Untersuchung über die Wirkungsweise des Solarigraphen Moll-Gorczynski

Zusammenfassung Die Wirkungsweise des zur Messung der Himmels- und der Globalstrahlung verwendeten SolarigraphenMoll-Gorczynski wird theoretisch und experimentell untersucht. Die Wärmebilanz derMollschen Thermosäule wird aufgestellt und gezeigt, welche Größen in den Eichfaktor eingehen und wie die Temperatur- und Intensitätsabhängigkeit des Eichfaktors zustande kommt. Der Einfluß der Thomson-, Joule- und Peltier-Wärmen erweist sich als praktisch vernachlässigbar. Der Temperaturkoeffizient des Eichfaktors beträgt zirka 0,2% pro Grad C. Auf Grund der spektralen Verteilung der terrestrischen Sonnenstrahlung und der Himmelsstrahlung läßt sich zeigen, daß die durch die Absorptions- und Reflexionsverluste in den Deckgläsern bedingten Empfindlichkeitsänderungen höchstens ±0,4% betragen. Es wird untersucht, welche Fehler entstehen, wenn bei der Berechnung der Strahlungswerte die Abhängigkeit des Eichfaktors von der Winkelhöhe der einfallenden Strahlung nicht berücksichtigt wird. Auf Grund der vonReitz beobachteten Abweichungen vom Cosinusgesetz ergibt sich in den Himmelsstrahlungswerten bei gleichmäßig strahlendem Himmel ein Fehler von zirka 0,5%, während der Fehler in den Werten der Globalstrahlung für Sonnenhöhen über 15° höchstens 2,6% beträgt. Die durch die Eichmethode, die Schaltung und das Registrierinstrument bedingten Fehler werden diskutiert und der Einfluß der langwelligen Ausstrahlung der Glashüllen (Nullpunktsdepression) untersucht. In einer zusammenfassenden Fehlerdiskussion wird die Genauigkeit der unter Berücksichtigung der Temperatur- und Intensitätsabhängigkeit des Eichfaktors berechneten Strahlungswerte auf ±1 bis 2% geschätzt; die je nach Instrument verschieden großen Fehler, welche durch die Abweichungen vom Cosinusgesetz erzeugt werden, sind in dieser Abschätzung nicht inbegriffen.

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Summary The author examines by experiments and in the theory the principle of working of the solarigraphMoll-Gorczynski, used for measuring the sky radiation and the global radiation of sun and sky. He develops the heat-balance ofMoll's thermopile and shows the factors entering into the calibration factor and in which manner this factor is depending on temperature and intensity of radiation. The influence of the Thomson-, Joule-, and Peltier-effects can practically be neglected. The temperature coefficient of the calibration factor is about 0,2%/°C. As regards the spectral distribution of solar and sky radiation it can be shown that the modifications of sensitivity as caused by the loss by absorption and reflexion in the cover-glasses of the solarigraph amount to ±0,4% in the maximum. Furthermore the errors are examined which occur with the calculation of the radiation intensities if the dependency of the calibration factor from the angle of height of incoming radiation is not taken into consideration. Due to the deviations from the law of cosine as observed byReitz, it can be concluded that the error of the values of the sky radiation (with uniform sky) is of about 0,5%, whereas the error of the values of the global radiation for solar altitudes above 15° is 2,6% in the maximum. The errors resulting from the calibration method, the electric connexions and the recording instrument are discussed, as well as the influence of outgoing long-wave radiation of the cover-glasses (zero depression). In a summarizing discussion the accuracy of the calculated values of radiation is estimated at ±1 to 2%, taken into consideration the dependency from the temperature and intensity of the calibration factor. The errors caused by the deviations from the cosine-law varying according to the instrument, are not included in this estimation.

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Résumé On étudie du point de vue théorique et pratique le fonctionnement du solarigrapheMoll-Gorczynski utilisé pour la mesure du rayonnement céleste et global. On établit le bilan thermique de la pile thermoélectrique deMoll et on montre quels sont les grandeurs intervenant dans le facteur d'étalonnage et comment ce facteur dépend de la température et de l'intensité du rayonnement. L'influence des effets Thomson, Joule et Peltier se révèle pratiquement négligeable. Le coefficient de température du facteur d'étalonnage s'élève à env. 0,2% par degré centigrade. Considérant la distribution spectrale du rayonnement solaire et céleste, on peut montrer que les variations de sensibilité dues aux pertes par absorption et réflexion dans les enveloppes de verre protectrices s'élèvent à ±0,4%. On recherche quelles sont les erreurs commises en négligeant l'effet sur le facteur d'étalonnage de l'angle d'incidence des rayons lors du calcul des valeurs de rayonnement. Se fondant sur les écarts à la loi du cosinus observés parReitz, on constate que l'erreur pour la valeur du rayonnement céleste (ciel uniforme) est d'environ 0,5%, et que celle du rayonnement global pour des hauteurs solaires supérieures à 15° est au plus de 2,6%. On discute les erreurs résultant de la méthode d'étalonnage, du montage du circuit électrique et de l'enregistreur lui-même, ainsi que l'effet du rayonnement propre à grande longuer d'onde des écrans de verre (dépression du zéro). II résulte de toute la discussion des erreurs possibles que l'exactitude des valeurs calculées du rayonnement, en tenant compte de l'influence de la température et de l'intensité sur le facteur de sensibilité, est estimée à ±1 à 2%; les erreurs, variables suivant les appareils, provenant des écarts à la loi du cosinus ne sont pas prises en considération dans ce chiffre.

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Mit 20 Textabbildungen.     

Ein Beitrag zur Kenntnis der Global- und Himmelsstrahlung im Hochgebirge der Alpen

Zusammenfassung Das Beobachtungsmaterial wurde hauptsächlich mit zwei Robitzsch-Aktinographen gewonnen, deren sorgfältig durchgeführte Nacheichungen Abweichungen der Eichkonstanten gegen die vonRobitzsch angegebenen Werte ergaben und auch im Jahresgang der Auswertefaktoren systematische Unterschiede untereinander erkennen ließen. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit der Eichungen über ein ganzes Jahr und jeweils über ganze Tage. Es werden die Jahresgänge der Globalstrahlung, der Sonnenstrahlung mit Berücksichtigung der Bewölkung und der als Differenz aus beiden abgeleiteten Himmelsstrahlung mitgeteilt und mit dem Jahresgang der Globalstrahlung in Davos verglichen. Globalstrahlung und Himmelsstrahlung werden in ihrer Abhängigkeit von der relativen Sonnenscheindauer untersucht. Im Jahresgang der Himmelsstrahlung zeigt sich ein starkes Überwiegen im Frühling gegenüber dem Herbst, was vorwiegend auf die Wirkung der Schneereflexion zurückgeführt wird. Da die Globalstrahlung keine lineare Abhängigkeit von der relativen Sonnenscheindauer zeigt, verliert die Ångströmsche Formel zur Berechnung der Globalstrahlung mit Berücksichtigung der Bewölkung aus der Globalstrahlung bei wolkenlosem Himmel ihre Berechtigung. Es wird eine Reduktion der Globalstrahlung auf einen bestimmten Bewölkungsgrad eingeführt und damit der Jahresgang der Globalstrahlung bei konstanter Bewölkung abgeleitet.

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Summary Observation data were obtained principally by two Robitzsch-actinographs the calibrations of which were carefully checked showing calibration constants differing from those indicated byRobitzsch. In the annual march as well systematic differences between the single evaluation factors were found. Therefrom the necessity follows that calibrations are to be carried out during a whole year and during entire days respectively. Annual marches of total radiation, solar radiation with consideration of cloudiness, and sky radiation derived as difference of the first two values are communicated and compared with the annual march of the total radiation at Davos. Total radiation and sky radiation are examined as to their dependence on the relative sunshine duration. In the course of a year sky radiation is much more intensive in spring than in automn, which, in the first place, can be accounted for by the effect of snow reflection. The total radiation showing no linear dependence on the relative sunshine duration, theÅngström formula cannot be applied to calculating the total radiation with consideration of cloudiness from the total radiation with cloudless sky. A method of reducing the total radiation to a certain degree of cloudiness is introduced and therefrom the annual march of the total radiation with constant cloudiness derived.

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Résumé Le matériel d'observation du rayonnement global a été livré par deux actinographes deRobitzsch dont le contrôle a révélé des écarts des constantes d'étalonnage par rapport à celles données parRobitzsch ainsi que des différences systématiques dans la marche annuelle. On en déduit la nécessité d'étalonnages s'étendant sur une année entière et cas échéant sur des jours entiers. On donne les marches annuelles du rayonnement global, du rayonnement solaire en tenant compte de la nébulosité, et du rayonnement céleste comme différence des deux premiers, et on les compare à la marche annuelle du rayonnement global à Davos. On étudie les rayonnements global et céleste quant à leur dépendance de la durée d'insolation relative. La marche annuelle du rayonnement céleste présente au printemps un fort excès par rapport à l'automne, ce que l'on explique essentiellement par la réflexion sur la neige. Comme il n'existe pas de relation linéaire entre le rayonnement global et l'insolation relative, la formula d'Ångström qui permet de déduire du rayonnement global par ciel serein le rayonnement global en tenant compte de la nébulosité ne peut plus être appliquée. On définit une réduction du rayonnement global à un degré déterminé de nébulosité et on en tire la marche annuelle de ce rayonnement par nébulosité constante.

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Mit 3 Textabbildungen.     

Untersuchungen zur Globalstrahlung

Zusammenfassung Für das Meteorologische Observatorium Wahnsdorf werden die achtjährigen Registrierungen der Globalstrahlung aus dem Zeitraum von 1937 bis 1941 und von 1947 bis 1949 untersucht. Als Meßgerät diente eine Solarimetersäule vonMoll-Gorczynski in Verbindung mit einem Schreibgerät. Die Ergebnisse werden benutzt, um die Abhängigkeit der Globalstrahlung von Sonnenhöhe, Sonnenscheindauer und Bewölkungsmenge zu bestimmen. Es wird geprüft, wie weit die von anderen Autoren entwickelten Formeln zur Berechnung der Globalstrahlung durch das Wahnsdorfer Zahlenmaterial bestätigt werden, und es werden neue Formeln entwickelt, um den Einfluß der Bewölkungsmenge und der Sonnenscheindauer genauer als bisher zu erfassen.

