Forrest Mims - Forrest Mims

Forrest Mims
Forrest Mims avec sa fusée de 1970 équipée d'un TX-1, le premier émetteur de télémétrie de MITS.JPG
Mims avec modèle réduit de fusée de 1970 équipé du premier émetteur de télémétrie MITS TX-1 en décembre 2005.
Née 1944 (76-77 ans)
Houston, Texas , États-Unis
Nationalité américain
mère nourricière Université A&M du Texas
Connu pour Auteur, scientifique amateur, défenseur du design intelligent
Enfants 3
Site Internet forrestmims.org

Forrest M. Mims III est un scientifique amateur américain, chroniqueur de magazine et auteur de la série de livres pédagogiques Getting Started in Electronics et Engineer's Mini-Notebook, initialement vendus dans les magasins d'électronique Radio Shack . Mims est diplômé de la Texas A&M University en 1966 avec une majeure en gouvernement et des mineures en anglais et en histoire. Il est devenu officier commissionné dans l' armée de l'air des États-Unis .

Mims n'a pas de formation académique formelle en sciences, mais a tout de même poursuivi une carrière réussie en tant qu'auteur scientifique, chercheur, conférencier et chroniqueur syndiqué. Sa série de livres sur l'électronique s'est vendue à plus de 7 millions d'exemplaires et il est largement considéré comme l'un des scientifiques citoyens les plus prolifiques au monde. Mims effectue des études scientifiques dans de nombreux domaines en utilisant des instruments qu'il conçoit et fabrique et il a été publié dans un certain nombre de revues à comité de lecture, souvent avec des scientifiques professionnels comme co-auteurs. Une grande partie de ses recherches porte sur l'écologie et les sciences de l'environnement. Un instrument simple qu'il a mis au point pour mesurer la couche d'ozone lui a valu un prix Rolex pour l'entreprise en 1993. En décembre 2008, Discover a nommé Mims parmi les « 50 meilleurs cerveaux de la science ».

Mims a dirigé The Citizen Scientist  – le journal de la Society for Amateur Scientists  – de 2003 à 2010. Il est également président de la section des sciences de l'environnement de la Texas Academy of Science. Il enseigne également l'électronique et les sciences de l'atmosphère à l' Université des Nations , une université chrétienne non accréditée à Hawaï . Il est membre de l' Institute of Electrical and Electronics Engineers , de la National Science Teachers Association et de plusieurs sociétés scientifiques. Mims est un défenseur de la conception intelligente et est membre de l' International Society for Complexity, Information and Design et du Discovery Institute . Il est également sceptique quant au réchauffement climatique anthropique .

Première vie et éducation

Forrest Mims est né en 1944 à Houston, au Texas, de Forrest M. Mims, Jr. (1923-1996) et Ollieve E. (Dunn) Mims (1924-1995). Il était l'aîné de cinq enfants, deux garçons et trois filles. Le père de Mims était un pilote de l'Air Force et la famille vivait sur des bases militaires de l'Alaska à la Floride, mais leur état d'origine était le Texas.

Mims s'est intéressé aux sciences dès son plus jeune âge et il a construit un ordinateur analogique dans le cadre d'un projet d'expo-sciences au lycée en 1960. Tout en mémorisant ses mots de vocabulaire latin, Mims a conçu un ordinateur capable de traduire vingt mots d'une langue à une autre. L'entrée était de six potentiomètres (résistances variables) ayant chacun un cadran avec 26 lettres. La saisie des six premières lettres du mot sur les potentiomètres définit une résistance électrique totale. La mémoire des mots connus était une banque de 20 résistances ajustables par tournevis. (Mims l'a appelé plus tard « mémoire en lecture seule programmable par tournevis », SPROM.) La mémoire a été recherchée par un commutateur motorisé qui a comparé la résistance du mot d'entrée avec chaque résistance de mémoire. Lorsqu'une correspondance était trouvée, le moteur s'arrêtait et l'une des 20 lampes de sortie s'allumait. Ce n'était pas un traducteur de langue pratique, mais c'était un projet d'expo-sciences impressionnant pour le début des années 1960. Mims a écrit un article pour le numéro de décembre 1987 de Modern Electronics décrivant son ordinateur analogique homebrew avec des schémas et des photographies.

