照片來源：National Academies Press, https://nap.nationalacademies.org/read/4961/chapter/6
Jule Gregory Charney (1917-1981) 是著名美國氣象學家，對大氣動力學和數值天氣預報的發展有巨大貢獻，被譽為是二戰後現代氣象學發展最重要的人物。他提出了斜壓不穩定 (baroclinic instability) 和準地轉 (Quasi-geostrophic) 理論，領導了美國國家科學院於1979年出版的〈Carbon dioxide and climate: A scientific assessment〉報告，提出全球暖化與人為二氧化碳排放的科學證據，這份報告也常被稱為「Charney Report」。他也推動建立了許多國家級與國際級的氣象研究計畫與組織。
Charney在第一線見證了氣象學從主觀判斷轉為以物理數學為根基的科學。在他罹癌過世的前一年，出版商Harper and Row請他寫自傳，但他認為跟專家的口述訪談是最好的近似方式來呈現他的智識自傳 (“intellectual autobiography”) ，他也打算從個人角度來回顧氣象學發展歷史。他聯絡多年好友George W. Platzman來當訪談者，Platzman慨然允諾，在1980年8月跟Charney進行了四天的訪談，錄音檔有8小時，逐字稿請參考 Platzman (1987)。
系列文第一篇，來簡介Charney的求學歷程、工作經歷、與個人生活。之後的系列文應該會根據他的訪談和其他資料，來介紹Charney的研究貢獻、個人觀點等。
▋Charney的生平簡介
1917年1月1日，出生於美國舊金山
1938年，美國加州大學洛杉磯分校 (University of California, Los Angeles, UCLA) 數學學士
1940年，UCLA 數學碩士
1946年，UCLA 氣象學博士
1946–1947年，美國芝加哥大學 (University of Chicago) 研究員
1947–1948年，挪威奧斯陸大學 (University of Oslo) 研究員，由美國National Research Council Fellowship支持
1948–1956年，普林斯頓高等研究院 (Institute for Advanced Study) 理論氣象學計劃 (Theoretical Meteorology Project) 主持人
1950–1955年，美國芝加哥大學訪問講師
1956–1981年歿，美國麻省理工學院 (Massachusetts Institute of Technology) 氣象學教授 (Professor of Meteorology, 1956-1966) 、氣象學系主任 (Chair, Department of Meteorology , 1974-1977)、和Alfred P. Sloan Professor of Meteorology (1966-1981)
1981年6月16日，於美國波士頓因肺癌過世，享年64歲
＊榮譽 (部分)
1957年，美國人文與科學院院士 (Fellow, American Academy of Arts and Sciences)
1964年，美國國家科學院院士 (Member, National Academy of Sciences)
1964年，美國氣象學會 (American Meteorological Society) Carl-Gustaf Rossby Research Medal
1971年，世界氣象組織 (World Meteorological Organization) 國際氣象組織獎 (International Meteorological Organization Prize)
1976年，美國地球物理學會 (American Geophysical Union) William Bowie Medal
美國氣象學會 Jule G. Charney Medal
美國地球物理學會 Jule Gregory Charney Lecture
＊社群服務
1968–1971年，美國國家科學院「全球大氣研究進展」美國國家委員會主席 (United States National Committee on Global Atmospheric Research Progress, National Academy of Sciences)
圖片來源：http://paocweb.mit.edu/files/CharneyPanel.pdf
▋求學歷程
Jule Charney於1917年1月1日出生於美國舊金山，他的父母是從白俄羅斯移民到美國的猶太人，在美國聖路易相識後結婚，輾轉搬家幾次後在舊金山落腳，並生下Charney。他14歲時父母離異，他跟母親搬去紐約，高中時再搬去洛杉磯。他高中就自學微積分，大學就讀加州大學洛杉磯分校 (University of California, Los Angeles; UCLA)，主修數學和物理 (Phillips, 1998, p81-83)。
Charney於1938年獲得UCLA數學學士，隨後繼續唸碩士班，由T. Y. Thomas指導，於1940年獲得數學碩士。他碩士畢業後很快就完成一篇名為〈Metric Curve Spaces〉的文章。Thomas認爲這篇文章可以作為他的博士論文，但Charney認為這篇文章沒有太高的學術價值，就擱置一旁，沒有把它寫成論文 (Phillips, 1998, p83)。
