Forrest M. Mims III es un científico aficionado estadounidense, [2] columnista de revistas y autor de la serie de libros instructivos Getting Started in Electronics y Engineer's Mini-Notebook que se vendieron originalmente en las tiendas de electrónica Radio Shack y aún se imprimen. Mims se graduó de la Universidad Texas A&M en 1966 con una especialización en gobierno y especializaciones menores en inglés e historia. Se convirtió en oficial comisionado de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , sirvió en Vietnam como oficial de inteligencia de la Fuerza Aérea (1967) y como ingeniero de desarrollo en el Laboratorio de Armas de la Fuerza Aérea (1968-70).
Mims no tiene formación académica formal en ciencia, [2] pero aun así tuvo una exitosa carrera como autor, investigador, conferenciante y columnista científico. Su serie de libros de electrónica escritos a mano e ilustrados vendió más de 7,5 millones de copias y es ampliamente considerado como uno de los científicos ciudadanos más prolíficos del mundo. [3] Mims realiza estudios científicos en muchos campos utilizando instrumentos que él mismo diseña y fabrica, y sus artículos científicos se han publicado en muchas revistas revisadas por pares, a menudo con científicos profesionales como coautores. Gran parte de su investigación se ocupa de la ecología, la ciencia atmosférica y la ciencia medioambiental. Un sencillo instrumento que desarrolló para medir la capa de ozono le valió un Premio Rolex a la Iniciativa en 1993. En diciembre de 2008, Discover nombró a Mims uno de los "50 mejores cerebros de la ciencia". [4]
Mims editó The Citizen Scientist —la revista de la Society for Amateur Scientists— de 2003 a 2010. También se desempeñó como presidente de la Sección de Ciencias Ambientales de la Academia de Ciencias de Texas. Durante 17 años impartió un curso corto sobre electrónica y ciencia atmosférica en la Universidad de las Naciones , una universidad cristiana no acreditada en Hawái . [5] Es miembro vitalicio del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos . Mims es miembro de las organizaciones pseudocientíficas International Society for Complexity, Information and Design y Discovery Institute , que propagan el creacionismo . [6] [7] También es un negacionista del calentamiento global . [8] [9]
Forrest Mims nació en 1944 en Houston, Texas, hijo de Forrest M. Mims, Jr. (1923-1996) y Ollieve E. (Dunn) Mims (1924-1995). [10] Era el mayor de cinco hermanos, dos varones y tres mujeres. El padre de Mims era piloto de la Fuerza Aérea y la familia vivía en bases militares desde Alaska hasta Florida, pero su estado natal era Texas. [11]
Mims se interesó por la ciencia desde muy joven y construyó una computadora analógica como proyecto de feria de ciencias de la escuela secundaria en 1960. Mientras memorizaba las palabras de vocabulario de su clase de latín, Mims concibió una computadora que pudiera traducir veinte palabras de un idioma a otro. La entrada eran seis potenciómetros (resistencias variables), cada uno con un dial con 26 letras. Al ingresar las primeras seis letras de la palabra en los potenciómetros se establecía una resistencia eléctrica total. La memoria de las palabras conocidas era un banco de 20 resistencias ajustables con un destornillador. (Mims más tarde se refirió a esto como "Memoria de solo lectura programable con destornillador", SPROM). La memoria se buscaba mediante un interruptor accionado por motor que comparaba la resistencia de la palabra de entrada con cada resistencia de memoria. Cuando se encontraba una coincidencia, el motor se detenía y se encendía una de las 20 lámparas de salida. Este no era un traductor de idiomas práctico, pero fue un proyecto de feria de ciencias impresionante para principios de la década de 1960. Mims escribió un artículo para la edición de diciembre de 1987 de Modern Electronics describiendo su computadora analógica casera, completa con esquemas y fotografías. [12]