Mims est entré à la Texas A&M University à l'automne 1962 en tant que spécialisation en physique. Les cours de mathématiques l'ont convaincu de se spécialiser en arts libéraux. Il a obtenu son diplôme en 1966 avec une majeure en gouvernement avec des mineures en anglais et en histoire.

Mims a poursuivi sa passion pour l' électronique chez A&M. Son arrière-grand-père était aveugle, ce qui a conduit Mims à créer une aide au voyage pour les aveugles. Cet appareil était similaire au RADAR, sauf qu'il utilisait la nouvelle diode émettrice infrarouge pour envoyer des impulsions lumineuses intenses réfléchies par les obstacles. La lumière renvoyée a été convertie en une tonalité audio qui augmentait en amplitude à mesure que la distance aux obstacles était réduite. Les diodes infrarouges venaient d'être introduites par Texas Instruments en 1965 et vendues 365 $ chacune. Mims a rendu visite au Dr Edwin Bonin de Texas Instruments et lui a expliqué son projet. Après avoir examiné la conception finale, le Dr Bonin a envoyé à Mims trois diodes émettrices d'infrarouges.

Mims s'est arrangé pour exposer son prototype à la convention annuelle de la Texas Medical Association qui s'est tenue à Austin en avril 1966. Vêtu de son uniforme du Texas A&M Corps of Cadets, Mims a montré ses « yeux électroniques » aux participants à la convention. Mims et son appareil ont été largement rapportés dans les journaux du Texas. Le San Antonio Light a écrit : « Bien qu'il soit diplômé en sciences politiques chez A&M, le deuxième intérêt de Mims est évidemment » la science et l'invention de choses « . » Mims continuera à améliorer cet appareil au cours des prochaines années. Popular Mechanics a décrit comment l'appareil s'adapterait à une paire de lunettes en août 1972

Aviation

Forrest Mims prépare un modèle réduit de fusée Estes Big Bertha équipé de son système de contrôle de vol radiocommandé pour le lancement près de Saigon, au Vietnam, en 1967.
Forrest Mims fait la démonstration de son dispositif infrarouge de détection d'obstacles à la Saigon School for Blind Boys en 1967

Après avoir obtenu son diplôme de Texas A&M en 1966, Mims est devenu officier commissionné dans l'US Air Force et a été affecté à la base aérienne de Tan Son Nhut près de Saigon, au Vietnam, en tant qu'officier du renseignement au début de 1967. Mims s'intéressait aux modèles réduits de fusées depuis le lycée et apporté un approvisionnement de roquettes au Vietnam. Il a utilisé une piste de course de chevaux à proximité comme site de lancement pour tester ses systèmes de guidage de fusée. Après qu'un hélicoptère de combat de l'armée soit venu vérifier les lancements de roquettes, Mims a appris à avertir les autorités militaires avant de lancer des roquettes sur la piste de course. Un lancement de nuit depuis le toit de son immeuble a déclenché une alerte à la base aérienne de Tan Son Nhut. Les exploits de roquettes de Mims ont été rapportés dans le journal militaire Stars and Stripes .

Mims a testé son aide de voyage infrarouge à l'école de Saigon pour garçons et filles aveugles à Saigon et l'histoire est apparue dans de nombreux journaux américains. Le colonel David R. Jones du laboratoire d'armes de l'Air Force a appris les expériences de Mims lors d'un voyage au Vietnam et a organisé l'affectation de Mims au laboratoire d'Albuquerque, au Nouveau-Mexique. Le colonel Jones a dû prendre des dispositions spéciales car Mims n'avait pas le diplôme d'ingénieur requis. Mims est arrivé au laboratoire en mars 1968 et a travaillé sur divers projets laser.

