ヴィンセント・シェーファー

ヴィンセント・ジョセフ・シェーファー（1906年7月4日 - 1993年7月25日）は、アメリカの 化学者、気象学者で、人工降雨法を開発した。1946年11月13日、ゼネラル・エレクトリック研究所の研究員だったシェーファーは、バークシャー山脈の雲にドライアイスを撒いて雲の状態を改善した。彼は独学で高校も卒業していないが、^[1] 14件の特許を取得している。

ヴィンセント・J・シェーファーはピーター・アロイシアス・シェーファーとローズ・アグネス（ホルツラグ）・シェーファーの長男でした。^[2]彼にはポールとカールという2人の弟とガートルードとマーガレットという2人の妹がいました。^[2]

シェーファー一家はニューヨーク州スケネクタディに住んでいたが^[2]、母親の健康状態が良かったため、1921年から家族でアディロンダック山脈へ夏休みの旅行に出かけた。ヴィンセント・シェーファーは生涯を通じてアディロンダック山脈と関わりを持ち、ハイキング、自然史、考古学に興味を持っていた。若い頃、彼はローンスカウトの地元部族の創設者であり、部族の仲間とともに「考古学研究」という部族新聞を執筆・印刷した。シェーファーはこの出版物のおかげで、ゼネラルエレクトリック研究所の ウィリス・ロドニー・ホイットニー博士など、スケネクタディ地域の多くの著名人と知り合うことができたと語っている。

1920 年代後半から 1930 年代前半にかけて、シェーファーは自然史、科学、その他関心のある分野に関する個人蔵書を増やし、大量の本を読みふけった。また、多くの関心を共有する人々とグループを組織した。1929 年にはモホークバレーハイキングクラブ、1931 年にはニューヨーク考古学協会のヴァンエップスハートリー支部、1933 ～ 1934 年にはスケネクタディウィンタースポーツクラブ (アディロンダック山脈のスキー場まで雪上列車を運行) を結成した。1931 年、シェーファーはロングパスオブニューヨーク (ニューヨーク市近郊から始まり、アディロンダック山脈のホワイトフェイス山で終わるハイキングコース) の作成に着手した。この時期にシェーファーは自然史に関する成人向け教育プログラムも作成し、地域社会で講演する機会を得た。こうした多くの活動を通じて、シェーファーは知り合いを増やしていった。その中には、ゼネラル・エレクトリック社のエンジニアで、アディロンダック山脈の熱心な自然保護活動家でもあるジョン・S・アパーソンもいた。アパーソンはシェーファーを、GE研究所の科学者で、表面化学の研究で1932年にノーベル賞を受賞したアーヴィング・ラングミュアに紹介した。ラングミュアは、とりわけスキーやアウトドアに対するシェーファーの愛着を共有していた。

シェーファーは引退後、写真家のジョン・デイとともに、ピーターソン・フィールド・ガイド・シリーズの『A Field Guide to the Atmosphere』（1981年）の制作に携わりました。コンサルタント業務の継続に加え、シェーファーは環境問題、自然史、地域史など、生涯にわたる関心事に多くの時間を費やすことができました。これには、ニューヨーク州北部の自然環境とそれに対する人間の影響に関する多数の記事の執筆とプレゼンテーションが含まれます。また、モホンク保護区、ヴローマンズ・ノーズ、グレート・フラッツ帯水層など、多くの自然保護区や公園の保護活動にも多くの時間を費やしました。シェーファーは長年オランダの納屋に興味を持っていたため、一時期『Dutch Barn Miscellany』の編集長を務め、オランダの納屋の模型を作ることができました。また、スケネクタディとモホーク渓谷地域の最初の入植者家族についても多くの調査を行いました。引退後、シェーファーは年表、未発表の自伝、研究ノートや映画コレクションの索引を作成しながら、その並外れた人生を振り返りました。また、論文や図書館の整理にも取り組みました。また、「地球の古代の窓」と名付けたプロジェクトにも取り組みました。このプロジェクトでは、半透明の効果を生み出すために岩を薄くスライスしました。ランプシェードやその他の物体にその破片を取り付けると、自然の岩からステンドグラスの窓のような効果が得られ、岩の地質学的歴史が強調されました。このプロジェクトの一環として、シェーファーは両親を偲んで、アディロンダック山脈のノース クリークにあるセント ジェームズ教会のために直径 6 フィートの窓を設計し、建てました。