Mims ingresó a la Universidad Texas A&M en el otoño de 1962 como estudiante de física. Los cursos de matemáticas lo convencieron de especializarse en humanidades. Se graduó en 1966, con una especialización en gobierno y asignaturas secundarias en inglés e historia. [13]
Mims siguió su afición a la electrónica mientras estaba en A&M. Su bisabuelo era ciego, y esto llevó a Mims a crear un dispositivo de ayuda para viajes para ciegos. Este dispositivo era similar al RADAR, excepto que utilizaba el diodo emisor de infrarrojos recientemente desarrollado para enviar pulsos intensos de luz que se reflejaban en los obstáculos. La luz devuelta se convertía en un tono de audio que aumentaba en amplitud a medida que se reducía la distancia a los obstáculos. Los diodos infrarrojos acababan de ser introducidos por Texas Instruments en 1965 y se vendían a 365 dólares cada uno. Mims visitó al Dr. Edwin Bonin de Texas Instruments y le explicó su proyecto. Después de revisar el diseño terminado, el Dr. Bonin le envió a Mims tres diodos emisores de infrarrojos. [11]
Mims organizó una exhibición de su prototipo en la convención anual de la Asociación Médica de Texas, celebrada en Austin en abril de 1966. Vestido con su uniforme del Cuerpo de Cadetes de Texas A&M, Mims hizo una demostración de sus "ojos electrónicos" a los asistentes a la convención. Mims y su dispositivo recibieron una amplia cobertura en los periódicos de Texas. El San Antonio Light escribió: "Aunque se especializó en ciencias políticas en A&M, el segundo interés de Mims obviamente es 'la ciencia y la invención de cosas'". [14] Mims seguiría mejorando este dispositivo durante los siguientes años. Popular Mechanics describió cómo el dispositivo encajaría en un par de anteojos en agosto de 1972 [15]
Después de graduarse de Texas A&M en 1966, Mims se convirtió en un oficial comisionado en la Fuerza Aérea de los EE. UU. y fue asignado a la Base Aérea Tan Son Nhut cerca de Saigón, Vietnam como oficial de inteligencia a principios de 1967. Mims había estado interesado en la cohetería modelo desde la escuela secundaria y trajo un suministro de cohetes a Vietnam. Utilizó una pista de carreras de caballos cercana como sitio de lanzamiento para probar sus sistemas de guía de cohetes. Después de que un helicóptero artillado del Ejército vino a verificar los lanzamientos de cohetes, Mims aprendió a notificar a las autoridades militares antes de lanzar cohetes en la pista de carreras. Un lanzamiento nocturno desde el techo de su edificio de apartamentos provocó una alerta en la Base Aérea Tan Son Nhut. [16] Las hazañas de Mims con los cohetes fueron reportadas en el periódico militar, Stars and Stripes . [17]
Mims probó su dispositivo de ayuda para viajes por infrarrojos en la Escuela para Niños y Niñas Ciegos de Saigón y la historia apareció en muchos periódicos estadounidenses. [18] [19] El coronel David R. Jones, del Laboratorio de Armas de la Fuerza Aérea, se enteró de los experimentos de Mims en un viaje a Vietnam y organizó su traslado al laboratorio en Albuquerque, Nuevo México. El coronel Jones tuvo que hacer arreglos especiales porque Mims no tenía el título de ingeniero requerido. Mims llegó al laboratorio en marzo de 1968 y trabajó en varios proyectos de láser. [20]
Mims organizó el Club de Cohetería Modelo de Albuquerque para interesar a los estudiantes en la cohetería modelo. El club pronto tuvo 40 miembros y celebró reuniones en la escuela secundaria Del Norte y la Academia de Albuquerque . [21] En julio de 1969, varios miembros del club asistieron a la Conferencia de Cohetes Modelo del Suroeste en la Universidad del Este de Nuevo México . George Flynn, editor de la revista Model Rocketry , asistió a la conferencia donde entrevistó a Mims y algunos de los miembros del club. El presidente del club, el estudiante de secundaria Ford Davis, hizo una presentación sobre un transmisor de radio en miniatura desarrollado por el club que podía transmitir datos de un cohete modelo en vuelo. Mims, el asesor principal del club, le contó a Flynn sobre los diversos sensores y equipos de telemetría utilizados por el club. [22] Flynn invitó a Mims a escribir un artículo sobre su "Luz de seguimiento transistorizada para cohetes modelo lanzados de noche" y se publicó en la edición de septiembre de 1969 de Model Rocketry . [23] Mims ganó $93,50 por su primer artículo como escritor profesional y se convirtió en colaborador habitual de Model Rocketry . [24]