Mims a organisé l'Albuquerque Model Rocketry Club pour intéresser les étudiants aux modèles réduits de fusées. Le club compte bientôt 40 membres et tient des réunions au lycée Del Norte et à l' Académie d'Albuquerque . En juillet 1969 , plusieurs membres du club ont assisté à la Southwestern Model Rocket Conference à l' Eastern New Mexico University . George Flynn, éditeur du magazine Model Rocketry , a assisté à la conférence où il a interviewé des Mims et certains membres du club. Le président du club, le lycéen Ford Davis, a fait une présentation sur un émetteur radio miniature développé par le club qui pouvait relayer les données d'un modèle réduit de fusée en vol. Mims, le conseiller principal du club, a parlé à Flynn des divers capteurs et équipements de télémétrie utilisés par le club. Flynn a invité Mims à écrire un article sur son "Transistorized Tracking Light for Night Launched Model Rockets" et il a été publié dans le numéro de septembre 1969 de Model Rocketry . Mims a gagné 93,50 $ pour son premier article en tant qu'écrivain professionnel et est devenu un contributeur régulier de Model Rocketry .

MITS

Ed Roberts a travaillé avec Mims au Weapons Laboratory et s'intéressait également à l'électronique et aux modèles réduits de fusées. Roberts a augmenté son salaire dans l'Air Force avec une entreprise de repos, Reliance Engineering. Mims, Roberts et deux autres collègues ont décidé qu'ils pouvaient concevoir et vendre des kits électroniques de maquette de fusée aux amateurs. Le numéro de décembre 1969 de Model Rocketry comportait un communiqué de presse écrit par Mims annonçant que Reliance Engineering avait formé une filiale, Micro Instrumentation and Telemetry Systems . Ils ont conçu et construit les modules de télémétrie dans leurs maisons et garages, mais ils n'ont pu vendre que quelques centaines d'unités.

L'expérience de Mim dans la nouvelle technologie des diodes électroluminescentes lui a permis de vendre un article de fond au magazine Popular Electronics . Leur tirage mensuel était de 400 000 lecteurs par rapport au tirage de Model Rocketry de 15 000. L'article de cinq pages donnerait un aperçu de la physique de l'appareil et des applications typiques ; il figurerait sur la couverture de novembre 1970. Mims a demandé aux éditeurs s'ils voulaient aussi une histoire de projet et ils ont accepté. Ed Roberts et Mims ont développé un communicateur LED qui transmettrait la voix sur un faisceau de lumière infrarouge à un récepteur à des centaines de pieds. Les lecteurs pouvaient acheter un kit de pièces pour construire le Communicateur LED Opticom de MITS pour 15 $. MITS a vendu un peu plus d'une centaine de kits. MITS ne gagnait pas d'argent sur les kits et les articles de magazines ont payé 400 $. Mims était hors de l'Air Force et voulait poursuivre une carrière en tant qu'écrivain technologique. Roberts a racheté ses partenaires d'origine et a concentré l'entreprise sur le marché émergent des calculatrices électroniques. La couverture de Popular Electronics de janvier 1975 présentait l' ordinateur Altair 8800 de Roberts . Roberts a demandé à Mims d'écrire le manuel de l'utilisateur de l'Altair 8800 en échange d'un Altair assemblé, que Mims a fait don au Musée national d'histoire américaine de la Smithsonian Institution avec de nombreux documents MITS originaux et son ordinateur analogique traduisant la langue du lycée, en 1987.

Auteur

Forrest Mims a créé des illustrations dessinées à la main et du texte écrit à la main pour plusieurs de ses livres et articles.

Mims a écrit des livres techniques sur les lasers à semi-conducteurs et les diodes électroluminescentes. Il a co-écrit un livre sur les calculatrices électroniques avec son ami Ed Roberts en 1974.

