Abhängigkeit des Dispersionsgrades der mit RaB bzw. fallout beladenen Aerosolpartikel in der unteren Troposphäre zwischen 700 und 3000 m NN von Luftkörpertyp und Austauschintensität

Zusammenfassung Bei den fortlaufenden Messungen der natürlichen und künstlichen Radioaktivität des Aerosols, welche seit Dezember 1963 gleichzeitig in 0.7, 1.8 und 3 km Höhe ausgeführt worden sind, wurde eine Doppelfiltermethode angew andt. Sie diente dazu, einen Relativwert für den Dispersionsgrad (Feinheitsgrad) der die natürliche bzw. künstliche Radioaktivität tragenden Partikel zu gewinnen. Den höchsten Dispersionsgrad fanden wir im Falle der natürlichen (RaB-)Radioaktivität in tropisch-maritimen, den geringsten in polar-maritimen und polaren Luftkörpern. Im Falle der fallout-Radioaktivität ergab sich der höchste Dispersionsgrad in tropischen, der geringste in kontinentalen Luftkörpern und ausserdem eine stark ausgeprägte Abnahme des Dispersionsgrades mit der Höhe. Der Dispersionsgrad der die RaB-Aktivität tragenden Partikel zeigt ausserdem eine charakteristische Abhängigkeit von der Intensität des vertikalen Austausches; es ergeben sich für die 3 verschiedenen Meereshöhen unterschiedlichen Type der Abhängigkeit.

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Summary A double aerosol filter method was used in order to gain relative values which characterize the existing type of size distribution of the atmospheric aerosol particles; labelled by natural or fallout radioactivity. Continuous measurements were carried out simultaneously at 0.7, 1.8 and 3 km altitude since December 1963. Concerning natural (RaB) radioactivity we found the minimum of aerosolparticle size in tropical maritime air, its maximum in polar maritime and polar air masses. In the case of fallout radioactivity the minimum of particle size is found in tropical, the maximum in continental air. With increasing altitude, the mean size of the fallout particles decreases obviously. The size distribution of the aerosol particles, labelled by RaB radioactivity, is a function of vertical mass exchange intensity. The pattern of this function depends strongly on altitude.

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Physikalisch-Bioklimatische Forschungsstelle Garmisch-Partenkirchen der Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung.     

Frequency content of stress waves in the nearest zone of a spherical explosive source in gravel sandy soil

Zusammenfassung Bei Verfolgung der Entstehung und Formierung der durch eine explosive Kugelquelle erregten Druckwellen steht die Frage ihres Frequenzgehalts im Vordergrund. Der Frequenzgehalt dieser Wellen wurde durch die Abhängigkeit ausgedrückt (2), die die Änderungen der relativen Breite des Amplitudenspektrums (1) vom Gewicht und von der Entfernung der Quelle angibt. Aus(2) erfolgt, dass der Frequenzgehalt der Druckwellen mit wachsender Entfernung und Grösse der Ladung exponential sinkt, wobei die Steilheit dieses Abfalls für höhere Grössen der Ladung kleiner ist. Das Herabsetzen des Frequenzgehalts dieser Wellen verursacht, dass die maximate spektral Dichte in grösseren Entfernungen von der Quelle markanter wird.     

