La meteorología, ciencia que estudia los procesos de la atmósfera, surge de la necesidad de los seres humanos de entender y predecir fenómenos estrechamente conectados con la vida. Veremos a continuación la historia de 10 personas que han hecho aportes relevantes a la meteorología, o bien que hoy en día contribuyen al desarrollo de esta disciplina.
Gabriel Fahrenheit
El apellido Fahrenheit es muy conocido en Inglaterra y en los países que han recibido su influencia cultural directa, como los Estados Unidos, ya que adoptaron la escala de temperaturas propuesta por Gabriel Fahrenheit, si bien no es la adoptada por el sistema internacional de unidades ni por la mayoría de los países, que han preferido la escala de temperaturas propuesta por Anders Celsius, la centígrada. El sistema internacional de unidades (SI) tiene entre sus unidades básicas la temperatura absoluta medida en Kelvin, escala propuesta por William Thomson, primer barón de Kelvin, y que se solapa con la escala Celsius.
Gabriel Fahrenheit nació en mayo de 1686 en Gdansk, Polonia, y falleció en septiembre de 1736 en La Haya, en los Países Bajos. Fue ingeniero y físico, además de soplador de vidrios, técnica artesanal para fabricar elementos de vidrio que se utilizan en la construcción de instrumentos de medición.
Los padres de Gabriel Fahrenheit fallecieron cuando era pequeño, y Gabriel tuvo que aprender a ganarse la vida solo. Mientras se desempeñaba como comerciante en Ámsterdam, canalizó su interés por las ciencias naturales estudiando y experimentando en su tiempo libre. Tras instalarse en La Haya trabajó como soplador de vidrio fabricando altímetros, termómetros y barómetros.
Al mismo tiempo que desarrollaba sus actividades científicas, Gabriel Fahrenheit continuó trabajando en el desarrollo de instrumentos meteorológicos, y se le atribuye el diseño y fabricación de termómetros muy precisos. Estos termómetros utilizaban la propiedad de los líquidos de cambiar su volumen con la temperatura, y al dilatarse se desplazaban por un tubo capilar graduado que indicaba la temperatura asociada a ese volumen. Los primeros termómetros que diseñó utilizaban alcohol, líquido que más tarde sustituyó por mercurio, ya que dicho metal líquido aseguraba determinaciones más precisas. Para poder registrar temperaturas era necesario graduar y calibrar el termómetro, para lo cual se debía definir una escala de valores de temperatura. Para ello tomó la temperaturas de dos procesos físicos que fuesen constante y que se pudiesen medir facilmente; el punto de fusión de una mezcla de agua y cloruro de amonio en partes iguales, al que le asignó el valor 0, y la temperatura del cuerpo humano, al que se asignó el valor 96, dividiendo el intervalo entre ambas temperaturas en partes iguales. De esta forma se define la escala Fahrenheit, cuya unidad es el grado Fahrenheit, oF. La temperatura de fusión del agua pura corresponde a 32 oF, y a su vez es el cero de la escala Celsius (oC). La conversión entre ambas escalas se consigue con la siguiente fórmula: oC = (oF – 32)×5/9.
Anders Celsius
Anders Celsius fue un físico y astrónomo sueco que nació en noviembre de 1701 y falleció de tuberculosis en abril de 1744. Fue profesor en la Universidad de Uppsala, período en el cual viajaba frecuentemente visitando observatorios astronómicos de Italia, Alemania y Francia. Si bien fue más conocido por sus trabajos en astronomía, hizo una contribución extremadamente importante al campo de la meteorología. En 1742 propuso a la Academia de Ciencias de Suecia una escala para la medición de temperaturas alternativa a la escala de Fahrenheit. Esta nueva escala, la escala de Celsius o centígrada, se definía dividiendo el intervalo de temperaturas entre las correspondientes al punto de fusión del agua y al punto de ebullición del agua en 100 partes iguales, que se denominaron grados Celsius, oC. Y asignaba el valor 0 al punto de ebullición y el valor 100 al punto de fusión, por lo era una escala cuyos valores disminuían al aumentar la temperatura. En 1745, Carolus Linnaeus propuso mantener la forma de definir la escala pero invirtiendo los extremos, fijándose el 0 oC en el punto de fusión del agua pura a nivel del mar, y el valor 100 oC para el punto de ebullición del agua en las mismas condiciones.