1940年，Jacob Bjerknes、Jørgen Holmboe、Joseph Kaplan等人在UCLA物理系下成立了氣象學學程，Thomas有天邀請Holmboe來數學系演講，介紹氣象學這個具有科學發展潛力的領域，也讓Charney第一次接觸到氣象學 (Phillips, 1998, p83)。1940年年12月，日本偷襲珍珠港，美國宣布參加二次世界大戰。因為對軍用氣象人員的大量需求，美國成立大學氣象委員會 (University Meteorology Committee)，由Carl-Gustaf Rossby擔任主席，在軍方和氣象局的支持下，UCLA、麻省理工學院 (MIT)、加州理工學院 (Caltech)、紐約大學 (NYU)、和芝加哥大學等五間大學設立了一年的軍用氣象人員課程 (可參考我之前的文章：Carl-Gustaf Rossby: Part 5 - 二戰期間)。
當時二戰局勢十分緊張，Charney和許多大學生思考如何能貢獻自己的心力。1941年春天，Holmboe邀請Charney擔任他的助理，並參與軍用氣象人員訓練課程。Charney想尋求其他人的意見，於是拜訪了加州理工學院的知名數學家、物理學家、航空工程師Theodore von Kármán。von Kármán建議他選擇氣象學，而非投入航空業，因為航空業越來越偏向工程實作，不大適合Charney這種偏向理論的人。因此，Charney接受Holmboe的邀請，1941年開始在UCLA氣象學學程擔任助教兼學生 (Phillips, 1998, p83)。
Charney的工作之一是教綜觀天氣學，像是畫天氣圖、等壓線、鋒面等，但畫天氣圖很依賴主觀判斷，他並不喜歡。他也幫Kaplan教大氣輻射，還有幫Holmboe整理流體力學的講義。氣象學學程有一位講師是Morris Neiburger，他在MIT取得氣象博士，指導教授是Rossby。Neiburger介紹了幾篇Rossby研究大氣環流和長波的文章給Charney，開啟了Charney從理論角度研究大氣環流的興趣 (Phillips, 1998, p85-86)。
在學習氣象學的過程中，Charney逐漸確定他的博士論文方向，他想建立一套關於中緯度大氣中西風帶之不穩定性的理論，來解釋為什麼西風從地表向上到約十公里高度會逐漸增強。這個題目完全是他自己決定的，會選擇這個題目，受到幾個因素影響：Bjerknes和挪威卑爾根氣象學派對高空波動的半定量描述、Rossby的三到四篇論文，以及Thomas將流體不穩定視為數學問題的觀念 (Phillips, 1998, p87-88)。
Charney在1946年拿到UCLA的氣象學博士，他和Yale Mintz是該校第一批氣象學博士。Charney的博士論文〈Dynamics of long waves in a baroclinic westerly current〉，發表1947年10月號的Journal of Meteorology，有27頁，佔據了整本期刊：
Charney, J. G. (1947). The dynamics of long waves in a baroclinic westerly current. Journal of Meteorology, 4, 136–162. https://doi.org/10.1175/1520-0469(1947)004<0136:TDOLWI>2.0.CO;2
這篇文章是氣象學的經典之作，強調大氣高空的長波對整個大氣行為的影響，而不是傳統上只著重於地面鋒面的影響；Charney也提供一種簡化方法來分析沿著這些波的擾動，具備物理意義兼嚴謹的數學性。
Charney的自我要求極高，獨立完成論文讓他相信自己確實有能力在氣象學領域進行高水準的原創性研究，他將氣象學作為終身志業，之後做出許多重要的貢獻 (Phillips, 1998, p88)。
▋工作經歷
圖片來源：Phillips (1982)
Charney畢業後申請到National Research Council Fellowship，預計去挪威拜訪Halvor Solberg，以及英國的G. I. Taylor。在Charney和他太太前往歐洲的路上，順路拜訪了在芝加哥大學的Rossby。Rossby很快說服Charney延後去歐洲的訪問，先留在芝加哥大學做研究，Charney就在芝加哥大學待了快一年的時間。他們兩個和芝加哥大學的教職員和訪客有許多的討論交流，Charney離開後也跟Rossby有許多書信往來。Charney認為他在芝加哥的這一年是他職涯成型最關鍵的經歷 (Phillips, 1998, p88-89)。1947年，Charney離開芝加哥去歐洲訪問，在這段期間提出了氣象學和海洋學中非常重要的準地轉理論 (quasi-geostrophic theory)。
1948年，普林斯頓高等研究院 (Institute for Advanced Study) 的數學家John von Neumann邀請Charney來領導理論氣象學計劃 (Theoretical Meteorology Project)，目標是發展可以應用在天氣預報的數學物理方程式，然後使用電腦來求解，即數值天氣預報。Charney接受了這個職位，團隊在1950年發表了使用這個二維正壓大氣模式做出的24小時區域天氣預報 (Charney, Fjortoft, and von Neumann, 1950)，撼動整個氣象界，開啟數值天氣預報的時代。Charney對數值天氣預報的貢獻留待後文介紹。