Les Solomon, le rédacteur technique de Popular Electronics , aimait rencontrer les auteurs du magazine. Lorsqu'il était en vacances en 1970, il a rendu visite à Forrest Mims et Ed Roberts au Nouveau-Mexique. Solomon leur a donné des conseils sur la vente de kits de projet tels que le " Opticom LED Communicator ", mais Mims était vraiment intéressé à devenir un écrivain à temps plein. Solomon a expliqué le secteur de l'édition de magazines et a aidé les Mims à publier des articles dans Popular Electronics . Mims a également écrit pour d'autres magazines ; "Experience With a $32 Solid State Laser" figurait sur la couverture de Radio-Electronics en juin 1972 . En octobre 1975, Mims convainc Art Salsberg, rédacteur en chef de Popular Electronics , de lui offrir une chronique mensuelle, le "Experimenter's Corner". Il a ensuite ajouté deux colonnes supplémentaires, « Projet du mois » et « Développements à l'état solide ». Mims a écrit pour ce magazine jusqu'à ce qu'il cesse de paraître en avril 1985. Pendant ce temps, Salsberg avait lancé un autre magazine amateur, Modern Electronics ; et Mims a écrit une chronique mensuelle et a été rédacteur en chef.

Dans les années 1970, les composants électroniques tels que les résistances, les condensateurs, les transistors et même les circuits intégrés étaient suffisamment courants pour que des projets intéressants puissent être construits à la maison avec des outils simples. Les magasins Radio Shack vendaient des livres présentant des projets pouvant être construits à l'aide des composants vendus dans leurs magasins. En 1972, Mims a écrit deux livres de projets d'amateurs pour Radio Shack.

Ses livres pouvaient être compris par les amateurs et étaient illustrés de diagrammes schématiques dessinés à la main et, éventuellement, de texte écrit à la main. Ce style s'est avéré populaire et Radio Shack a commandé 36 livres entre 1972 et 2003. Son « Understanding Digital Computers » s'est vendu à plus de 100 000 exemplaires. Les livres manuscrits se sont vendus à plus de 7 millions d'exemplaires, dont le best-seller était "Getting Started in Electronics", qui s'est vendu à 1,3 million d'exemplaires et est toujours sous presse. Dans les années 1990, les composants sont devenus plus petits et il était difficile d'assembler des projets électroniques avec des outils à main bon marché.

L'intérêt pour les kits électroniques et les expériences a diminué et, en 2003, Radio Shack a réduit ses livres de projets et ses composants. (Quatre volumes des 16 mini-carnets d'ingénieurs de Mims sont toujours disponibles. Mims a développé et écrit les manuels de trois kits de laboratoire Radio Shack : Electronics Learning Lab, Electronic Sensors Lab et Sun & Sky Monitoring Station.

Mims a également écrit des articles pour une grande variété de magazines d'intérêt général et techniques et 849 chroniques scientifiques hebdomadaires de 1999 à 2016 pour la Gazette Seguin, dont beaucoup ont également été publiés par le San Antonio Express-News sous la rubrique "The Country Scientist".

Dans les années 1990, il a commencé à mener des recherches scientifiques sérieuses et a commencé à écrire sur la science de l'atmosphère et ses mesures du rayonnement ultraviolet solaire et de la couche d'ozone de la Terre avec des instruments maison issus d'une de ses colonnes pour « The Amateur Scientist » dans Scientific American (« How to Monitor Ultraviolet Radiation from the Sun, août 1990). Sa découverte d'une dérive dans les récupérations d'ozone par le satellite Nimbus-7 de la NASA a conduit à sa première publication dans la prestigieuse revue Nature (FM Mims III, Satellite Monitoring Error, Nature 361, 505, 1993

Plus de vingt de ses articles scientifiques ont été publiés dans des revues à comité de lecture de premier plan, notamment Nature, Science, Applied Optics, Geophysical Research Letters, Journal of Geophysical Research, Bulletin of the American Meteorological Society, Photochemistry and Photobiology, EOS et Research Bulletin of la Fondation américaine pour les aveugles. Mims a été interviewé sur The Amp Hour dans l'épisode #171 - An Interview with Forrest Mims - Snell Solisequious Scientist, où il a discuté de sa carrière, des controverses et de ses recherches scientifiques. Il a également été interviewé par Hackaday (Forrest Mims, Radio Shack, And The Des cahiers qui ont lancé mille carrières, et il a écrit « A Citizen Science AMA » pour Reddit et Slashdot Q&A.

