Hvordan en vulkan og flammende røde solnedgange fik en amatørforsker på Hawaii til at opdage jetstrømme

Om aftenen den 5. september, 1883, mennesker i Honolulu var vidne til en spektakulær solnedgang efterfulgt af en periode med forlænget tusmørke beskrevet som et "enestående, uhyggeligt glød efter solnedgang." Der var ingen tegn på andet ud over det sædvanlige, men disse enestående skumringslys vendte tilbage hver morgen og aften i løbet af de følgende uger.

Blandt de mystificerede Honolulu-borgere var den 56-årige pastor Sereno Edwards Bishop, som i sin varierede karriere på Hawaii havde været præst, skoleleder og landinspektør, og som havde en stor interesse for videnskab. I løbet af de efterfølgende uger og måneder, de exceptionelle tusmørkegløder fandt sted rundt om hele kloden. Bemærkelsesværdigt, da videnskabsmænd først kæmpede med at forstå oprindelsen af ​​tusmørkets gløder, Biskops indsats ville føre til den første overbevisende forklaring.

Hans opdagelser førte til videnskabelige undersøgelser af vindene højt over jorden og gav i sidste ende information, som i dag bruges til at forudsige vejret over længere perioder.

Jeg er en meteorolog på Hawaii, der hjalp med at genoplive påskønnelsen af ​​Biskops sædvanlige bidrag til den videnskabelige udforskning af den øvre atmosfære.

Et vulkanudbrud en halv verden væk

I dag ved vi, at lysene fra 1883 blev forårsaget af solen under den synlige horisont, der oplyste en tåge af små væskedråber i atmosfæren højt over jorden.

Tågen var lavet af svovlsyredråber, der blev dannet af reaktioner af de enorme mængder svovldioxidgas, der blev produceret ved det eksplosive udbrud af Krakatoa-bjerget tæt på ækvator i Indonesien den 27. august. 1883. Udbruddet sendte dråberne højt op i atmosfæren, hvor vindene transporterede dem rundt i verden. De spreder sig gradvist, og det var november, før folk i London begyndte at lægge mærke til skæret.

Meget senere, videnskabsmænd observerede lignende effekter efter udbruddet af Pinatubo-bjerget i juni 1991 i Filippinerne. Materialet Pinatubo injiceret i den øvre atmosfære kunne følges i detaljer med satellitobservationer, og deres forbindelse med spektakulære solnedgange og skumringslys var tydeligt etableret.

I 1883, Biskop anede ikke, at der havde været et vulkanudbrud, før San Francisco-aviserne ankom. Meget hurtigt, han formulerede en hypotese, som han offentliggjorde som et brev i sin lokale avis.

"Jeg er tilbøjelig til at formode, at et meget let element blandt dampene fra Java-udbruddene er fortsat i en meget stor højde i atmosfæren, og er blevet båret… over Stillehavet ind i denne region, "Skrev biskop.

Han indså, at han mest troværdigt kunne forbinde udbruddet med den glødende himmel ved at indsamle rapporter om den første optræden af ​​gløderne andre steder og spore den indledende spredning af "dampen" fra Krakatoa. Biskop fortsatte sit brev:"Jeg inviterer inderligt, på vegne af videnskaben, alle skibsførere og kammerater for at offentliggøre det, de måtte have observeret til søs. "

Biskop samlede et dusin sådanne rapporter i løbet af de første tre uger efter udbruddet og var i stand til at vise, at "dampen", der frembragte gløderne, havde bevæget sig vestpå fra Krakatoa, langs ækvator for at nå Honolulu 10 dage senere. Dette indebar, at der var en høj vind i atmosfæren, der blæste støt med en ekstrem hastighed, der, i jordoverfladen, ses kun i orkaner.

Biskop offentliggjorde sine observationer i The Hawaiian Monthly, konkluderede, at der var "en stor strøm af røg ret vest med stor præcision langs et smalt ækvatorialbælte med en enorm hastighed, kloden rundt."

Den ækvatoriale jetstrøm

Biskop kaldte bevægelsen af ​​den vulkanske aerosol for en "røgstrøm". Faktisk, ækvatorialvindene, der transporterede aerosolen, var den første opdagelse af, hvad meteorologer nu kalder en jetstrøm.

Et halvt århundrede ville gå, før erfaringer med piloter, der flyver i flere kilometers højder, afslørede eksistensen af ​​de ekstratropiske jetstrømme lavere ned i atmosfæren, der nu er kendt fra tv-nyhedsudsendelser. Jetstrømme er stærke, typisk smalle vindbånd. De mere velkendte lavere atmosfæriske jetstrømme flytter vejrsystemer på de mellemste breddegrader fra vest til øst. Derimod Bishops jetstrøm kredser om ækvator i store højder og kan faktisk blæse fra øst til vest.

Bishops arbejde åbnede for yderligere udforskning af den ækvatoriale jetstrøm, der kulminerede med opdagelsen i 1961, at den ækvatoriale jetstrøm varierede fra stærk østenvind til stærk vestenvind stort set hvert andet år. Denne såkaldte kvasi-toårige oscillation har vist sig at forbinde med vejret nær jorden, især i Europa og Nordatlanten, et faktum, der nu rutinemæssigt udnyttes til at lave langdistanceudsigter for vejret.

Biskoppens bidrag blev anerkendt af forskerne, der først fulgte ham, og han vandt en pris fra New Yorks Warner Observatory i en konkurrence om essays, der forklarer post-Krakatoa-glødene. Bishop fortjente endda en kort nekrolog i et amerikansk meteorologisk videnskabeligt tidsskrift.

Biskop, som var søn af missionærer, kunne også være en splittende figur på Hawaii. Han støttede USA's annektering af øerne, og hans religiøse synspunkter var imod nogle indfødte hawaiianske traditioner, såsom huladansen. Hans bidrag til videnskaben blev stort set glemt i det 20. århundrede.

En international videnskabelig komités fejring af 60-året for den kvasi-toårige Oscillation-opdagelse er en mulighed for at mindes Bishop og hans opdagelse.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.