James Henry Coffin (6 de septiembre de 1806 - 6 de febrero de 1873) fue un matemático y meteorólogo estadounidense . [2]
Coffin nació el 6 de septiembre de 1806 en Williamsburg, Massachusetts . Descendía de Tristram Coffin , el primer propietario de la isla de Nantucket . Coffin era huérfano y fue criado por su tío, el reverendo Moses Hallock. [3] Asistió al Amherst College en Amherst, Massachusetts , donde se graduó en 1828. Tuvo un hijo, Seldon J. Coffin. Murió en Easton, Pensilvania, el 6 de febrero de 1873. [2] [4]
Después de graduarse en Amherst, Coffin se convirtió en profesor en varias escuelas y universidades. Su carrera en meteorología comenzó en 1838. Trabajó en el Williams College en Williamstown, Massachusetts , de 1840 a 1843, durante el cual instaló un aparato para detectar la dirección y velocidad del viento, en la cima del monte Greylock , el punto más alto de Massachusetts. [2] Junto con William Ferrel , dedujo la ley de Buys Ballot , que recibió su nombre en honor al meteorólogo holandés CHD Buys Ballot . [1] Colaboró en estudios meteorológicos con el Instituto Smithsoniano a partir de 1846. Ese mismo año, adquirió una cátedra en el Lafayette College en Easton, Pensilvania, en matemáticas y filosofía natural , puesto que ocupó hasta su muerte. [2] Además, mientras estaba en Lafayette, se desempeñó como tesorero de la junta directiva de 1863 a 1873. [5]
Coffin hizo contribuciones significativas a los estudios contemporáneos de los vientos. Es más conocido por dos publicaciones: Winds of the Northern Hemisphere y The Winds of the Globe . Winds of the Northern Hemisphere fue encargado por la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia en un intento de ayudar a predecir la ocurrencia de tormentas. [6] La segunda, también encargada por la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, tenía como objetivo ampliar el trabajo de la publicación anterior a la luz del creciente interés de los intereses agrícolas, de ingeniería y de fabricación. En última instancia, ambos fueron publicados por el Instituto Smithsoniano y proporcionaron contribuciones teóricas novedosas y una gran cantidad de datos brutos tabulados para su uso por otros. [7] [8] Finalmente, vale la pena señalar que gran parte de The Winds of the Globe se escribió póstumamente. Coffin recopiló los datos, pero murió antes de que se pudiera hacer un análisis detallado de ellos; el compañero de trabajo de Coffin, el Dr. Alexander J. Woeikof, realizó ese análisis en su lugar. [9]
En este libro, Coffin reúne mediciones de los "estratos inferiores" (cualquier viento que se pueda medir directamente con veletas , molinos de viento u otros aparatos terrestres ) de 579 estaciones en todo el hemisferio norte. [10] La distribución de estas estaciones, así como la suma de la duración de las mediciones en cada estación, se muestra en la Tabla 1. [11]
De cada estación, Coffin recopiló cinco mediciones: la dirección media del viento, su velocidad media, la tasa media de cambio a lo largo del año, la dirección y la cantidad de "fuerzas deflectoras" que causaron dichos cambios y la relación del tiempo empleado en soplar en la dirección de los puntos cardinales. [10] El conjunto de datos resultante comprende casi 160 páginas de tablas, divididas por medición y, posteriormente, por región. Los subconjuntos de estos datos también se visualizan en gráficos como la Figura 1. [12]
De esto, Coffin extrae varias conclusiones generales. En primer lugar, Coffin pudo establecer la existencia de dos de los tres vientos alisios , la banda del sudoeste alrededor de los 60° de latitud y la banda del noreste por encima de ella. [13] Luego unificó dos teorías contemporáneas de los sistemas eólicos globales para explicar los fenómenos. [14] En segundo lugar, Coffin correlaciona la prevalencia de los monzones con las diferencias de temperatura estacionales causadas por la diferencia entre la temperatura relativamente estable de grandes masas de agua y la temperatura mucho menos estable de las masas de tierra. [15] En tercer lugar, por el mismo principio, Coffin señala que los lagos alteran significativamente el flujo del viento. [16] Coffin cree que puede afirmar directamente que, aunque hay dos vientos alisios predominantes, su curso puede, y a menudo lo es, desviarse por las masas de tierra y los cuerpos de agua más pequeños. [17]
El resto del libro se dedica a analizar fenómenos particulares y a explicarlos en términos de los principios generales antes mencionados. También incluye un apéndice con extractos de correspondencia científica que Coffin consideró relevantes. [18]
La crítica más destacada a The Winds of the Northern Hemisphere fue su cobertura relativamente escasa fuera de los EE. UU. y Europa; esto finalmente se convirtió en una de las motivaciones para escribir The Winds of the Globe . [19] Coffin también señala otros dos problemas metodológicos. En primer lugar, las mediciones de velocidad a veces se estimaban cualitativamente en una escala de 1 a 10. [20] En segundo lugar, dado que la altura de las nubes también solo se puede estimar, lo que constituye los "estratos inferiores" no está del todo claro, especialmente cuando las diferencias entre los estratos superiores e inferiores eran evidentes. [21]
