Эдвард Эпштейн (метеоролог)

Эдвард Эпштейн
Рожденный	29 апреля 1931 г. Бронкс (США)
Умер	14 октября 2008 г. (77 лет) Потомак (США)
Альма-матер	Гарвардский университет Колумбийская школа бизнеса Государственный университет Пенсильвании
Работодатель	Национальное управление океанических и атмосферных исследований (1973–1993) Мичиганский университет (1960–1973)

Эдвард Эпштейн (29 апреля 1931, Бронкс , Нью-Йорк — 14 октября 2008, Потомак, Мэриленд ) — американский метеоролог, который первым применил статистические методы в прогнозировании погоды и разработал методы ансамблевого прогнозирования .

Образование и ранняя карьера

Согласно его некрологу в Бюллетене Американского метеорологического общества (BAMS), годы учебы Эпштейна в средней и старшей школе были отмечены «выдающимися академическими достижениями». Окончив Высшую научную школу Бронкса в 1947 году, в возрасте 15 лет он подал документы в Гарвард, Чикагский университет и Калифорнийский университет и был принят во все три университета. Он поступил в Гарвард на полную стипендию в 16 лет.

Он окончил Гарвард в 1951 году со степенью бакалавра астрономии. Он изучал статистику в Высшей школе делового администрирования Колумбийского университета и получил степень MBA в 1953 году. В этот период он участвовал в проекте Колумбии по сохранению человеческих ресурсов.

Карьера

BAMS описывает Эпштейна как «помогавшего в выборе карьеры правительству США, которое предложило ему возможность быть призванным в армию, поступить в Школу кандидатов в офицеры и стать офицером военно-морского снабжения или поступить в Пенсильванский университет в качестве офицера ВВС и изучать метеорологию. » До этого он никогда не слышал о метеорологии, но выбрал последнюю из-за живого интереса к науке. Он служил в ВВС с 1953 по 1957 год и получил степень магистра наук в Университете штата Пенсильвания в 1954 году.

После прохождения базового военного курса офицеров на базе ВВС Лэкленд в Техасе в 1954 году ему было поручено проводить исследования под эгидой Кембриджского исследовательского центра ВВС. Затем он отправился во Флагстафф, штат Аризона, чтобы определить вертикальное распределение атмосферного озона. По данным BAMS, статья «Новый метод определения вертикального распределения озона с наземной станции» «укрепила за ним репутацию ученого-исследователя» и «привела к тому, что Пенсильванский университет пригласил его получить докторскую степень в области метеорология». Он получил степень доктора философии. получил степень доктора метеорологии в этом институте в 1960 году.

В конце 1950-х годов Эпштейн работал в Университете штата Аризона, а затем в Университете штата Пенсильвания. За это время он опубликовал в 1959 году две статьи об анализе спектра мощности озона и о вертикальных скоростях в нижней стратосфере.

Мичиганский университет

С 1960 по 1973 год Эпштейн работал в Мичиганском университете . сначала как преподаватель и научный сотрудник по метеорологии; затем в качестве доцента (1961–63), доцента (1963–68) и профессора (1968–73). За годы его пребывания в Мичигане программа метеорологии, которая первоначально была частью факультета гражданского строительства Инженерного колледжа, постепенно превратилась в факультет атмосферных, океанических и космических наук. Эпштейн сыграл решающую роль в этом развитии и был назначен председателем отдела в 1971 году. Став главой отдела, Эпштейн расширил сферу его деятельности, включив в него исследования аэрономии и планетарных атмосфер. Он также был членом Постоянного комитета колледжа и Комитета университетской исследовательской политики.

С 1962 по 1964 год Эпштейн также был научным консультантом помощника министра торговли по науке и технологиям, уделяя особое внимание международным метеорологическим программам.

За годы работы в Мичигане Эпштейн опубликовал множество статей по вероятностному прогнозированию, контролю качества и полезности прогнозов, некоторые из них были написаны совместно с Алланом Мерфи. В 1962 году Эпштейн опубликовал в «Журнале прикладной метеорологии» статью под названием «Байесовский подход к принятию решений в прикладной метеорологии». По данным BAMS, это была «первая формальная трактовка теоремы Байеса в метеорологии». Еще одной статьей, в которой использовалась теорема Байеса, была «Контроль качества вероятностных прогнозов», в которой, как объяснил Эпштейн в аннотации, он использовал теорему Байеса для разработки «метода контроля качества вероятностных прогнозов».

