水文科学

达西定律

定量研究的运动水在溪流和含水层制定了有关的数学陈述放电对其他因素的影响。Henri-Philibert-Gaspard达西法国液压工程师,是第一个国家显然法律描述地下水的流动。达西实验,报道于1856年,是基于一个含水层的想法类似的各级主要线连接两个水库这一个自流井就像一个管图纸从主行水压力。他调查通过分层流的床沙使他得出这样的结论:流动的速度成正比能源损失和流动的路径的长度成反比。另一个法国工程师,Arsene-Jules-Etienne-Juvenal裘布依,扩展了达西的工作和发展方程对地下流走向,对含水层的补给,和承压井的流量。菲利普Forchheimer一位奥地利水文专家,介绍了函数论复杂的变量分析流重力地下水向井和发展方程之间的临界距离决定河和一个远远超出水从河里不会进入。

表面排水

一个复杂的经验流的流量公式的研究造成的安德鲁·阿特金森汉弗莱和亨利Larcom方丈在密西西比三角洲1851 - 60的调查。配方中不含对粗糙度的通道和关于这些和其他理由后来被发现是不适用的,山区的快速流动的溪流。1869年Emile-Oscar Ganguillet和鲁道夫·库特开发出一种更普遍适用的流量方程的研究后流在瑞士山流。到本世纪末,系统性的研究流的流量已经变得普遍。在美国地质调查中,在1879年成立之后,成为了主要机构收集和发布数据排放,到1906年流测量已成为全国范围内。

海洋学的基础

1807年托马斯·杰斐逊下令成立美国海岸的调查(后来海岸和海洋大地测量,现在全国调查)。仿照英国和法国机构成长于1700年代,该机构被指控的责任水文和大地测量、潮汐的研究和制备的图表。从1842年开始,美国海军进行了扩张海洋的操作通过图表和办公室仪器。陆军少尉马修·方丹Maury促进国际合作收集海上气象和水文数据。1847年Maury编译的第一风北大西洋和当前图表,1854年发布第一个深度映射到4000英寻(7300米)。他的自然地理(1855)通常被认为是第一个海洋教科书。

的航行的小猎犬号(1831 - 36)是因达尔文的生物和地质的贡献。从他的观察在南太平洋,达尔文制定珊瑚礁的起源的理论,这与微小的改动已经经受住了时间的考验。他认为的岸礁、障壁礁和环礁发育序列连续的阶段。造礁生物附着的火山岛在慢慢下沉,但与此同时,浅水珊瑚礁生物形式建立殖民地向上,保持水的阳光照射的层。淹没的岛屿,开始作为一个岸礁围绕一个大陆终于成为一个环礁附上一个环礁湖。

铺设横跨大西洋电报电缆要求调查的配置的海洋地板,扫下的电流,和底栖动物可能损害电缆。英国船只的探索闪电和豪猪在1868年和1869年出现惊人的海洋信息。密切关注在这些航行,挑战者号授权确定的条件在整个大洋深海盆地”。

的挑战者号离港1872年12月和1876年5月,返回后日志127600公里(68890海里)。的指导下Wyville汤姆森苏格兰教授自然历史,它占据了350个车站分散在所有海洋除了北极。所涉及的工作分析的过程中收集的信息探险完成了汤森的同船水手吗约翰爵士穆雷,结果满50大量。数以百计的新物种的海洋生物,包括来自深海的新形式的生命。海洋的底部的温度的水被发现近常数低于2000 -理解水平,平均约2.5°C (36.5°F)在北大西洋和2°C (35°F)在北太平洋。调查结果显示,在水的深处有很广泛的变动,从底部的疏浚新型sediment-red粘土以及渗出为主的有孔虫的分钟的骨架,放射虫、硅藻。改进图表的主要表面电流产生,和许多海洋岛屿的精确位置是第一次决定。七十七个样本在不同电台的海水被从深度下降到约1.5公里。出生于德国化学家威廉迪特玛的七个主要进行了定量测定成分(除氢和氧气水本身)题,钠、钙、镁、钾、氯、溴化、硫酸。令人惊讶的是,这些组件的百分比是几乎相同的样本。

努力分析潮汐的涨落在数学方面反映的相对和不断变化的位置地球、月亮和太阳,因此预测潮汐在特定的地方,从来没有完全成功,因为本地配置的海岸和海底的变化。然而,潮汐调和分析提供必要的第一个近似潮汐预测至关重要。1884年,一个机械模拟潮汐预报设备发明的威廉套圈美国海岸和大地测量和改进模型,直到1965年的工作被电子计算机模拟机器。

大气的组成

的研究气压由英国化学家和物理学家约翰·道尔顿使他得出这样的结论:蒸发和冷凝蒸气不涉及化学转换。介绍蒸汽进入空气通过蒸发必须改变平均水平比重空气柱,在不改变这一列的高度,将改变的阅读气压计。1857年鲁道夫·克劳修斯德国物理学家,澄清了力学蒸发的气体分子运动论。蒸发发生在液体离开其表面分子比回归,温度越高越这些分子将在逃走了空间在任何一个时间。

热气球的发明的热空气气球兄弟1783年,热气球产生一些有用的信息作文和运动的大气。1804年,著名的法国化学家约瑟夫·路易斯·吕萨克提升到7000米,把空气样品,之后确定的稀薄空气高度包含相同的氧气百分比(21.49%)的空气在地上。奥地利的气象学家朱利叶斯·冯·损害从气球上升,处理数据,爬在阿尔卑斯山脉和喜马拉雅山脉,结束在1874年,大约90%的大气中的水蒸气集中,6000米以下高山可以壁垒对水蒸气的运输。