ويليام فيريل

كان ويليام فيريل (29 يناير 1817 - 18 سبتمبر 1891) عالم أرصاد جوية أمريكيًا قام بتطوير نظريات شرحت خلية الدوران الجوي في خطوط العرض المتوسطة بالتفصيل، وقد سميت خلية فيريل نسبة إليه.

وُلد فيريل في مقاطعة فولتون جنوب ولاية بنسلفانيا . ^{[ 1 ]} كان أكبر إخوته الثمانية، وهو ابن بنيامين فيريل وأمه التي لم يُعرف اسمها الأول. كانت والدته ابنة مزارع، وكانت عائلته تملك مزرعة في جبال أليغيني حيث نشأ. ^{[ 2 ]} في الثانية عشرة من عمره، كان يعمل في المزرعة وفي منشرة الأخشاب التابعة لها. ^{[ 3 ]} انتقلت العائلة إلى ما سيصبح لاحقًا ولاية فرجينيا الغربية عام 1829. كان تعليمه الابتدائي الرسمي محدودًا، إذ لم يلتحق بالمدارس إلا لفصلين شتويين فقط، لكنه استلهم شغفه بالعلوم، لا سيما بعد مشاهدته كسوفًا جزئيًا للشمس عام 1832. ^{[ 2 ]} وباستخدام كتب العلوم التي اشتراها من مارتينسبيرغ وهاجرستاون، تعلم بنفسه ما يكفي ليصبح معلمًا. ^{[ 2 ]}

ادّخر راتبه كمدرسٍ للالتحاق بكلية مارشال ، ^{[ 4 ]} لكنه لم يستطع تمويل سوى عامين من دراسته. ولذلك، عاد للتدريس لمدة عامين في ولاية فرجينيا الغربية، ليتمكن من إكمال دراسته في كلية بيثاني. [ ^{2 ]} تخرج من أول دفعة في كلية بيثاني عام 1844. ^[ 2] وواصل التدريس في ولايتي ميسوري وتينيسي حتى عام 1858. ^{[ 2 ]} في ليبرتي، ميسوري، عثر على نسخة من كتاب نيوتن " الأصول الرياضية للفلسفة ^{الطبيعية " (} Principia ) تتضمن بعض الأبحاث الإضافية حول المد والجزر من الأكاديمية الفرنسية للعلوم، والتي درسها ووضع نظرياتٍ عنها. كما درس كتاب لابلاس "الميكانيكا ^{السماوية} " (Mécanique Céleste)، وقاده هذان العملان معًا إلى الاعتقاد بأن حركة الشمس والقمر على المد والجزر تُبطئ دوران الأرض حول محورها. ^{[ 2 ]} كان هذا أساس بحثه الأول، الذي خالف نظريات لابلاس، حيث اعتقد فيريل أنه تجاهل الحدود من الدرجة الثانية. ^{[ 2 ]}

في عام 1854، أسس فيريل مدرسة في منزله الجديد، ناشفيل، تينيسي . ^{[ 2 ]} وفي عام 1858، شغل وظيفة بدوام كامل في هيئة تحرير التقويم البحري الأمريكي في كامبريدج، ماساتشوستس . وفي عام 1867، انتقل إلى واشنطن العاصمة، وانضم إلى هيئة المسح الساحلي للولايات المتحدة. ^{[ 2 ]}

في عام 1882، انضم فيريل إلى خدمة الإشارة التابعة لجيش الولايات المتحدة (والتي كانت وكالة حكومة الولايات المتحدة المسؤولة عن التنبؤ بالطقس حتى إنشاء مكتب الأرصاد الجوية الأمريكي في عام 1891) وتقاعد في عام 1886. وتوفي في ماي وود ( مقاطعة وايندوت )، وهي ضاحية من ضواحي مدينة كانساس سيتي ، في عام 1891. ^{[ 1 ]}

أثبت فيريل أن ميل الهواء الدافئ الصاعد، أثناء دورانه بفعل تأثير كوريوليس ، هو سحب الهواء من المناطق الاستوائية الأكثر دفئًا ونقله باتجاه القطب. هذا الدوران هو ما يُنشئ الانحناءات المعقدة في الأنظمة الجبهية التي تفصل الهواء القطبي الشمالي/الجنوبي البارد باتجاه القطب عن الهواء الاستوائي الدافئ باتجاه خط الاستواء.