En raison de ses visites annuelles à l'observatoire du Mauna Loa d'Hawaï depuis 1992 pour calibrer ses instruments atmosphériques, la National Oceanic and Atmospheric Administration a chargé Mims d'écrire « Hawaii's Mauna Loa Observatory: Fifty Years of Monitoring the Atmosphere. » Le livre de 480 pages avec 100 planches en couleurs a été publié par l'University of Hawaii Press en 2012.

Générateur de sons progressifs (Console Atari Punk)

Le générateur de tonalité pas à pas est un circuit qui utilise un circuit intégré à double minuterie 556. Les commandes sont deux potentiomètres . Mims a intitulé le circuit "Sound Synthesizer" en 1982 puis appelé plus tard "Stepped-Tone Generator". Le circuit crée des sons similaires à un violon pincé. Les expérimentateurs de musique électronique commencent à explorer ce circuit et en raison de la similitude des sons qu'il produit avec l'Atari 2600, Kaustic Machines a inventé le nom Atari Punk Console.

Controverse

Scientifique américain

En mai 1988, Mims écrivit à Scientific American pour lui proposer de reprendre la rubrique The Amateur Scientist, qui avait besoin d'un nouveau rédacteur en chef. Le magazine a envoyé Mims à New York pour discuter des détails, mais le rédacteur en chef a changé d'avis après avoir appris que Mims était un chrétien pratiquant qui rejetait l'évolution darwinienne et l'avortement.

Le magazine Harper (Paul Tough, mars 1991, pp. 28-32) a publié une transcription d'un enregistrement du 4 octobre 1989 du rédacteur en chef du magazine réalisé par Mims avec les conseils de son avocat expliquant pourquoi il prévoyait de mettre fin à l'affectation de Mims à "The Amateur Scientifique." Le rédacteur en chef a déclaré : « Il ne fait aucun doute que les chroniques sont fabuleuses en elles-mêmes. Si vous ne les faites pas pour nous, vous devriez les faire pour quelqu'un, car elles sont formidables. Ce n'est tout simplement pas un problème. C'est le cauchemar des relations publiques qui me tient éveillé. Le magazine a accepté de ne publier que les trois colonnes qu'ils ont demandé aux Mims d'écrire.

Selon le Washington Post, après que Mims ait fait appel à l' American Association for the Advancement of Science , Sheldon Krimsky, président du comité de l'AAAS sur la liberté et la responsabilité scientifiques, a répondu dans une lettre que : "... Mims—et indirectement Scientific American—était a déclaré que "même si une personne a des croyances d'origine religieuse qui sont en conflit avec les opinions communément partagées dans la communauté scientifique, ces croyances ne devraient pas influencer les décisions concernant la publication d'articles scientifiques à moins que les croyances ne soient reflétées dans les articles". prendre le cas de Mims, mais il a refusé. Pendant ce temps, l'affaire a reçu une large publicité dans de grandes publications telles que le New York Times.

Eric Pianka

En 2006, Mims s'est dit préoccupé par une conférence donnée le 3 mars 2006 par le scientifique Eric Pianka . La conférence a eu lieu lors de la 109e réunion annuelle de la Texas Academy of Science et organisée par l'Université Lamar à Beaumont, au Texas. Mims a allégué que Pianka a préconisé le génocide avec un virus Ebola génétiquement amélioré dans le but d'exterminer jusqu'à 90 % de la population humaine. Pianka a déclaré que Mims avait sorti ses déclarations de leur contexte et que Pianka expliquait ce qui se passerait à partir des seuls principes biologiques si les tendances actuelles de la population humaine se poursuivaient, et qu'il ne prônait en aucun cas le génocide.