Charney在普林斯頓高等研究院工作了七年 (1948-1956)，雖然von Neumann和高等研究院院長J. Robert Oppenheimer試圖幫他爭取聘為正式職員，但沒有成功。Charney也知道高等研究院研究重心不會繼續放在偏向應用的電腦科學和大氣數值模式研究，而是會偏向理論數學和物理領域 (Phillips, 1998, p98-99)。Charney也認為大氣理論研究需要跟觀測有更多接觸，於是他開始尋找大學教職，收到許多正面的回應，最後他選擇去麻省理工學院 (MIT) 任教，部分原因是MIT有很大量的觀測工作 (Platzman, 1987, p118-119)。
Charney剛到MIT時，與Willem Malkus在每隔週五下午組織一個非正式的討論會，討論氣象或海洋相關的流體力學問題。這個討論會吸引了附近地區的相關學者，包括Woods Hole、哈佛大學、布朗大學、羅德島大學與耶魯大學，聚會地點輪流更換，持續了 22 年之久 (Phillips, 1982)。某次討論會的海報公告如下圖。
圖片來源：Phillips (1982)
Charney在MIT持續做出重要的研究貢獻，例如大氣長波能量的垂直傳遞、與Arnt Eliassen提出 Conditional Instability of the Second Kind (CISK) 機制、準地轉流體的能量頻譜、Sahel地區沙漠化會造成該地區變更乾旱的正回饋效應等 (Phillips, 1982)。Charney也指導出一批非常優秀的學生，包括Joseph Pedlosky、James Holton、Kálnay Eugenia、Inez Fung、Kerry Emanuel等 (wiki - Jule Gregory Charney)。
Charney說他的背景是以研究工作為主，從不認為自己是天生的教師。但他很享受跟學生討論論文與研究，看到學生的成長他感到十分滿足。他也發現跟其他人討論的時候，他自己工作的質量也大幅提升，而且變得更有樂趣。他喜歡合作性的工作，認為與學生一起工作就是一種合作 (Platzman, 1987, p119)。
除了研究和教學以外，Charney在在氣象社群服務也扮演重要角色，包括推動美國建立Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL) 和National Center for Atmospheric Research (NCAR)。1960年初期，他擔任美國總統科學諮詢委員會的大氣科學小組成員，提倡衛星計劃需要跨國合作和協調，促成了1961年聯合國大會通過第 1721 (XVI) 號決議：關於外太空和平利用的國際合作 (RESOLUTION ADOPTED BY THE GENERAL ASSEMBLY 1721 (XVI). International co-operation in the peaceful uses of outer space)。他也擔任美國國家科學院「全球大氣研究計畫 (Global Atmospheric Research Program, GARP) 委員會」的負責人。
▋個人生活
Charney有三段感情關係，兩個孩子。他的第一任妻子是Elinor Kesting Frye，當時Elinor在UCLA研究邏輯與語意學，他們於1946年結婚，有Nora和Peter兩個孩子，Elinor和前夫所生的兒子Nicolas也改姓Charney，這段婚姻維持了將近21年。第二任妻子是Lois Swirnoff，她是畫家與色彩理論家，曾在UCLA 和哈佛大學任教，這段婚姻維持了近10年。在Charney生命的最後幾年，他與Patricia Peck共同生活，Patricia是自紐約與威尼斯的攝影藝術家 (Phillips, 1998, p81)。
1981年6月16日，Charney因肺癌於波士頓病逝，享年64歲。
▋參考資料
Phillips, N. A. (1982). Jule Charney’s Influence on Meteorology. Bulletin of the American Meteorological Society, 63(5), 492–492. https://doi.org/10.1175/1520-0477(1982)063<0492:JCIOM>2.0.CO;2
Phillips, N. A. (1998). Jule Gregory Charney, 1917–1981: A biographical memoir. National Academy of Sciences. https://nap.nationalacademies.org/read/4961/chapter/6
Platzman, G. W. (1987). Conversations with Jule Charney (NCAR/TN-288+PROC). National Center for Atmospheric Research. https://opensky.ucar.edu/islandora/object/technotes%3A410
Smagorinsky, J. (1988). Jule Gregory Charney. Eos, Transactions American Geophysical Union, 69(46), 1569–1582. https://doi.org/10.1029/88EO01184