Die Höhen- und Zeitabhängigkeit des Austauschkoeffizienten in der Bodenschicht

Zusammenfassung Es werden tägliche Gänge des Austauschkoeffizienten an zwei Stationen, Leafield (England) und Ismaila (Aegypten), die jeweils einen bestimmten Klimatyp repräsentieren, mit und ohne Berücksichtigung des Turbulenzcharakters berechnet. Die Berücksichtigung des Turbulenzcharakters (in erster Näherung in Abhängigkeit von Strahlung und Wind) führt zur charakteristischen Auswahl, z. B. zum Konvektionstyp, Stratustyp, die Nichtberücksichtigung zur klimatologischen Auswahl. Beide Auswahlen werden miteinander verglichen und Kriterien über ihre Anwendung festgelegt. Zusätzlich werden die jährliche Variation betrachtet und die Gänge in empirisch- analytische Funktionen zerlegt. Als Grundlage zur Berechnung dienen die Temperatur- bzw. Temperaturgradientregistrierungen vonN. K. Johnson undG. S. P. Heywood (⁷) über 5 Jahre in 5 Niveaus (1.2, 2.4, 30.4, 57.4, 87.7 m, Leafield) und die vonW. D. Flower (⁸) über ein Jahr in 4 Niveaus (1.1, 16.2, 46.4, 61.0 m, Ismaila). Es wird gezeigt, dass der lineare Höhenansatz für den Austauschkoeffizienten, der für eine adiabatische Atmosphäre gilt, nicht auf eine wirkliche Atmosphäre angewandt werden darf; als ein günstiger Ansatz wurde im Höhenintervall von 10–100 m dasGauss'sche Fehlerintegral gefunden, der durch die Berechnung der Austauschkoeffizienten in zwei Messtufen für Leafield geprüft werden kann; die bisherigen Berechnungen beschränkten sich auf eine Meßstufe und ergaben keine Möglichkeit, den Ansatz zu prüfen. Dieser Höhenansatz ergibt einen stetigen Uebergang von der Boden- zur Oberschicht, oder anders ausgedrückt, von der Schicht mit höhenabhängigem Austausch zu der mit höhenkonstantem, so erhält man die vonC. G. Rossby (⁹) eingeführte Restturbulenz (residual turbulence). Es werden tägliche Gange des Austauschkoeffizienten im einzelnen diskutiert; besonders der Spezialfall der klaren Junitage von Leafield (Konvektionstyp der gemässigten Breiten), für den eine Modellvorstellung entworfen wird, bei der die Wechselwirkung von Strahlung, Schichtung, Temperatur und Austausch gleichzeitig betrachtet wird.Ausgehend von der zweiten Diffusionsgleichung des atmosphärischen Austauschs wird gezeigt, dass sowohl für den Austausch als auch für das Integral der Diffusionsgleichung die Trennung der Variablen möglich ist mit der Einschränkung, dass bei Tagen bzw. Auswahlen von Tagen mit ausgesprochenem täglichen Gang für Tag und Nacht verschiedene höhenfunktionen erforderlich sind. Die beiden separaten (gewöhnlichen) Differentialgleichungen, die nach der Trennung der Variablen erhalten wurden, werden vorerst getrennt integriert und die Konstanten jeweils voneinander unabhängig berechnet; damit erhält man einerseits die Möglichkeit, die durch Integration der Zeitabhängigkeit des Austauschkoeffizienten erhaltene neue Zeitfunktion mit der der gegebenen potentiellen Temperatur zu vergleichen, andererseits den Höhenansatz ein zweitesmal zu prüfen. Die numerische Prüfung der Zeitabhängigkeit wurde für die Auswahl «Alle Junitage Leafield», die der Höhenabhängigkcit für die Auswahl «Bedeckte Dezembertage Leafield» durchgeführt. Abschliessend werden die beiden Gleichungen zusammen betrachtet, die Integration vorgenommen, eine numerische Auswertung jedoch nicht ausgeführt.

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Summary The daily variation of the «Austauschkoeffizient», i. e. eddydiffusivity, has been computed for two stations, Leafield (England) and Ismaila (Egypt), representing each other a special type of climate. On the side one attention has been given to the character of turbulence as mainly influenced by insolation and wind leading to a characteristic selection, for instance a «convection-type»; on the other side normal monthly values have led to a climatologic selection. Both selections have been compared and criterions for their use determined. Additionally the daily variations have been analysed in known functions, their annual variations regarded.The foundations for this analysis were the registrations of temperature or temperature-gradient ofN. K. Johnson andG. S. P. Heywood for 5 years at 5 levels (1.2, 12.4, 30.5, 57.4, 87.7 m, Leafield) andW. D. Flower for 1 year at 4 levels (1.1, 16.2, 46.4, 61.0 m, Ismaila).A main result is that the linear function with height of the «Austauschkoeffizient», confirmed for an adiabatic atmosphere, cannot be applied to a real atmosphere; the error-function integral has been found a good approximation in the interval between 10 and 100 m, which can be tested by computing the daily variation of the «Austausch-koeffizient» at two levels; previous results were limited to a single level without this possibility of testing. This variation with height gives a steady transition from the layer with variable «Austauschkoeffizient» to the one with constant «Austauschkoeffizient» thus getting the residual turbulence ofC. G. Rossby. Special types of the daily variation of the «Austauschkoeffizient» have been discussed, especcially the convectiontype of middle latitudes (Leafield, clair days), for which a model has been given, regarding the mutual effects of insolation, gradient, temperature and «Austausch».Basing on the second partial differential equation of atmospheric diffusivity it has been shown that both for the «Austauschkoeffizient» and the integral of this equation the separation of the two variables (t=time,z=altitude) is possible with the limitation that for days respectively selections of days with great daily variation different functions with height for day and night are necessary. This resulted in getting two ordinary differential equations, which at first have been integrated separately, and so determined their constants. Now it was possible to compare the daily variation of the integral with that of the given potential-temperature, additionally to prove the function with height for a second time. A numerical proof for the daily variation has been made for the selection «all days of june, Leafield», for the function with height for the selection of «covered days of december, Leafield». Finally both differential equations have been considered together, a numerical example has not been given for special reasons.