シェーファーは 1935 年 7 月 27 日にロイス ペレットと結婚しました。2 人は死ぬまで、スケネクタディのシャーマーホーン ロードにある、シェーファーが兄弟と建てた家に住んでいました。この家はウースティン サウスと呼ばれていました。ウースティン ノースは、シェーファー家がアディロンダックのキャンプ地に付けた名前です。シェーファー家には、スーザン、キャサリン、ジェームズの 3 人の子供がいました。

1922年、シェーファーの両親は、家計を補うために高校を中退して働きに出るよう彼に頼みました。母方の叔父の勧めで、シェーファーはゼネラル・エレクトリックの4年間の機械工見習いコースに参加しました。見習い2年目に、シェーファーは1か月の休暇を与えられ、ニューヨーク州の考古学者アーサー・C・パーカー博士の中央ニューヨークへの探検に同行しました。1926年に見習いコースを終える頃、シェーファーはゼネラル・エレクトリック研究所の機械工場で働くよう任命され、そこで1年間、熟練の工具製作者として働きました。

工具製作の仕事にいくぶん意気消沈していたシェーファーは、屋外で働きたい、旅行したいという願望を満たそうと、最初は通信講座を通じてオハイオ州ケントのデイビー樹木外科研究所に1927年に入学した。ミシガンで短期間働いた後、シェーファーはスケネクタディ地域への転勤を願い出て、しばらくは独立した造園家として働いた。GE研究所の所長ロバート・パーマーの助言を受けて、シェーファーは1929年に苗木栽培の共同経営者になる機会を断り、今度は模型製作者として研究所の機械工場に復帰した。

研究所の機械工場で、シェーファーはラングミュアと研究協力者のキャサリン・B・ブロジェットのために装置を製作した。1932年、ラングミュアはシェーファーに研究助手になるよう依頼した。シェーファーはそれを承諾し、1933年にラングミュア、ブロジェット、ホイットニー、その他研究所やゼネラル・エレクトリック組織全体で研究を開始した。シェーファーはラングミュア、ブロジェット、その他とともに、また単独で、表面化学技術、電子顕微鏡技術、分極、さまざまな表面に対する氷の親和性、タンパク質およびその他の単層、タンパク質膜の研究、テレビ管の輝度、および超顕微鏡的微粒子など、研究対象分野に関する多くの報告書を発表した。表面科学へのシェーファーの永続的な貢献の一例としては、1938年に彼とラングミュアが開発した、単分子膜を基板に制御された状態で転写する技術（後にラングミュア-シェーファー法として知られる）の説明がある。 ^[3]これはラングミュア-ブロジェット法の改良版である。

1938 年に研究員に昇進した後、シェーファーは、特に第二次世界大戦の直前および戦争中の軍事問題に関連した国家諮問委員会への参加を通じてラングミュアが獲得した多くのプロジェクトで、ラングミュアと緊密に協力し続けました。この研究には、ガスマスクの煙の濾過、バイノーラル サウンドによる潜水艦の探知、煙発生装置を使用した人工霧の生成に関する研究が含まれていました。このプロジェクトは、ショハリー渓谷のヴルーマンズ ノーズで軍事観察者向けのデモンストレーションで実を結びました。

ラングミュアの助手をしていた間、ラングミュアはシェーファーが独自の研究プロジェクトを進めることを許可し、奨励しました。その一例として、1940 年にシェーファーは薄いプラスチック コーティングを使用して個々の雪片のレプリカを作成する方法の開発で有名になりました。この発見は、人気雑誌で全国的に宣伝され、彼の手法を再現しようとする多くの学生を含む個人から大量の手紙が届きました。

1943 年、シェーファーとラングミュアの研究の焦点は、降水静力学、航空機の着氷、氷核、雲の物理学へと移り、彼らの実験の多くはニューハンプシャー州のワシントン山天文台で行われました。 1946 年の夏、シェーファーは実験用の「コールド ボックス」が、実行したいいくつかの実験室テストには暑すぎることに気づきました。 研究を続けようと決心した彼は、「ドライアイス」(固体の CO2) を見つけ_て「コールド ボックス」の底に置きました。 息で雲を作ると、突然、それまで見たことのない青みがかったもやが現れ、それが突然、ストロボで照らされた部屋の中で彼の目を眩ませる何百万もの微細な氷の結晶に変化しました。彼は、これまでのすべての実験に隠されていた原理、つまり、過冷却水の温度や湿度の急激な変化が、何十億もの氷核を自然に生成するという刺激効果を偶然発見したのです。彼は、何度も実験を繰り返し、過冷却雲にドライアイスを「撒く」方法をすぐに開発しました。

