ג'יימס הנרי קופין: קרטוגרף הרוח

נער חווה יתום ממסצ'וסטס שלימד את עצמו לקרוא את השמיים סיים בהפקת מה שהמזכיר המייסד של הסמית'סוניאן עצמו כינה אולי התרומה החשובה ביותר לידע שהמוסד שלו נתן לה חסות. ג'יימס הנרי קופין מעולם לא עזב את הכיתה לטובת מעבדה משלו; הוא בנה את תגלית חייו מאלפי מדי גשם ושבשבות רוח של אנשים אחרים, שנאספו בסבלנות בדואר.

מילדות יתומה לאמהרסט

קופין נולד ב-6 בספטמבר 1806 בוויליאמסבורג, מסצ'וסטס, צאצא של טריסטם קופין, הבעלים האנגלי הראשון של ננטקט. כשהתייתם צעיר, הוא גדל על ידי דודו, הכומר מוזס האלוק, איש דת כפרי הידוע בחניכת נערים מבטיחים לקראת קולג'. ההסדר עבד: קופין נכנס למכללת אמהרסט וסיים את לימודיו ב-1828, ואז בילה את העשור הבא בעשיית מה שנער בעל יכולת מתמטית ללא הכנסה פרטית עשה בניו אינגלנד של תחילת המאה התשע-עשרה — הוא לימד, נע בין בתי ספר ומכללות קטנות בזמן שחיפש משרה קבועה ובעיה אמיתית לעבוד עליה.

מדידת הרוח על הר

הוא מצא את שניהם בבת אחת. ב-1838 החל קופין בתצפית מטאורולוגית שיטתית, ובמהלך שנותיו במכללת ויליאמס (1840–1843) הוא התקין מכשירי מדידת רוח ברישום עצמי על פסגת הר גריילוק, הפסגה הגבוהה ביותר במסצ'וסטס — פתרון מעשי לבעיה בסיסית במטאורולוגיה מוקדמת: מכשירים בגובה הקרקע, מוגנים על ידי עצים ומבנים, רשמו מערבולות מקומיות, לא את זרימת האטמוספירה בפועל. קופין היה זקוק לאוויר נקי וחשיפה פתוחה, ופסגת הר העניקה לו את שניהם. ב-1846 הוא התיישב לצמיתות כפרופסור למתמטיקה ופילוסופיה של הטבע במכללת לאפייט באיסטון, פנסילבניה, קתדרה שהחזיק בה עד מותו, ולימים שימש גם כגזבר מועצת הנאמנים של המכללה.

שותפות ללא שכר עם הסמית'סוניאן

באותה שנה שבה הגיע ללאפייט, החל קופין במה שהפך לשיתוף פעולה של עשורים, ללא שכר ביסודו, עם מוסד הסמית'סוניאן שזה עתה נוסד, שאז הרכיב את הרשת הלאומית הראשונה של אמריקה של צופי מזג אוויר מתנדבים. קופין לקח על עצמו את העבודה הלא-זוהרת והחיונית של איסוף, בדיקה וצמצום התצפיות הגולמיות — משימה חישובית, במובן של המאה התשע-עשרה של המילה "מחשב", שבוצעה בעזרת סטודנטים, ובעיקר, נשים שנשכרו במיוחד כדי לבצע את החשבון. עמיתים שיבחו מאוחר יותר את "ההתחשבות המצפונית שלו בדיוק, ומסירותו לאמת", כשהם מציינים את נכונותו להודות במגבלות של מה שהנתונים שלו יכולים להראות במקום להגזים במסקנה, הרגל שלא היה אוניברסלי בקרב המדע הפופולרי של התקופה.