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Summary The records of the global radiation of sun and sky for the eight years 1937 to 1941 and 1947 to 1949 have been studied at the Meteorological Observatory of Wahnsdorf. A solarimetric pile ofMoll-Gorczynski has served for measuring in combination with a recording instrument. The results are employed to determine the dependency of the global radiation on sun's altitude, duration of sunshine, and cloudiness. It is examined how far the formulae of other authors for the calculation of the global radiation are confirmed by the records gained at Wahnsdorf; new formulae are developed, in order to embrace henceforth more accurately the influence of cloudiness and duration of sunshine.

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Résumé On étudie huit ans d'enregistrements du rayonnement global réalisés à l'Observatoire météorologique de Wahnsdorf (1937 à 1941 et 1947 à 1949). L'instrument était une pile solarimétrique deMoll-Gorczynski reliée à un enregistreur. Ces mesures servent à établir la dépendance du rayonnement global vis à vis de la hauteur solaire, l'insolation et la nébulosité. On examine dans quelle mesure les formules d'autres auteurs pour le calcul du rayonnement global sont vérifiées par les observations de Wahnsdorf; on établit einfin de nouvelles formules permettant de mieux tenir compte de l'influence de la nébulosité et de l'insolation.

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Mit 3 Textabbildungen.     

Remarks on the distribution of solar radiation over the surface of the Earth

Summary The total amount of incoming radiation to the Earth' surface, for particular latitudes and for selected months, has been computed from recent investigations regarding the distribution of solar radiation penetrating the atmosphere. The charts constructed byBudyko andBerliand [1955] and byBlack [1956] under different theoretical assumptions are compared and discussed.The seasonal change in the amount of radiation has been investigated and the influence of prevailing cloudy conditions upon these amounts of heat has been illustrated by examples of desert and ocean regions. In desert regions the amount of radiation penetrating to the surface may reach a monthly mean of 74 per cent of the extraterrestrial solar radiation. Over ocean regions this percentage during months of maximum may reach only 50 per cent.The results give new evidence for two statements formulated elsewhere by the author (Burdecki [1955, 1957]) that (1) the thermal rhythm of the whole atmospheric ocean is dominated by the rhythm of the Northern Hemisphere; (2) the heat circulation over both hemispheres appears to be quite asymmetric.

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Zusammenfassung Die durch die Atmosphäre bis zur Erdoberfläche gelangenden Globalstrahlungsmengen werden auf Grund neuer Forschungen über die Verteilung der Sonnenstrahlung für die einzelnen Breitengrade und für ausgewählte Monate berechnet. VonBudyko undBerliand [1955] und vonBlack [1956] unter Zugrundelegung verschiedener theoretischer Voraussetzungen konstruierte Karten werden verglichen und näher erörtert.Die jahreszeitliche Änderung der globalen Strahlungssummen wird untersucht und der Einfluß der vorherrschenden Bewölkung auf diese Wärmemengen wird durch Beispiele von Wüstenregionen und ozeanischen Gebieten näher erläutert. Im Wüstenklima kann die zur Erdoberfläche gelangende Wärmestrahlung im Monatsmittel sogar 74% der extraterrestrischen Sonnenstrahlung überschreiten. Für ozeanische Gebiete erreicht dieser Betrag in Monaten der Maxima höchstens 50%.Die Resultate weisen erneut auf zwei Feststellungen hin, die schon zuvor vom Verfasser (Burdecki [1955, 1957]) formuliert sind: 1. Die Wärmeschwankung des gesamten atmosphärischen Ozeans wird von der Schwankung der Nordhemisphäre beherrscht; 2. die Wärmezirkulation über beiden Hemisphären scheint in völliger Asymmetrie zu verlaufen.

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Résumé Les résultats de récentes recherches sur la répartition du rayonnement solaire ont permis de calculer, pour différentes latitudes et pour certains mois, la quantité de rayonnement global qui, à travers l'atmosphère, parvient à la surface de la terre. L'auteur compare et discute les cartes qui ont été destinées parBudyko etBerliand en 1955 et parBlack en 1956 à partir de différentes hypothèses théoriques.On étudie en outre les variations saisonnières des sommes du rayonnement global; l'influence de la nébulosité dominante sur ces quantités de chaleur est discutée à l'aide d'exemples de régions à climat désertique et à climat maritime. Dans le climat désertique le rayonnement calorifique parvenant à la surface de la terre peut dépasser 74% du rayonnement solaire extraterrestre, tandis que dans les régions océaniques il atteint au maximum 50% pendant les mois les plus favorables.Les constatations que l'auteur avait faites ces dernières années (Burdecki [1955, 1957]) se voient confirmées: 1) le rythme thermique de tout l'océan atmosphérique est dominé par le rythme de l'hémisphère nord; 2) la circulation thermique au-dessus des deux hémisphères semble être tout à fait asymétrique.

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With 5 Figures     

Some maps of isanomalies in energy balance climatology

Summary A series of world maps of isanomalies of annual and seasonal global radiation, net radiation, latent heat flux, sensible heat flux, maps of residuals from regression, radiation efficiency, and the Bowen Ratio have been constructed on the data base ofBudyko's Atlas of the Heat Balance of the Earth, 1963. Among the major features observed was the dissimilarity in patterns of isanomalies for the eastern and western sectors of the world's semi-permanent subtropical highs and the great difference between oceanic and continental surfaces.

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Zusammenfassung Auf Grund der Werte vonBudykos Atlas der Wärmebilanz der Erde (1963) wurden eine Anzahl Weltkarten der Isanomalien der jährlichen und der jahreszeitlichen Werte für die Globalstrahlung, die totale Strahlungsbilanz, den latenten und den fühlbaren Wärmefluß sowie Karten für die Abweichungen von der Regressionsgeraden, für den Strahlungsgenuß und für den Bowen-Quotienten konstruiert. Als Hauptergebnisse sind die Unähnlichkeit im Verlauf der Isanomalien zwischen dem östlichen und dem westlichen Sektor der semipermanenten Hochdruckgebiete der Subtropen sowie die großen Unterschiede zwischen ozeanischen und kontinentalen Gebieten zu nennen.

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Résumé En partant des valeurs publiées parBudyko dans son Atlas du bilan thermique de la Terre (1963), on a établi un certain nombre de cartes du globe. Sur celles-ci, on a reporté les isanomalies des valeurs annuelles et saisonières de la radiation globale, du bilan total radiatif, du flux des chaleurs latente et sensible ainsi que l'écart à la droite de régression pour le rayonnement reçu et pour le rapport de Bowen. Le résultat principal en est l'appararition de dissemblances dans le cours des isanomalies entre les secteurs oriental et occidental des anticyclones semipermanents des zones subtropicales ainsi que de différences importantes entre les régions océaniques et continentales.

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With 28 Figures     

Untersuchungen der Extinktionseigenschaften des Gletschereises und Schnees

Zusammenfassung Mit Hilfe von Mikroempfängern wurde das Extinktionsvermögen von oberflächennahen Eisschichten der Gletscher und von verschiedenen Schneesorten im kurzwelligen Spektralbereich untersucht und der Extinktionskoeffizient als Funktion der Tiefe (bis 50 cm) und der Wellenlänge bestimmt. Die räumliche Verteilung der Streustrahlung wurde mit Richtempfängern in drei Filterbereichen (650 m, 825 m, 950 m) gemessen. Es wird gezeigt, daß der Extinktionskoeffizient in den oberflächennahen Eisschichten stark von der Meßrichtung abhängt und dadurch in der Oberschicht die räumliche Strahlungsverteilung mit der Tiefe wesentlich verformt wird. Nur Messungen der Strahlungsbilanz können daher über die absorbierte Strahlungsenergie, die in Wärme umgewandelt wird, Aufschluß geben. In tieferen Schichten (x>25 cm) wird der Extinktionskoeffizient von der Meßrichtung unabhängig. In diesem Bereich wird die Theorie vonR. V. Dunkle undJ. T. Gier angewendet und der Streu- und Absorptionskoeffizient berechnet. Im Schnee wird keine Abhängigkeit des Extinktionskoeffizienten von der Meßrichtung gefuden. Aus den Ergebnissen wurde die Porösität der Oberschicht berechnet und der Betrag der inneren Ablation angegeben. Zur Ausbildung der porösen Oberschicht werden im Extremfall etwa 200 cal/cm² verbraucht. Die Art der räumlichen Verteilung der Streustrahlung erlaubt eine neue Erklärung für den Tagesgang der Albedo von Eis.

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Summary Small sensing elements were used to measure radiation extinction in glacier ice and various types of snow. The extinction coefficient for short-wave radiation as a function of depth (down to 50 cm below the surface) and wavelength is given. The spacial distribution of scattered radiation was measured in three wavelengths (650, 825, and 950 m), by means of directional receivers. It is shown that, in the upper layers, the extinction coefficient strongly depends on the direction of the measurement. Therefore, the spacial distribution of radiation below the surface is deformed, Determination of the radiative energy absorbed by the ice and transformed into heat requires measurements of the radiation balance. At greater depths (>25 cm) the extinction coefficient becomes independent of the direction of measurement. For this range the theory ofR. V. Dunkle andJ. T. Gier was applied and the coefficients of scattering and absorption computed. Observations in snow rendered no dependency of the extinction coefficient on the direction of measurement. Using the present results the porosity of the upper ice layer was calculated and internal ablation determined. Under extreme circumstances, the formation of a porous surface layer consumes about 200 cal/cm². Considering the spacial distribution of scattered radiation a new explanation of the daily variation of albedo of ice is given.

