隨想 物理

大氣物理學家-約翰∙狄奧多∙霍頓

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撰文者:Fredric W. Taylor ( Clarendon Laboratory, Oxford, UK) 林祉均 譯
發文日期:2020-09-24
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  • 大氣物理學家約翰∙狄奧多∙霍頓(John Theodore Houghton)在2020年4月19日因COVID-19引起的併發症病逝。約翰在1931年12月20日於北威爾斯的戴瑟斯(Dyserth)出生;不遠處便是泰溫(Tywyn),他退休後的居所,一個位於史諾多尼亞國家公園邊陲的海邊小鎮。

     
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    約翰∙狄奧多∙霍頓
    FRED TAYLOR

    約翰稱得上是個神童。他在16歲便獲得獎學金,前往牛津大學研讀物理,並在1951年畢業時名列前茅。他的老師包括西德尼∙查普曼(Sydney Chapma)和高登∙多布森(Gordon Dobson)等著名學者,他們鼓舞約翰留下來,跟著艾倫∙布魯爾(Alan Brewer)做博士學位的研究。艾倫在牛津大學的克拉倫登實驗室(Clarendon Laboratory),帶領一個小型的氣象學研究群。約翰加入後學習到如何在二戰時期的蚊式戰鬥機,如此吵雜又難熬的環境中,進行精密的大氣層紅外線輻射測量。

    他在法恩柏勒(Farnborough)的皇家航空研究院待了幾年,持續地進行航空量測以取代兵役。爾後,隨著艾倫∙布魯爾搬遷到多倫多,約翰1962年回到牛津大學接掌艾倫的氣象學研究群。他和戴斯∙史密斯(Des Smith)研議如何利用新一代的地球觀測衛星,來進行更精準的輻射量測。他們設計出一套選擇斬波輻射計(selective chopper radiometer),透過裝滿二氧化碳的元件來過濾並量測大氣層中向上湧出的輻射強度。他們讓高海拔探空氣球搭載著輻射計,飛向平流層。

    路易斯∙卡普蘭(Lewis Kaplan)從NASA的噴射推進實驗室請假一年,前往牛津與約翰的研究群進行合作。他們聯手證明了,輻射測量結果可以用來反推氣象學上十分重要的垂直溫度資訊。他們更大膽的向NASA提案,希望讓美國的實驗氣象衛星搭載他們英國製的儀器,將量測範圍擴展至全球的大氣層。雨雲四號(Nimbus 4)衛星於1970年4月發射,帶著兩人製造的儀器一同升空。雨雲系列往後的衛星也搭載著更新版本的輻射計。1978年發射的雨雲七號上面的儀器,除了能量測垂直溫度變化,還外加大氣成分的測量功能,包括水氣與氮氧化物。

    在研發這些太空儀器期間,約翰先後和兩個大型的國家實驗室合作,它們分別以愛德華∙艾波頓(Edward Appleton)和拉塞福(Ernest Rutherford)兩位科學家命名。約翰在1969年離開大學,成為艾波頓實驗室的主任。他的重要貢獻包括將兩個實驗室融合為拉塞福艾波頓實驗室,其至今依舊是英國太空科技的研發重鎮。

    約翰在管理與激勵人心這方面的技巧飽經磨練,這讓他在1983年獲邀擔任英國氣象局總幹事時感到無法拒絕。「我肯定是瘋了」,在我剛離開噴射推進實驗室,準備接掌約翰在牛津的工作時,他對我這麼說。帶領氣象局的工作,對於約翰來說並非完全順遂。最慘的是1986年,一次強烈暴風雨襲擊南英格蘭,造成大量損失與傷亡,而氣象局沒有能夠及時發出警告。議會要求約翰辭職負責。不過這次生涯危機最終平安解除,而往後約翰也因為在氣象局傑出的領導能力,獲得皇室爵位。除此之外,他還在1990成立了哈德利氣候預測與研究中心,將氣象局的職掌擴展至長期氣象預測。

    哈德利研究中心的成果是政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)的重要基礎。儘管名號謙和,IPCC可不是一般的委員會。其中包含數千名科學家與其他人員,在聯合國的贊助之下定期撰寫報告,評估並警告各國政府氣候變遷的機率,以及可能帶來的威脅。IPCC在1988年成立,而約翰是主要的推手。他擔任科學評估機構的主席,也主筆許多重要的文獻。這個職位可不輕鬆,要在遊說團體的強烈反對之下,爭取一百多個國家政府的共同協議。約翰對這些會議十分受不了,結束後有時整個人精疲力竭。不過他還是繼續堅持下去,不只是因為他強烈的宗教信仰,也因為他真切地相信,他有義務用他對大氣物理的了解來幫助地球避開可能的毀滅。約翰與其他幾位科學家代表IPCC,在2007年和艾爾高爾(Al Gore)共同獲得諾貝爾和平獎。

    本文作者:Fredric W. Taylor 弗雷德里克 泰勒  (Clarendon Laboratory 克拉倫登實驗室  Oxford, UK 牛津,英國)

    本文感謝Physics Today (American Institute of Physics) 同意物理雙月刊進行中文翻譯並授權刊登。原文刊登並收錄於Physics Today, August 2020 雜誌內 (Physics Today 73, 8, 56 (2020); https://doi.org/10.1063/PT.3.4552https://doi.org/10.1063/PT.3.4552)。原文作者:Fredric W. Taylor。中文編譯:林祉均,國立清華大學物理系學生。


    Physics Bimonthly (The Physics Society of Taiwan) appreciates that Physics Today (American Institute of Physics) authorizes Physics Bimonthly to translate and reprint in Mandarin. The article is contributed by Fredric W. Taylor, and are published on (Physics Today 73, 8, 56 (2020); https://doi.org/10.1063/PT.3.4552). The article in Mandarin is translated and edited by J.-R. Lin , Studying at the Department of Physics, National Tsing Hua University.
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