רוחות חצי הכדור הצפוני

אותה צבירה סבלנית הפיקה את מחקרו פורץ הדרך של קופין, שהוזמן על ידי האגודה האמריקאית לקידום המדע: רוחות חצי הכדור הצפוני (1854), שנבנה מרישומים בכמעט 600 תחנות יבשתיות בתוספת תצפיות ספינות מפוזרות בים. ממסה זו של נתונים זיהה קופין שלוש חגורות רוח מובחנות המקיפות את חצי הכדור הצפוני — רוחות הסחר, הרוחות המערביות השולטות בקווי הרוחב הבינוניים, והרוחות המזרחיות הקוטביות — מה שנתן את התמונה המבוססת אמפירית הראשונה של זרימת האטמוספירה רחבת ההיקף של כדור הארץ. הוא המשיך להסביר את היפוכי המונסון כתוצאה של חימום דיפרנציאלי בין יבשה לאוקיינוס, ועבד לצד המטאורולוג האמריקאי ויליאם פרל, עזר לבסס את מה שידוע כיום כחוק בויס-בלוט, הכלל האמפירי המחבר בין כיוון הרוח למיקום של לחץ נמוך. המינהל הלאומי לאוקיינוסים ואטמוספירה של ארה"ב יציין מאוחר יותר את מחקר חצי הכדור הצפוני הזה כאחת העבודות המשמעותיות ביותר בהיסטוריה של המטאורולוגיה; הוא גם עיצב את תרשימי הרוח שהונפקו לאחר מכן על ידי מועצת הסחר הבריטית להדרכת ספנות אוקיינוס.

מרוץ נגד מפה לא גמורה

קופין בילה את שנותיו האחרונות בניסיון להרחיב את אותה שיטה לכל הגלובוס, כשהוא מגדיל את מספר התחנות שלו בערך פי חמישה, ל-3,223 נקודות תצפית בכל יבשת מיושבת, עבור ספר שייקרא רוחות הגלובוס. הוא לא חי כדי להשלים אותו. הוא מת במכללת לאפייט ב-6 בפברואר 1873, בגיל שישים ושש, עדיין גזבר המועצה ועדיין ליד מכשיריו. כתב היד הושלם מתוך הערותיו ופורסם לאחר מותו ב-1875 על ידי הסמית'סוניאן, עם ניתוח נוסף שתרם הקלימטולוג הרוסי אלכסנדר ווייקוף — משתף פעולה הולם, שכן הנתונים הגלובליים של קופין ימשיכו לזרוע חלק גדול מהמדע המתהווה של קלימטולוגיה השוואתית באירופה כמו גם באמריקה.

מדוע ג'יימס מכונה גאון

הטענה של קופין למילה נשענת לא על הבזק של תובנה תיאורטית אלא על משהו נדיר וקשה יותר לשימור: עשורים של סינתזה מדויקת ולא זוהרת, שבוצעה ללא שכר מוסדי עבורה, שהפכה יומני מזג אוויר מקומיים מפוזרים למפה האמיתית הראשונה של האופן שבו האטמוספירה נעה סביב כדור הארץ. המיומנות הקוגניטיבית הספציפית שהוצגה הייתה מציאת דפוסים בקנה מידה רחב — היכולת להחזיק בראש אלפי קריאות תחנה רועשות ולא עקביות בבת אחת ולחלץ מהן מספר קטן של סדירויות פיזיות עמידות (שלוש חגורות רוח, מנגנון מונסון, חוק לחץ-רוח) שמדע מאוחר יותר, מצויד טוב יותר, יאשר במקום להפריך. ג'וזף הנרי, המזכיר המייסד של הסמית'סוניאן ולא חנפן מקרי, כינה את העבודה שהתקבלה אולי התרומה החשובה ביותר לידע שהמוסד הפיק, וזהו אישור חזק ככל שמדען אמריקאי מהמאה התשע-עשרה יכול היה לקבל מהמממנים שלו. טיעון הנגד הכנה ברור באותה מידה: קופין לא היה תיאורטיקן. הוא לא גזר את הפיזיקה של זרימת האטמוספירה מעקרונות ראשונים, כפי שפרל ודינמיקאים מאוחרים יותר עשו; הוא היה אמפיריציסט ומנהל נתונים ממושמע ביותר, והגאונות שלו, אם המילה מתאימה, קרובה יותר לזו של קרטוגרף גדול מאשר פיזיקאי גדול — היכולת לראות צורה אמיתית בערפל של מדידות לא מהימנות בנפרד, והסבלנות להמשיך לאסוף עד שהצורה הפכה לבלתי ניתנת להכחשה.

מורשת

תמונת שלוש החגורות של זרימת הרוח ההמיספרית של קופין הפכה לנקודת התייחסות סטנדרטית למטאורולוגיה ולאוקיינוגרפיה שבאו בעקבותיה, והתעקשותו על רשתות תצפית גדולות ומבוקרות בקפידה — ולא קריאות מכשירים מבודדות — הקדימה את השיטות מונעות הנתונים שמגדירות כיום את מדע האקלים. פרופסור למתמטיקה במכללה קטנה בפנסילבניה, שעבד בעיקר בדואר עם צופים מתנדבים מפוזרים ברחבי יבשת, מיפה את הרוח.