     

Studie über Höhenschwankungen der F2-Schicht: II

Zusammenfassung Die scheinbaren Minimalhöhen der F2-Schicht (h F2) zeigen eine charakteristische Abhängigkeit von der jeweiligen Sonnentätigkeit mit einer Doppelperiode innerhalb eines Sonnenfleckenzyklus. Nur für die peruanische Station Huancayo ergeben die statistischen Berechnungen eine einfache Periode mit grossen Höhen für die untere Grenze der F2-Schicht zur Zeit geringer Sonnentätigkeit und mit einer tiefliegenden unteren Begrenzung zum Sonnenfleckenmaximum.

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The virtual heights of the ionospheric F2-layer depends on the solar activity characteristically with a double-period for one sunspots-cycle. Only at the Peruvian station Huancayo appears a single period with great heights at small solar activity and with deep-seated boundary of F2-layer at strong solar activity. *** DIRECT SUPPORT *** A2919023 00002

     

Die Farbe des Himmels

Zusammenfassung I.-Es werden die Grundlagen für eine Berechnung der Farbe des Himmels zusammengestellt. Die Lichtstreuung an Luftmolekülen ist nach Richtungs- und Wellenlängenabhängigkeit bekannt. Für das Aerosol, das aus Wassertröpfchen (Brechungszahlm=4/3) bestehend angenommen wird, ist die Abhängigkeit der Streuung vom Streuwinkel und von der Wellenlänge durch neuere Arbeiten bekannt; die Veränderung mit dem Brechungsindex der Tröpfchen kann für den Fall, dass diese aus stark verdünnten. Salzlösungen bestehen, abgeschätzt werden. Die Streufunktion für ein nicht homogenes sondern aus einem Spektrum verschiedener Tropfengrössen bestehendes Aerosol wird unter der Annahme abgeleitet, dass die vonJunge im Mittel gefundene Tropfenverteilung vorliegt. Damit ergibt sich die Abhängigkeit der Streufunktion von Wellenlänge und Dunstgehalt. Sei findet ihre Verwendung in der Formel für die primäre Streustrahlung eines Himmelspunktes.-II.-Es werden für 7 Wellenlängen im sichtbaren Spektrum die Intensität des primären Streulichtes der im Sonnen- und im Gegenvertikal in 90, 85, 60, 30 0° Zenithdistanz, sowie beiderseits der Sonne in 10° Abstand gelegenen Himmelspunkte bei 2 Sonnenhöhen und vier verschiedenen Trübungszuständen der Atmosphäre gerechnet. Durch Auswertung im Farbdreieck werden hieraus die farbtongleiche Wellenlänge, die Farbsättigung und die Leuchtdichte bestimmt und die Veränderung dieser charakteristischen Grössen im Sonnenvertikal mit dem Trübungszustand der Atmosphäre diskutiert.-III.-Die Einflüsse der zweifachen Streuung innerhalb der Atmosphäre, der Beleuchtung der Atmosphäre durch Reflexstrahlung des Bodens und der Vielfachstreuung werden bestimmt. Hierfür finden einmal die Methode der vertikalen Strahlungsströme (die die Abhängigkeit der sekundären Streuung von Azimuth nicht zu erkennen gestattet), zum zweiten die direkte Berechnung der Sekundärstreuung aus der Atmosphäre und vom Erdboden Verwendung. Letzteres, Verfahren ist wegen der notwendigen mehrfachen numerischen Integrationen sehr langwierig. Es gestattet jedoch allein klare Abschätzungen für den sonnennahen Himmelsteil. An drei berechneten Punkten wird gezeigt, dass die Wirkung der sekundären Streuung in Sonnennähe etwa 30%, an sonnenfernen Himmelspunkten etwa 50% des Himmelslichtes ausmacht, und dass sie für die korrekte Erfassung des Farbtones und der Farbstättigung wesentlich ist.