Anders Celsius realizó muchos experimentos sobre la medición precisa de la temperatura. Quería, en última instancia, sentar las bases científicas para definir una escala de temperatura unificada a nivel internacional, que diese el mismo valor de temperatura en cualquier lugar. Para sostener este aspecto de su escala demostró que el punto de fusión del agua no se modifica al cambiar la presión atmosférica y la latitud del lugar dónde se hace la medición. Pero los cuestionamientos surgían en relación al punto de ebullición del agua, ya que se creía que se modificaba con la latitud y con la presión atmosférica. Por lo tanto una escala internacional única para medir la temperatura no era posible con esta referencia. Pero a partir de sus experiencias, Anders Celsius encontró la forma de introducir las correcciones necesarias para que su escala de medición de la temperatura tuviese validez universal.
John Dalton
John Dalton fue un científico pionero en el estudio del clima. Nació en Inglaterra en 1766. Desarrolló su actividad científica en diversos campos: la física, la química y las matemáticas. Estudió el comportamiento de los gases, aspecto fundamental para entender los procesos de la atmósfera, que es una mezcla de gases, y postuló una ley sobre su comportamiento. La ley de Dalton dice que en una mezcla de gases que ocupan un cierto volumen, si no cambia la temperatura, la presión que ejerce cada uno de los gases de la mezcla es la que ejercería si ocupase todo el volumen. Elaboró una teoría sobre la composición de la materia, la teoría atómica de Dalton, que postulaba que la materia estaba constituida por pequeñas partículas, que después se llamarían átomos, todas iguales para un mismo elemento y de diferente peso para elementos distintos, y que su combinación genera los compuestos químicos mediante las reacciones químicas.
John Dalton conoció a Elihu Robinson en su juventud, un meteorólogo y fabricante de instrumentos, que le valió su aproximación a la meteorología. En 1787 comenzó la redacción de registros meteorológicos en los que se acumularon más de 200.000 observaciones a lo largo de 57 años. Aun utilizando instrumentos sencillos, John Dalton estudió la humedad, la temperatura y la presión de la atmósfera, y también el viento; las referencias actuales a los primeros registros meteorológicos en Inglaterra se refieren a los registros de Dalton. La primer publicación científica de John Dalton fue en 1793: Observaciones y ensayos meteorológicos.
William Ferrel
El meteorólogo estadounidense William Ferrel nació en 1817 y murió en 1891. Su principal aportación a la meteorología es lo que se denomina la celda de Ferrel. Esta celda es una zona de la atmósfera ubicada entre la celda Polar y la celda de Hadley. Sin embargo, algunos meteorólogos argumentan que la celda de Ferrel en realidad no existe dado que la circulación en la atmósfera es mucho más compleja de lo que muestran los mapas zonales. El modelo simplificado de estos fenómenos que describe la celda de Ferrel sería entonces inadecuado.
William Ferrel trabajó en el desarrollo de teorías que explicasen en detalle la circulación atmosférica en la zona de latitudes medias. Se centró en modelar las propiedades del aire caliente y su dinámica, aplicando el efecto de Coriolis para explicar su giro a medida que el aire asciende. La teoría meteorológica con la que trabajó Ferrel fue propuesta originalmente por Hadley, pero no había tenido en cuenta un fenómeno que Ferrel incluyó en el modelo, la fueza de Coriolis. Ferrel relacionó el movimiento de la Tierra con el movimiento de las masas de aire de la atmósfera y mostró que actuaba sobre ellas la fuerza centrífuga del movimiento de la Tierra. La atmósfera, por lo tanto, no puede mantenerse en equilibrio ya que la fuerza depende de la dirección en que se muevan las masas de aire respecto a la superficie de la Tierra.
Hadley había llegado a la conclusión errónea de que se conservaba el impulso lineal. Sin embargo, Ferrel demostró que esto no era correcto, ya que es el momento angular lo que debe tenerse en cuenta. Para ello se debe estudiar no solo el movimiento del aire, sino también dicho movimiento del aire en relación con el de la Tierra. Si no se estudia la interacción entre los dos no se puede obtener un modelo consistente.
Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot
Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot nació en octubre de 1817 en los Países Bajos y murió en febrero de 1890 en la ciudad de Utrecht, también en los Países Bajos. Fue químico y meteorólogo; se doctoró en 1844 en la Universidad de Utrecht. Luego fue docente de geología, mineralogía, química, matemáticas y física, hasta que se jubiló en 1867.
