吉尔伯特·沃克

吉尔伯特·托马斯·沃克爵士CSI FRS（Sir Gilbert Thomas Walker，1868年6月14日—1958年11月4日）是英国物理学家和统计学家。沃克精通数学，将其应用于空气动力学、电磁学和时间序列分析等多个领域的研究，并且在剑桥大学担任教职。他在没有气象学研究经验的时候获得印度气象部门的聘请，开始从事预测季风的统计方法研究。他开发了分析时间序列数据的方法，这一方法现在被称为自回归模型。他以对南方涛动的开创性描述而闻名，这是全球气候的一个重大现象，同时他还发现了以他的名字命名的沃克环流，极大地推动了气候学的发展。他还在帮助印度数学神童斯里尼瓦瑟·拉马努金的早期职业生涯中发挥了重要作用。 沃克于 1868 年 6 月 14 日出生在兰开夏郡的罗奇代尔，是托马斯·沃克和伊丽莎白·夏洛特·哈斯勒赫斯特的第四个孩子和长子。托马斯是克罗伊登的自治市镇工程师，是最早将混凝土用于城镇水库的工程师之一。沃克早年就读于惠特吉夫特学校，在那里他表现出对数学的兴趣，并获得了在圣保罗中学学习的奖学金。他于 1889 年就读于剑桥大学三一学院，并获评剑桥高级优等生。他因为过于刻苦学习导致身体不适，在瑞士度过了几个冬天的休养期，在那里他学会并熟练掌握了滑冰技巧。他于 1895 年成为三一学院的讲师。 印度气象局的创始局长亨利·弗朗西斯·布兰福德注意到 印度和缅甸的夏季季风与喜马拉雅山的春季积雪相关的规律, 并以此来预测印度季风，成为惯例。然而到了 1892 年，这些预测开始失效，第二任局长约翰·艾略特开始使用其他几个参数来研究相关性，包括信风强度、反气旋、尼罗河洪水以及来自澳大利亚和非洲的一些记录。艾略特从 1899 年到 1901 年的预测非常失败，他预测降雨量高于正常水平，实际却反而出现干旱和饥荒，以至于他受到了各路报纸的严厉批评，使得他对 1902 年至 1905 年的预测不得不进行保密。艾略特对洛克耶周期方面的工作越来越感兴趣，于是就选择了一位擅长数学的继任者，也就是沃克，即便他缺乏气象领域的研究经验。艾略特本人就是一位富有才华的数学家，是剑桥的第二级优等生，而沃克曾是一名高级优等生，是剑桥大学小有名气的应用数学家。1903 年沃克放弃了三一学院的奖学金，担任气象记者助理。 1904 年，他被提拔为印度天文台总干事。 Walker 以严谨的定量发展了 Blanford 的想法，并提出了相关性度量（有滞后）和回归方程（在时间序列术语中称为自回归）。他成立了一组印度文员来计算天气参数之间的相关性。 他为时间序列回归引入的方法现在部分以他的名字命名（另一位贡献者是研究太阳黑子周期的Udny Yule）作为 Yule-Walker 方程。 通过分析来自印度和其他地区的大量天气数据，在接下来的 15 年里，他首次描述了印度洋和太平洋之间大气压的“跷跷板”振荡，以及它与地球热带地区（包括印度）的温度和降雨模式的相关性。这一现象现在被称为厄尔尼诺南方涛动。 1911 年，他被授予印度之星勋章。 沃克对很多其他领域也非常感兴趣。他对鸟类飞行和回旋镖进行了数学研究。本科时对回旋镖的兴趣为他赢得了“回旋镖步行者”的绰号。在西姆拉，他曾经在安嫩代尔的土地上投掷回旋镖，甚至引起了印度总督的注意。 他发现西姆拉的剑桥科学家欧内斯特·汉伯里·汉金 ( Ernest Hanbury Hankin ) 关于鸟类飞行的想法存在缺陷，并指出上升的热气流有足够的能量支持鸟类的翱翔，以及湍流涡流在提供升力方面的作用。 1901年，他在《自然》上发表了他十年研究的总结。 他还是一位多才多艺的长笛演奏家，对长笛的物理特性十分感兴趣，因此成为研究长笛历史和演变的专家。他对长笛进行了一些设计更改，并将其投入制造。 他也是一位水彩画家，在西姆拉期间，他还举办了作品展览。 即使在从印度退休（1924 年被封为爵士）并接受伦敦帝国理工学院气象学教授职位后，沃克仍继续研究年度天气和气候变化。他最初的目标——预测季风失败——的成功率参差不齐。然而，他的理论和广泛的支持研究代表了向前迈出的宝贵一步，使他在气候研究方面的继任者能够超越当地的观测和预测，转向全球气候的综合模型。他于 1926 年至 1927 年担任皇家气象学会主席。 沃克于1904年当选皇家学会会员，这是在他研究气象学的很早之前，当时他已经有应用数学和电磁学应用方面的科学贡献。出于个人的数学天赋，沃克几乎是第一个发掘印度数学神童拉马努金的人，他当时给马德拉斯大学写了推荐信，给拉马努金争取了一笔奖学金。 沃克对大量学科的兴趣使他注意到各领域的专家正在逐渐变得孤立： 沃克于 1908 年与玛丽·康斯坦斯·卡特结婚，婚后育有一个儿子迈克尔·阿什利和一个女儿维丽蒂·米歇琳。他于 1958 年 11 月 4 日在萨里郡的科尔斯顿去世，享年90 岁。 为研究气候而成立的英国沃克研究所以他的名字命名。 与印度气象相关的出版物： 气候季节变化的相关性（引言）。印度气象部备忘录 20(6) 关于印度假定气候变化的气象证据。印度气象部备忘录 21(1) 天气季节变化的相关性，第二卷，印度气象部备忘录 21(2) 印度短期强降雨数据。印度气象部备忘录 21(3) 与其他国家相比，印度的干旱责任。印度气象部备忘录 21(5) （与 Rai Bahadur Hem Raj合作）印度北部的寒冷天气风暴。印度气象部备忘录 21(7) 进一步研究与印度季风降雨的关系。印度气象部备忘录 21(8) 天气季节变化的相关性，第三卷。印度气象部备忘录 21(9) 天气季节变化的相关性，第四卷，太阳黑子和降雨的季节变化的相关性。印度气象部门备忘录 21(10) 天气季节变化的相关性，第五卷，太阳黑子和温度的季节变化的相关性。