ฮิลดิง เคิลเลอร์ บิดาแห่งทฤษฎีการควบแน่นของเมฆ

ฮิลดิง เคิลเลอร์ (Hilding Köhler, ค.ศ. 1888–1982) เป็นศาสตราจารย์ด้านอุตุนิยมวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยอุปซอลา (University of Uppsala) ประเทศสวีเดน ผู้สร้างผลงานวิจัยที่สำคัญยิ่งในด้านฟิสิกส์ของเมฆ (Cloud Physics) โดยเฉพาะการศึกษาเชิงทฤษฎีและเชิงทดลองเกี่ยวกับการเติบโตและการควบแน่นของหยดน้ำบนนิวเคลียสที่ดูดความชื้น (Hygroscopic Nuclei)

ผลงานที่โดดเด่นที่สุดของเขาคือการพัฒนาทฤษฎีที่นำไปสู่ "เส้นโค้งเคิลเลอร์" (Köhler curve) ซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานที่ใช้อธิบายว่าหยดน้ำในเมฆก่อตัวและเติบโตได้อย่างไร โดยคำนึงถึงทั้งผลของความโค้งของผิวหยดน้ำและผลของสารละลาย ซึ่งผลงานนี้ยังคงถูกนำมาอ้างอิงอย่างกว้างขวางในวงการอุตุนิยมวิทยาและวิทยาศาสตร์บรรยากาศจนถึงปัจจุบัน นอกจากนี้เขายังมีส่วนร่วมในการศึกษาเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับความปั่นป่วน (Turbulence) ในชั้นบรรยากาศอีกด้วย

ประวัติช่วงต้นและการศึกษา

ฮิลดิง เคิลเลอร์ เกิดในปี ค.ศ. 1888 ที่เมืองทราเนโม (Tranemo) เป็นบุตรของแอกเนส ฮุลเทนี เฟรดริกา โมลันเดอร์ และแอนเดอร์ส เลโอนาร์ด เคิลเลอร์ ซึ่งเป็นครู ครอบครัวของเขาย้ายไปยังเมืองโบรอส (Borås) ในปี ค.ศ. 1901 เพื่อให้เขาได้เข้าเรียนในระดับมัธยมศึกษา (Gymnasium) และสำเร็จการศึกษาจาก Latin-läroverket ในปี ค.ศ. 1909

ในปีเดียวกันนั้น เขาได้เข้าศึกษาต่อที่มหาวิทยาลัยอุปซอลา โดยได้รับประกาศนียบัตร fil.kand ในปี ค.ศ. 1912 และ fil.mag ในปี ค.ศ. 1913 ต่อมาในปี ค.ศ. 1914 เขาได้รับข้อเสนอจาก อักเซล ฮัมเบิร์ก (Axel Hamberg) ให้ดำรงตำแหน่งผู้ช่วยที่สถานีตรวจอากาศบนยอดเขาพาร์เทตยักโก (Pårtetjåkko) ทางตอนเหนือของสวีเดน ประสบการณ์การทำงานท่ามกลางหิมะและน้ำแข็งในภูมิภาคซาเรก (Sarek) ได้จุดประกายความสนใจของเขาในการศึกษาฟิสิกส์ของสภาพแวดล้อมดังกล่าว

ประสบการณ์การทำงานในสถานีตรวจอากาศ

สถานีพาร์เทตยักโก (Pårtetjåkko)

ระหว่างปี ค.ศ. 1914–1916 เคิลเลอร์ทำงานเป็นผู้ช่วยและต่อมาได้เป็นผู้อำนวยการสถานีตรวจอากาศบนยอดเขาพาร์เทตยักโก ซึ่งมีความสูง 1,830 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล สถานีแห่งนี้เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายอาคารตรวจอากาศที่สร้างขึ้นโดยอักเซล ฮัมเบิร์ก ซึ่งใช้วัสดุเป็นเหล็กแผ่นบนโครงไม้

สถานีฮัลเดอ (Haldde)