Ed Roberts trabajó con Mims en el Laboratorio de Armas y también estaba interesado en la electrónica y los cohetes modelo. Roberts aumentó su salario en la Fuerza Aérea con una empresa fuera de servicio, Reliance Engineering. Mims, Roberts y otros dos compañeros de trabajo decidieron que podían diseñar y vender kits de electrónica de cohetes modelo a aficionados. La edición de diciembre de 1969 de Model Rocketry publicó un comunicado de prensa escrito por Mims anunciando que Reliance Engineering había formado una empresa subsidiaria, Micro Instrumentation and Telemetry Systems . [25] Diseñaron y construyeron los módulos de telemetría en sus casas y garajes, pero solo pudieron vender unos pocos cientos de unidades. [26]
La experiencia de Mims en la nueva tecnología de diodos emisores de luz le permitió vender un artículo a la revista Popular Electronics . Su tirada mensual era de 400.000 lectores, en comparación con la tirada de 15.000 de Model Rocketry . [27] El artículo de cinco páginas daría una visión general de la física del dispositivo y de sus aplicaciones típicas; aparecería en la portada de noviembre de 1970. [28] Mims preguntó a los editores si también querían un artículo sobre el proyecto y ellos aceptaron. Ed Roberts y Mims desarrollaron un comunicador LED que transmitiría voz en un haz de luz infrarroja a un receptor situado a cientos de metros de distancia. Los lectores podían comprar un kit de piezas para construir el comunicador LED Opticom de MITS por 15 dólares. [29] MITS vendió poco más de cien kits. MITS no ganaba dinero con los kits y los artículos de revistas pagaban 400 dólares. Mims había dejado la Fuerza Aérea y quería seguir una carrera como escritor de tecnología. Roberts compró a sus socios originales y centró la empresa en el mercado emergente de las calculadoras electrónicas. La portada de enero de 1975 de Popular Electronics presentaba la computadora Altair 8800 de Roberts . [30] Roberts le pidió a Mims que escribiera el manual del usuario de la Altair 8800 a cambio de una Altair ensamblada, que Mims donó al Museo Nacional de Historia Estadounidense del Instituto Smithsoniano junto con muchos documentos originales de MITS y su computadora analógica traductora de idiomas de la escuela secundaria, en 1987. [31] [32]
Mims escribió libros técnicos sobre láseres semiconductores y diodos emisores de luz. [33] Fue coautor de un libro sobre calculadoras electrónicas con su amigo, Ed Roberts, en 1974. [34]
A Les Solomon, el editor técnico de Popular Electronics , le gustaba conocer a los autores de la revista. Cuando estaba de vacaciones en 1970, visitó a Forrest Mims y Ed Roberts en Nuevo México. Solomon les dio consejos sobre la venta de kits de proyectos como el "Opticom LED Communicator", pero Mims estaba realmente interesado en convertirse en un escritor a tiempo completo. Solomon le explicó el negocio de publicación de revistas y ayudó a Mims a colocar artículos en Popular Electronics . Mims también escribió para otras revistas; "Experiment With a $32 Solid State Laser" apareció en la portada de junio de 1972 de Radio-Electronics. [35] En octubre de 1975, Mims convenció a Art Salsberg, editor de Popular Electronics , para que le ofreciera una columna mensual, "Experimenter's Corner". Más tarde agregó dos columnas adicionales, "Proyecto del mes" y "Desarrollos de estado sólido". Mims escribió para esta revista hasta que dejó de publicarse en abril de 1985. Mientras tanto, Salsberg había comenzado otra revista para aficionados, Modern Electronics ; y Mims escribió una columna mensual y fue editor colaborador. [36]
