威廉·费雷尔

✍ dations ◷ 2025-06-19 03:16:04 #威廉·费雷尔

威廉·费雷尔（英语：William Ferrel，1817年1月29日－1891年9月18日），美国气象学家，他提出了中纬度大气环流的详细解释，即今日所称的费雷尔环流。

费雷尔生于宾夕法尼亚州南部，1829年与家人迁往西维吉尼亚州。他的正规小学教育时间并不长，而主要是在家中以科学书籍自我学习，之后担任学校教师。费雷尔曾就读于马歇尔学院，之后尽管家中财务不佳，他仍在1844年成为贝森尼学院（英语：Bethany College (West Virginia)）第一个毕业班的毕业生。之后费雷尔仍然在密苏里州和田纳西州担任教师直到1858年。同年他进入位于马萨诸塞州剑桥的美国航海天文历编制局（英语：American Ephemeris and Nautical Almanac）任职。1882年费雷尔进入美国陆军通讯局任职（该单位于1891年改制为美国国家气象局）。1891年费雷尔在西维吉尼亚州逝世。

费雷尔解释了温暖空气会趋向上升，并因为科里奥利力而旋转，使地球偏低纬度区域的空气从较暖区域向高纬度极区移动的趋势。正是因为旋转而在锋面系统中产生的复杂曲线分离了较低温的北极空气与较高温的低纬度大陆性热空气。

费雷尔借由确认先前被忽略的相关机制，进一步强化了乔治·哈德里（英语：George Hadley）的理论。以下是费雷尔首篇论文中的节录：

第四个也是最后一个力来自于大气的东或西向相对运动与地球自转的结合。大气随着地球环绕地球自转轴旋转的结果是每个气体分子都带有具有水平和垂直分量的离心力，后者让大气的形状成为和地球相同的球体。但是，如果大气任一部分的旋转速度高于地球表面旋转速度；换句话说也就是大气层有相对于地球表面的东向运动，将使水平力增加。如果相对运动向西方，则水平分力下降。前述现象使地球大气层无法处在稳定状态，并且使大气的外形不再与地球表面相同，而是在特定纬度上气体有聚集或散出的现象。并且随之而来的大气压差异产生的运动将在特定纬度地区造成极大影响。

哈德里错误地推论气团从南向北或反向移动会倾向于线动量守恒。费雷尔指出在气象学和海洋学中，气团移动的趋势与对地球的相对运动有关，也就是地球自转的角动量守恒。

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