Hovedside  |  NFS  |  Faggrupper  |  Aktuelt  |  FFV  |  Lenker  |  Arkiv  |  Medlemskap  |  Kontakt
>>NFS>>Arkiv>>Verdens Fysikkr 2005

Verdens Fysikkr 2005

Vilhelm Bjerknes av Sigbjrn Grns

Vilhelm Bjerknes var en gigant i internasjonal fysikk og geofysikk. Hans navn er knyttet til et sirkulasjonsteorem fra 1898 som kan forklare hvordan sirkulasjoner i atmosfre og hav oppstr og dr ut. Med dette knyttet han sammen fagfeltene hydro- og termodynamikk. Han var den frste som analyserte problemet vrvarsling ut fra fysikkens lover og satte opp et program for hvordan en kan beregne atmosfrens tilstand (vret) fra et tidspunkt til det neste (1904). Han regnes derfor som far for fagfeltet numerisk vrvarsling som i dag danner grunnlaget for all vrvarsling. Med sin forskning bygde han opp fagfeltet dynamisk meteorologi, blant annet gjennom en rekke lrebker hans skrev sammen med sine assistenter (1910-11, 1933-34). Gjennom Bergensskolen i meteorologi (1917-1926) fornyet han praktisk vrvarsling med metoder som siden ble anvendt over hele verden. Han ndde sitt ml om gjre meteorologi til en eksakt vitenskap p linje med fysikk. Hans inspirerte sine mange assistenter, slik som Jack Bjerknes, Halvor Solberg, Tor Bergeron, Carl Gustaf Rossby, Svein Rosseland, Harald Ulrik Sverdrup, Einar Hiland og Carl L. Godske.

Vilhelm Friman Koren Bjerknes ble fdt 14. mars 1862 i Kristiania. Han tok embetseksamen ved Universitetet i Kristiania i 1888, studerte matematikk og fysikk i Paris og Bonn og tok sin doktorgrad p elektromagnetiske blger i Kristiania i 1892. I 1893 ble han ansatt som lektor i matematisk fysikk ved Stockholms Hgskola. Her ble han utnevnt til professor i samme fag i 1895. Senere ble han professor ved Universitetet i Kristiania (1907-1912), professor og leder for Institutt for geofysikk ved Universitetet i Leipzig (1913-1917), professor i geofysikk ved Geofysisk institutt ved Bergen Museum (1917-1926) og tilbake som professor i mekanikk og matematisk fysikk ved Universitetet i Oslo (1926 -1932). Han dde 9. mars 1951.

Sitt fundament i fysikk fikk Bjerknes da han som tenring gjorde eksperimenter i hydrodynamikk under ledelse av sin far, Carl Anton Bjerknes, professor i matematikk og fysikk ved Universitetet i Kristiania. Fr Einstein var Leonhard Euler's hypotese om et verdensrom fylt av et gasslignende stoff - eter - den rdende. En trodde at eteren kunne overfre forskjellige slags forstyrrelser fra et legeme til et annet. Carl Anton Bjerknes var tilhenger av denne teorien og prvde bevise eterens eksistens og forklare begrepet gravitasjon. Etter doktorgraden, da Vilhelm arbeidet i Stockholm, tok han opp igjen sin fars ideer. Disse anstrengelsene ble til sist publisert i to bind han skrev for re sin far, som dde i 1903. I sin sken etter et mer generelt bevis for eksistensen av eter, prvde Vilhelm erstatte de faste legemene med vskepartikler med forskjellig tetthet. Han mtte da utvikle ligningene for bevegelse i vsker med tetthet som varierer, skalte barokline vsker, i motsetning til barotrope vsker, der tettheten er konstant. I 1897 formulerte Bjerknes sitt bermte sikulasjonsteorem i forelesninger til sine studenter. Det uttrykker at langs en lukket kurve med partikler i en baroklin vske, kan sirkulasjonen endres ved termodynamisk pvirkning. Fra et matematisk synspunkt kan resultatet betraktes som en generalisering av Kelvins teorem.

Bjerknes anvendte sitt teorem for atmosfren og funderte p hvordan vret kunne varsles ut fra fysiske prinsipper. I 1904 publiserte han en kort artikkel med et teoretisk og praktisk program for vitenskapelig vrvarsling. Han inns at problemet med beregne en prognose for vret var en umtelig stor regneoppgave. Likevel, hans tro p teknisk og vitenskapelig framgang var enorm. I 1913 sa han i en tale i Leipzig: "Vi m utnytte ligningene i den teoretiske fysikk, ikke bare for ideelle tilfeller, men for aktuelle tilstander i atmosfren slik de er vist i moderne observasjoner." Han var selv overbevist om at problemene kunne lses og sa i samme tale:" Det kan ta r borre en tunnel gjennom et fjell. Mang en arbeider vil ikke leve for oppleve gjennombruddet. Likevel, det vil ikke hindre andre fra senere reise gjennom tunnelen med ekspressfart." Fra 1905, da Bjerknes for nesten resten av livet fikk en rlig sttte fra Carnegieinstitusjonen i Washington for lnne assistenter, arbeidet Bjerknes systematisk for virkeliggjre sitt program fra 1904. Sammen med sine assistenter utviklet Vilhelm Bjerknes vrvarsling fra en tilfeldig misre til en handling basert p vitenskapelige metoder fra fysikkens lover. Han startet et mysommelig arbeid med utvikle en lre for atmosfrens dynamikk. Mange publikasjoner ble skrevet, og de to bindene "Dynamic meteorologi and hydrologi" av Bjerknes og forskjellige medarbeidere i 1910-11 ga en samlet oversikt over resultatene inntil da. I 1933 kom "Physikalische Hydrodynamikk mit Anwendungen auf die dynamische Meteorologie". ret etter ble boka publisert p fransk i Paris. Arbeidsforholdene ble vanskelige i Leipzig under frste verdenskrigen og Bjerknes ble kalt til Bergen etter innsats fra Fridtjof Nansen og Bergens borgere. Her ble forskningen kronet med Bergensskolen i meteorologi, en forskningsinnsats som oppdaget fronter som konvergenslinjer ved jordens overflate, polarfronten og dannelse av lavtrykk p polarfronten, hvor sm forstyrrelser kunne vokse til et modent skalt utenomtropisk lavtrykk ved blgebryting. I tillegg innfrte de begrepet luftmasse og innfrte ulike luftmasser med karakteristiske egenskaper. Bergensskolen fornyet vrvarslingen over hele verden. Sine siste arbeidsr hadde Bjerknes i Oslo, der en mer teoretisk Osloskole ble opprettet med Einar Hiland som leder.

Bjerknes ble svrt mange ganger nominert til Nobelprisen i fysikk. Ironisk nok, det sentrale argumentet mot han var at hans arbeid ikke representerte en eksakt vitenskap. Bjerknes' liv og virke er enn ikke skikkelig fortalt. Opprettelsen av Bjerknes senter for klimaforskning i Bergen med status som senter for fremragende forskning, bidrar til re hans minne.

Sigbjrn Grns, Geofysisk institutt, UiB