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Résumé On détermine à l'aide de récepteurs de petites dimensions les propriétés de l'extinction (affaiblissement total) des couches de glace proches de la surface des glaciers et de diverses sortes de neige. On s'est attaché à l'étude des ondes courtes du spectre et à la recherche du coefficient d'extinction en fonction de la profondeur (jusqua'à 50 cm) et de la fréquence des ondes. La répartition du rayonnement diffus dans l'espace fut mesurée pour les domaines de 3 filtres (650 m, 825m et 950m). On démontre ensuite que le coefficient d'extinction dépend de la direction de mesure dans les couches superficielles de la glace et que la répartition spaciale du rayonnement est, de ce fait, passablement déformée en profondeur. Seules des mesures du bilan de radiation peuvent donc indiquer l'énergie absorbée qui est transformée en chaleur. Dès que la profondeur dépasse 25cm, le coefficient d'extinction est indépendant de la direction selon laquelle il est mesuré. On applique dans cette zone la théorie deR. V. Dunkle etJ. T. Gier et l'on peut calculer les coefficients d'absorption et de dispersion. Dans la neige par contre, on n'a pas trouvé de relation étroite entre le coefficient d'extinction et la direction de mesure. Partant de ces recherches, on a calculé la porosité des couches superficielles et la valeur de l'ablation interne. Il faut, dans les cas extrêmes, 200 cal/cm² pour former la couche poreuse superficielle. La manière dont le rayonnement diffus se répartit dans l'espace permet de formuler une nouvelle explication de la variation diurne de l'albédo de la glace.

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Mit 6 Textabbildungen     

Intensität und Spektralverteilung der Globalstrahlung bei klarem Himmel

Zusammenfassung Die Arbeit geht aus von den empirischen Feststellungen des Verfassers von 1935, daß die Globalstrahlung bei klarem Himmel und der Sonnenhöhe durch eine Formel (1) mit zwei Konstanten dargestellt werden kann, und daß die Spektralverteilung der Globalstrahlung bei klarem Himmel konstant und in erster Näherung unabhängig von der Sonnenhöhe ist; diese beiden Feststellungen entbehrten bisher einer theoretischen Begründung. Um zu einer solchen zu gelangen, wurde die bereits vonBerlage jr. gemachte Annahme benutzt, daß die Globalstrahlung gleich sein muß der auf die Horizontale fallenden extraterrestrischen Strahlung, vermindert um die Wasserdampfabsorption und um ein Abzugsglied, das der Rückstrahlung der Atmosphäre in den Raum entspricht. Es werden die Beziehungen der für die Globalstrahlung repräsentativen Rückstrahlungskonstante zum Trübungsfaktor festgestellt.Wegen der besonderen Wichtigkeit des Verhältnisses zwischen der von der Atmosphäre nach oben und nach unten gestreuten Strahlung wurde die Zerstreuungsfunktion verschiedener Partikel, die vermutlich das Aerosol bilden, betrachtet und gefunden, daß die fast stets beobachteten erheblichen Werte der Rückstrahlung der Atmosphäre nicht ohne die Anwesenheit von undurchsichtigen Partikeln zustande kommen können, die bei hoher Luftfeuchtigkeit vermutlich aufquellen. Auch für die annähernde Unabhängigkeit der Spektralverteilung der Globalstrahlung von der Sonnenhöhe wurde die theoretische Begründung in dem Effekt gefunden, daß bei tiefem Sonnenstand die dann relativ viel stärkere Himmelsstrahlung, bei hohem vorwiegend die Sonnenstrahlung die Spektralverteilung der Globalstrahlung bestimmt. Diese Tatsache wurde sowohl bei der Extinktion der natürlichen Sonnenstrahlung in der Atmosphäre als gültig festgestellt als auch bei Annahme einer extraterrestrischen Energieverteilung nach der Planckschen Formel für einen schwarzen Strahler von 6000 °K und für verschiedene Annahmen für die Zerstreuung.Im zweiten Teil der Arbeit wurden für alle dem Verfasser gegenwärtig erreichbaren Monatsmittel der Globalstrahlung bei klarem Himmel die Rückstrahlungskonstanten berechnet und festgestellt, daß, wie zu erwarten, mit zunehmender Luftfeuchtigkeit die nach unten gestreute Strahlung gegenüber der nach oben gehenden vergrößert wird. Aus den in der Wüste Gobi im Mai 1931 vonHaude beobachteten Sonnen- und Globalstrahlungswerten an klaren Tagen wurde das Verhältnis der nach oben und nach unten gehenden Strahlungen für die einzelnen Beobachtungen bestimmt und gefunden, daß das Aerosol von einem Tag zum anderen seine Rückstrahlungsfähigkeit erheblich ändern kann. Der Vergleich der mittleren beobachteten Spektralverteilung mit der theoretischen ergab bei etwa gleicher Wellenlänge des Maximums der Intensität höhere Werte bei längeren und niedrigere Werte bei kürzeren Wellen für die Beobachtung gegenüber der Theorie.

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Summary The paper commences with the auther's conclusions 15 years ago, that the global radiation with a clear sky can be expressed as function of the height of the sun by a formula (1) with two constants, and secondly, that the spectral distribution of the global radiation with a clear sky is constant and approximately independent of the height of the sun. Both statements lackened a theoretical explanation at yet. In order to obtain that the assumption made byBerlage jr. is used, namely that the global radiation must be equal to the extraterrestrial radiation falling on the horizontal plane diminished by the absorption of the water vapor and by a subtractive term which corresponds to the radiation reflected from the atmosphere into the space. The constant of reflected radiation is representative for the global radiation, its relations to the turbidity factor are examined.The diffusion function of different particles probably forming the aerosol were considered because of the particular importance of the proportion between the radiations diffused upwards and downwards by the atmosphere. It is found that the considerable figures of the reflected radiation of the atmosphere mostly observed cannot take place without presence of opaque particles which probably swell with a high atmospheric humidity. It is theoretically explained that the spectral distribution of the global radiation must be approximately independent of the height of the sun by means of the effect that with a low height of the sun the then relatively large sky radiation controls the spectral distribution of the global radiation while with a large height of the sun the global radiation is controlled in the first place by the solar radiation.This fact is valid in the extinction of natural sun radiation in the atmosphere and in the extinction with different diffusion laws for an extraterrestric energy distribution according toPlanck's formula for a black radiator of 6000° K, as well.In the second part of the paper the constant of the back radiation is calculated for all monthly means of the global radiation with clear sky, at present available to the author. Therefrom it can be established that the radiation diffused downwards is enlarged in relation to the radiation going upwards with increasing atmospheric humidity, as expected. The proportion of the radiations going upwards and downwards is calculated for the single observations from the values of solar and global radiation observed on clear days in the Gobi in May 1931 byHaude. It is found that the aerosol can considerably change its radiation reflective power from one day to another. The comparison of the observed average spectral distribution of the global radiation with the theoretical one yields higher values with longer waves and lower values with shorter waves for the observations in relation to the theory while the wave-length of the intensity maximum is almost the same for the observed and the theoretical spectral distribution.

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Résumé L'auteur avait constaté en 1935 que par ciel clair le rayonnement global peut être représenté, comme fonction de la hauteur solaire, par une formule empirique (1) à deux constantes; il avait constaté en outre que la répartition spectrale du rayonnement global par ciel serein est constante et ne dépend pas de la hauteur solaire en première approximation. Ces deux constatations manquaient jusqu'ici de fondement théorique. Pour établir ce dernier on a suivi la voie prise parBerlage jr. qui admet que le rayonnement globall doit être égal au rayonnement extra-terrestre tombant sur le plan horizontal, diminué de l'absorption par la vapeur d'eau et d'un terme soustractif correspondant au rayonnement renvoyé par l'atmosphère dans l'espace. La constante du rayonnement réfléchi est représentative du rayonnement global et on a établi ses relations avec le facteur de trouble.Vu l'importance particulière du rapport entre le rayonnement émis par l'atmosphère vers le haut et vers le bas, on a considéré la fonction de dispersion de différentes particules composant probablement l'aérosol, et on a trouvé que les valeurs relativement considérables que fournit l'observation du rayonnement renvoyé par l'atmosphère ne peuvent s'expliquer que par la présence de particules opaques se gonflant lorsque l'humidité est forte. En ce qui concerne l'indépendance relative de la distribution spectrale du rayonnement global à l'égard de la hauteur solaire, on en a recherché l'explication dans le fait que le soleil étant bas sur l'horizon le rayonnement céleste est alors prédominant et détermine la répartition spectrale du rayonnement global, alors que par grande hauteur solaire c'est essentiellement le rayonnement du soleil qui est déterminant. On a vérifié ce fait tant pour l'extinction du rayonnement naturel du soleil dans l'atmosphère que pour le cas d'une répartition de l'énergie extra-terrestre conforme à la formule dePlanck pour un radiateur noir de 6000° K et pour différentes hypothèses concernant la dispersion.Dans la seconde partie du travail, l'auteur a utilisé toutes les moyennes mensuelles du rayonnement global par ciel serein dont il pouvait disposer pour calculer la constante du rayonnement réfléchi; à l'aide d'un diagramme il a constaté, comme il fallait s'y attendre, que le rayonnement dispersé vers la bas augmente avec l'humidité par rapport au rayonnement diffusé vers le haut. Sur la base des observations deHaude dans le désert de Gobi en mai 1931, il a calculé le rapport des rayonnements allant vers le haut et vers le bas pour chaque observation isolée aux jours sereins, et il a trouvé que l'aérosol peut modifier notablement d'un jour à l'autre son pouvoir réfléchissant. La comparaison des répartitions spectrales moyennes observées avec les valeurs théoriques a montré que les longueurs d'onde du maximum d'intensité sont à peu près identiques, mais que les valeurs observées sont plus élevées que les valeurs théoriques pour les grandes longueurs d'onde, et plus faibles pour les petites longueurs d'onde.

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Mit 7 Textabbildungen.     

Untersuchungen über die Strahlungsverhältnisse auf den Alpengletschern

Zusammenfassung Auf dem Hohen Sonnblick (3106 m) wurden im Sommer 1950 Wärmeumsatzuntersuchungen durchgeführt. Über die hierbei ausgeführten Messungen der Sonnenstrahlung, Himmelsstrahlung, Gegenstrahlung der Atmosphäre, der Albedo und der langwelligen Temperaturausstrahlung des Gletschers wird hier berichtet. Es konnte die Einwirkung der Bewölkung auf die Himmelsstrahlung studiert werden. Bestimmungen der Gegenstrahlung über Bilanzmessungen ergaben die Brauchbarkeit derÅngströmschen Formel und bestimmte Gesetzmäßigkeiten des Einflusses der Wolkendecke. Als anscheinend variabelster Faktor wird die zeitlich und örtlich oft sehr wechselnde Albedo angesehen. Einige Beispiele direkter Strahlungsbilanzmessungen, die dies beweisen, werden mitgeteilt.