En la década de 1970, los componentes electrónicos como resistencias, condensadores, transistores e incluso circuitos integrados eran lo suficientemente comunes como para que se pudieran construir proyectos interesantes en casa con herramientas sencillas. Las tiendas Radio Shack vendían libros que presentaban proyectos que se podían construir utilizando los componentes que se vendían en sus tiendas. En 1972, Mims escribió dos libros de proyectos para aficionados para Radio Shack. [37] [38]
Sus libros eran comprensibles para los aficionados y estaban ilustrados con diagramas esquemáticos dibujados a mano y, finalmente, con texto escrito a mano. Este estilo resultó popular y Radio Shack encargó 36 libros entre 1972 y 2003. [39] Su libro “Understanding Digital Computers” vendió más de 100.000 copias. Los libros escritos a mano vendieron más de 7 millones de copias, el más vendido de los cuales fue “Getting Started in Electronics”, que vendió 1,3 millones de copias y todavía se imprime. En la década de 1990, los componentes se hicieron más pequeños y era difícil ensamblar proyectos electrónicos con herramientas manuales de bajo costo.
El interés en los kits y experimentos electrónicos disminuyó y en 2003 Radio Shack redujo sus libros de proyectos y componentes. (Todavía están disponibles cuatro volúmenes de los 16 minicuadernos de ingenieros de Mims. [40] Mims desarrolló y escribió los manuales para tres kits de laboratorio de Radio Shack: Laboratorio de aprendizaje electrónico, Laboratorio de sensores electrónicos y Estación de monitoreo del sol y el cielo.
Mims también escribió artículos para una amplia variedad de revistas técnicas y de interés general y 849 columnas científicas semanales desde 1999 hasta 2016 para el Seguin Gazette, [41] muchas de las cuales también fueron publicadas por el San Antonio Express-News bajo el título “The Country Scientist” [42].
En la década de 1990, comenzó a realizar trabajos científicos serios y comenzó a escribir sobre ciencia atmosférica y sus mediciones de la radiación ultravioleta solar y la capa de ozono de la Tierra con instrumentos caseros que surgieron de una de sus columnas para “The Amateur Scientist” en Scientific American (“How to Monitor Ultraviolet Radiation from the Sun, agosto de 1990). Su hallazgo de una deriva en las recuperaciones de ozono por parte del satélite Nimbus-7 de la NASA condujo a su primera publicación en la prestigiosa revista Nature (FM Mims III, Satellite Monitoring Error, Nature 361, 505, 1993 [43]
Más de veinte de sus artículos científicos han sido publicados en importantes revistas revisadas por pares, entre las que se incluyen Nature, Science, Applied Optics, Geophysical Research Letters, Journal of Geophysical Research, Bulletin of the American Meteorological Society, Photochemistry and Photobiology, EOS y Research Bulletin of the American Foundation for the Blind. Mims fue entrevistado en The Amp Hour en el episodio n.° 171: Una entrevista con Forrest Mims, el científico solisequioso de Snell, donde habló sobre su carrera, las controversias y su investigación científica [44]. También fue entrevistado por Hackaday (Forrest Mims, Radio Shack y The Notebooks That Launched A Thousand Careers, [45] y escribió “A Citizen Science AMA” para Reddit [46] y Slashdot Q&A. [47]
Debido a sus visitas anuales al Observatorio Mauna Loa de Hawái desde 1992 para calibrar sus instrumentos atmosféricos, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica le asignó a Mims la tarea de escribir “El Observatorio Mauna Loa de Hawái: Cincuenta años de monitoreo de la atmósfera”. El libro de 480 páginas con 100 láminas en color fue publicado por la University of Hawaii Press en 2012. [48]
Entre los libros recientes de Mims se encuentra “Environmental Science: An Explorer's Guide”, un libro de 600 páginas con cientos de ilustraciones publicado por Intelligent Education (2018). El libro está dividido en cinco unidades: Aire, Tierra, Fuego, Espacio y Agua. Cada unidad concluye con informes de campo que detallan las experiencias científicas de primera mano de Mims. Mims también ha escrito “Make: Forrest Mims' Science Experiments”, un libro de 212 páginas publicado por Makermedia (2016) que incluye 30 de las columnas científicas de Mims en la revista Make.