Utilisation de LED comme capteurs de lumière à bande étroite

LED comme émetteurs et détecteurs à double usage sur la lumière

L'intérêt de Mims pour les LED a commencé en 1962, lorsqu'il expérimentait avec des dispositifs photosensibles et découvrit l'effet inverse. Dans la section "Backscatter" d'un numéro en ligne de The Citizen Scientist, Mims le décrit lui-même :

Alors que j'étais lycéen en 1962, j'ai d'abord eu l'idée que les capteurs de lumière devraient pouvoir servir de détecteurs de lumière. J'ai donc connecté une bobine d'allumage automobile à une photorésistance au sulfure de cadmium, mis sous tension et observé des éclairs lumineux de lumière verte émis par le semi-conducteur. Les éclairs verts étaient distinctement différents des éclairs jaunes d'un arc électrique.

Mims a également poursuivi ses recherches sur le double usage des LED pendant ses études :

En étudiant le gouvernement (ma spécialisation) à l'université, j'ai découvert que certaines photodiodes au silicium peuvent émettre un rayonnement proche infrarouge qui peut être détecté par des photodiodes similaires. J'ai réussi à envoyer des tons modulés entre ces photodiodes. En 1971, j'ai démontré la capacité de nombreuses LED à détecter la lumière tout en expérimentant un système de communication à fibre optique. En plaçant une seule LED à chaque extrémité de la fibre, il était possible d'envoyer des signaux dans les deux sens à travers la fibre avec un seul dispositif semi-conducteur à double usage à chaque extrémité de la fibre.

En 1980, Mims a démontré le concept à double usage des LED en construisant un circuit de communication vocale LED bidirectionnel qui permettait à deux personnes de transmettre la parole optiquement dans l'air et également à travers une section de fibre optique de 100 mètres. Cette démonstration a été effectuée au 1325 L Street à Washington DC, le même site où Alexander Graham Bell a inventé les communications par ondes lumineuses 100 ans plus tôt. Des représentants de National Geographic, de la Smithsonian Institution et de Bell Labs étaient présents à la manifestation, parrainée par la National Geographic Society. Bell a présenté son Photophone pour la première fois le 3 juin 1880.

En plus d'utiliser l'utilisation bimode des LED pour la communication, Mims a décidé d'utiliser la double utilisation des LED pour effectuer des mesures sur des propriétés spécifiques de l'atmosphère. Dans un article publié dans Applied Optics (1992), intitulé « Sun Photometer with light-emitting diodes as spectrallyselective photodiodes », Mims décrit comment les LED peuvent fonctionner comme des détecteurs de lumière. En 2002, Mims a suivi avec un autre papier photomètre solaire à LED, "Un photomètre solaire à LED peu coûteux et stable pour mesurer la colonne de vapeur d'eau sur le sud du Texas de 1990 à 2001".

En plus de ses nombreux livres d'électronique écrits pour Radio Shack , Mims a développé plusieurs kits électroniques pour eux. Un kit en particulier a utilisé "l'effet Mims" des LED, en utilisant 4 LED agissant comme des capteurs de lumière à bande étroite pour effectuer une analyse atmosphérique. Surnommé la station de surveillance du soleil et du ciel , ce kit - dont 12 000 unités ont été vendues - a permis à l'utilisateur d'effectuer des mesures scientifiques sophistiquées, notamment la quantité de lumière solaire, la brume atmosphérique, la vapeur d'eau atmosphérique, la quantité de PAR (radiation photosynthétique) et l'ET (Constante Extraterrestre). La station de surveillance du soleil et du ciel n'est plus transportée par Radio Shack.

30 ans de Mesures Atmosphériques

Forrest M. Mims III à l'occasion du 25e anniversaire de ses mesures atmosphériques (1990 à 2016)

Depuis plus de trente ans, Mims réalise des mesures atmosphériques précises et détaillées. Il s'agit notamment de mesurer la couche d'ozone, la brume (profondeur optique de l'aérosol) et la vapeur d'eau totale de la colonne.