印度气象部备忘录 21(11) 天气季节变化的相关性，第六卷，太阳黑子和压力的季节变化的相关性。印度气象部备忘录 21(12) 月和年降雨量平均值。印度气象部备忘录 22(1) 每月雨天数的年平均值。印度气象部备忘录 22(2) 压力、温度、相对湿度、蒸汽张力和云的月度和年平均值。印度气象部备忘录 22(3) 天气季节变化的相关性，第七卷，季风降雨的局部分布。印度气象部备忘录 23(2) 每月和每年的正常降雨量和雨天。印度气象部备忘录 23(7) 印度大雨的频率。印度气象部备忘录 23(8) 天气季节变化的相关性，第八卷，世界天气初步研究。印度气象部备忘录 24(4) 天气季节变化的相关性，第九卷，世界天气的进一步研究。印度气象部备忘录 24(9) 天气季节变化的相关性，第十卷，在印度的季节预报中的应用。印度气象部备忘录 24(10) （与 TC Kamesvara Rao 合作）1915 年 12 月至 1915 年 3 月寒冷天气期间印度的降雨类型。印度气象部备忘录 24(11) 关于方法论的出版物： Walker, G.T. On periodicity. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1925, 51 (216): 337–346. Bibcode:1925QJRMS..51..337W. doi:10.1002/qj.49705121603.  其他主题出版物： (1896) On a dynamical top. Q. J. Pure Appl. Math. 28:175–184. (1895) Walker G.T. On a Curious Dynamical Property of Celts // Proc. Cambridge Phil. Soc. 1895. Vol. 8, Pt. 5. P. 305–306. 时间序列分析 厄尔尼诺南方涛动 沃克环流 遥相关 Taylor, G. I. Gilbert Thomas Walker 1868–1958. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society（英语：Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society）. 1962, 8: 166–174. S2CID 71525583. doi:10.1098/rsbm.1962.0013.  Walker, G. T. Correlation in seasonal variations of weather. IX. A further study of world weather. Memoirs of the Indian Meteorological Department. 1924, 24: 275–332.  From p. 283: "There is also a slight tendency two-quarters later towards an increase of pressure in S. America and of Peninsula [i.e., Indian] rainfall, and a decrease of pressure in Australia : this is part of the main oscillation described in the previous paper* which will in future be called the 'southern' oscillation." Available at: Royal Meteorological Society 互联网档案馆的存檔，存档日期18 March 2017. WALKER, GILBERT T. <252:cisvow>2.0.co;2 CORRELATION IN SEASONAL VARIATIONS OF WEATHER—A FURTHER STUDY OF WORLD WEATHER1. Monthly Weather Review. 1925-06, 53 (6): 252–254. ISSN 0027-0644. doi:10.1175/1520-0493(1925)53<252:cisvow>2.0.co;2.  C. Hayavadana Rao (编). The Indian Biographical Dictionary. Madras: Pillai & Co. 1915: 456 [2010-03-20]. （原始内容存档于2021-12-26）.  Katz, Richard W. Sir Gilbert Walker and a Connection between El Niño and Statistics. Statistical Science. 2002, 17 (1): 97–112. CiteSeerX 10.1.1.506.8097 . doi:10.1214/ss/1023799000.  Normand, Charles. Monsoon seasonal forecasting. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1953, 79 (342): 463–473. Bibcode:1953QJRMS..79..463N. doi:10.1002/qj.49707934202 （英语）.  