El generador de tonos escalonados [49] es un circuito que utiliza un IC temporizador dual 556. Los controles son dos potenciómetros . Mims tituló el circuito "Sintetizador de sonido" en 1982 [50] y luego lo llamó "Generador de tonos escalonados". El circuito crea sonidos similares a un violín pulsado. [49] Los experimentadores de música electrónica comenzaron a explorar este circuito y, debido a la similitud de los sonidos que produce con el Atari 2600 , un miembro del equipo del productor de circuitos de sonido 'kaustic machines' acuñó el nombre de Atari Punk Console . [51]
En mayo de 1988, Mims escribió a Scientific American proponiendo que se hiciera cargo de la columna The Amateur Scientist, que necesitaba un nuevo editor. La revista envió a Mims a Nueva York para discutir los detalles, pero el editor lo pensó mejor después de enterarse de que Mims era un cristiano practicante que rechazaba la evolución darwiniana y el aborto. [52] [53]
La revista Harper's (Paul Tough, marzo de 1991, págs. 28-32) publicó una transcripción de una grabación del 4 de octubre de 1989 del editor de la revista hecha por Mims con el asesoramiento de su abogado, explicando por qué planeaba terminar la colaboración de Mims con "The Amateur Scientist". El editor afirmó: "No hay duda de que, por sus propios méritos, las columnas son fabulosas. Si no las haces para nosotros, deberías hacerlas para alguien, porque son geniales... Lo que has escrito es de primera calidad. Eso no es un problema. Es la pesadilla de las relaciones públicas lo que me mantiene despierto". La revista aceptó publicar sólo las tres columnas que le pidieron a Mims que escribiera. [54] [55] [56]
Según The Washington Post [57], después de que Mims apelara a la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia , Sheldon Krimsky, presidente del Comité de Libertad y Responsabilidad Científica de la AAAS, respondió en una carta que: "... A Mims -y, indirectamente, a Scientific American- se le dijo que 'incluso si una persona tiene creencias de origen religioso que entran en conflicto con las opiniones comúnmente sostenidas en la comunidad científica, esas creencias no deberían influir en las decisiones sobre la publicación de artículos científicos a menos que las creencias se reflejen en los artículos'". La ACLU de Texas se ofreció a tomar el caso de Mims, pero él se negó. [58] Mientras tanto, el asunto recibió amplia publicidad en importantes publicaciones como el New York Times. [59]
En 2006, Mims expresó su preocupación por una conferencia del 3 de marzo de 2006 del científico Eric Pianka . La conferencia se llevó a cabo en la 109.ª Reunión Anual de la Academia de Ciencias de Texas y fue organizada por la Universidad Lamar en Beaumont, Texas. Mims alegó que Pianka abogaba por el genocidio con un virus del Ébola genéticamente mejorado con el objetivo de exterminar hasta el 90% de la población humana. Pianka ha declarado que Mims sacó sus declaraciones de contexto y que Pianka estaba explicando lo que sucedería únicamente a partir de principios biológicos si las tendencias actuales de la población humana continúan, y que de ninguna manera estaba abogando por el genocidio. [60] [ verificación necesaria ]
El interés de Mims por los LED comenzó en 1962, cuando estaba experimentando con dispositivos fotosensibles y descubrió el efecto inverso. En la sección "Retrodispersión" de un número en línea de The Citizen Scientist, Mims lo describe él mismo: [61]
En 1962, cuando estaba en el último año de secundaria, se me ocurrió por primera vez que los sensores de luz deberían poder funcionar también como detectores de luz. Así que conecté una bobina de encendido de automóvil a un fotorresistor de sulfuro de cadmio, encendí el aparato y observé destellos brillantes de luz verde emitidos por el semiconductor. Los destellos verdes eran claramente diferentes de los destellos amarillos de un arco eléctrico.