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Summary A report is given of measurements of solar radiation, sky radiation, atmospheric radiation, albedo, and long-wave outgoing radiation of a glacier carried out in connection with investigations on exchange of heat on the High Sonnblick (3106 m) in summer 1950. The effects of cloudiness on sky radiation were studied. Determinations of atmospheric radiation derived from balance measurements showed the validity of theÅngström-formula and certain regularities concerning the effect of cloud cover. The most variable factor appears to be the albedo which often varies strongly with time as well as locally. Several examples of direct measurements of radiation balance proving that are communicated.

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Résumé On a effectué au sommet du Sonnblick (3106 m) en été 1950 des recherches sur les échanges de chaleur. On rapporte ici sur les mesures faites du rayonnement solaire et céleste, du rayonnement atmosphérique de l'albédo et du rayonnement à grande longueur d'onde du glacier. On a pu établir l'influence de la nébulosité sur le rayonnement céleste. Des évaluations du rayonnement atmosphérique tirées de mesures du bilan thermique ont prouvé la validité de la formule d'Ångström ainsi que certaines règles concernant l'effet de la couverture du ciel. Le facteur apparemment le plus variable est l'albédo qui varie parfois fortement dans le temps et dans l'espace. Quelques exemples de mesures directes du bilan radiatif qui le prouvent sont donnés.

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Mit 6 Textabbildungen.     

Sonnen- und Himmelsstrahlung im Meer und in Gewässern

Zusammenfassung Die Strahlungsverhältnisse der Meere und Gewässer sind für die Ozeanographie und Seenkunde, für die Biologie, die Meteorologie und auch für die Astrophysik von Interesse. Die im vorliegenden ersten Teile bearbeitete Theorie der Reflexion von Wasserflächen ist auch für verschiedene klimatisch-energetische Probleme grundlegend. Zunächst werden die Gesetze vonSnellius undFresnel erörtert und in eine für die geophysikalische Anwendung geeignete Form gebracht, sowie tabellarisch dargestellt. Eine alte für Integrationen sehr praktische Formel vonBouguer für den Betrag der Reflexion in Abhängigkeit vom Einfallswinkel wird in Erinnerung gebracht (Formel 5 d). Die Größe des Brechungsindex in Abhängigkeit von der Temperatur, von der Wellenlänge und vom Salzgehalt des Meeres wird diskutiert. Dann wird die gesamte Reflexion einer ganz von Wasser bedeckten Erdkugel integriert, und zwar sowohl mit der Bouguerschen Näherungsformel, als auch mit der von uns transformierten Fresnelschen Formel, wobei man die Lösungen für die beiden Polarisationskomponenten der Strahlung getrennt erhält. Die durchschnittliche Reflexion einer ganz mit Wasser bedeckten Kugel ist 6,6%, während in Lehrbüchern noch vielfach der alte Zahlenwert von 21,5%, der den Beobachtungen völlig widerspricht, zu finden ist.Ferner werden auf Grund unseres normierten Tagesganges der Sonnenstrahlung für die klimatologische anwendung für alle Zonen der Erde geeignete Tabellen der Reflexionsbeträge in Abhängigkeit von der mittägigen Sonnenhöhe abgeleitet. Auch für die Reflexion der Himmelsstrahlung lassen sich mit Hilfe der Bouguerschen Formel leicht Grenzwerte für diesen Reflexionsbetrag finden, welche im Prinzip zwischen 2% als Minimum und 35% als Maximum liegen. Bei sehr hellem Horizonthimmel ist ein Betrag von 17,7% wahrscheinlich, bei vollkommen diffusem Himmelslicht ergibt sich ein Betrag von 6,6%, während die Theorie vonW. Schmidt auch hiefür 21,5% angenommen hatte. Schließlich ergibt die Theorie ein Emissionsvermögen des Wassers von 0,9535.Die innere Reflexion vollkommen diffusen inneren Streulichtes des Wassers wird zu 48,3% gefunden. Während also der Eintritt voll diffuser Strahlung zu 93% gelingt, können nur 52% aus dem Wasser in Luft heraus. Eine Theorie vonA. Ångström über die Reflexion am Grunde der Gewässer wird erweitert. Eine alte Theorie vonCh. Soret über die Reflexion an wellenbewegten Wasserspiegeln wird auf den Fall der steilsten Sturmwellen der Ozeane (Michell-Wellen) angewendet. Schließlich wird eine gute Übereinstimmung zwischen den Beobachtungen über die Reflexion verschiedener Meere und Gewässer und unserer Theorie nachgewiesen.

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Summary Radiation condtions of oceans and inland waters concern oceanography and limnology as well as biology, meteorology, and astrophysics. The theory of reflection of water-surfaces treated in the first part of this investigation is fundamental also for various climatic-energetic problems. First the laws ofSnellius andFresnel are discussed, developed into a form suitable for geophysical application, and tabulated. An old formula ofBouguer giving the amount of reflection in dependence on the angle of incidence, which can be integrated easily, is recalled (formula 5d). The refraction index in relation to temperature, wave length, and proportion of salt of the ocean is discussed. Then the total reflection of a globe entirely covered by water is integrated by means of the approximation formula ofBouguer as well as by the formula ofFresnel, transformed by the author, yielding separate solutions for the two polarisation components of radiation. The average reflection of a globe entirely covered by water amounts to 6.6 per cent, the old value of 21.5 per cent which still can be found in many text-books being in absolute contradiction with the observations.Moreover, on the basis of the normalized daily variation of solar radiation of the author, tables of reflection values suitable for climatological application to all zones of the earth are derived in dependence on the midday sun's altitude. The extreme values of reflection of the sky radiation too can be easily obtained with the aid of the formula ofBouguer varying essentially between a minimum of 2 per cent and a maximum of 35 per cent. With very clear sky at the horizon an amount of 17.7 per cent is probable, with entirely diffuse sky-light 6.6 per cent result, in contradiction to the theory ofW. Schmidt who assumed 21.5 per cent also for this value. Finally the theory gives a value of 0.9535 for the emission power of water.The inner reflection of completely diffuse light within water is found to be 48.3 per cent. Since completely diffuse radiation penetrates into water with 93 per cent, only 52 per cent can be emitted from it into the air. A theory byA. Ångström on the reflection on the bottom of waters is extended. An old theory byCh. Soret on the reflection of water-surfaces agitated by waves is applied to the steepest storm-waves of the oceans (Michell-waves). At least the good agreement of the author's theory with the observations on the reflection of various oceans and inland waters is demonstrated.

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Résumé Les conditions de rayonnement des mers et des cours d'eau en général intéressent l'océanographie, la limnologie, la biologie, la météorologie ainsi que l'astrophysique. La théorie de la réflexion des surfaces d'eau présentée dans la première partie de ce travail est également fondamentale pour différents problèmes d'énergétique climatologique. On mentionne tout d'abord les lois deSnellius et deFresnel et on leur donne une forme convenant aux applications géophysiques, accompagnée de tables numériques. On rappelle une ancienne formule deBouguer très pratique pour l'intégration et qui fournit la part d'énergie réfléchie en fonction de l'angle d'incidence (formule 5d). On discute la grandeur de l'indice de réfraction en fonction de la température, de la longueur d'onde et de la salinité de l'eau de mer. Puis on intègre la réflexion globale d'un globe entièrement recouvert d'eau, cela aussi bien au moyen de la formule d'approximation deBouguer qu'à l'aide de la formule deFresnel transformée par l'auteur, ce qui conduit aux valeurs séparées des deux composantes de polarisation du rayonnement. La réflexion moyenne d'un globe entièrement recouvert d'eau est de 6.6%, alors que les traités indiquent souvent l'ancienne valeurs de 21.5% que l'expérience contredit absolument.On établit ensuite, sur la base de la «variation diurne normalisée du rayonnement solaire» de l'auteur, des tables donnant la fraction d'énergie réfléchie en fonction de la hauteur solaire à midi, tables qui peuvent trouver emploi dans la climatologie de toutes les zones terrestres. La formule deBouguer fournit aussi sans difficulté les valeurs extrêmes de la fraction réfléchie du rayonnement céleste, lesquelles varient en principe entre un minimum de 2% et un maximum de 35%. Par ciel très clair la fraction d'énergie réfléchie probable est de 17.7%; par lumière tout à fait diffuse, elle est de 6.6%, tandis queW. Schmidt avait admis 21.5%. Enfin la théorie conduit à un pouvoir émissif de l'eau de 0.9535.On a trouvé pour la réflexion interne d'une lumière entièrement diffusée dans l'eau une valeur de 48.3%. Alors qu'un rayonnement entièrement diffus pénètre dans l'eau à raison de 93%, il n'en peut sortir que 52%. On élargit une théorie deA. Ångström concernant la réflexion au fond des eaux; on applique une ancienne théorie deCh. Soret de la réflexion sur des surfaces liquides agitées au cas des vagues les plus déclives des océans (vagues deMichell). Enfin on constate un bon accord entre les observations de réflexion de différentes mers ou de cours d'eau et la théorie de l'auteur.

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Mit 8 Textabbildungen.

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Herrn Prof.Dr. Franz Ruttner, dem Leiter der Biologischen Station Lunz am See und Fachmann der Strahlungsverhältnisse im Wasser, zur Feier seines 70. Geburtstages am 12. Mai 1952 gewidmet.     

Über den Strahlungshaushalt der Ozeane auf der Nordhalbkugel

Zusammenfassung Unter Verwendung vorliegender Ergbbnisse von Strahlungsmessungen und kartenmäßiger Darstellungen über Lufttemperatur, Psychrometerdifferenz, Wassertemperatur und Bewölkung wurde eine Abschätzung der Strahlungsbilanz der Ozeane der Nordhalbkugel vorgenommen. Hierbei wurde schrittweise aus Sonnen- und Himmelsstrahlung unter Berücksichtigung der Reflexion und Bewölkung die kurzwellige Strahlungsbilanz und aus der Ausstrahlung und der in einfacher Weise berechneten Gegenstrahlung die langwellige Bilanz gebildet, worauf aus beiden die Gesamtstrahlungsbilanz hergeleitet wurde. Die Karten der Verteilung der Strahlungsbilanz über die Ozeane zeigen, daß im Winter der Einfluß der geographischen Breite vorherrscht, im Sommer hingegen die Bewölkungsverhältnisse bestimmend sind. Im Westen der nördlichen Teile beider Ozeane spiegeln sich die stark abweichenden Wassertemperaturen in der Strahlungsbilanz wider.Ein Vergleich mit den vonAlbrecht für einige Punkte berechneten Strahlungsbilanzen ergibt in unserem Fall meist um 80 bis 120 cal/cm² pro Tag höhere positive Bilanzwerte.

