Walter Munk
简介
沃尔特-海因里希-蒙克(1917年10月19日-2019年2月8日)是美国物理海洋学家,获得国家科学奖、京都奖和法国荣誉军团等奖项。
蒙克研究广泛,包括海浪、地球自转的地球物理意义、潮汐、内波、深海钻探、海洋声学测量、海平面上升和气候变化。
蒙克的职业生涯始于第二次世界大战爆发前,战争打断了他在斯克里普斯海洋学研究所(Scripps)的博士学习,使他参与美国军事研究工作。蒙克和他的博士生导师哈拉尔德-斯维尔德鲁普(Harald Sverdrup)开发了预测波浪的方法,被用于诺曼底海滩登陆。蒙克的职业生涯包括一些著名的职位,包括成为JASON智囊团的成员,并担任海军部长/海军作战司令部海洋学主席。
主要成就
- 提出风生环流概念,不仅解释西边界强化现象,也可解得东边界回流;
- 通过动力学机制解释地球自转的极移;
- 提出“Project Mohole”项目建议,钻穿地壳以获得边界处的地幔样本;
- 研究涌浪传播和衰减规律,组织长期的海上海浪调查试验,定义了“有效波高”概念;
- 提出了著名的潮汐“响应”分析法;
- 合作发明内波Garrett–Munk谱;
- 与Wunsch共同开创海洋声学层析法(Ocean Acoustic Tomography),利用声传播来反演大尺度海洋运动及其变化规律;
- 提出潮汐能量对海洋深层混合的重要性。
轶事
- 蒙克在1939年开始读博,受二战影响,他1947年获得博士学位。其博士论文仅用3周写完,创造了Scripps最短论文记录。后来,他认识到论文的主要结论还是错误的。
- 1978年,蒙克为团长的美国海洋科学代表团应邀来我国访问。
- 第二任妻子是建筑师,和Munk一起建造了自己住的房子(Seiche),并参与建造了Scripps中心园区建筑。
- 2006年,Munk第二任妻子去世,2011年和社会活动家Mary Coakley结婚。
CARL WUNSCH 的讣告文章
Munk去世后,他的亲密伙伴CARL WUNSCH在Nature杂志发表了讣告文章。下面通过这篇精简的文章回顾伟大海洋学家蒙克的传奇一生。
C. Wunsch, “Walter Munk (1917-2019),” Nature, vol. 567, no. 7747, pp. 176–177, Mar. 2019.
沃尔特-蒙克彻底改变了我们对海洋和地球旋转的理解。他综合了调查、理论和经验,解决了海浪、潮汐、混合、环流等基本和实际问题。他的早期工作帮助盟军在第二次世界大战中抢滩登陆。从1968年起,他成为JASON的一员,这个精英科学家小组为美国政府提供军事方面的建议。
他性格开朗,直觉敏锐,几乎在他漫长的一生中都预见到了关键的、刚刚成熟的问题。几十年后,其中许多问题仍然是几乎所有物理海洋学和大部分地球物理学的焦点。很怀疑是否会有人再次拥有这样一个通才的能力。他喜欢出海,精通数学,对统计学意义有深刻的理解,对海洋有一种直觉,尽管有时有错误,但他不止一次地找到了正确的答案。
蒙克1917年出生于奥地利,来自维也纳的一个银行家庭。在纽约一家银行工作后,他作为科学家的故事开始了,1939年他跟随一位女友来到加利福尼亚的拉霍亚。在那里,他发现并爱上了物理海洋学,他的导师和朋友是哈拉尔德-斯维尔德鲁普,他是斯克里普斯海洋学研究所的主任,蒙克在那里度过了他的职业生涯。
早年,他因与斯维尔德鲁普合作预测海浪而闻名。在1941年12月珍珠港被轰炸前不久,斯维尔德鲁普让蒙克从美国陆军退役,并最终以老百姓身份被派往五角大楼工作。在1942年11月盟军从沿海进入北非的几个月前,两人担心巨浪会给盟军登陆带来灾难。结合理论和经验主义,斯维尔德鲁普-蒙克的海浪预测方法首次在北非海岸登录中被成功使用。经过进一步发展,它为诺曼底和太平洋登陆提供了帮助。
1950年,蒙克发表了关于海洋大尺度环流的极其丰富论文中的第一篇。他将Sverdrup和物理海洋学家Henry Stommel的不同观点协调起来,形成了风驱动海洋环流的基础理论。他与应用数学家乔治-开利一起,将湾流等洋流与更广泛的数学流体动力学领域联系起来。1951年,他发表了一篇论文,指出他自己的理论在南大洋会因为海底地形而失败。这些观点仍是当前研究的一个主要焦点。
与此同时,蒙克将注意力转向了地球物理学中被认为是无人问津的领域–地球极移和自转率的变化,他认为这是跨越地球科学范围的重要信息源泉。他与合作者戈登-麦克唐纳一起编写了经典教科书《地球的旋转》(1960)。在20世纪50年代,他还是 “Project Mohole”的关键人物,这一个大胆的尝试,即钻穿地壳以获得边界处的地幔样本。蒙克从未隐瞒该项目是失败的事实。他写道,他没有给予它足够的重视;历史学家会说,它被石油工业的政治所束缚。他毫不畏惧,继续前进。
他在1966年发表的 “abyssal recipes”论文中回到了大尺度海洋,将深海的温度和盐度的总体结构解释为上升流和混合的平衡,这一观点也被化学家和生物学家所接受。到2000年左右,这种情况被涉及海底地形的混合机制所取代–这种结果使Munk干脆耸耸肩。他的口头禅是,正确的问题比正确的答案重要得多。
在20世纪60年代和70年代,他和英国的合作者David Cartwright恢复了对潮汐的研究,这是一个在20世纪已经奄奄一息的课题,现在是理解海洋混合的关键。到1970年,海洋学家们开始积累”内波”的温度测量值。蒙克和博士后Chris Garrett认为,与海面上的风动波不同,这些波没有风暴和平静期,也没有主要的传播方向。加勒特-蒙克(GM)的内波谱将大量原本神秘的运动整合到一个相对简单的框架中。随之而来的是理论和全球观测的开花结果。
蒙克参与军事工作长达70年之久。他把对海洋的深刻认识与对在海洋中工作的人的关心结合起来,有一种解决实际问题的亲和力。他是战后新成立的美国海军研究办公室(ONR)最早资助的学者之一。他的最后一份ONR合同是在4年前达成的,当时他已经97岁,也是关于表面波的工作。他是JASON的早期成员,对核武器和雷达时代的知名人士的国防建议进行了补充,对海洋的波动机制进行了深入研究,从而帮助解决美国海军的实际问题。
从20世纪70年代中期开始,他对声音在水下传播的研究汇集了他的许多兴趣:波浪、潜艇探测、海洋分层、时间序列分析以及在海上使用新仪器。现在被称为海洋声学层析成像的技术也许是一个超前的想法,这种测量大面积温度和海流的技术可能会像蒙克的许多其他想法一样被证明是革命性的。
作为一个长期的国际旅行者和长期访问者,沃尔特是科学和个人魅力相互作用的一个典范。他培养了一长串有能力的合作者,不分年龄。他喜欢与人打交道:在他家吃午饭或晚饭时,很少有客人不在的。在家里,他的办公桌在入口处,与来来往往的人在一起。他喜欢说,这很好,”只要没有人窃窃私语”。