. Soc. Bengal. 1925, 20: 243–6. 
  18. ^ Walker, G.T. Boomerangs. Nature. 1901, 64 (1657): 338–340 [2022-05-06]. doi:10.1038/064338a0. （原始內容存檔於2022-05-06）. 
  19. ^ Sheppard, P.A. Obituary of Sir Gilbert Walker, CSI, FRS.. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1959, 85 (364): 186. doi:10.1002/qj.49708536423. 
  20. ^ Walker, G.T. Review of "Climate through the Ages. A Study of Climatic Factors and Climatic Variations" by C. E. P. Brooks. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1927, 53: 321–323. doi:10.1002/qj.49705322311. 

外部連結

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