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Summary On the basis of available results of radiation measurements and maps of air temperature, psychrometer difference, water temperature, and cloudiness, the radiation balance of the oceans of the northern hemisphere is estimated. The short-wave radiation balance is gradually determined from solar and sky radiation with due consideration of reflection and cloudiness, whereas the long-wave balance is deduced from outgoing terrestrial radiation and atmospheric radiation, the latter one calculated by a simple method; from both is then derived the total radiation balance. Maps of the distribution of radiation balance over the oceans show the predominant influence of the geographical latitude in winter, whereas conditions of cloudiness are the determining factor in summer. In the west of the northern parts of both oceans the strongly divergent water temperatures become manifest in the radiation balance. A comparison shows that the obtained radiation balances exceed, in most cases, by 80 to 120 cal/cm² per day those calculated for certain points byAlbrecht.

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Résumé Le présent travail représente un essai d'estimation du bilan de rayonnement des océans de l'hémisphère nord sur la base des données disponibles de rayonnement et de cartes de températures, des différences psychrométriques, de la température de l'eau et de la nébulosité. On a établi par approximations successives d'une part le bilan du rayonnement à courte longueur d'onde à l'aide du rayonnement solaire et céleste en tenant compte de la réflexion et de la nébulosité, d'autre part celui du rayonnement à longue longueur d'onde à l'aide des rayonnements terrestre et atmosphérique; les deux conduisent au bilan total. Les cartes représentant la distribution du bilan de rayonnement sur les océans montrent qu'en hiver l'influence de la latitude est prépondérante tandis qu'en été celle de la nébulosité l'emporte. A l'ouest des parties nord des deux océans les anomalies de température de l'eau se répercutent dans le bilan de rayonnement.Une comparaison des résultats obtenus met en évidence un excès de 80 à 120 cal/cm² par jour par rapport aux valeurs du bilan de rayonnement calculées parAlbrecht pour quelques points particuliers.

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Mit 3 Textabbildungen.     

Strahlungsmessungen auf einer Querung von Zentral- nach Nord-Spitzbergen im Sommer 1955

Zusammenfassung In Zentral- und Nordspitzbergen wurden Messungen der Global- und der Himmelsstrahlung ausgeführt und der Einfluß von Art und Ausmaß der Bewölkung und verschiedener atmosphärischer Zustände auf die Strahlungsverhältnisse festgestellt. Auf Gletscherflächen wurden Albedountersuchungen vorgenommen, die zu einer völligen Revision der Ansichten über das Entstehen von lotrechten Röhren im Eis, den Kryokonitlöchern, führten.

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Summary In central and northern Spitzbergen measurements of the global and the sky radiation were carried out and the influence of the kind and quantity uof ucloudiness and of various atmospheric states on radiation conditions was determined. Investigations of the albedo on glacier surfaces led to a complete revision of existing opinions on the formation of vertical tubes in ice (cryoconite tubes).

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Résumé Des mesures du rayonnement global et céleste faites au Spitzberg permettent d'étudier l'effet de la nébulosité et de différents états atmosphériques sur ce rayonnement. Des mesures de l'albédo de la surface glaciaire ont conduit à réviser entièrement les vues concernant la formation de tubes verticaux dans la glace (trous de cryoconite).

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Mit 2 Textabbildungen

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Außer dem Edelweiß-Club in Salzburg ist der Berichterstatter der Salzburger Landesregierung, dem Notring der wissenschaftlichen Verbände österreichs undder Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik in Wien zu Dank verpflichtet. Für wertvolle Ratschläge sei nochI. Dirmirn undF. Lauscher gedankt.     

Kondensationswärme und Strahlungsbilanz in einem mittleren Meridionalschnitt der Troposphäre

Zusammenfassung Ausgehend von der theoretischen Untersuchung des Verfassers über das mittlere meridionale Temperaturprofil in der Troposphäre (0 bis 11 km) wird ein mittlerer Meridionalschnitt des Wärmehaushaltes gewonnen. Dieser enthält den Einfluß der innerhalb der Troposphäre frei werdenden Kondensationswärme und nunmehr unter entsprechend vorgenommener Verfeinerung der früheren Theorie [1] auch denjenigen der Strahlungsbilanz (Einstrahlung—Ausstrahlung). An die Gewinnung dieses Meridionalschnittes des Wärmehaushaltes schließt sich eine Untersuchung über die Änderung des mittleren Temperaturgradienten mit der Höhe an. Die Grundzüge des mittleren Temperaturaufbaues und Wärmeaufbaues der Troposphäre sind damit in Verbindung mit Niederschlag (Kondensation) und Strahlung, sowie Wirkung des vertikalen und horizontal-meridionalen Austausches einer in vieler Hinsicht befriedigenden Darstellung zugeführt.Anschließend wird ein Vergleich dieser Ergebnisse mit gleichgearteten, aber auf gänzlich anderem Wege (in der Hauptsache durch aus Temperaturbeobachtungen der freien Atmosphäre berechnete Strahlungsbilanzen) gewonnenen Resultaten vonF. Albrecht [7] vorgenommen, die sich in bezug auf die Änderung des Temperaturgradienten mit der Höhe als nicht annehmbar erweisen, in anderer Hinsicht aber ähnliche Ergebnisse liefern.

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Summary Starting from a theoretical investigation of the author on the mean meridional temperature profile in the troposphere (0–11 km) the mean meridional profile of heat balance is established implying the influence of condensation heat liberated within the troposphere and, by improvement of the earlier theory [1], also the influence of radiation balance (incoming minus outgoing radiation). An investigation on the vertical distribution of the mean temperature gradient follows. The principles of the mean temperature distribution and thermal structure of the troposphere in relation to precipitation (condensation) and radiation as well as the effect of meridional exchange (Austausch) both vertical and horizontal are presented in a way satisfactory in many respects. The paper concludes with a comparison of these results with analogous ones obtained byF. Albrecht with entirely different methods (principally from the radiation balance calculated from temperature observations in the free atmosphere) which run generally along the same lines, but cannot be accepted with regard to the vertical variation of the temperature gradient.

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Résumé A partir de l'étude faite par l'auteur, du profil méridien moyen de température dans la troposphère (0–11 km), on dresse ici le profil méridien moyen du bilan thermique. Celui-ci comprend l'effet de la chaleur de condensation libérée à l'intérieur de la troposphère ainsi que le bilan du rayonnement émis et reçu, après perfectionnement de la théorie antérieure [1]. Suit une recherche sur la variation du gradient moyen de température avec l'altitude. On arrive ainsi à relier très convenablement les structures thermique et calorique moyennes de la troposphère aux précipitations (condensation) et au rayonnement, ainsi qu'à l'effet de l'échange turbulent vertical et horizontal. On compare enfin ces résultats à ceux qu'a obtenusF. Albrecht [7] par une voie toute différente (en principe par le bilan de rayonnement calculé d'après des observations de température dans l'atmosphère libre) et qui mènent à certains égards à des conclusions analogues, bien qu'ils se révèlent inacceptables en ce qui concerne la variation du gradient de température avec l'altitude.

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Mit 8 Textabbildungen.     

Der Anteil der Strahlung an der Ablation von Hintereis- und Kesselwandferner (Ötztaler Alpen,Tirol) im Sommer 1958

Zusammenfassung Der vorliegende Bericht befaßt sich mit der Berechnung des Anteils der Strahlungsbilanz an der Ablation auf 15,5 km² Gletscherflächen während der Ablationsperiode 1958. Die Gletscherflächen wurden in 175 Flächenelemente bestimmter Neigung und Richtung zerlegt und die direkte Sonnenstrahlung relativ zur horizontalen Fläche wurde für die Gletscher ermittelt. Die effektiv mögliche Sonnenscheindauer wurde für 177 Punkte auf den Gletscherflächen durch Vermessung bestimmt und daraus die Reduktion der Sonnenstrahlung durch die Horizontabschirmung berechnet. Der Gesamtverlust an direkter Sonnenstrahlung durch Neigung, Exposition und Horizontabschirmung betrug für alle Gletscher in der Ablationsperiode Mai bis September etwa acht Prozent. Durch die Wirkung der diffusen Strahlung verringert sich der Verlust auf etwa sechs Prozent für die Globalstrahlung der Ablationsperiode 1958. Ausgehend von der registrierten Sonnenscheindauer in Vent (1900 m), und der registrierten Globalstrahlung beim Hochjochhospiz (2410 m) sowie am Kesselwandferner (3240 m) wurde die Globalstrahlung für alle Gletscher berechnet. Aus der beobachteten Schneebedeckung der Gletscher und aus Messungen wurde die Albedo für die einzelnen Monate ermittelt und damit die kurzwellige Strahlungsbilanz abgeschätzt. Zusammen mit der von der Bewölkung abhängigen langwelligen Strahlungsbilanz wurde die gesamte Strahlungsbilanz für verschiedene Albedowerte in der Ablationsperiode 1958 berechnet. Für jeden Tag wurde die Höhe der Null-Grad-Isotherme ermittelt und damit die Größe der Gletscherfläche, auf der Schmelzung möglich war.Die durch die Strahlungsbilanz verursachte Schmelzung wurde zu 21,4·10⁶ m³ Wasser berechnet oder zu 64% der beobachteten Gesamtablation von 33,5·10⁶ m³ Wasser. Der Anteil der Strahlung an der Eisablation ergab sich zu 61%, der an der Schneeablation zu 66%, was gut mit den Ergebnissen detaillierter Studien des Wärmehaushaltes an einzelnen Punkten auf Gletschern übereinstimmt. Es wird somit auch für die gesamte Gletscherfläche und die gesamte Ablationsperiode bestätigt, daß die Strahlung die wichtigste Energiequelle für die Ablation auf den Gletschern der Alpen ist.