Le projet a débuté en mai 1988, lorsque Mims a commencé à expérimenter des mesures UV-B avec un équipement fait maison. En 1989, Mims a conçu et construit le premier spectromètre portable d'ozone total (TOPS) pour surveiller l'ozone et des instruments pour mesurer la brume et la vapeur d'eau. Le premier instrument d'ozone TOPS (Total Ozone Portable Spectrometer) a remporté un prix Rolex en 1993.

Le 4 février 1990, ces instruments ont été utilisés pour la première fois à midi solaire pour mesurer la couche d'ozone, la brume (profondeur optique des aérosols) et la vapeur d'eau totale de la colonne. La photographie à gauche par l'épouse de Mims Minnie a été prise le 4 février 2016, date du 26e anniversaire.

Les différents photomètres, radiomètres et caméras solaires sur la table sont utilisés tous les jours à midi solaire lorsque le soleil n'est pas bloqué par les nuages. Voir Wikimedia et www.forrestmims.org pour des graphiques sur 25 ans de l'ozone total, de la vapeur d'eau totale et de la profondeur optique (voile). Le photomètre solaire à LED original de Mims (mis en service à l'automne 1989) est dans sa main gauche. Deux Microtops II sont dans sa main droite. L'un est parmi les premiers (1997) et l'autre est le seul MicroTOPS II avec des LED comme photodétecteurs.

Le premier photomètre solaire à LED de Mim est toujours utilisé (il le tient sur la photo du 26e anniversaire ci-dessus). Il possède deux LED agissant comme des capteurs à bande étroite, une à 830 nm et une autre à 940 nm (proche IR). La LED 830 nm est destinée à la profondeur optique. Le rapport des photocourants des LED 830 nm et 940 nm fournit la vapeur d'eau totale.

Ozone totale mesurée par Forrest M. Mims III à l'observatoire de Geronimo Creek, Texas (1990-2016)

Le graphique de droite montre l'ozone total mesuré de 1990 à 2016.

Ozone total (unités Dobson) mesuré à midi solaire à l'observatoire de Geronimo Creek depuis le 4 février 1990. Mesures effectuées uniquement lorsque le soleil est ouvert et sans nuages. Mims a comparé ses mesures avec Dobson 76 et Brewers 009 et 119 à l'observatoire de Mauna Loa chaque année depuis 1992.

Profondeur optique d'aérosol (voile) à l'observatoire de Geronimo Creek, Texas (1990-2016)

En plus de mesurer l'ozone total, Mims a mesuré la profondeur optique des aérosols (AOD) à 830 nm avec son instrument d'origine depuis 1990. Le graphique de gauche montre les données.

Mesures effectuées à ou près de midi solaire lorsque le soleil n'est pas obstrué par des nuages. Les pics indiquent la fumée, la poussière et le smog. Les événements de poussière saharienne sont mesurés chaque été.

Colonne totale de vapeur d'eau (eau précipitable) mesurée à l'observatoire de Geronimo Creek, Texas (1990-2016)

Le graphique de droite montre la colonne de vapeur d'eau totale mesurée depuis 1990. La vapeur d'eau totale de la colonne est mesurée à 940 nm et 830 nm (longueur d'onde de référence) à l'aide du même photomètre solaire utilisé pour la première fois le 4 février 1990.

Le rapport de ces deux longueurs d'onde fournit la vapeur d'eau totale. La tendance est légèrement à la baisse (environ -1,5 mm/décennie). Étalonnage : données GPS NOAA de Galveston, TX, et de l'observatoire Mauna Loa, HI. Les mesures sont effectuées à ou près du midi solaire lorsque les nuages ​​ne sont pas avant le soleil.