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Summary I) The basic principles of computing the colour of the sky are outlined. Scattering of light by air molecules and its dependence of direction and wavelength is well known. From recent papers the dependence of scattering by aerosol, supposed to consist of waterdroplets (refractive numberm=4/3), of the angle of dispersion and of the wavelenght is known. The variation with the refractive index of the droplets assumed to consist of highly diluted solutions of salt can be estimated. The scattering function of a non-homogeneous aerosol consisting of a spectrum of different radii of droplets has been deduced on the assumption that the droplets show an average distribution of size as found byJunge. So we obtain the scattering function depending on wavelenght and amount of dust. It is used when computing the primary radiation scattered from a point of the sky.-II) For 7 wavelenghts in the visible spectrum the intensities of primary light scattered from points of the sky situated on the vertical through the sun and its opposite at zenith distances of 90, 85, 60, 30, and 0°, further from points at 10° distance above and below the sun have been computed. All these calculations have been made for two different altitudes of the sun and for four different degrees of turbidity. Applying the «Farbdreieck» (= colorimetric diagram) the wavelength of equivalent colour, the colour saturation, and the brightness are obtained, further the variation of these characteristic figures of the sun's vertical with turbidity of the atmosphere are discussed.-III) The influences of secondary scattering within the atmosphere, of illumination of the atmosphere by radiation reflected from the ground, and of multiple scattering are determined. For this purpose the method of vertical radiation flux (from which the azimuth dependence of secondary scattering cannot be found), and further the direct computation of secondary scattering from the atmosphere and ground are used. Because of the multiple numerical integration this latter procedure is rather tedious. However, it only allows for accurate estimations for the region of the sky close to the sun. The effect of secondary scattering is shown for three points of the sky. In the vicinity of the sun it is about 30%, and at greater distances it rises to about 50% of the sky light. Thus this effect is of great importance for accurately considering the shade of colour and its saturation.

     

Lo strato base dell'atmosfera come determinante il clima delle Alpi

Zusammenfassung Die gewöhnlichen klimatologischen Betrachtungen insbesondere diejenigen mit Hilfe von Klimakarten beziehen sich auf das Makroklima der Erde. Als Extrem steht das Mikroklima in der üblichen Definition gegenüber. Die von beiden Betrachtungen behandelten Räume sind grössenordnungsmässig so verschieden, dass es zweckmässig ist, zwischen die genannten Klimabereiche noch das Mesoklima einzuschalten. Der Gültigkeitsbereich für die vorgenennten Begriffe wird für das Klima der Hochgebirge besprochen. Die Gebirgsatmosphäre wird als Gegenstand des Makroklimas anzusehen sein. Die Atmosphären der Berghänge und der Täler sind dagegen als Gegenstand des Mesoklimas anzusehen. 1) Die Schneedecke in den Hochgebirgen ist von besonderer Empfindlichkeit gegenüber der vertikalen Verteilung der Temperatur, daher ist die durchschnittliche Lage der Peplopause von entscheidender Bedeutung für die Andauer der Schneedecke in Hochgebirgen. 2) Die Peplopause ist entscheidend für die Vertikalgliederung der unteren Schichten der freien Atmosphäre, sie ist in ähnlicher Weise entscheidend für die Verteikalgliederung im Makroklima der Hochgebirge. Dies lässt sich durch die vertikale Verteilung der relativen Feuchtigkeit besonders deutlich zeigen. 3) Der Charakter der Grundschicht im Bereich der Gebirgsatmosphäre ist beispielsweise entscheidend für die Ausbildung der Gewitter in Hochgebirgen. 4) Die tiefsten Minimatemperaturen in Mitteleuropa wurden auf der Gestettneralm bei Lunz in Niederösterreich beobachtet. Neben den besonderen lokalen Verhältnissen war die Lage der Station oberhalb der Peplopause massgebend. 5) Der Temperaturgegensatz zwischen freier Atmosphäre und Berggipfeln ist verschieden für die Grundschicht einerseits und für die Peplopause und die darüberliegenden Schichten andrerseit. 6) Der Einfluss der Massenerhebungen auf die Gebirgsatmosphäre ist nach neueren Untersuchungen nicht mehr in einer thermischen Begünstigung zu sehen. Dass im Innern des Alpenmassivs Waldgrenze und alpine Schneegrenze höher liegen als in den Randzonen muss auf besondere Verhältnisse im Makroklima des Gebirges zurückgeführt werden und hier wird wiederum die durchschnittliche Lage der Peplopause von Einfluss sein.     

