Винсент Джозеф Шефер (4 июля 1906 - 25 июля 1993) был американским химиком и метеорологом, который разработал засев облаков . 13 ноября 1946 года, работая исследователем в исследовательской лаборатории General Electric , Шефер модифицировал облака в Беркширских горах , засевая их сухим льдом . Хотя он был самоучкой и никогда не заканчивал среднюю школу, ему было выдано 14 патентов.
Винсент Шефер | |
---|---|
Родившийся | 4 июля 1906 г. |
Умер | 25 июля 1993 г. | (87 лет)
Национальность | Американец |
Известен | засев облаков |
Научная карьера | |
Поля | химия метеорология |
Личная жизнь
Семья Шефер жила в Скенектади, штат Нью-Йорк , и по состоянию здоровья его матери, начиная с 1921 года, семья совершала летние поездки в горы Адирондак . Винсент Шефер всю жизнь был связан с Адирондаками, а также интересовался пешим туризмом, естественной историей и археологией. В юности он был основателем местного племени одиноких скаутов и вместе с некоторыми из своих товарищей по племени написал и напечатал племенную газету под названием «Археологические исследования». Шефер приписал этой публикации свое представление многим выдающимся людям в районе Скенектади, включая доктора Уиллиса Родни Уитни из Исследовательской лаборатории General Electric.
В конце 1920-х - начале 1930-х годов Шефер создал свою личную библиотеку по естественной истории, науке и другим областям своих интересов и много читал. Он также организовывал группы с теми, кто разделял его многочисленные интересы - Клуб любителей пеших прогулок по долине могавков в 1929 году, отделение Ван Эппса-Хартли Археологической ассоциации Нью-Йорка в 1931 году и клуб Schenectady Wintersport (который установил снежные поезда на горнолыжных склонах в Адирондак) в 1933-34 гг. В 1931 году Шефер начал работу над созданием « Длинного пути Нью-Йорка» (пешеходная тропа, начинающаяся недалеко от Нью-Йорка и заканчивающаяся у горы Уайтфейс в Адирондаке). В этот период Шефер также создал образовательные программы для взрослых по темам естествознания, которые дали ему возможность выступать в обществе. Благодаря этим многочисленным действиям Шефер продолжал расширять свои знакомства, в том числе Джона С. Апперсона , инженера General Electric и набожного защитника природы Адирондака. Апперсон представил Шефера Ирвингу Ленгмюру , ученому из исследовательской лаборатории GE, который в 1932 году был удостоен Нобелевской премии за свои работы в области химии поверхности. Среди прочего, Ленгмюр разделял любовь Шефера к лыжному спорту и природе.
После выхода на пенсию Шефер работал с фотографом Джоном Дэем над «Полевым путеводителем по атмосфере» (1981), публикацией из серии «Полевые путеводители Петерсона». Помимо продолжения своей консультационной работы, Шефер имел возможность уделять гораздо больше времени некоторым из своих интересов на протяжении всей жизни, таким как вопросы окружающей среды, естествознания и местной истории. Это включало написание множества статей и проведение множества презентаций, касающихся природной среды северной части штата Нью-Йорк и воздействия на нее человека. Он также посвятил много времени борьбе за сохранение многих дикой природы и парков, таких как заповедник Мохонк, Нос Вромана и водоносный горизонт Великих равнин. Долгосрочный интерес Шефера к голландским амбарам позволил ему на время взять на себя редактирование Dutch Barn Miscellany и построить масштабную модель голландского амбара. Он также провел много исследований по первоначальным семьям поселенцев в районах Скенектади и долины могавков . Уходя на пенсию, Шефер размышлял о своей необычайной жизни, готовя хронологию, неопубликованную автобиографию и указатели к некоторым из своих исследовательских тетрадей и коллекций фильмов. Шефер также позаботился о размещении своих бумаг и библиотеки. Он также работал над проектом, который он назвал «Древние окна Земли». Это включало в себя нарезку камней тонкими ломтиками, чтобы создать эффект полупрозрачности. Когда он устанавливал такие детали на абажуры или другие предметы, это создавало эффект витража из натурального камня, подчеркивающего геологическую историю камня. В рамках этого проекта Шефер спроектировал и построил окно диаметром 6 футов в память о своих родителях для церкви Сент-Джеймс в Норт-Крик в Адирондаке.
Шефер женился на Лоис Перре 27 июля 1935 года. До своей смерти они жили на Шермерхорн-роуд в Скенектади, в доме, который Шефер построил со своими братьями, который они назвали Вестайн Юг. Woestyne North - так Шеферы дали своему лагерю в Адирондаке. У Шефер было трое детей: Сьюзен, Кэтрин и Джеймс.