طوّر فيريل نظرية هادلي من خلال إدراكه لآلية لم تكن معروفة من قبل. هذا اقتباس من بحثه الأول:

تنشأ القوة الرابعة والأخيرة من اجتماع حركة الغلاف الجوي النسبية شرقًا أو غربًا مع حركة دوران الأرض. ونتيجةً لدوران الغلاف الجوي حول محور مشترك مع محور الأرض، تتعرض كل جسيمة لقوة طرد مركزي، والتي تنقسم إلى قوة رأسية وأخرى أفقية، وتؤدي الأخيرة إلى اتخاذها شكلًا كرويًا مفلطحًا مطابقًا لشكل الأرض. لكن، إذا كانت الحركة الدورانية لأي جزء من الغلاف الجوي أكبر من حركة سطح الأرض، أو بعبارة أخرى، إذا كان لأي جزء من الغلاف الجوي حركة شرقية نسبية بالنسبة لسطح الأرض، فإن هذه القوة تزداد، وإذا كانت حركته غربية نسبية، فإنها تتضاءل، ويؤدي هذا الاختلاف إلى قوة مُزعزعة تمنع الغلاف الجوي من أن يكون في حالة توازن، بشكل يُطابق شكل سطح الأرض، بل يُسبب تراكمًا للغلاف الجوي عند خطوط عرض معينة وانخفاضًا عند خطوط عرض أخرى، ويؤثر الاختلاف الناتج في ضغط الغلاف الجوي عند هذه الخطوط بشكل كبير على حركاته. ^{[ 5 ]}

كان استنتاج هادلي الخاطئ قائماً على ميل الكتلة الهوائية إلى الحفاظ على زخمها الخطي أثناء انتقالها من الشمال إلى الجنوب أو من الجنوب إلى الشمال. أدرك فيريل أنه في علم الأرصاد الجوية وعلم المحيطات، يجب مراعاة ميل الكتلة الهوائية المتحركة بالنسبة للأرض إلى الحفاظ على زخمها الزاوي بالنسبة لمحور الأرض .

درس فيريل أيضًا تأثيرات الشمس والقمر على المد والجزر، وكيف أثر ذلك على دوران الأرض حول محورها. كان لابلاس قد وضع نظريات حول هذا الموضوع سابقًا، لكنه أغفل الحدود من الدرجة الثانية واحتكاك الموائع . ^{[ 2 ]} لم يكن ذلك بسبب تقصير منه، إذ لم تكن الرياضيات التي تسمح له بدراسته موجودة حتى أربعينيات القرن التاسع عشر. ^{[ 2 ]} يُفترض أن الاحتكاك يتناسب طرديًا مع مربع السرعة، مما يُعطي معادلات غير خطية. كان فيريل أول من عالج هذه المعادلات بنجاح. ^{[ 2 ]} كما اقترح أن المد والجزر يُمكن تفسيره بوجود باطن لزج للأرض، وحاول دراسة مغناطيسية الأرض. ^{[ 3 ]}

جمع فيريل بيانات عن المد والجزر، واستخدمها لحساب كتلة القمر. ^{[ 2 ]} في عام 1880، اقترح على مدير هيئة المسح الساحلي والجيوديسي جهازًا يستخدم البيانات للتنبؤ بأقصى وأدنى مستويات المد والجزر. كما عرض هذه الفكرة على الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم في وقت لاحق من العام نفسه. ^{[ 2 ]} استقال فيريل من هيئة المسح الساحلي والجيوديسي الأمريكية عام 1882، لكنه بقي للإشراف على إتمام هذا المشروع، الذي حقق نجاحًا كبيرًا واستُخدم لأكثر من 25 عامًا. ^{[ 2 ]}

كما كتب مقالاً بعنوان "الرؤية"، يناقش فيه نظرياته حول كيفية عمل البصر البشري؛ وقد استندت مناقشته إلى الرياضيات وعلم النفس، ودُعمت بتجارب. ^{[ 3 ]} بالإضافة إلى ذلك، كتب عن "النجوم المتغيرة"، متناولاً كيف يمكن لفترات التذبذب أن تشير إلى ما إذا كانت تقترب من الأرض أو تبتعد عنها. ^{[ 3 ]}

• قانون فيريل
• كتلة هوائية
• جورج هادلي

• معلومات السيرة الذاتية للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي
• سيرة ماك تيوتور
• ويليام فيريل يضع معياراً للتنبؤات المتعلقة بالأعاصير (تايمز آند ترانسكريبت، مونكتون، نيو برونزويك، كندا، 24 أغسطس 2009)
• السيرة الذاتية للأكاديمية الوطنية للعلوم
• كتاب فيريل "رسالة شعبية عن الرياح  : تتضمن الحركات العامة للغلاف الجوي، والرياح الموسمية، والأعاصير، والزوابع، والأعاصير المائية، وعواصف البرد، إلخ. إلخ." (1904)