Mims también continuó sus investigaciones sobre el uso dual de los LED mientras estaba en la universidad:
Mientras estudiaba gobierno (mi especialidad) en la universidad, descubrí que ciertos fotodiodos de silicio pueden emitir radiación infrarroja cercana que puede ser detectada por fotodiodos similares. Logré enviar tonos modulados entre dichos fotodiodos. En 1971, demostré la capacidad de muchos LED para detectar luz mientras experimentaba con un sistema de comunicación por fibra óptica. Al colocar un solo LED en cada extremo de la fibra, fue posible enviar señales en ambos sentidos a través de la fibra con un solo dispositivo semiconductor de doble propósito en cada extremo de la fibra.
En 1980, Mims demostró el concepto de doble uso de los LED al construir un circuito de comunicación de voz bidireccional que permitía a dos personas transmitir el habla de forma óptica a través del aire y también a través de una sección de 100 metros de fibra óptica. Esta demostración se realizó en el 1325 de L Street en Washington DC, el mismo sitio donde Alexander Graham Bell inventó las comunicaciones por ondas de luz 100 años antes. En la demostración, patrocinada por la National Geographic Society, estuvieron presentes representantes de National Geographic, el Instituto Smithsoniano y Bell Labs. Bell demostró por primera vez su fotófono [62] el 3 de junio de 1880.
Además de utilizar el modo dual de los LED para la comunicación, Mims decidió utilizar el uso dual de los LED para realizar mediciones de propiedades específicas de la atmósfera. En un artículo publicado en Applied Optics (1992), titulado “Sun Photometer with light-emitting diodes as spectrally selected photodiodes”, [63] Mims describe cómo los LED pueden funcionar como detectores de luz. En 2002, Mims publicó otro artículo sobre fotómetros solares LED, “An cheap and stable LED Sun photometer for measuring the water vapor column over South Texas from 1990 to 2001”. [64]
Además de sus numerosos libros de electrónica escritos para Radio Shack , [65] Mims desarrolló varios kits de electrónica para ellos. Un kit en particular hizo uso del "Efecto Mims" de los LED, al utilizar 4 LED que actuaban como sensores de luz de banda estrecha para realizar análisis atmosféricos. Apodado Sun & Sky Monitoring Station , [66] [67] este kit, del que se vendieron 12.000 unidades, permitía al usuario realizar mediciones científicas sofisticadas, incluida la medición de la cantidad de luz solar, neblina atmosférica, vapor de agua atmosférico, cantidad de PAR (radiación fotosintética) y la ET (constante extraterrestre). La Sun & Sky Monitoring Station ya no es comercializada por Radio Shack.
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Durante más de treinta años, Mims ha realizado mediciones atmosféricas precisas y detalladas, entre las que se incluyen la medición de la capa de ozono, la neblina (profundidad óptica de los aerosoles) y la columna total de vapor de agua.