El conjunto de datos de The Winds of the Globe era mucho más amplio que el de su predecesor. En este libro, Coffin reúne mediciones de los "estratos inferiores" de 3223 estaciones de todo el mundo. [22] En la Tabla 2 se reproduce un resumen de la distribución de estas estaciones, así como la suma de la duración de las mediciones en cada estación. [22]
En este caso, Coffin tomó seis medidas: la dirección media de las corrientes inferiores, la relación que guarda el movimiento progresivo con la distancia total recorrida, las modificaciones que sufre la corriente media en las diferentes estaciones del año, las direcciones de las fuerzas que causan esas modificaciones, la magnitud de esas fuerzas y, por último, mostrar cómo y en qué grado los vientos de los estratos inferiores difieren de los vientos superiores. [22] El volumen resultante incluye más de 650 páginas de resultados, nuevamente tabulados por parámetro y, posteriormente, por región. Como antes, se visualizan y presentan ciertos subconjuntos, como se ejemplifica en la Figura 2. [23]
Los datos de The Winds of the Globe permiten llegar a conclusiones que, en general, coinciden con las de su predecesor. Woeikof confirma la existencia de los dos vientos alisios que se encuentran por encima de los 30° de latitud y establece la existencia de una tercera banda, del sudoeste, entre los 0° y los 30° de latitud. [24] La mayor riqueza de datos también permite a Woeikof describir con mayor precisión la extensión de estos vientos, ya que cada uno de los tres se extiende a lo largo de los 30° de latitud desde el ecuador uno sobre el otro. [24] Otra contribución novedosa fue el descubrimiento de que estas bandas de vientos cambian con las estaciones. Cuando el sol está en su cenit sobre el hemisferio norte (nuestro verano), la banda ecuatorial se mueve hacia el norte, al igual que todas las demás. [25] Lo contrario ocurre en nuestro invierno. [25]
Los Vientos del Globo también hicieron un progreso significativo hacia la verificación empírica de la asociación teórica actual del efecto de la presión del aire sobre la dirección de los vientos , así como a la precisión de la relación previamente pobremente cuantificada entre los gradientes de presión y la velocidad del viento . [26] Por el contrario, sirvió para problematizar la teoría contemporánea de Hadley sobre el movimiento de la atmósfera superior y el efecto de la gravedad sobre la forma de las celdas de convección. [27]
Woeikof aplicó luego estas conclusiones generales a casos particulares. En particular, pudo explicar el mecanismo que se esconde detrás de las estaciones secas y húmedas de Asia y Australia, así como sus correspondientes monzones. [28] Woeikof también pudo utilizar el efecto de las masas de tierra en las corrientes de viento para explicar la diferencia de clima entre Asia y América del Norte basándose en las diferentes geografías de las dos regiones. [29]
Como se afirma en su libro The Winds of the Globe , Winds of the Northern Hemisphere no tuvo una buena acogida debido a su cobertura irregular de Asia, los océanos y América Central. Sin embargo, la NOAA todavía considera a The Winds of the Northern Hemisphere como una "obra muy importante" en la historia de la meteorología. [30] Además, el Instituto Smithsoniano calificó a Wind of the Northern Hemisphere como "una importante adición a la meteorología". [31] Finalmente, Winds of the Northern Hemisphere se distribuyó como libro de referencia a los primeros sargentos del servicio meteorológico de los EE. UU. [32]
Las contribuciones más universalmente aclamadas de Coffin a la meteorología comenzaron con su obra Winds of the Globe , que ayudó a detectar fallas en la teoría predominante de Hadley. [33] Ferrel utilizó los datos de Coffin para confirmar las teorías sobre la "circulación general de la atmósfera". [33] De hecho, Landsbergh, 1964 atribuye los datos de Coffin como fundamentales para la creación de la climatología matemática. [34] Youmans sostiene que Northern Hemisphere fue el primero en establecer que hay tres grandes células de circulación en los hemisferios norte y sur. [35] [36] Esto, en combinación con la derivación de Coffin de la ley de Buys-Ballot, que se encuentra en otra pieza, llevó a Youmans a ir tan lejos como para decir que los resultados de Coffin "han sido mencionados en todos los tratados sobre meteorología que han aparecido desde su publicación, y se han empleado con otros materiales como base de los mapas de viento de los océanos Atlántico y Pacífico, preparados y publicados por la Junta de Comercio Inglesa". [37] [36] La institución Smithsonian llama a Coffin una de las cuatro personas que hicieron contribuciones significativas a "una de las adiciones más importantes a la meteorología de la actualidad... el establecimiento de la dependencia de la fuerza y la dirección del viento sobre la presión de la atmósfera en diferentes puntos". [38] Henry, el líder de la Institución Smithsonian, llamó a Los vientos del globo "quizás la contribución más importante al conocimiento que la institución ha dado al mundo". [39]
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