1946 年 11 月、シェーファーは飛行機で自然の雲を撒くフィールド テストを成功させ、劇的な氷と雪の効果を生み出しました。その結果、宣伝によって大量の新しい問い合わせが寄せられました。今度は、雪と水を求める人々や企業、また、地域の気象条件を改善するために気象操作に取り組んでいる世界中の科学者からの問い合わせでした。シェーファーの発見は、雲の撒き方で自然に手を加えることの妥当性についての議論も引き起こしました。さらに、フィールド テストの成功により、ラングミュアは GE 研究所による雲の撒き方と気象操作に関する追加研究を支援するための連邦政府資金を獲得することができました。シェーファーは、プロジェクト シーラスの研究所部分の調整役を務め、空軍と海軍は、フィールド テストを実施し、研究所で使用するデータを収集するための航空機とパイロットを提供しました。フィールド テストは、スケネクタディ地域のほか、プエルトリコとニュー メキシコでも実施されました。

シラス計画に携わっていた軍のパイロットが朝鮮戦争に関連した任務に就いたとき、GE は、プロジェクトと発見に関する包括的な報告書が作成された後、シラス計画を中止するよう勧告しました。シラス計画の最終報告書は 1953 年 3 月に発行されました。

プロジェクト・シーラスが終焉に向かう中、ミュニタルプ財団の理事を代表してヴァーノン・クラッジがシェーファーに接触し、ミュニタルプの気象研究プログラムに携わるよう依頼した。シェーファーは一時期、研究所とミュニタルプの両方で働き、1954年に研究所を離れ、ミュニタルプの研究部長となった。ミュニタルプでは、シェーファーはアイダホ州北部のプリースト・リバー実験林で、著名な火災研究者のハリー・T・ギズボーンとともに米国森林局と協力し、プロジェクト・スカイファイアに取り組んだ。これは、雷雨の際の雷のパターン（および雷によって引き起こされる森林火災）に影響を与えるためのクラウドシーディングの利用方法を決定するプログラムだった。プロジェクト・スカイファイアの起源は、プロジェクト・シーラスの初期に始まった森林局とシェーファーの提携にある。ミュニタルプ在籍中、シェーファーは移動式大気研究研究所と雲のタイムラプス映画の開発にも取り組んだ。シェーファーは1958年にムニタルプを去り、財団とともにケニアに移住するという申し出を断ったが、その後も数年間ムニタルプの顧問を務め続けた。

ミュニタルプを去った後、シェーファーのキャリアは科学教育に転じ、書物による学習よりも実験と観察の力に信念を実践するようになりました。彼はアメリカ気象学会および自然科学財団と協力し、教育映画プログラムや、高校生に科学者と協力したり、自らフィールド調査や実験を行う機会を与える自然科学研究所の夏期プログラムの開発に取り組みました。1959 年から 1961 年まで、シェーファーはコネチカット州ルーミス スクールの大気科学センターの所長を務めました。

1970年代、彼は8～10人の研究者を招いて毎年冬季にイエローストーン国立公園への遠征を組織し、先導した。この公園では、オールドフェイスフルを含む多くの間欠泉によって大量の過冷却雲が生成された。マイナス20～50度の環境下で、集まった研究者たちはドライアイスやヨウ化銀を使って過冷却水を地上の氷結晶に変える実験を数多く行った。温度と氷結晶の形成により、ハローやコロナの光学効果の全範囲を直接観察することができた。^[4]

1962 年から 1968 年にかけて、NSI プログラムは、ニューヨーク州立大学アルバニー校 (当時はニューヨーク州立大学アルバニー校と呼ばれていました) の大気科学研究センター (ASRC) の支援のもと、シェーファーの所長の下で継続されました。この期間中、シェーファーは多くの企業、政府機関、大学に対するコンサルティング業務も続けました。これらのコンサルティング活動はシェーファーのキャリアのほとんどに及び、1976 年に ASRC を退職した後も続きました。