El proyecto comenzó en mayo de 1988, cuando Mims empezó a experimentar con la realización de mediciones de UV-B utilizando equipos caseros. En 1989, Mims diseñó y construyó el primer espectrómetro portátil de ozono total (TOPS) para monitorear el ozono, e instrumentos para medir la neblina y el vapor de agua. El primer instrumento de ozono TOPS (espectrómetro portátil de ozono total) recibió un premio Rolex en 1993. [68] [69]
El 4 de febrero de 1990, estos instrumentos se utilizaron por primera vez al mediodía solar para medir la capa de ozono, la neblina (profundidad óptica del aerosol) y la columna total de vapor de agua. La fotografía de la izquierda, tomada por la esposa de Mim, Minnie, fue tomada el 4 de febrero de 2016, fecha del 26.º aniversario.
Los diversos fotómetros solares, radiómetros y cámaras que hay sobre la mesa se utilizan todos los días al mediodía solar, cuando el sol no está bloqueado por las nubes. Véase Wikimedia y www.forrestmims.org para ver gráficos de 25 años de ozono total, vapor de agua total y profundidad óptica (neblina). El fotómetro solar LED original de Mims (puesto en servicio durante el otoño de 1989) está en su mano izquierda. Dos Microtops II están en su mano derecha. Uno es uno de los primeros (1997) y el otro es el único MicroTOPS II con LED como fotodetectores.
El primer fotómetro solar LED de Mims todavía se utiliza (en la foto del 26.º aniversario aparece sosteniéndolo). Tiene dos LED que actúan como sensores de banda estrecha, uno a 830 nm y otro a 940 nm (infrarrojo cercano). El LED de 830 nm es para la profundidad óptica. La relación de las fotocorrientes de los LED de 830 nm y 940 nm proporciona vapor de agua total. [70]
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El gráfico de la derecha muestra el ozono total medido desde 1990 hasta 2016.
Ozono total (unidades Dobson) medido al mediodía solar en el Observatorio Geronimo Creek desde el 4 de febrero de 1990. Las mediciones se realizan únicamente cuando el sol está abierto y sin nubes. Mims ha comparado sus mediciones con las de Dobson 76 y Brewers 009 y 119 en el Observatorio Mauna Loa todos los años desde 1992.
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Además de medir el ozono total, Mims ha medido la profundidad óptica del aerosol (AOD) a 830 nm con su instrumento original desde 1990. El gráfico de la izquierda muestra los datos.
Las mediciones se realizan al mediodía solar o cerca de este, cuando el sol no está obstruido por nubes. Los picos indican humo, polvo y smog. Los eventos de polvo sahariano se miden cada verano.
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El gráfico de la derecha muestra el vapor de agua total de la columna medido desde 1990. El vapor de agua total de la columna se mide a 940 nm y 830 nm (longitud de onda de referencia) utilizando el mismo fotómetro solar utilizado por primera vez el 4 de febrero de 1990.
La relación entre estas dos longitudes de onda proporciona el vapor de agua total. La tendencia es ligeramente descendente (aproximadamente -1,5 mm/década). Calibración: datos de GPS de la NOAA de Galveston, Texas, y del Observatorio de Mauna Loa, Hawái. Las mediciones se realizan al mediodía solar o cerca de él, cuando las nubes no están delante del sol.
El vapor de agua es el gas clave que contribuye al calentamiento global. El pico de 1997-98 en los datos de Mims se produjo durante un importante fenómeno de El Niño. No se produjo tal pico durante el fenómeno de El Niño de 2015-16. La forma general de los datos se asemeja a la gráfica de vapor de agua global del estudio NVAP en curso de la NASA.