Blanford, H.F. On the Connexion of the Himalaya Snowfall with Dry Winds and Seasons of Drought in India. Proceedings of the Royal Society of London. 1884, 37 (232–234): 3–22 [2022-05-06]. Bibcode:1884RSPS...37....3B. doi:10.1098/rspl.1884.0003. （原始内容存档于2022-05-06）.  Walker, G.T. Correlation in seasonal variability of weather, VIII. A preliminary study of world weather.. Memoirs of the India Meteorological Department. 1923, 24: 75–131.  Khandekar, M.L. Eurasian snow cover, Indian monsoon and El Niño/Southern Oscillation – a synthesis. Atmosphere-Ocean. 1991, 29 (4): 636–647. doi:10.1080/07055900.1991.9649422.  Walker, Gilbert. World Weather. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1928, 54 (226): 79–87. Bibcode:1928QJRMS..54...79W. doi:10.1002/qj.49705422601.  Shukla, J.; Paolino, Daniel A. The Southern Oscillation and Long-Range Forecasting of the Summer Monsoon Rainfall over India. Monthly Weather Review. 1983, 111 (9): 1830–1837. Bibcode:1983MWRv..111.1830S. ISSN 0027-0644. doi:10.1175/1520-0493(1983)111<1830:tsoalr>2.0.co;2 （英语）.  Walker, Gilbert T. Seasonal Weather and its Prediction*. Nature. 1933, 132 (3343): 805–808. Bibcode:1933Natur.132..805W. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/132805a0 （英语）.  Pisharoty, P. R. Sir Gilbert Walker—pioneer meteorologist and versatile scientist (PDF). Current Science. 1990, 59 (2): 121–122 [2022-05-06]. （原始内容 (PDF)存档于2020-08-01）.  Walker, G. On boomerangs.. Phil. Trans. R. Soc. A. 1897, 190: 23–42. Bibcode:1897RSPTA.190...23W. JSTOR 90722. doi:10.1098/rsta.1897.0013.  Walker, G. Meteorology and the non-flapping flight of tropical birds.. Proc. Camb. Phil. Soc. 1923, 21: 363–375.  Walker, J.M. Pen portraits of presidents—Sir Gilbert Walker, CSI, ScD, MA, FRS.. Weather. 1997, 52 (7): 217–220. Bibcode:1997Wthr...52..217W. doi:10.1002/j.1477-8696.1997.tb06313.x.  Walker, G. On the wings of gliding birds.. J. Proc. Asiat. Soc. Bengal. 1925, 20: 243–6.  Walker, G.T. Boomerangs. Nature. 1901, 64 (1657): 338–340 [2022-05-06]. doi:10.1038/064338a0. （原始内容存档于2022-05-06）.  Sheppard, P.A. Obituary of Sir Gilbert Walker, CSI, FRS.. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1959, 85 (364): 186. doi:10.1002/qj.49708536423.  Walker, G.T. Review of "Climate through the Ages. A Study of Climatic Factors and Climatic Variations" by C. E. P. Brooks. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1927, 53: 321–323. doi:10.1002/qj.49705322311.  沃克研究所的沃克传记