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Summary The present report deals with the calculation of the contribution of net radiation towards ablation on 15.5 km² of glacier surface during the ablation period 1958. The glaciers were subdivided into 175 surface elements of specific slope and exposure, and direct solar radiation calculated in relation to a horizontal surface for all glaciers. The local duration of bright sunshine throughout the year was surveyed for 177 points on the glaciers, and reduction of solar radiation owing to screening of the horizon by mountains calculated. The total loss in direct solar radiation owing to slope, exposure and screening, amounted to about eight per cent on an average for all glaciers in the ablation period May to September. Due to the contribution of diffuse radiation this loss is reduced to about six per cent of total short-wave radiation in the ablation period 1958. Based on the recorded duration of bright sunshine in Vent (1900 m), on the recorded total short-wave radiation at Hochjochhospiz (2410 m), and on the Kesselwandferner (3240 m), total short-wave radiation was calculated for all glaciers. Observations of snow cover on glaciers and measurements of albedo allowed an estimate to be made of the short-wave radiation budget in single months. Together with the long-wave radiation budget the total radiation budget for typical values of albedo during the ablation period 1958 could be calculated. For each day the height of the freezing level was determined, and the size of the glacier surface with possible melting.The ablation caused by net radiation was calculated as 21.4·10⁶ m³ of water, i. e. 64 per cent of the observed total ablation of 33.5·10⁶ m³ of water. The contribution of radiation towards melting of ice was 61 per cent, towards melting of snow 66 per cent. This is in fair agreement with the results of detailed investigations of heat budget on single spots of glaciers. The present results, which are valid for the whole glacier surface and the total ablation period, confirm that solar radiation is the most important source of energy for ablation on glaciers in the Alps.

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Résumé Le présent mémoire se rapporte au calcul de la part du bilan de radiation revenant à l'ablation d'une surface de glaciers de 15.5 km² durant la période d'ablation de 1958. On a divisé les glaciers en 175 éléments de surface selon leur exposition et leur pente. On a alors déterminé pour les glaciers le rayonnement solaire direct relativement à une surface horizontale. On a en outre déterminé par mensuration la durée d'insolation maximum possible pour 177 points des glaciers et on en a tiré la réduction du rayonnement solaire par suite de l'ombre portée par l'horizon. La perte totale en rayonnement solaire direct due à la pente, à l'exposition et à l'ombre portée par l'horizon représente environ 8% pour tous les glaciers durant la période d'ablation de mai à septembre. Par suite du rayonnement diffus, la perte se réduit à environ six pour-cent par rapport à la radiation globale pour la période d'ablation de l'année 1958. La radiation globale a été calculée pour tous les glaciers en partant de l'insolation mesurée à Vent (1900 m d'altitude) et de la radiation globale enregistrée à l'hospice du Hochjoch (2410 m) ainsi qu'au Kesselwandferner (3240 m).On a estimé ensuite l'albédo mensuel par des mesures et des observations de la couverture de neige et on en a tiré le bilan de radiation à ondes courtes. En y ajoutant le bilan de radiation à longues ondes dépendant de la nébulosité, on a calculé le bilan total de radiation pour la période d'ablation 1958 et cela pour diverses valeurs de l'albédo. Pour chaque jour, on a déterminé l'altitude de l'isotherme de zéro degré ainsi que la grandeur de la surface du glacier qui en découle et où la fonte fut possible. L'eau de fonte due au bilan de radiation fut calculée à 21.4·10⁶ m³, c'est à dire 64% des 33.5·10⁶ m³ d'eau d'ablation mesurée. La part d'ablation due au rayonnement est de 61% pour la glace, de 66% pour la neige, ce qui correspond très bien aux résultats d'études détaillées de l'économie thermique faites à certains points de glaciers. Par là, on confirme que pour la période d'ablation totale ainsi que pour la surface totale du glacier, le rayonnement est la source d'énergie la plus importante pour l'ablation sur les glaciers des Alpes.

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Mit 10 Abbildungen     

Ein Vorschlag zur Verbesserung und Vereinfachung der Lichtmeßtechnik bei ökologischen Versuchen

Zusammenfassung Nach einem Überblick über Möglichkeiten und Schwierigkeiten der Strahlungsmessung in der Lichttechnik wird auf die physikalisch teilweise gleichen, teilweise andersartigen Verhältnisse bei der Pflanze hingewiesen. Die Fehlerquellen bei den bisher in der Ökologie verwendeten Verfahren werden aufgesucht und ihre Gründe dargestellt.Es wird vorgeschlagen, an Stelle der AugenempfindlichkeitskurveV bei einem analogen Meßverfahren dieWirkungskurve der CO ₂ -Assimilation W zu verwenden. Dabei sollen Assimilationslichteinheiten eingeführt werden, die den Maßeinheiten der Lichttechnik entsprechen, wofür eine Anschlußmöglichkeit aufgezeigt wird. Da die Assimilation nur einen Teil der Wachstumsvorgänge darstellt, ist eine Farbkennzeichnung der Lichtquellen erforderlich und soll entsprechend derYoung-Helmholtzschen Dreifarbentheorie des Sehens mit anderen Farbreizkurven durchgeführt werden. Ein theoretisches Verfahren zur Ermittlung der Assimilationslichtgrößen und Farbkoordinaten wird dargestellt und die Anwendung durch Beispiele einiger Lampentypen gezeigt. Einige pflanzenphysiologische Versuchsreihen, die zur Prüfung und zur Verbesserung nötig sind, werden vorgeschlagen.

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Summary After a general review on the possibilities and the difficulties of measuring radiation in the illumination technique, the author refers to physical conditions among plants which are partly different and partly similar. He discusses the sources of errors of the hitherto prevailing methods in ecology and their causes.He proposes to use the curve of assimilation effectivity of CO₂ (W ) instead of that of eye sensibility (V ). For this purpose it is necessary to introduce assimilation light units which correspond to the measuring units of illumination technique. As assimilation represents only a part of the processes of growing, a characterization of the colours of the light sources is necessary and has to be performed in accordance with theYoung-Helmholtz three colour theory of vision but with other colour sensibility curves. The author describes a theoretical method for the determination of assimilation light values and of colour coordinates as well as its application to several types of lamps. Furthermore he proposes some series of botanical experiments in order to test and perfect the method.

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Résumé Après avoir donné un aperçu des possibilités et des difficultés de la mesure du rayonnement dans la technique de l'éclairage, l'auteur insiste sur les conditions physiques parfois semblables et parfois différentes qui règnent chez les plantes. Il recherche les sources d'erreurs des méthodes employées jusqu'ici en écologie et décrit leurs causes.L'auteur propose d'utiliser la courbe d'effectivité et de l'assimilation du CO₂ (W ) au lieu de celle de la sensibilité de l'oeil (V ). Il faut alors introduire des unités de lumière d'assimilation qui correspondent aux unités de mesure dans la technique de l'éclairage. Etant donné que l'assimilation ne représente qu'une partie des éléments de croissance, il y a lieu de déterminer les couleurs des sources de lumière; ceci doit être fait selon la théorie des trois couleurs de la vision deYoung-Helmholtz mais avec d'autres courbes de sensibilité de couleur. L'auteur décrit une méthode théorique de détermination des grandeurs de lumière d'assimilation et des coordonnées de couleurs ainsi que son application à l'aide de quelques types de lampes. Il propose encore quelques séries d'expériences botaniques qui seraient propres à examiner et à améliorer la méthode.

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Mit 4 Textabbildungen     

The distribution of solar radiation over the Earth's surface

Summary Records of total solar radiation measured on a horizontal surface (Q) on a monthly basis and of more than three years' duration are available for 88 stations. The stations are mainly concentrated in North America and Europe, and it is not possible to determine the global distribution of radiation directly from these records. Solar radiation and mean cloud amount (C) were therefore related by the quadratic regressionQ=Q _A (0.803–0.340C–0.458C ²), whereQ _A is the maximum possible radiation in the absence of an atmosphere (Angot's values) and the values ofC were obtained from the maps printed inShaw's Manual of Meteorology.Using the known distribution ofQ _A andC, values ofQ were calculated by use of the equation above for each 5° intersection of latitude and longitude over land, and for each 10° intersection over sea. Isopleths ofQ for each successive 50 gcal/cm² day are shown on the 12 monthly maps on which the distribution of radiation over the earth's surface is illustrated. Attention is drawn to certain features of these maps, in particular to the occurrence and movement of zones of high radiation, and a comparison is made of estimated and recorded radiation for twelve stations.

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Zusammenfassung Registrierungen der Monatswerte der Globalstrahlung auf Horizontalfläche (Q) über mindestens drei Jahre liegen für 88 Stationen vor; diese sind vorwiegend auf Nordamerika und Europa konzentriert, und es ist daher nicht möglich, auf Grund davon die gesamte Strahlungsverteilung über die Erde zu bestimmen. Es wird nun mit Hilfe der quadratischen RegressionsgleichungQ=Q _A (0.803–0.340C–0.458C ²) eine Beziehung zwischen GlobalstrahlungQ und mittlerer BewölkungC aufgestellt, woQ _A den Maximalwert der Globalstrahlung bei Fehlen einer Atmosphäre bedeutet und die Konstanten nachAngot und die Bewölkungsdaten nachShaw angenommen sind.Auf Grund der Verteilung vonQ _A undC wurden mit Hilfe der angegebenen Gleichung für jeden Bereich von je 5° Länge und Breite über Land von je 10° über Meer die Werte der Globalstrahlung berechnet. Isoplethen der Globalstrahlung für Stufen von je 20 gcal/cm² Tag sind in 12 Monatskarten wiedergegeben, auf denen die Strahlungsverteilung über die Erde dargestellt ist. Einige Resultate dieser Karten werden besprochen, im speziellen das Auftreten und die Verschiebung der Zonen hoher Strahlung; zudem wird für 12 Stationen eine Vergleichung zwischen der berechneten und der registrierten Strahlung durchgeführt.