Статья Эпштейна и Мерфи «Заметки о вероятностных прогнозах и «хеджировании»», опубликованная в «Журнале прикладной метеорологии» в 1967 году, «ввела термин «правильный» в связи с прогнозами и системами оценки», согласно BAMS, который отметил, что новый системы подсчета очков «почти всегда подвергаются этому тесту на «правильность».

Стокгольмский университет

Эпштейн провел 1968–69 учебный год в Стокгольмском университете в качестве приглашенного ученого. Там он написал новаторскую статью «Стохастическое динамическое предсказание», которая появилась в журнале Tellus в 1969 году. В статье продемонстрировано, как он написал в аннотации, «как можно использовать стохастический метод для оценки ценности новых или улучшенных данных, учитывая их влияние на снижение неопределенности прогноза». В BAMS заявили, что эта статья была, пожалуй, «самым глубоким научным достижением Эпштейна», добавив, что «концепция Эпштейна была настолько дальновидной, что человеческие и компьютерные ресурсы еще не смогли полностью извлечь из нее выгоду».

Он продолжил работу над этой темой после возвращения в Мичиган, где опубликовал несколько статей по этой теме в сотрудничестве с двумя своими учениками, Рексом Флемингом и Эриком Питчером. Во время своего пребывания в Стокгольме он также разработал ранжированную оценку вероятности, которая стала широко использоваться при проверке прогнозов.

Другой важной статьей 1969 года была «Роль начальных неопределенностей в предсказаниях», опубликованная в Журнале прикладной метеорологии. В этой статье, по данным BAMS, Эпштейн «изучил ансамбль прогнозов, сделанных на основе набора прогностических уравнений с немного отличающимися начальными условиями. Хотя Эпштейн не был первым, кто изучал эту проблему и использовал термин «ансамбль» в отношении прогноза погоды, он «сыграл важную роль в определении курса для многих ансамблевых систем, действующих сегодня». «Система оценки вероятностных прогнозов», опубликованная в том же журнале в том же году, описывается BAMS как «один из краеугольных камней в оценке вероятностных прогнозов упорядоченных переменных».

НОАА

В 1973 году Эпштейн был назначен заместителем администратора по мониторингу и прогнозированию окружающей среды в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований , агентстве Министерства торговли, в Вашингтоне, округ Колумбия. Объявляя о назначении Эпштейна, министр торговли Фредерик Б. Дент сказал: «Доктор. Послужной список Эпштейна в нескольких основных областях науки и управления впечатляет, и я действительно рад, что он принял эту позицию, имеющую большое значение для экологических программ Департамента». Позже Эпштейн работал исполняющим обязанности помощника администратора NOAA по исследованиям и разработкам.

По данным BAMS, за годы работы в NOAA Эпштейн «чрезвычайно поддерживал планирование и проведение Атлантического тропического эксперимента GARP (GATE) и Глобального погодного эксперимента, включая разработку численных моделей и глобальных систем наблюдения».

3 ноября 1978 года, после принятия Закона о Национальной климатической программе 1978 года, администратор НОАА Ричард А. Франк объявил о создании Национальной климатической программы, цель которой заключалась в том, чтобы «помочь нации и миру понять и реагировать на естественные и антропогенные климатические процессы и их последствия». Эпштейн, который «помогал в подготовке» закона 1978 года, был назначен директором Управления Национальной климатической программы. На этой должности «он гарантировал, что молодому Центру анализа климата (CAC) Национальной метеорологической службы будут поручены как исследовательские, так и оперативные миссии, что значительно повысит его жизнеспособность».

5 мая 1981 года было объявлено, что Эпштейн был назначен директором Лаборатории климата и наук о Земле NOAA.

Центр климатического анализа

В 1983 году Эпштейн присоединился к Национальному метеорологическому центру Национальной метеорологической службы в качестве главного научного сотрудника Центра анализа климата, и именно там он опубликовал свою влиятельную метеорологическую монографию «Статистические выводы и предсказания в климатологии: байесовский подход». Другой важной работой, опубликованной в этот период, был 162-страничный технический отчет NOAA под названием «Климатология осадков за 5-дневные периоды» (1988 г.).

Статья Эпштейна «Спектральная климатология» появилась в первом выпуске «Журнала климата», который начал публиковаться Американским метеорологическим обществом (AMS) в 1988 году. В октябре 1988 года «Журнал климата» опубликовал статью Эпштейна и А.Г. Барнстона «Климатология осадков пятидневных периодов», в которой авторы, согласно аннотации, развивают «климатологию осадков... для относительной частота ноля, одного, двух или нескольких дней с измеримыми осадками в течение 5-дневных периодов. Цель климатологии — обеспечить основу для разработки и внедрения расширенных (прогнозный период от 6 до 10 дней) прогнозов осадков с точки зрения вероятностей трех категорий».