Профессиональная карьера
General Electric
В 1922 году родители Шефера попросили его бросить школу и пойти работать, чтобы пополнить семейный доход. По совету своих дядей по материнской линии Шефер поступил на четырехлетний курс стажировки машиниста в General Electric . На втором году обучения Шеферу предоставили отпуск на один месяц, чтобы он сопровождал доктора Артура К. Паркера , археолога штата Нью-Йорк, в экспедиции в центр Нью-Йорка. Когда Шефер заканчивал курс ученичества в 1926 году, его направили работать в механический цех в Исследовательскую лабораторию General Electric, где он проработал год подмастерьем инструментальщика.
Несколько разочарованный работой инструментальщика, Шефер стремился удовлетворить желание работать на открытом воздухе и путешествовать, поступив сначала на заочный курс в Институт хирургии деревьев Дэйви в Кенте, штат Огайо , в 1927 году. Мичиган, Шефер попросил, чтобы его перевели обратно в район Скенектади, и какое-то время работал независимым садовником. По совету Роберта Палмера, суперинтенданта исследовательской лаборатории GE, в 1929 году Шефер отказался от возможности вступить в партнерство с питомником растений и вместо этого вернулся в механический цех исследовательской лаборатории, на этот раз в качестве изготовителя моделей.
В механическом цехе исследовательской лаборатории Шефер изготовил оборудование для Ленгмюра и его научного сотрудника Кэтрин Б. Блоджетт . В 1932 году Ленгмюр попросил Шефера стать его научным сотрудником. Шефер согласился и в 1933 году начал свою исследовательскую работу с Ленгмюром, Блоджетт, Уитни и другими в исследовательской лаборатории и во всей организации General Electric. Вместе с Ленгмюром, Блоджеттом и другими, а также с самим собой, Шефер опубликовал множество отчетов по областям, которые он изучал, включая методы химии поверхности, методы электронного микроскопа, поляризацию, сродство льда к различным поверхностям, белкам и другим монослоям, исследованиям белков. пленки, яркость телевизионных трубок и субмикроскопические частицы. Пример прочного вклада Scaefer к поверхности науки является описание в 1938 году методики , разработанной им и Ленгмюра (позже известный как Ленгмюра - метод Schaefer) для контролируемого переноса монослоя на подложку, [1] модификацией Метод Ленгмюра – Блоджетт .
После его повышения до научного сотрудника в 1938 году Шефер продолжал тесно сотрудничать с Ленгмюром по многим проектам, которые Ленгмюр получил благодаря его участию в национальных консультативных комитетах, особенно связанных с военными вопросами в годы непосредственно перед и во время Второй мировой войны. Эта работа включала исследования по фильтрации дыма противогазом, обнаружению подводных лодок с бинауральным звуком и формированию искусственного тумана с помощью генераторов дыма - проект, который был реализован в Носе Врумана в долине Шохари с демонстрацией для военных наблюдателей.
За годы работы в качестве помощника Ленгмюра Ленгмюр позволил Шеферу и поощрял его к осуществлению своих собственных исследовательских проектов. В качестве примера этого, в 1940 году Шефер стал сам по себе известен благодаря разработке метода создания реплик отдельных снежинок с использованием тонкого пластикового покрытия. Это открытие принесло ему широкую огласку в популярных журналах и обилие корреспонденции от отдельных лиц, в том числе многих студентов, которые пытались воспроизвести его процедуру.
В 1943 году центр исследований Шефера и Ленгмюра сместился на статические осадки, обледенение самолетов, ледяные ядра и физику облаков, и многие из их экспериментов были проведены в обсерватории Маунт Вашингтон в Нью-Гэмпшире . Летом 1946 года Шефер обнаружил, что его экспериментальный «холодный ящик» слишком теплый для некоторых лабораторных тестов, которые он хотел провести. Решив продолжить свою работу, он нашел немного «сухого льда» (твердый CO 2 ) и поместил его на дно «холодильной камеры». Создавая облако своим дыханием, он наблюдал внезапную и прежде невидимую голубоватую дымку, которая внезапно превратилась в миллионы микроскопических кристаллов льда, которые ослепили его в освещенной стробоскопом камере. Он наткнулся на тот самый принцип, который был скрыт во всех предыдущих экспериментах - стимулирующий эффект внезапного изменения тепла / холода, влажности в переохлажденной воде, спонтанно производящий миллиарды ядер льда. Путем множества повторных экспериментов он быстро разработал метод «засеивания» переохлажденных облаков сухим льдом.