Sus primeros trabajos experimentales consistieron en el estudio de las ondas sonoras y el efecto Doppler, pero tuvieron mayor relevancia sus contribuciones a la meteorología. Uno de sus principales logros fue determinar la dirección del aire que fluye dentro de un gran sistema meteorológico.
Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot fundó el Real Instituto Meteorológico Holandés y fue director del mismo hasta su muerte. Fue una de las primeras personas de la comunidad meteorológica en vislumbrar la importancia de la cooperación a nivel internacional, trabajando intensamente con este propósito, y los frutos de su tarea tienen vigencia aún hoy en día. En 1873 Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot se convirtió en el presidente del Comité Meteorológico Internacional, que más tarde se llamaría Organización Meteorológica Mundial.
William Morris Davis
William Morris Davis nació en Filadelfia, Estados Unidos, en 1850, y murió en 1934 en Pasadena, California. Fue un geógrafo y un geólogo con una profunda pasión por la naturaleza, y se lo denomina «el padre de la geografía estadounidense». Obtuvo una licenciatura en la Universidad de Harvard y luego una maestría en ingeniería. Durante tres años realizó observaciones astronómicas y geográficas en el Observatorio Nacional Argentino en Córdoba, Argentina, y luego volvió como docente a la Universidad de Harvard, donde continuó enseñando hasta que se jubiló en 1912.
William Morris Davis estudió los fenómenos meteorológicos incluyendo aspectos geológicos y geográficos, integración interdisciplinar que revalorizó significativamente su trabajó. De esta forma relacionaba los eventos meteorológicos que se desarrollaban en un cierto lugar con sus efectos en la geológica y en la geografía, enriqueciendo en esta integración multidisciplinar la información que generaba.
El abordaje de los trabajos tanto en meteorología como en geología, disciplina de la que era docente en la Universidad de Harvard, se basaba en la observación de la naturaleza. En 1884 propuso un modelo para el ciclo de erosión y describió la forma en la que los ríos generan los accidentes geográficos. Este modelo fue un aporte muy valioso en ese momento, aunque posteriormente se lo consideró demasiado simplificado. El modelo de erosión propuesto William Davis mostraba cómo se forman los ríos, en sus diferentes secciones y características, acoplando las precipitaciones al modelo, y por tanto la incidencia de la meteorología, ya que las escorrentías de las cuencas son determinantes en la formación de los cauces y de todos los cuerpos de agua dulce.
William Morris Davis Davis colaboró con la National Geographic Society de Estados Unidos escribiendo varios artículos para su revista. También ayudó a fundar en 1904 la American Association of Geographers (Asociación de Geógrafos de los Estados Unidos). Falleció en Pasadena, California, a la edad de 83 años.
Alfred Wegener
Alfred Wegener fue un geofísico y meteorólogo alemán; nació en Berlín en noviembre de 1880 y falleció en Groenlandia en noviembre de 1930. Es un científico de una enorme talla, a la altura de uno de los más importantes de la historia de la ciencia, reconocido por su teoría sobre la deriva continental, es decir, el desplazamiento de los continentes sobre la superficie de la Tierra. Al principio de su carrera como científico estudió astronomía e hizo su tesis doctoral en ese campo, que defendió en la Universidad de Berlín en 1904. Pero posteriormente quedó fascinado por la meteorología, un campo de investigación relativamente nuevo en ese momento.
Alfred Wegener estaba interesado en los vuelos en globo, y creó los primeros globos meteorológicos que se usaron para desarrollar estudios climatológicos haciendo un seguimiento de las masas de aire. Dio una serie de conferencias sobre meteorología que se compilaron en un libro llamado La termodinámica de la atmósfera, un libro de referencia en la formación de los meteorólogos. Con el fin de estudiar la circulación de las masas de aire polar, Alfred Wegener formó parte de varias expediciones que llevaron a cabo diversos estudios en Groenlandia. En una de esas expediciones, mientras estudiaban un proceso controvertido de los movimientos de aire, desapareció junto a un compañero de la expedición. Su desaparición sucedió el noviembre de 1930, pero se pudo recuperar su cuerpo en mayo de 1931.