Эпштейн опубликовал еще несколько статей в «Журнале климата», в том числе одну об оптимальном количестве гармоник для представления норм и другую о получении климатологических значений из месячных средних значений. В 1988 году Эпштейн также написал статью о долгосрочном прогнозе погоды для журнала Weather and Forecasting. В 1989 году Эпштейн и Мерфи опубликовали в журнале Monthly Weather Review важную статью под названием «Оценки навыков и коэффициенты корреляции при проверке моделей».

В статье в «Christian Science Monitor» от 25 января 1985 года сообщалось о возможности изменения климата и цитировались Эпштейн вместе с двумя коллегами из НОАА, Томасом Р. Карлом и Робертом Э. Ливзи, которые определили, «что последнее десятилетие наблюдалась аномально высокая частота экстремальных зим — шесть лет из восьми в период с 1975 по 1983 год».

Эпштейн затем опубликовал ряд неофициальных исследовательских работ, которые «появлялись в офисных записках НМЦ, в материалах семинаров по диагностике климата и в препринтах конференций AMS». Документы «сосредоточены на устранении систематических ошибок в числовых моделях, составлении объективных 6-10-дневных прогнозов температуры и осадков в вероятностной форме, а также на разработке новых статистических методов, таких как несовершенный программный метод и фильтр Калмана (который он обсуждал вчера на 5IMSC)».

Выход на пенсию

После ухода из NOAA в 1993 году он присоединился к Мерфи в создании компании Prediction and Evaluation Systems.

В последние годы жизни Эпштейн страдал болезнью Паркинсона . Хотя со временем это стало изнурительным, он оставался активным, несмотря на болезнь, в течение нескольких лет. Он умер 14 октября 2008 года в Потомаке, штат Мэриленд.

Принадлежности

Эпштейн был сертифицированным метеорологом-консультантом, членом Американского метеорологического общества, редактором журнала прикладной метеорологии (1971–73), заместителем редактора журнала геофизических исследований, заместителем редактора журнала климата (1988–94). попечитель Университетской корпорации атмосферных исследований и председатель ее бюджетно-программного комитета. Он работал в комитетах Национального научного фонда и Национальной академии наук/Национальной инженерной академии. Он также был членом Американского геофизического союза, Американской статистической ассоциации и Королевского метеорологического общества. Он был избран членом Американской ассоциации содействия развитию науки в 1978 году. Он был председателем Комитета метеорологической статистики AMS с 1967 по 1969 год и членом совета AMS с 1974 по 1977 год.

Почести и награды

Эпштейн получил награду за выдающиеся достижения на Международном совещании по статистической климатологии 1992 года.

Личная жизнь и атрибуты

Вручая Эпштейну награду в 1992 году, коллега Уильям Х. Кляйн назвал его «одним из ведущих мировых экспертов по статистической метеорологии и климатологии… оригинальным мыслителем и немногословным человеком». Он добавил, что Эпштейн был «также великим человеком – отзывчивым, щедрым, честным и бескорыстным».

В некрологе Эпштейна, опубликованном BAMS, отмечалось, что в CAC он «относился к своим помощникам как к равным, писал коды FORTRAN поразительной экономичности и сложности, применял их к проектам, имеющим большую практическую ценность для CAC, и предлагал статистические советы и сухо-юмористические комментарии всем, кто спрашивал. Те, кто встречал его в CAC, с любовью вспоминают его сочетание чуткости и доброты».

У Эпштейна и его жены Алисы было четверо детей: Дебра, Гарри, Нэнси и Билл, а также восемь внуков.

Симпозиум Эпштейна

Американское метеорологическое общество провело симпозиум Эдварда С. Эпштейна на своем ежегодном собрании в 2014 году. Он был посвящен «Вкладу доктора Эдварда С. Эпштейна в научные усилия». Темой ежегодного собрания была «Экстремальная погода — климат и окружающая среда: новые перспективы, возможности и инструменты», тема, которую AMS описывает как «наиболее соответствующую цели NOAA и видению Национальной метеорологической службы для «Погоды». «Готовая нация – общество, которое готово к погодным явлениям и реагирует на них», а также работе доктора Эпштейна, который постоянно искал лучшее научное понимание и лучшие способы использования науки для улучшения нашего обслуживания нации».