В ноябре 1946 года Шефер провел успешные полевые испытания - засеял естественное облако с самолета - с драматическим эффектом льда и снега. Получившаяся в результате гласность принесла множество новой корреспонденции, на этот раз от людей и предприятий, которые запрашивали снег и воду, а также от ученых со всего мира, которые также работали над модификацией погоды, чтобы изменить местные погодные условия к лучшему. Открытие Шефера также привело к спорам о целесообразности вмешательства в природу посредством засева облаков. Кроме того, успешные полевые испытания позволили Ленгмюру получить федеральное финансирование для поддержки дополнительных исследований в области засева облаков и модификации погоды, проводимых исследовательской лабораторией GE. Шефер был координатором лабораторной части проекта Cirrus, в то время как ВВС и ВМФ поставляли самолеты и пилотов для проведения полевых испытаний и сбора данных, используемых в исследовательской лаборатории. Полевые испытания проводились в районе Скенектади, а также в Пуэрто-Рико и Нью-Мексико.
Когда военные пилоты, работавшие над проектом Cirrus, были назначены на работу в связи с Корейской войной, GE рекомендовала прекратить проект Cirrus после того, как будут подготовлены исчерпывающие отчеты о проекте и сделанных открытиях. Окончательный отчет по проекту Cirrus был выпущен в марте 1953 года.
Фонд Munitalp
В то время как Project Cirrus заканчивался, Вернон Крудж обратился к Шеферу от имени попечителей фонда Munitalp для работы над программой метеорологических исследований Munitalp. Какое-то время Шефер работал как в исследовательской лаборатории, так и в Munitalp, а в 1954 году он покинул исследовательскую лабораторию, чтобы стать директором по исследованиям Munitalp. В Munitalp Шефер работал с Лесной службой США в экспериментальном лесу Прист-Ривер в северном Айдахо вместе с Гарри Т. Гисборном, известным исследователем пожаров, над проектом Skyfire, программой по определению использования засева облаков для воздействия на характер молний во время гроз. (и возникшие лесные пожары, вызванные молнией). Проект Skyfire возник в результате сотрудничества между Лесной службой и Schaefer, начатого в первые дни существования Project Cirrus. В то время как в Munitalp Шефер также работал над созданием мобильной лаборатории атмосферных исследований и покадровой съемки облаков. Шефер покинул Munitalp в 1958 году, отклонив предложение переехать с Фондом в Кению, но после этого он оставался советником Munitalp в течение нескольких лет.
Научное образование
После ухода из Munitalp карьера Шефера повернулась в сторону научного образования, и он позволил ему воплотить в жизнь свою веру в силу экспериментов и наблюдений над книжным обучением. Он работал с Американским метеорологическим обществом и Фондом естественных наук над программой образовательных фильмов и над разработкой летних программ Института естественных наук, которые давали старшеклассникам возможность работать с учеными и самостоятельно проводить полевые исследования и эксперименты. С 1959 по 1961 год Шефер был директором Центра атмосферных наук в школе Лумиса в Коннектикуте.
В течение 1970-х годов он организовал и возглавил ежегодные зимние экспедиции для 8-10 ученых-исследователей в Йеллоустонский национальный парк, где огромное количество переохлажденных облаков создавалось многими гейзерами, включая Old Faithful. Там при отрицательных температурах 20-50 градусов по Фаренгейту собравшиеся исследователи провели многочисленные эксперименты с использованием сухого льда и йодида серебра для преобразования переохлажденной воды в кристаллы льда на уровне земли. Температура и образование ледяных кристаллов позволили из первых рук наблюдать весь спектр оптических эффектов гало и короны. [2]
Исследовательский центр атмосферных наук (ASRC), Университет Олбани, Государственный университет Нью-Йорка
С 1962 по 1968 год программа NSI была продолжена под руководством Шефера под эгидой Исследовательского центра атмосферных наук (ASRC) Государственного университета Нью-Йорка в Олбани (в то время назывался Университет в Олбани , Государственный университет Нью-Йорка). В этот период Шефер также продолжил свою консультационную работу для многих компаний, государственных учреждений и университетов. Эта консультационная деятельность охватила большую часть карьеры Шефера и продолжилась после его выхода на пенсию из ASRC в 1976 году.
Шефер помог основать ASRC в 1960 году и занимал должность директора по исследованиям до 1966 года, когда он стал директором. Шефер привел в ASRC высококвалифицированных исследователей в области атмосферных наук, со многими из которых он познакомился во время работы в GE и Munitalp. Бернард Воннегут , Раймонд Фальконер и Дункан Бланшар были ветеранами проекта Cirrus, которые присоединились к Шеферу в ASRC. Во время работы в ASRC, помимо летних программ NSI, Шефер руководил ежегодными исследовательскими экспедициями в Йеллоустонский национальный парк, где ученые-атмосферники работали в открытой лаборатории, которую он предоставлял каждый январь. В 1970-х годах собственные исследовательские интересы Шефера были сосредоточены на солнечной энергии , аэрозолях, газах, качестве воздуха и частицах загрязнения в атмосфере. Его работа в некоторых из этих областей завершилась в 1978 году трехчастным отчетом о качестве воздуха в глобальном масштабе. Кроме того, в 1970-е годы Шефер был инструктором на коротких курсах Американской ассоциации содействия развитию науки Chautauqua для учителей естественных наук.
