جيمس هنري كوفين: رسام خرائط الرياح

يتيم من مزرعة في ماساتشوستس علم نفسه قراءة السماء انتهى به الأمر بإنتاج ما وصفه السكرتير المؤسس لمؤسسة سميثسونيان بأنه ربما أهم مساهمة في المعرفة رعتها مؤسسته على الإطلاق. لم يترك جيمس هنري كوفين الفصل الدراسي أبدًا من أجل مختبر خاص به؛ بل بنى اكتشاف حياته من آلاف مقاييس المطر ودوارات الرياح الخاصة بأشخاص آخرين، والتي جمعها بصبر عبر البريد.

من طفولة يتيمة إلى أمهرست

ولد كوفين في 6 سبتمبر 1806 في ويليامزبرغ، ماساتشوستس، وهو سليل تريسترام كوفين، أول مالك إنجليزي لنانتوكيت. بعد أن أصبح يتيمًا في سن مبكرة، نشأ على يد عمه، القس موسى هالوك، وهو رجل دين ريفي معروف بإعداد الأولاد الواعدين للجامعة. نجح الترتيب: التحق كوفين بكلية أمهرست وتخرج في عام 1828، ثم قضى العقد التالي في فعل ما كان يفعله شاب يتمتع بقدرات رياضية وبدون دخل خاص في نيو إنجلاند في أوائل القرن التاسع عشر - قام بالتدريس، متنقلاً بين المدارس والكليات الصغيرة بينما كان يبحث عن وظيفة دائمة ومشكلة حقيقية للعمل عليها.

قياس الرياح على جبل

وجد كلاهما في وقت واحد. في عام 1838 بدأ كوفين المراقبة الأرصاد الجوية المنهجية، وخلال سنواته في كلية ويليامز (1840-1843) قام بتركيب أجهزة قياس الرياح ذاتية التسجيل على قمة جبل غريلوك، أعلى قمة في ماساتشوستس - وهو حل عملي لمشكلة أساسية في الأرصاد الجوية المبكرة: كانت الأدوات على مستوى الأرض، المحمية بالأشجار والمباني، تسجل الدوامات المحلية، وليس الدوران الفعلي للغلاف الجوي. كان كوفين بحاجة إلى هواء نقي وتعرض مفتوح، وقدمت له قمة الجبل كليهما. في عام 1846 استقر بشكل دائم كأستاذ للرياضيات والفلسفة الطبيعية في كلية لافاييت في إيستون، بنسلفانيا، وهو كرسي شغله حتى وفاته، وعمل لاحقًا أيضًا كأمين صندوق لمجلس أمناء الكلية.

شراكة غير مدفوعة الأجر مع سميثسونيان

في نفس العام الذي وصل فيه إلى لافاييت، بدأ كوفين ما أصبح تعاونًا استمر لعقود، وغير مدفوع الأجر بشكل أساسي، مع مؤسسة سميثسونيان التي تأسست حديثًا، والتي كانت تجمع آنذاك أول شبكة وطنية أمريكية لمراقبي الطقس المتطوعين. تولى كوفين العمل غير البراق الذي لا غنى عنه والمتمثل في جمع وفحص وتقليل الملاحظات الخام - وهي مهمة حسابية، بالمعنى الذي كان سائدًا في القرن التاسع عشر لكلمة "كمبيوتر"، تم تنفيذها بمساعدة الطلاب، وبشكل ملحوظ، النساء اللواتي تم توظيفهن خصيصًا للقيام بالحسابات. أشاد الزملاء لاحقًا بـ "اهتمامه الضميري بالدقة وتفانيه في الحقيقة"، مشيرين إلى استعداده للاعتراف بحدود ما يمكن أن تظهره بياناته بدلاً من المبالغة في استنتاج، وهي عادة لم تكن عالمية في العلوم الشعبية في ذلك العصر.