Además de las mediciones que Mims realizó en su estado natal de Texas, realizó mediciones atmosféricas en Brasil durante dos campañas de tres semanas para el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA. En agosto de 1995, Mims dirigió un equipo de dos hombres para medir la capa de ozono durante la campaña SCAR-B en Cuiabá, en el centro de Brasil, ya que el instrumento de ozono a bordo del satélite Nimbus-7 había dejado de funcionar. [71] [72] [73]
En agosto de 1997, Mims dirigió un equipo de dos hombres que midió la capa de ozono, la profundidad óptica del humo, la radiación UV-B y el vapor de agua cerca de Alta Floresta en la Amazonia. [74] [75] [76] [77]
Durante el otoño de 1996, el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA asignó a Mims para que volara en cualquier momento a una serie de siete grandes incendios forestales en Utah, California, Wyoming y Montana. Un científico del GSFC había descubierto que un nuevo instrumento de ozono satelital también podía detectar humo, y se le asignó a Mims la tarea de medir el ozono total y la profundidad óptica del humo durante los sobrevuelos de los satélites. [78]
En 2022, el Boletín de la Sociedad Meteorológica Estadounidense publicó el artículo de 30 años de Mims sobre climatología: "Una climatología de 30 años (1990-2020) de la profundidad óptica de los aerosoles y el vapor de agua y el ozono totales en la columna sobre Texas". [79] Esta serie temporal ahora supera una serie de mediciones similar en Table Mountain, California, realizada por el Observatorio Astrofísico del Instituto Smithsoniano (1926-1957).
La última investigación de Mims implica la medición de la altitud de las capas de aerosol en la atmósfera utilizando un nuevo tipo de fotómetro crepuscular. [80]
Un fotómetro crepuscular es un fotómetro de alta sensibilidad que apunta al cielo cenital hasta una hora después de la puesta del sol o antes de la salida del sol. A medida que el sol se pone por la tarde, el borde de la sombra de la Tierra sobre un punto fijo se eleva por encima. (Lo contrario ocurre antes del amanecer). Las partículas en la atmósfera iluminada por el sol justo por encima de la sombra de la Tierra dispersan la luz solar hacia la superficie, donde puede ser detectada por un fotómetro crepuscular. La elevación de estas partículas se puede calcular. [81]
La fotometría crepuscular utiliza tradicionalmente un telescopio apuntando hacia el cenit que enfoca la luz crepuscular muy tenue sobre un fotodiodo o tubo fotomultiplicador conectado a un amplificador de múltiples etapas. El diseño de Mims es único porque emplea un LED común como detector crepuscular y no utiliza ninguna óptica externa más allá de la lente de epoxi en la que está encapsulado el chip LED. [82]
En lugar de un amplificador de múltiples etapas, utiliza un solo amplificador operacional con una resistencia de retroalimentación de entre 10 y 20 gigaohmios para proporcionar una ganancia de entre 10 y 20 mil millones. [83] Desde 2013, Mims ha utilizado varios fotómetros crepusculares LED para detectar capas de humo y polvo en la troposfera y aerosoles volcánicos en la estratosfera. El dióxido de azufre de la erupción volcánica de Raikoke del 21 al 23 de junio de 2019 alcanzó la estratosfera y cubrió gran parte del hemisferio norte con un velo de aerosoles de ácido sulfúrico. La fotometría crepuscular de Mims del centro de Texas y las mediciones lidar de Hawái indicaron que la elevación de la parte más densa del velo alcanzó los 25 km y era típicamente de 16 a 20 km. [84]
Forrest Mims ha participado en la formación de un equipo centrado en la ciencia con sus tres hijos. Su hija Sarah utilizó un sistema de muestreo de humo y esporas sostenido con cometas para mantener la colección a gran altura, lejos del suelo y el aire locales, mientras verificaba el condicionamiento remoto del viento. Forrest había participado en la instalación de un puesto en el suelo para tomar muestras de los vientos, pero Sarah quería eliminar las influencias locales del aire y el suelo. [85]
Puede que no haya un científico aficionado más prolífico que Forrest M. Mims III, de 64 años, del centro sur de Texas.
{{cite web}}: CS1 maint: bot: estado de URL original desconocido ( enlace )Forrest M. Mims III, científico ciudadano, Sociedad de científicos aficionados, 11 de marzo de 2005Lista de libros, folletos y manuales de Forrest Mims.