シェーファーは 1960 年に ASRC の設立に携わり、1966 年に所長になるまで研究部長を務めました。シェーファーは、GE や Munitalp での仕事を通じて知り合った優秀な大気科学研究者を ASRC に招聘しました。バーナード・ヴォネガット、レイモンド・ファルコナー、ダンカン・ブランチャードはいずれもシェーファーとともに ASRC に加わったプロジェクト・シーラスのベテランです。ASRC 在籍中、NSI サマー プログラムに加え、シェーファーは毎年 1 月にイエローストーン国立公園で行われる野外実験室で大気科学者が研究を行う年次調査遠征を率いました。1970 年代、シェーファー自身の研究対象は、太陽エネルギー、エアロゾル、ガス、空気の質、大気中の汚染粒子に集中しました。これらの分野における彼の研究は、1978 年に「地球規模の大気質」に関する 3 部構成のレポートとして結実しました。さらに、1970 年代には、シェーファーはアメリカ科学振興協会の科学教師向けシャトークア短期コースの講師を務めました。

• 大気中のオゾン、硝酸、二酸化窒素、アンモニアの存在、ニューヨーク州立大学大気科学研究センター、1978 年。
• 地球規模でのエアロゾルの空気質パターン、ニューヨーク州立大学大気科学研究センター、1976 年。
• グレートプレーンズ西部の雹嵐と雹石、スミソニアン協会、1961 年。
• 北部ロッキー山脈における雷雨の緩和の可能性、北部ロッキー山脈森林および牧草地実験ステーション、1949 年。
• マウント・ワシントンの着氷嵐時の計器と翼の熱要件、ゼネラル・エレクトリック研究所、1946 年。
• 1946 年、ゼネラル・エレクトリック研究所のワシントン山天文台で、防氷コーティングの研究のために高速模型プロペラが使用されました。
• ワシントン山の頂上の夏の雲の液体水分含有量、ゼネラル・エレクトリック研究所、1946 年。
• 雲粒子のサンプリングのための水に敏感なコーティングの準備と使用、ゼネラル・エレクトリック研究所、1946 年。
• 厳しい着氷条件下での空気速度を測定するための加熱羽根付きピトー管と記録装置、ゼネラル・エレクトリック研究所、1946 年。
• 化石化した雪片、1941年。
• 科学におけるセレンディピティ：ラングミュア大学での20年間、自伝、ヴィンセント・J・シェーファー博士、ドン・リトナー編纂、スクエア・サークル・プレス、ニューヨーク州ヴォーヒーズビル、2013年

（405ページ、15章、イラスト、白黒写真）

• 米国特許 2,108,616 1935 年 4 月 12 日出願 -「材料の処理」
• 米国特許 2,264,892 1954 年 12 月 6 日出願 -「電気機器のコーティング」
• 米国特許 2,352,976 1941 年 4 月 12 日出願 -「光分割要素」
• 米国特許 2,374,310 1941 年 6 月 27 日出願 -「所望の構成の固体を製造する方法」
• 米国特許 2,374,311 1944 年 6 月 21 日出願 -「ブラウン管」
• 米国特許 2,437,963 1943 年 3 月 24 日出願 -「エアロゾルを生成する方法および装置」(アーヴィング ラングミュアと共著)
• 米国特許 2,492,768 1947 年 9 月 18 日出願 -「雲水分計」
• 米国特許 2,493,745 1947 年 11 月 5 日出願 -「機械的膨張の電気的インジケータの作成方法」(キャサリン・ブロジェットと共著)
• 米国特許 2,527,230 1948 年 1 月 21 日出願 -「結晶形成および沈殿の方法」(バーナード ヴォネガットと共著)
• 米国特許 2,532,822 1947 年 11 月 18 日出願 -「電気水分計」
• 米国特許 2,570,867 1948 年 1 月 29 日出願 -「結晶形成および沈殿の方法」
• 米国特許 2,589,983 1947 年 11 月 5 日出願 -「機械的膨張の電気的インジケータ」(キャサリン ブロジェットと共著)
• 米国特許 2,721,495 1952 年 3 月 6 日出願 -「微小結晶形成粒子を検出するための方法および装置」
• 米国特許 2,924,535 1954 年 12 月 6 日出願 -「銀フィルムの堆積方法」

• 私たちの歴史、GE グローバル リサーチ。2006 年 2 月 14 日にアクセス
• 米国の気象サービス: 1644-1970、国立気象局天気予報局。
• <科学におけるセレンディピティ：ラングミュア大学での20年間と自伝（1993年）、ドン・リッター編纂、スクエア・サークル・プレス、ニューヨーク州ヴォーヒーズビル>

• Vincent J. Schaefer の文書の検索支援、ME Grenander 特別コレクションおよびアーカイブ部門、Wayback Machineで 2013-02-18 にアーカイブ、University at Albany 図書館。
• 気象制御：雲の種まきの物理的基礎
• 天気を操作する、CBC。