رياح نصف الكرة الشمالي

أنتج هذا التراكم الصبور دراسة كوفين التاريخية، التي بتكليف من الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم: رياح نصف الكرة الشمالي (1854)، والتي بنيت من سجلات في ما يقرب من 600 محطة برية بالإضافة إلى ملاحظات متفرقة للسفن في البحر. من هذه الكتلة من البيانات، حدد كوفين ثلاثة أحزمة رياح متميزة تدور حول نصف الكرة الشمالي - الرياح التجارية، والرياح الغربية السائدة في خطوط العرض الوسطى، والرياح الشرقية القطبية - مما أعطى الصورة الأولى القائمة على التجربة للدوران الجوي واسع النطاق للكوكب. وواصل شرح انعكاسات الرياح الموسمية كنتيجة للتسخين التفاضلي بين الأرض والمحيط، وبالعمل جنبًا إلى جنب مع عالم الأرصاد الجوية الأمريكي ويليام فيريل، ساعد في تأسيس ما يعرف الآن بقانون بويس بالوت، القاعدة التجريبية التي تربط اتجاه الرياح بموقع الضغط المنخفض. ستشير الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي الأمريكية لاحقًا إلى دراسة نصف الكرة الشمالي هذه كواحدة من أكثر الأعمال أهمية في تاريخ الأرصاد الجوية؛ كما شكلت خرائط الرياح التي أصدرها لاحقًا مجلس التجارة البريطاني لتوجيه الشحن البحري.

سباق ضد خريطة غير مكتملة

قضى كوفين سنواته الأخيرة في محاولة توسيع نفس الطريقة لتشمل العالم بأسره، حيث زاد عدد محطاته حوالي خمسة أضعاف، إلى 3223 نقطة مراقبة في كل قارة مأهولة، لكتاب كان سيسمى رياح العالم. لم يعش ليكمله. توفي في كلية لافاييت في 6 فبراير 1873، عن عمر يناهز ستة وستين عامًا، ولا يزال أمين صندوق المجلس ولا يزال يعمل بأدواته. تم الانتهاء من المخطوطة من ملاحظاته ونشرت بعد وفاته في عام 1875 من قبل سميثسونيان، مع تحليل إضافي ساهم به عالم المناخ الروسي ألكسندر وويكوف - وهو متعاون مناسب، حيث ستستمر بيانات كوفين العالمية في زرع الكثير من العلوم الناشئة لعلم المناخ المقارن في أوروبا وأمريكا.

لماذا يسمى جيمس عبقريًا

لا يرتكز ادعاء كوفين بالكلمة على ومضة من البصيرة النظرية، بل على شيء أكثر ندرة وصعوبة في الحفاظ عليه: عقود من التوليف الدقيق وغير البراق، الذي تم تنفيذه بدون راتب مؤسسي، والذي حول مذكرات الطقس المحلية المتناثرة إلى أول خريطة حقيقية لكيفية تحرك الغلاف الجوي حول الأرض. كانت المهارة المعرفية المحددة المعروضة هي إيجاد الأنماط على نطاق واسع - القدرة على الاحتفاظ بآلاف قراءات المحطات الصاخبة وغير المتسقة في العقل في وقت واحد واستخراج عدد صغير من الانتظام الفيزيائي الدائم منها (ثلاثة أحزمة رياح، آلية رياح موسمية، قانون ضغط الرياح) التي ستؤكدها العلوم اللاحقة الأفضل تجهيزًا بدلاً من قلبها. وصف جوزيف هنري، السكرتير المؤسس لمؤسسة سميثسونيان والذي لم يكن مداحًا عرضيًا، العمل الناتج بأنه ربما أهم مساهمة في المعرفة أنتجتها المؤسسة، وهو تأييد قوي بقدر ما يمكن أن يتلقاه عالم أمريكي في القرن التاسع عشر من مموليه. الحجة المضادة الصادقة واضحة بنفس القدر: لم يكن كوفين منظّرًا. لم يستمد فيزياء الدوران الجوي من المبادئ الأولى، كما فعل فيريل وديناميكيو لاحقًا؛ كان تجريبيًا ومدير بيانات منضبطًا للغاية، وعبقريته، إذا كانت الكلمة مناسبة، أقرب إلى عبقرية رسام خرائط عظيم منها إلى فيزيائي عظيم - القدرة على رؤية الشكل الحقيقي في ضباب من القياسات غير الموثوقة بشكل فردي، والصبر على الاستمرار في الجمع حتى يصبح الشكل لا يمكن إنكاره.

الإرث

أصبحت صورة كوفين ذات الأحزمة الثلاثة لدوران الرياح في نصف الكرة الأرضية نقطة مرجعية قياسية للأرصاد الجوية وعلم المحيطات التي تلت ذلك، وإصراره على شبكات مراقبة كبيرة ومراجعة بعناية - بدلاً من قراءات الأدوات المعزولة - توقع الأساليب القائمة على البيانات التي تحدد الآن علم المناخ. أستاذ رياضيات في كلية صغيرة في بنسلفانيا، يعمل في الغالب عن طريق البريد مع مراقبين متطوعين منتشرين عبر قارة، كان قد رسم خريطة للرياح.