Публикации (выбрано)
- Присутствие озона, азотной кислоты, диоксида азота и аммиака в атмосфере, Исследовательский центр атмосферных наук Государственного университета Нью-Йорка, 1978 год.
- Картины качества воздуха для аэрозолей в глобальном масштабе, Исследовательский центр атмосферных наук, Государственный университет Нью-Йорка, 1976.
- Град и град на западе Великих равнин, Смитсоновский институт, 1961 год.
- Возможности модификации гроз в северных Скалистых горах, Экспериментальная станция Северных Скалистых гор и хребтов, 1949 год.
- Тепловые требования к приборам и аэродинамическим профилям во время обледенения на горе. Вашингтон, Исследовательская лаборатория General Electric, 1946 год.
- Использование высокоскоростных моделей гребных винтов для изучения антиобледенительных покрытий на месторождении Mt. Вашингтонская обсерватория, Исследовательская лаборатория General Electric, 1946 год.
- Жидкая влажность летних облаков на вершине горы. Вашингтон, Исследовательская лаборатория General Electric, 1946 год.
- Подготовка и использование водочувствительных покрытий для отбора проб облачных частиц, Исследовательская лаборатория General Electric, 1946 год.
- Трубка Пито с подогревом и лопатками и самописец для измерения скорости воздуха в условиях сильного обледенения, Исследовательская лаборатория General Electric, 1946 год.
- Окаменевшие снежинки, 1941 год.
- Serendipity in Science: Twenty Years in Langmuir University, An Autobiography by Vincent J Schaefer, ScD, составлено и отредактировано Доном Риттнером, Square Circle Press, Вурхисвилл, Нью-Йорк, 2013 г.
(405 страниц, 15 глав, иллюстрации и ч / б фотографии)
Патенты
- Патент США 2108616, поданный 12 апреля 1935 г. - «Обработка материалов».
- Патент США 2 264 892, поданный 6 декабря 1954 г. - «Покрытие для электрических устройств».
- Патент США 2 352 976, поданный 12 апреля 1941 г. - « Светоразделительный элемент».
- Патент США 2 374 310, поданный 27 июня 1941 г., "Способ производства твердых тел заданной конфигурации".
- Патент США 2 374 311, поданный 21 июня 1944 г. - "Электронно-лучевая трубка".
- Патент США 2437963, поданный 24 марта 1943 г. - «Способ и устройство для производства аэрозолей» (совместно с Ирвингом Ленгмюром).
- Патент США 2492768, поданный 18 сентября 1947 г. - «Измеритель влажности облаков».
- Патент США 2 493 745, поданный 5 ноября 1947 г. "Способ изготовления электрических индикаторов механического расширения" (совместно с Кэтрин Блоджетт).
- Патент США 2527230, поданный 21 января 1948 г., «Метод образования и осаждения кристаллов» (совместно с Бернардом Воннегутом).
- Патент США 2532822, поданный 18 ноября 1947 г. - «Электрический измеритель влажности».
- Патент США 2570867, поданный 29 января 1948 г., "Способ образования и осаждения кристаллов".
- Патент США 2589983, поданный 5 ноября 1947 г. - «Электрический индикатор механического расширения» (совместно с Кэтрин Блоджетт).
- Патент США 2721495, поданный 6 марта 1952 г. - «Способ и устройство для обнаружения мельчайших частиц, образующих кристаллы».
- Патент США 2 924 535, поданный 6 декабря 1954 г., "Способ депонирования серебряной пленки".
Рекомендации
- ^ Ленгмюр, Ирвинг; Шефер, Винсент (1938). «Активность монослоев уреазы и пепсина». Варенье. Chem. Soc . 60 (6): 1351–1360. DOI : 10.1021 / ja01273a023 . ISSN 0002-7863 .
- ^ Йеллоустоун поле экспедиции Отчеты I-VII, ASRC
- Биографический очерк, Поиск документов Винсента Дж. Шефера , М. Е. Гренандер, Отдел специальных коллекций и архивов , Библиотеки Университета Олбани .
- Наша история , GE Global Research. Доступ 14 февраля 2006 г.
- Метеорологические службы США: 1644-1970 , Национальная служба прогнозов погоды.
- <Интуиция в науке: двадцать лет в университете Ленгмюра и автобиография (1993), составленная и отредактированная Доном Риттнером, Square Circle Press, Вурхисвилл, Нью-Йорк>
Внешние ссылки
- Поиск документов Винсента Дж. Шефера , М. Е. Гренандер, Отдел специальных коллекций и архивов , Библиотеки Университета Олбани .
- Модификация погоды: физическая основа засева облаков
- Управление погодой , CBC.