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Résumé On possède des enregistrements de 88 stations pour les sommes mensuelles du rayonnement global sur une surface horizontale (Q) pour des périodes d'au moins 3 ans. Ces stations sont concentrées essentiellement en Amérique du Nord et en Europe ce qui ne permet pas d'en déduire la répartition du rayonnement global sur toute la terre. Pour cette raison l'auteur établit, au moyen de l'équation carrée de régressionQ=Q _A (0.803–0.340C–0.458C ²), une relation entre le rayonnement globalQ et la moyenne de la nébulositéC, oùQ _A représente la valeur maximale du rayonnement global sans atmosphère et où les constantes sont données selonAngot, la nébulosité selonShaw.A partir de la répartition deQ et deC et à l'aide de la formule précédente l'auteur a calculé les valeurs du rayonnement global pour des surfaces de 5° de latitude et de longitude sur terre et de 10° sur mer. Des isoplèthes représentent le rayonnement global par échelons de 50 gcal/cm² jour, sur 12 cartes mensuelles qui illustrent sa répartition sur toute la terre. L'auteur discute encore divers résultats de ces cartes, en particulier l'apparition et le déplacement des zones de fort rayonnement, et compare encore pour 12 stations les résultats obtenus par le calcul et par enregistrement.

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With 14 Figures     

Zur Darstellung der spektralen Verteilung der Strahlungsenergie

Zusammenfassung Durch passende Umformung und Darstellung desPlanckschen Strahlungsgesetzes wird eine anschauliche Rechtfertigung für die in der Meteorologie übliche Trennung der Strahlungsströme in kurz- und langwellige versucht. Es zeigt sich, daß die Trennung zwischen 2 und 7 gemacht werden muß, da in diesem Bereich relativ wenig meteorologisch bedeutsame Strahlung vorkommt.

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Summary An attempt is made to justify, by conveniently transforming and representingPlancks radiation law, the separation of radiation into a short-wave and a long-ware flux as is usual in meteorology. It is shown that the separation must be made between 2 and 7 in this range occurring only relatively few radiation of meteorological importance.

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Résumé Par une transformation convenable de la loi de rayonnement dePlanck, l'auteur tente de justifier la distinction faite en météorologie entre le rayonnement à courte et à longue longueur d'onde. Il constate que la séparation doit se faire entre 2 et 7 , puisque dans cet intervalle le rayonnement n'a que peu d'importance du point de vue météorologique.

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Mit 4 Textabbildungen.     

Über Möglichkeiten der Bestimmung,Berechnung und kurzfristigen Vorhersage der Globalstrahlung am Erdboden

Zusammenfassung Die Messung der Globalstrahlung verlangt definitionsgemäß Meßgeräte, die eine ebene, horizontale und das Cosinus-Gesetz befolgende Empfangsfläche haben. Es werden Registrierungen der Globalstrahlung mit einem elektrischen und einem mechanischen Pyranometer durchgeführt, um eine Unterlage für die Berechnung der Globalstrahlung zu erhalten. Als photometrische Meßmethode für Dauerregistrierungen im Freien wird die Strahlungsmeßkugel nachLarché-Schulze gewählt; für sie wird auf experimentellem Wege eine Glasabdeckung gefunden, die zusammen mit dem Gerät die genannten strahlungsphysikalischen Forderungen erfüllt. Es wird geprüft, ob die mit ihr im Spektralbereich des Selenphotoelements gewonnenen Tagessummen der Globalstrahlung auf das gesamte, kurzwellige Spektrum mit Hilfe eines konstanten Faktors zu erweitern sind.Die Ergebnisse verschiedener Autoren über die Berechnung von Mittelwerten der Globalstrahlungssummen für Wochen oder Monate und eigene Erfahrungen bei der Messung des Strahlungsgenusses der Erdoberfläche führen zu dem Problem, die einzelnen Tagessummen der Globalstrahlung zu berechnen. Unter Benutzung synoptischer Unterlagen wird hierfür eine Beziehung aufgestellt, welche, aufbauend auf den sich nach der Albrechtschen Formel ergebenden Normalwerten bei heiterem Himmel, die Berechnung der Globalstrahlung bei jeder beliebigen Wetterlage für einen Tag oder einzelne Stunden gestattet. Dies führt zu dem Ziel, die Tagessumme der Globalstrahlung wie andere meteorologische Elemente zu prognostizieren und in die tägliche Wettervorhersage aufzunehmen.

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Summary Measurement of total radiation of sun and sky calls for instruments with a plane, horizontal receiver-surface following the cosine law. Records of total radiation were carried out by both an electric and a mechanical pyranometer to obtain a basis for its calculation. As a photometric method for continuous records in the open air theLarché-Schulze sphere for measurement of radiation was chosen. By experiments a glass-cover was found which, together with the instrument, complies with the above mentioned requirements of radiation physics. A test was made as to whether the daily sums of total radiation obtained in this way within the spectral range of the selenium rectifier cell can be extended, by aid of a constant factor, to the whole short-wave spectrum.The results obtained by different authors with the calculation of mean values of sums of total radiation for weeks or months as well as experimental experiences of the author himself led to the solution of the problem of calculating the single daily sums of total radiation. Using synoptic material, the author develops a relation which, starting from the normal values of theAlbrecht formula for clear sky allows the calculation of total radiation of one day or single hours for any weather condition. Thereby it becomes possible to forecast the daily sum of total radiation in the same way as other meteorological elements and to make it a part of the daily weather-forecast.

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Résumé La mesure du rayonnement global exige des appareils possédant une surface réceptrice plane, horizontale et tenant compte de la loi du cosinus. On a procédé à des enregistrements du rayonnement global à l'aide de pyranomètres électrique et mécanique pour obtenir une base de son calcul. La mesure photométrique pour l'enregistrement en plein air fut faite au moyen de l'appareil sphérique deLarché-Schulze muni d'un verre protecteur de façon à remplir les conditions rappelées ci-dessus. On examina si les totaux journaliers du rayonnement global obtenus de la sorte dans le domaine spectral de la cellule au sélénium peuvent être étendus au spectre complet de courte longueur d'onde en leur appliquant un facteur constant.Les résultats obtenus par différents auteurs cherchant à établir des valeurs moyennes du rayonnement global par semaine ou par mois, ainsi que l'expérience personnelle de l'auteur, conduisent à la solution du problème de calculer les sommes individuelles journalières du rayonnement global. S'appuyant sur des documents de la synoptique, l'auteur établit une relation qui, partant des valeurs normales par ciel clair (selonAlbrecht), permet le calcul du rayonnement global par heure ou par jour en n'importe quelles conjonctures météorologiques. Cela rend possible la prévision de la somme journalière du rayonnement global et de l'introduire dans les pronostics quotidiens du temps.

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Mit 11 Textabbildungen.

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Gekürzte Fassung der von der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Hamburg im Juni 1951 angenommenen Dissertation.     

Photochemical,advective and turbulent effects on the meridional distribution of ozone

Summary A time-dependent study of the formation, distribution and destruction of atmospheric ozone is made for a meridional plane between 15 km and 45 km under the assumption of zonal symmetry. Included are time-effects of photochemistry, advection and turbulence, using presently available information on theoretical and observational data. The attempt is made to investigate the important part played by pure photochemistry, by the various transport processes and by the combination of both.In the photochemical calculations the equations of a pure oxygen photochemistry and solar ultraviolet energy data obtained from recent rocket observations are used.Murgatroyd andSingleton's results of a possible meridional circulation andPrabhakara's pattern of large-scale eddy diffusion, derived from the spread of radioactive tungsten in the stratosphere, are assumed to be the basic transport meachanisms.Several combinations of these non-photochemical processes are tested in the model and compared with recent observations.The relatively largest seasonal variations of the O₃-concentration take place in the upper stratosphere with a maximum concentration in the high-latitude winter-hemisphere. In the midstratosphere the maximum concentration appears over the equatorial latitudes following the sun's position. In the lower stratosphere the highest O₃-concentrations are over the polar latitudes throughout the year.The seasonal variation of the total ozone at middle and high latitudes can be explained by photochemical effects, the increase of total ozone with increasing latitude by the combined effects of photochemistry and transport processes only. With an advective transport of 70% ofMurgatroyd andSingleton's circulation we have reasonably well reproduced an observed spring distribution of O₃ in the northern hemisphere.

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Zusammenfassung Die Bildung, Ausbreitung und Zerstörung des atmosphärischen Ozons wird in einem meridionalen Profil zwischen 15 km und 45 km unter der Annahme zonaler Symmetrie als nichtstationäres Problem untersucht. Die Einflüsse der Photochemie, der Advektion und der Turbulenz werden als Funktionen der Zeit behandelt. Es wird versucht, die Bedeutung der photochemischen Einflüsse, der verschiedenen Transportprozesse sowie der Kombination beider in einem numerischen Modell zu studieren; gegenwärtig verfügbare theoretische und experimentelle Daten finden Verwendung.In den photochemischen Berechnungen werden die Gleichungen der reinen Sauerstoff-Photochemie und mit Raketen ermittelte Daten der verfügbaren Sonnenenergie verwendet.Murgatroyds undSinlgetons Ergebnisse einer möglichen meridionalen Zirkulation und die vonPrabhakara benützten Werte der großräumigen Turbulenz, die aus der Verbreitung des radioaktiven Wolframs abgeleitet worden sind, werden als Transportmechanismen betrachtet. Verschiedene Kombinationen dieser Transportgrößen werden im Modell getestet und mit neueren Beobachtungen verglichen.Die relativ größten jahreszeitlichen Schwankungen der Ozonkonzentration treten in der oberen Stratosphäre auf mit einer maximalen Konzentration in der Winterhemisphäre hoher Breiten. In der mittleren Stratosphäre befindet sich das Maximum über den äquatorialen Breiten. In der unteren Stratosphäre findet man die höchsten Ozonkonzentrationen während des ganzen Jahres über den polaren Breiten.Der Jahresgang des Gesamtgehaltes an Ozon über mittleren und hohen Breiten kann durch photochemische Einflüsse erklärt werden, die Zunahme des Gesamtozons mit zunehmender Breite nur durch ein Zusammenwirken von photochemischen und Transport-Prozessen. Mit 70% der Advektion vonMurgatroyd undSingleton haben wir eine beobachtete Frühjahrsverteilung des Ozons in der nördlichen Hemisphäre mit guter Annäherung reproduziert.