ตั้งแต่ปลายปี ค.ศ. 1918 จนถึงปี ค.ศ. 1926 เคิลเลอร์ดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการสถานีตรวจอากาศฮัลเดอ ซึ่งตั้งอยู่บนยอดเขาฮัลเดอ-ฟยาลเล็ต (Haldde-fjaellet) สูง 900 เมตรเหนือฟยอร์ดอัลตา (Alta-fjord) ในนอร์เวย์ โดยที่นี่เขาได้ทำการวัดค่าการระเหยและการควบแน่นบนพื้นผิวหิมะ

บทบาททางวิชาการที่มหาวิทยาลัยอุปซอลา

เคิลเลอร์ได้รับปริญญาเอก (D Sc) จากมหาวิทยาลัยอุปซอลาในปี ค.ศ. 1925 ขณะที่ยังปฏิบัติงานอยู่ในนอร์เวย์ หลังจากสถานีฮัลเดอถูกปิดตัวลงในปี ค.ศ. 1926 เขาได้กลับมาเป็นอาจารย์ (Docent) ที่สถาบันอุตุนิยมวิทยาในอุปซอลา และได้รับแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์ในปี ค.ศ. 1936 แทนที่ ฟิลิป อาเคอร์บลอม (Filip Åkerblom)

เขามีบทบาทสำคัญในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ โดยเป็นผู้ผลักดันให้มีการสร้างอาคารสถาบันแห่งใหม่ซึ่งเสร็จสมบูรณ์ในปี ค.ศ. 1949 และได้จัดตั้งสถานีตรวจอากาศที่เมืองมาร์สตา (Marsta) ทางตอนเหนือของอุปซอลาในช่วงปี ค.ศ. 1947–1948 ซึ่งมีการสร้างหอคอยสูง 30 เมตรเพื่อวัดความเร็วลมและอุณหภูมิในระดับความสูงต่าง ๆ

งานวิจัยและผลงานทางวิทยาศาสตร์

งานวิจัยของเคิลเลอร์มุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์องค์ประกอบของละอองลอยในเมฆ โดยในปี ค.ศ. 1933 เขาได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับการมีอยู่ของเกลือคลอรีน (โดยเฉพาะโซเดียมคลอเรต) ในหมอกและเมฆ รวมถึงการศึกษาขนาดของหยดน้ำ

เป้าหมายหลักของเขาคือการพิสูจน์ว่านิวเคลียสของการควบแน่นในเมฆมีองค์ประกอบทางเคมีที่คล้ายคลึงกับน้ำทะเล ซึ่งการศึกษานี้ได้นำไปสู่การสร้าง ทฤษฎีเคิลเลอร์ (Köhler Theory) ที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความดันไอเหนือหยดน้ำละลายกับความชื้นสัมพัทธ์ ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของการเข้าใจกระบวนการเกิดฝนและหิมะ

นอกจากนี้ เขายังมีความสนใจในด้านภูมิอากาศวิทยา โดยได้จัดหาเครื่อง Dobson ozone spectrophotometer เพื่อเก็บข้อมูลโอโซนในช่วงปี ค.ศ. 1951–1986 และมีความสนใจในประวัติศาสตร์ของเครื่องวัดอุณหภูมิ โดยได้เขียนบทความเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ยุคแรกของเทอร์โมมิเตอร์เพื่อสืบสานมรดกทางวิทยาศาสตร์ของ แอนเดอร์ส เซลเซียส (Anders Celsius)

รางวัลและเกียรติยศ

• สมาชิกราชบัณฑิตยสภาวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน (Royal Swedish Academy of Sciences) ได้รับเลือกในปี ค.ศ. 1947
• สมาชิก Finska Vetenskaps-societeten
• สมาชิก Deutsche Akademie der Wissenschaften
• สมาชิกสภาอุตุนิยมวิทยาและอุทกวิทยา (Meteorologiska och Hydrologiska Rådet) ค.ศ. 1945–1954
• สมาชิก Royal Meteorological Society (ลอนดอน)
• คณะกรรมการโอโซนระหว่างประเทศ (International Ozon-committee) ค.ศ. 1950–1958
• ได้รับเครื่องราชอิสริยาภรณ์ Nordstjärneorden (Commander)