ジェームズ・ヘンリー・コフィン：風の地図製作者

マサチューセッツ州の農場で育った孤児が、独学で空の読み方を学び、最終的にスミソニアン協会の初代長官が「同機関が後援した知識への貢献の中で最も重要かもしれない」と評した成果を生み出した。ジェームズ・ヘンリー・コフィンは、自身の研究室を持つために教室を離れることはなかった。彼は、郵便で根気強く集められた何千人もの人々の雨量計や風向計のデータから、人生の発見を築き上げたのである。

孤児の少年時代からアマーストへ

コフィンは1806年9月6日、マサチューセッツ州ウィリアムズバーグで生まれた。ナンタケット島の最初のイギリス人所有者であるトリストラム・コフィンの子孫である。幼くして孤児となり、有望な少年を大学へ進学させることで知られていた田舎の聖職者、モーゼス・ハロック牧師に育てられた。この取り決めは功を奏し、コフィンはアマースト大学に入学して1828年に卒業した。その後10年間、19世紀初頭のニューイングランドで私財のない数学的才能のある若者が行うこと、つまり学校や小さな大学を転々としながら、常勤の職と取り組むべき真の問題を探すという生活を送った。

山の上で風を測る

彼はその両方を同時に見つけた。1838年、コフィンは体系的な気象観測を開始し、ウィリアムズ大学在職中（1840年〜1843年）には、マサチューセッツ州最高峰のグレイロック山の山頂に自動記録式の風測定装置を設置した。これは初期気象学における基本的な問題、すなわち木々や建物に遮られた地上の観測機器は、大気の実際の循環ではなく局所的な渦を記録してしまうという問題に対する実用的な解決策であった。コフィンには澄んだ空気と開けた場所が必要であり、山頂はその両方を提供した。1846年、彼はペンシルベニア州イーストンのラファイエット大学の数学および自然哲学の教授として永住し、死ぬまでその職を務め、後に大学理事会の会計係も務めた。

スミソニアン協会との無給のパートナーシップ

ラファイエットに到着したその年、コフィンは、当時アメリカ初の全国的なボランティア気象観測網を構築していた、設立間もないスミソニアン協会との、実質的に無給の数十年にわたる協力関係を開始した。コフィンは、生の観測データを収集、確認、整理するという、地味だが不可欠な仕事を引き受けた。これは、19世紀的な意味での「コンピューター（計算手）」の仕事であり、学生や、特に算術を行うために特別に雇われた女性たちの助けを借りて行われた。同僚たちは後に、彼の「正確さに対する誠実な配慮と真実への献身」を称賛し、自分のデータが示せる限界を認め、結論を誇張しないという、当時の大衆科学では一般的ではなかった習慣を高く評価した。

北半球の風

その根気強い蓄積が、米国科学振興協会の委託を受けたコフィンの記念碑的研究『北半球の風』（1854年）を生み出した。これは約600の陸上観測所の記録と、海上の船からの散発的な観測データに基づいて構築された。この膨大なデータから、コフィンは北半球を循環する3つの明確な風帯（貿易風、中緯度の偏西風、極東風）を特定し、地球の大規模な大気循環の最初の経験的根拠に基づく姿を提示した。彼はさらに、モンスーンの反転を陸と海の加熱差の結果として説明し、アメリカの気象学者ウィリアム・フェレルと共に、風向と低気圧の位置を結びつける経験則である「ボイス・バロットの法則」の確立に貢献した。米国海洋大気庁（NOAA）は後に、この北半球の研究を気象学史上最も重要な研究の一つとして挙げている。また、この研究は、その後のイギリス商務委員会が海上輸送の指針として発行した風図の形成にも影響を与えた。

未完成の地図との競争

コフィンは晩年、同じ手法を地球全体に広げようと試み、観測地点を約5倍の3,223地点に増やし、『地球の風』というタイトルの本を執筆しようとした。しかし、彼はそれを完成させることはできなかった。1873年2月6日、ラファイエット大学にて66歳で死去。死の直前まで理事会の会計係を務め、観測機器に向かっていた。原稿は彼のメモから完成され、1875年にスミソニアン協会から死後出版された。ロシアの気象学者アレクサンドル・ヴォエイコフによる追加分析も寄稿された。コフィンの地球規模のデータは、ヨーロッパとアメリカの両方で比較気象学という新たな科学の種をまくことになったため、これはふさわしい協力者であった。

なぜジェームズは天才と呼ばれるのか

コフィンが天才と呼ばれる理由は、理論的な洞察の閃きではなく、より稀で維持するのが難しいもの、つまり、制度的な給与なしで行われた数十年にわたる正確で地味な統合にある。それは、散らばっていた地元の気象日記を、地球の周りで大気がどのように動くかを示す最初の真の地図に変えたのである。ここで発揮された特定の認知スキルは、大規模なパターン認識能力であった。何千ものノイズの多い一貫性のない観測データを同時に頭に入れ、そこから少数の永続的な物理的規則性（3つの風帯、モンスーンのメカニズム、気圧と風の法則）を抽出する能力である。これらは、後のより優れた観測機器を備えた科学によって、覆されるのではなく確認されることとなった。スミソニアン協会の初代長官であり、お世辞を言うような人物ではなかったジョセフ・ヘンリーは、その成果を「同機関が生み出した知識への貢献の中で最も重要かもしれない」と評した。これは、19世紀のアメリカの科学者が自身の資金提供者から受け取れる最高の賛辞である。正直な反論も同様に明確である。コフィンは理論家ではなかった。彼はフェレルや後の力学者が行ったように、第一原理から大気循環の物理学を導き出したわけではない。彼は極めて規律正しい経験主義者でありデータ管理者であった。もし「天才」という言葉が当てはまるなら、それは偉大な物理学者というよりは偉大な地図製作者に近い。個々の信頼性の低い測定値の霧の中から真の形を見抜く能力と、その形が否定できないものになるまで収集し続ける忍耐力である。

遺産

コフィンの半球風循環の3帯モデルは、その後の気象学と海洋学の標準的な参照点となった。また、孤立した観測機器の読み取りではなく、大規模で慎重に監査された観測網へのこだわりは、現在の気候科学を定義するデータ駆動型の手法を先取りしていた。ペンシルベニア州の小さな大学の数学教授が、大陸中に散らばるボランティア観測者と主に郵便でやり取りしながら、風を地図化したのである。