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Résumé On examine ici la formation, la propagation et la destruction de l'ozone atmosphérique dans un profil méridien entre 15 et 45 km d'altitude. Pour cela, on admet une symétrie zonale et qui'il s'agit d'un problème non stationnaire. On considére les influences de la photochimie, de l'advection et de la turbulence en fonction du temps. On essaie d'étudier au moyen d'un modèle numérique l'importance des influences de la seule photochimie, des différents processus de transport ainsi que la combinaison des deux phénomènes. Dans ce but, on utilise les valeurs théoriques et expérimentales disponibles actuellement.Dans le calcul photochimique, on utilise aussi bien les équations de la photochimie pure de l'oxygène que des valeurs de l'énergie solaire disponible, obtenues au moyen de mesures effectuées avec des fusées. Comme mécanismes de transport, on prend en considération les résultats des études deMurgatroyd etSingleton sur une circulation méridionale possible ainsi que les valeurs de la turbulence des grands espaces utilisées parPrabhakara. Ces dernières découlent de la dissémination du wolfram radioactif. On fait figurer dans le modèle diverses combinaisons de ces grandeurs de transport et on compare les résultats ainsi obtenus aux observations les plus récentes.Les variations saisonnières relativement les plus importantes de la concentration d'ozone se rencontrent dans la stratosphère supérieure. La concentration maximale se situe dans les hautes latitudes de l'hémisphère hivernal. Dans la stratosphère moyenne, le maximum se rencontre au voisinage de l'équateur. Dans la basse stratosphère, on note les plus fortes concentrations d'ozone au voisinage des pôles et cela durant toute l'année.On peut expliquer par des influences photochimiques les fluctuations annuelles de la teneur globale en ozone dans les latitudes moyennes et élevées. L'augmentation de la teneur totale de l'ozone avec la latitude ne s'explique que par les effets conjugués des processus photochimiques et de transport. On a assez bien pu reproduire une répartition de l'ozone observée au printemps sur l'hémisphère nord en utilisant le 70% de l'advection calculée selonMurgatroyd etSingleton.

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With 18 Figures

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This investigation was begun while the author was on leave at the National Center for Atmospheric Research in Boulder, Colorado, USA.     

Registrierungen der nächtlichen Ausstrahlung

Zusammenfassung An der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik in Wien wurde zwei Jahre hindruch die nächtliche Ausstrahlung registriert. Das verwendete Gerät war zur Ausschaltung des Windeffektes mit einer wärmestrahlungsdurchlässigen Kunstkristallplatte bedeckt. Der Abfall der Ausstrahlung im Laufe der Nacht betrug bei wolkenlosem Himmel im Mittel 11,5%, sonst im Durchschnitt 15 bis 19%. Bei bedecktem Himmel betrug die Intensität der Ausstrahlung im Mittel 18,5% des Wertes bei wolkenlosem Himmel. Die Abnahme der Ausstrahlung bei zunehmender Wolkenbedeckung des Himmels folgt nicht einer linearen, sondern einer quadratischen Beziehung. Infolge dieses Umstandes stimmen die aus Temperatur, Dampfdruck und Bewölkung nach denÅngströmschen Formeln berechneten mittleren Ausstrahlungswerte für größere Zeitabschnitte mit den tatsächlich gemessenen gut überein, während bei wolkenlosem Himmel die Berechnung zu hohe Werte ergibt.

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Summary The outgoing radiation at night was recorded during two years at the Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik in Vienna. To eliminate the effect of wind the instrument in use was covered with a plate of artificial crystal pervious to heat radiation. The decrease of outgoing radiation during the night amounted on the average to 11,5 per cent for cloudless sky, otherwise it varied between 15 and 19 per cent. In case of overcast sky the mean radiation intensity was found to be 18,5 per cent of the value for cloudless sky. The decrease of outgoing radiation with increasing cloudiness doesn't follow a linear, but a square function. Therefore, the mean radiation values calculated according to the formulae ofÅngström from temperature, vapour pressure, and cloudiness are for longer periods in good agreement with the measured ones. For cloudless sky, however, the calculation gives too high values.

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Résumé A la Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik à Vienne on a enregistré pendant deux ans le rayonnement nocturne. Afin d'éliminer l'influence duvent, l'instrument était recouvert d'une plaque de cristal artificiel diathermane. La diminution du rayonnement au cours de la nuit était de ce fait de 11,5% par ciel serein, et par ailleurs en moyenne de 15 à 19%. Par ciel couvert, l'intensité du rayonnement nocturne fut en moyenne de 18,5 de sa valeur par ciel clair. La diminution du rayonnement avec l'augmentation de la nébulosité n'obéit pas à une relation linéaire, mais quadratique. De ce fait les valeurs moyennes du rayonnement calculées au moyen de la formule d'Ångström à partir de la température, de la pression de vapeur et de la nébulosité concordent bien avec celles que l'on observe réellement, au moins pour des périodes assez longues; par ciel sans nuages par contre, le calcul donne des valeurs trop élevées.

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Mit 6 Textabbildungen.     

Glazial-meteorologische Untersuchungen im Karakorum

Zusammenfassung Es werden die Ergebnisse von Registrierungen der Globalstrahlung an zwei Stationen im Ablationsgebiet des Chogo Lungma-Gletschers (Karakorum) mitgeteilt. Im Vergleich mit den sommerlichen Strahlungsverhältnissen auf alpinen Gletschern zeichnet sich das Strahlungsklima im untersuchten Gebiet durch besonders hohe Globalstrahlungssummen aus. Dies ist weniger eine Folge intensiverer Sonnenstrahlung, als vielmehr ein Effekt der im Vergleich zu den Alpen viel langsameren Abnahme der Globalstrahlung mit zunehmender Bewölkung (=0,5). Ein Zusammenhang zwischen den Tagessummen der Global-, Sonnen- und Himmelsstrahlung mit dem Tagesmittel der Bewölkung für Juni/Juli wird abgeleitet. Aus zahlreichen Messungen der Albedo der Gletscheroberfläche werden die kurzwelligen Strahlungsbilanzen von Firn und blankem Eis ermittelt. Die Gegenstrahlung der Atmosphäre wird aus einer angenommenen mittleren Verteilung von Temperatur und Feuchtigkeit in der freien Atmosphäre mit Hilfe desElsasser-Diagramms und aus den beobachteten Bodenwerten nach derÅngströmschen Formel berechnet, wobei sich gute Übereinstimmung ergibt. Die Ausstrahlung der Gletscheroberfläche wird aus ihrer Temperatur berechnet. Mit den so bestimmten kurz- und langwelligen Strahlungsströmen werden die Gesamt-Strahlungsbilanzen ermittelt. Die weitaus größten und für den Massenhaushalt des Gletschers wichtigen Schwankungen des Strahlungsumsatzes an seiner Oberfläche werden von Änderungen ihrer Albedo hervorgerufen. Abschließend werden die Ergebnisse von einigen Messungen der Globalstrahlung in größerer Seehöhe mitgeteilt. Eine Abschätzung des Strahlungshaushalts in der Höhenzone von 6.000 bis 7.000 m ergibt, daß unter der Annahme einer Albedo von 0,75 in dem dort herrschenden Klima (kein Sommermonsun) ein Schmelzen des Schnees nur mehr unter seltenen Umständen möglich erscheint.

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Summary Records of radiation in the ablation area of Chogo Lungma Glacier (Karakorum) show that, in comparison with corresponding conditions in the European Alps, the radiation climate in the Karakorums during summer is characterized by high daily totals of global radiation. This is less due to stronger solar radiation but to a slower decrease of global radiation with increasing cloudiness (=0.5). A relation between the daily sums of global, solar, and sky radiation with cloud amount is given. The short wave radiation balance of firn and bare ice is evaluated from numerous measurements of the albedo. Long wave radiation from the atmosphere is computed from an assumed distribution of temperature and moisture in the free atmosphere by means ofElsasser's diagram, as well as from observed surface values withÅngström's formula, what leads to a good agreement. The outgoing radiation from the glacier's surface is computed according to its temperature. From these data the total radiation balance during the period of observations is derived. By far the greatest, and for its mass balance important, variations of the radiative energy exchange of the glacier is caused by variations of the reflectivity of its surface. Finally, the results of several radiation measurements at higher altitude are given. An estimate of the radiation balance at an altitude of 6.000 to 7.000 m shows that assuming an albedo of 0.75, melting of the snow in this climatic regime (no summer monsoon) seems only possible under rare conditions.

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Résumé L'auteur expose les résultats de mesures du rayonnement global faites en deux stations de la zone d'ablation du glacier de Chogo Lungma (Karakoroum). Les valeurs du rayonnement sont dans cette région nettement plus élevées que sur les glaciers alpins en été ce qui est moins le fait d'un rayonnement solaire plus intense que d'une décroissance plus lente de celui-ci lorsque augmente la nébulosité (=0,5). On donne une relation entre les totaux journaliers du rayonnement global, solaire et céleste et les moyennes journalières de la nébulosité en juin et juillet. De nombreuses mesures de l'albédo de la surface du glacier permettent d'établir le bilan du rayonnement à corute longueur d'onde du néve et de la glace pure. Le contrerayonnement de l'atmosphère se calcule à partir d'une distribution moyenne supposée de la température et de l'humidité de l'atmosphère libre tirée du diagramme d'Elsasser et des observations au sol d'après la formule d'Ångström, les deux méthodes donnant des résultats concordants. L'émission de la surface du glacier se calcule à l'aide de sa température. Ainsi s'obtient le bilan radiatif total. Les plus fortes variations de l'échange radiatif à la surface du glacier et en même temps celles qui jouent le plus grand rôle dans l'économie de masse du glacier sont produites par les variations de son albédo. On donne encore quelques résultats de mesures du rayonnement global à grande altitude. Une estimation du bilan radiatif de la zone comprise entre 6.000 et 7.000 m. montre que dans ce climat sans mousson d'été et en admettant un albédo de 0,75, la fusion de la neige n'est possible que dans de rares circonstances.

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Mit 8 Textabbildungen

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Herrn Prof. Dr.H. Ficker zum 75. Geburtstag gewidmet.