pandemie koronavirů obrátila moderní svět na hlavu a po zbytek jarního semestru 2020 William & Mary bude vyučovat své kurzy z dálky. To nebude snadné, a instrukce se nebude rovnat ve třídě nebo v laboratoři zkušenosti, které by za normálních okolností probíhat.
když jsem se připravoval na zbytek semestru, sledoval jsem, jak se Williamsburgova jarní sezóna rozvíjí z okna mé domácí kanceláře. Rostliny kvetou, listy listují a pyl je ve vzduchu. Povaha ročních období a regionální podnebí jsou témata, která zkoumáme v mém počasí, klimatu, & změna kurzu. Je to velká škoda, že se naše akademické dobrodružství již nemůže osobně setkat nebo jít do terénu sbírat data,ale budeme pokračovat. A budu používat tento blog poskytnout obsah a chuť.
V 1760, Thomas Jefferson imatrikuloval na William & Mary, ačkoli on nikdy vzal mé počasí & klimatický kurz začal dělat systematické pozorování počasí, zatímco student ve Williamsburgu. V rozsáhlém pojednání s názvem Notes on the State of Virginia publikovaném v roce 1785(7)1 Jefferson pojednává o klimatu Virginie. V dotazu VII zahrnuje údaje o počasí shromážděné ve Williamsburgu v letech 1772 až 1777. Bylo to důležité období Jeffersonova života. V roce 1772 byl zvolen do Sněmovny měšťanů (což ho přivedlo zpět do koloniálního hlavního města Virginie) a v roce 1776 napsal Deklaraci nezávislosti.
Frontispiece a první strana dotazu VII z poznámek Thomase Jeffersona o státě Virginie.
Jeffersonova tabulka měsíčních průměrů srážek a teploty.
pro zájemce o minulé podnebí jsou přesné historické údaje o klimatu zlatým standardem. Údaje získané ve Williamsburgu na konci 18. století nám mohou umožnit rozeznat, zda se klima Williamsburgu za poslední dvě století změnilo.
Jefferson poznamenává, že teplota ve Williamsburgu byla zaznamenána v 8 hodin ráno (nejméně denní teplo) a 4 hodin (největší denní teplo) na Fahrenheitově teploměru. Spíše než poskytnout všechna data, která byla „příliš minutová“ pro snadné pochopení, Jefferson sestavil tabulku s měsíčními průměrnými hodnotami největší (nejvyšší) a nejmenší (nejnižší) teploty. Začátkem tohoto semestru, při prvním problému nastaveném v počasí, klimatu, & Změna, jsem požádal studenty, aby použili Jeffersonovy teplotní údaje k vytvoření příjemného grafu.
pokaždé, když vytvoříme graf, uděláme sadu možností – která proměnná by měla být na které ose? Jaký typ grafu (sloupcový graf, rozptylový graf atd.)? Mělo by být Datum vyneseno jako diskrétní body nebo připojeno jako spojitá funkce? Dokonce i velikost písma, tvary datových bodů a barvy záleží, pokud jde o výrobu grafických dat vyprávět efektivní příběh.
pozemky produkované 28 studenty v Počasí, Klima, & změna byla smíšená taška, ale pro mnoho z těchto studentů prvního ročníku to byl první graf, který vytvořili na vysoké škole. Jedním z cílů pro zbytky semestru je vytvořit lepší a přesvědčivější grafy a grafy.
můj graf je níže. Rozhodl jsem se vykreslit největší teplo a nejmenší hodnoty tepla jako diskrétní symboly, a nespojovat tyto symboly s čarou, protože tato data nejsou spojitou časovou řadou. Spíše jde o diskrétní data (měsíční).
graf údajů o teplotě Jeffersona pro Williamsburg ve Virginii (1772-77).
data ilustrují vzor, který moderní Williamsburgové znají – v létě je teplejší a v zimě chladnější. Nejteplejší měsíce jsou červen, červenec a Srpen, ale vysoké teploty pro tyto měsíce (~80 F) se zdají nižší než to, co obvykle zažíváme během moderního léta. Možná je to důkaz změny klimatu. Abych to otestoval, vytvořil jsem druhý graf s Jeffersonovými daty 1772-1779 vykreslenými vedle moderních teplotních dat z William & Mary ‚ s Keck Lab.
grafické srovnání dat Thomase Jeffersona (1772-77) s modern climate data (2012-2019) od Williama & Mary ‚ s Keck Lab. Všimněte si velkých rozdílů v průměrných vysokých a nízkých teplotách, stejně jako měsíční variace.
obě datové sady sledují podobný roční trend, přesto existují určité výrazné rozdíly. Moderní vysoké teploty jsou vyšší než historická maxima v každém měsíci, ale moderní minima jsou také nižší než minima z 18.století v každém měsíci. Pokud je tento rozdíl výsledkem globálního oteplování, můžeme předpovídat vyšší maxima, stejně jako vyšší minima pro moderní data – to není to, co je pozorováno. Graf jasně ukazuje, že moderní měsíční teplotní variace je mnohem větší, než uvádí Jefferson. Jeffersonova měsíční teplotní variace se pohybuje mezi 5 A 7 F, zatímco moderní data poskytují variace mezi 14 a 19 F.
co je s tím?
odpověď spočívá v tom, kde byly shromážděny údaje o teplotě. Meteorologická stanice Keck Lab je snazzy kus meteorologického zařízení, které se nachází venku, stejně jako všechny meteorologické stanice 21. století. Jefferson, jak byla běžná praxe v 1770s, shromážděné údaje o teplotě uvnitř-pravděpodobně v nevytápěné místnosti na severní straně budovy! To bylo v souladu s doporučeními britské Královské společnosti a v roce 1772 byla Virginie stále do značné míry součástí Britského impéria.
s tímto vhledem má rozdíl ve dvou datových sadách dokonalý smysl. Tepelná setrvačnost budovy zmírňuje vnitřní teploty vzhledem k venkovním teplotám. Kolísání teploty zaznamenané v takové datové sadě bude tedy menší než skutečná venkovní variace.
do roku 1790 byl Jefferson nespokojen s měřením vnitřní teploty a na naléhání svého přítele Jamese Madisona přesunul své vybavení venku. V roce 2007 Susan Solomon a její kolegové publikovali vynikající článek, který nastiňuje historii této revoluce v postupech sledování počasí mezi 18.a 19. stoletím.
jedním z projektů ve třídě Počasí, Klima, & změna je studium klimatu spojeného s konkrétní plodinou a klimatických kontrol, které ovlivňují, kde se některé plodiny pěstují. Manga nerostou ve Virginii; proč ne? Studenti budou shromažďovat údaje o klimatu z mnoha zdrojů, a poté je destilovat do přesvědčivé prezentace o plodině, o kterou mají zájem. Zveřejním tu nejlepší grafiku, grafy a mapy, aby svět viděl plody práce mých studentů!
buďte opatrní.
1-Jeffersonova kniha byla poprvé vydána v Paříži malému publiku v roce 1785, první publikace v Americe byla v roce 1787.