Wladimir Peter Köppen
Wladimir Köppen (1846-1940) nació en Rusia, aunque era descendiente de alemanes. Además de meteorólogo también fue botánico, geógrafo y climatólogo. Fueron varias sus contribuciones científicas, pero resalta su sistema de clasificación climático, el sistema de Köppen. Si bien se le han incluido algunas modificaciones, el sistema se sigue utilizando en la actualidad.
Wladimir Köppen fue uno de los últimos eruditos que pudieron hacer contribuciones científicas significativas en más de una rama de la ciencia. Primero trabajó para el Servicio Meteorológico Ruso y luego se mudó a Alemania, donde se convirtió en el jefe de la División de Meteorología Marina del Observatorio Naval Alemán. Mientras desempeñaba en ese cargo, estructuró un servicio de pronóstico del tiempo para el noroeste de Alemania y el mar adyacente.
Tras cuatro años en ese cargo, lo dejó para dedicarse a la investigación. Utilizando globos meteorológicos para recopilar datos, Wladimir Köppen pudo estudiar las capas superiores de la atmósfera. En 1884 publicó un mapa climático que mostraba los rangos de temperatura en la secuencia estacional anual. Con este mapa desarrolló su sistema de clasificación climático en 1900.
El sistema de clasificación climático fue un trabajo en permanente desarrollo, el que Wladimir Köppen continuó aportando mejoras a lo largo de toda su vida, ajustándolo e introduciendo cambios a medida que se avanzaba en el conocimiento del clima. La primer versión se completó en 1918, pero se le hicieron una serie de cambios hasta que finalmente se publicó en 1936.
Al mismo tiempo que desarrollaba el sistema de clasificación climático, Wladimir Köppen realizaba otras actividades como por ejemplo trabajos en paleoclimatología. Junto a su yerno, Alfred Wegener, publicó un artículo titulado Los climas del pasado geológico. Este artículo fue muy importante para el sustento de la teoría de Milankovitch, que explica los cambios climáticos en la Tierra relacionándolos con los cambios de la órbita de la Tierra alrededor del Sol.
Steve Lyons
Steve Lyons, que trabaja en el canal televisivo The Weather Channel (Canal del tiempo), es uno de los meteorólogos actuales más famosos en los Estados Unidos. Steve Lyons fue el experto en climas extremos en The Weather Channel durante 12 años. También era experto en climas tropicales, previniendo tormentas tropicales y huracanes. Steve Lyons obtuvo un doctorado en meteorología en 1981, y antes de trabajar en The Weather Channel trabajó en The National Hurricane Center (Centro nacional de huracanes) de los Estados Unidos.
Como experto en meteorología tropical y marina, Steve Lyons ha participado en más de 50 conferencias sobre meteorología. En cada primavera da conferencias para preparar a la población de Estados Unidos para la temporada de huracanes, que se despliegan desde Nueva York hasta Texas. También ha impartido cursos de formación de la Organización Meteorológica Mundial sobre meteorología tropical, pronóstico de olas oceánicas y meteorología marina. Steve Lyons también ha trabajado para empresas privadas y ha viajado por el mundo elaborando informes en lugares tropicales exóticos. Es miembro de la Sociedad Meteorológica Estadounidense y ha publicado más de 20 artículos en revistas científicas. Además ha elaborado más de 40 informes técnicos, tanto para la Armada de los Estados Unidos como para el Servicio Meteorológico Nacional de los Estados Unidos. En su tiempo libre, Steve Lyons desarrollaba modelos de predicción climática, los que proporcionan gran parte de los pronósticos que emite The Weather Channel de los Estados Unidos.
Jim Cantore
StormTracker Jim Cantore es un meteorólogo contemporáneo, uno de los más conocidos en los Estados Unidos. La afición, y según parece, el objetivo vital de Jim Cantore es estar en el lugar dónde se producirá una tormenta intensísima. Si bien es conocido por sus informes televisivos, también ha participado en otras actividades de difusión de la meteorología. Fue responsable de The Fall Foliage Report en los Estados Unidos y ha presentado documentales para The Weather Channel.
Fuentes
Wallace, J. M., Hobbs, P. V. Atmospheric science: an introduction survey. Segunda edición. Ámsterdam: Elsevier Academic Press, 2006.
Koch, P. S. William Morris Davis Brief life of a pioneering geomorphologist: 1850-1934. Harvard Magazine, 2018.