La vapeur d'eau est le principal gaz du réchauffement climatique. Le pic de 1997-98 dans les données de Mims s'est produit lors d'un El Niño majeur. Aucun pic de ce type ne s'est produit au cours de la période El Niño 2015-16. La forme générale des données ressemble au tracé global de la vapeur d'eau dans l'étude NVAP en cours de la NASA.

En plus des mesures de Mims dans son État natal du Texas, il a effectué des mesures atmosphériques au Brésil au cours de deux campagnes de trois semaines pour le Goddard Space Flight Center de la NASA. En août 1995, Mims a dirigé une équipe de deux hommes pour mesurer la couche d'ozone lors de la campagne SCAR-B à Cuiaba dans le centre du Brésil depuis que l'instrument d'ozone à bord du satellite Nimbus-7 avait cessé de fonctionner.

En août 1997, Mims a dirigé une équipe de deux personnes qui a mesuré la couche d'ozone, la profondeur optique de la fumée, les UV-B et la vapeur d'eau près d'Alta Floresta en Amazonie.

À l'automne 1996, le Goddard Space Flight Center de la NASA a chargé Mims de voler à tout moment sur une série de 7 incendies de forêt majeurs dans l'Utah, la Californie, le Wyoming et le Montana. Un scientifique du GSFC avait découvert qu'un nouvel instrument satellite d'ozone pouvait également détecter la fumée, et Mims a été chargé de mesurer l'ozone total et la profondeur optique de la fumée lors des survols du satellite.

Science du Crépuscule

Les dernières recherches de Mims portent sur la mesure de l'altitude des couches d'aérosols dans l'atmosphère à l'aide d'un nouveau type de photomètre crépusculaire.

Un photomètre crépusculaire est un photomètre très sensible qui est pointé vers le ciel zénithal jusqu'à une heure après le coucher du soleil ou avant le lever du soleil. Lorsque le soleil se couche le soir, le bord de l'ombre de la Terre sur un point fixe s'élève au-dessus de nous. (L'inverse se produit avant le lever du soleil.) Les particules dans l'atmosphère ensoleillée juste au-dessus de l'ombre de la Terre diffusent la lumière du soleil vers la surface, où elle peut être détectée par un photomètre crépusculaire. L'élévation de ces particules peut être calculée.

La photométrie crépusculaire utilise traditionnellement un télescope pointé vers le zénith qui focalise le crépuscule très faible sur une photodiode ou un tube photomultiplicateur connecté à un amplificateur à plusieurs étages. La conception de Mims est unique en ce qu'elle utilise une LED ordinaire comme détecteur de crépuscule et aucune optique externe au-delà de la lentille époxy dans laquelle la puce LED est encapsulée.

Au lieu d'un amplificateur à plusieurs étages, il utilise un seul amplificateur opérationnel avec une résistance de rétroaction de 10 à 20 gigohms pour fournir un gain de 10 à 20 milliards. Depuis 2013, Mims utilise plusieurs photomètres crépusculaires à LED pour détecter les couches de fumée et de poussière dans la troposphère et les aérosols volcaniques dans la stratosphère. Le dioxyde de soufre de l'éruption volcanique du Raikoke du 21 au 23 juin 2019 a atteint la stratosphère et a recouvert une grande partie de l'hémisphère nord d'un voile d'aérosols d'acide sulfurique. La photométrie crépusculaire de Mims du centre du Texas et les mesures lidar d'Hawaï ont indiqué que l'élévation de la partie la plus dense du voile atteignait 25 km et était généralement de 16 à 20 km.

Faire avancer la science

Forrest Mims a participé à la formation d'une équipe axée sur la science avec ses trois enfants. Sa fille Sarah a utilisé un échantillonnage de fumée et de spores au moyen d'un cerf-volant pour maintenir la collection en hauteur à l'écart du sol et de l'air locaux tout en vérifiant le conditionnement à distance du vent. Forrest avait participé à la mise en place d'un stand au sol pour échantillonner les vents, mais Sarah voulait éliminer les influences locales-air-et-sol.

Les références

Sources

Liens externes

Controverse Pianka