Global variation in the atmospheric electric field

Summary An analysis of the global nature of the atmospheric electric field is presented on the basis of comparison of measurements on the research vessel, Hakuho-Maru, on the Mid- and South-Pacific Ocean, with those at Syowa Station in Antartica and on two vessels on the Mid-Atlantic Ocean. The comparison of daily averages gave a different type of latitude dependence, which was characterized by a gradual decrease toward the antarctic region. Diurnal variations at these globally representative stations on the same day were checked with each other for the first time, and the correlation between them was found much higher than that between land stations. The regional effect, which might depend on the distance from the thunderstorm area, was not evidently detected. So the influence of the generator area was considered to propagate over the entire globe without significant attenuation.

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Zusammenfassung Auf der Grundlage von Vergleichen zwischen Messungen an Bord des Forschungsschiffes Hakohu-Maru im mittleren und südlichen Pazifischen Ozean, an der antarktischen Forschungsstation Syowa und an Bord von zwei Forschungsschiffen im mittleren Atlantik wird eine Analyse der weltweiten Natur des luftelektrischen Feldes vorgelegt. Der Vergleich von Tagesmitteln ergab eine spezielle Abhängigkeit von der geographischen Breite, gekennzeichnet durch eine allmähliche Abnahme in Richtung auf den antarktischen Bereich. Die Tagesgänge an diesen weltweitrepräsentativen Stationen wurden zum ersten Mal untereinander für jeweils die gleichen Tage verglichen. Es wurde gefunden, dass die Korrelation zwischen ihnen weitaus grösser war als sie zwischen Landstationen ist. Ein regionaler Effekt, vermutbar in der Form einer Abhängigkeit von der Entfernung zur Gewitterzone, wurde nicht sicher gefunden. Deswegen wird angenommen, dass die Auswirkungen des Generatorbereichs sich über die gesamte Erde ohne merkliche Verminderung erstrecken.

     

Livellazione astronomica lungo il meridiano di Roma

Riassunto L'A. partendo dai risultati delle determinazioni astronomiche di latitudine e di azimut eseguite lungo il meridiano di Roma dal Reina dal 1898 al 1905 ed apportando ad esse le riduzioni al polo medio, in base ai risultati definitivi delle coordinate del polo per le epoche delle osservazioni, e le riduzioni al livello medio del mare, confronta i risultati trovati con gli omologhi geodetici relativi all'ellissoide di Bessel orientato a Genova e a Roma e all'ellissoide di Hayford orientato a Roma. Determina cosi le componenti meridiane ed astronomiche delle deviazioni delle verticali e con queste, dopo opportuna discussione, stabilisce il profilo del geoide dall'Isola di Ponza a Cortina d'Ampezzo per una lunghezza di oltre 700 Km, mettendo in luce una spiccata onda geoidica che raggiunge il massimo scostamento di circa 11 metri a Comacchio.

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Zusammenfassung Der Verfasser geht von den Ergebnissen der von Reina längs des Meridians von Rom in den Jahren 1898 bis 1905 ausgeführten Breite-und Azimut-Bestimmungen aus und fügt diesen Bestimmungen die Polreduktion zu auf Grund der endgültigen Ergebnisse für die zur Zeit der Beobachtungen geltenden Polarkoordinaten; es werden noch die Reduktionen auf Normal-Null berücksichtigt. Es werden weiter die ermittelten Daten mit den entsprechenden geodätischen Ergebnissen verglichen, welche sich auf das auf Genua und Rom orientierten Besselsche Ellipsoid beziehen. Es werden die meridianischen und orthodromischen Komponenten der Lot-abweichungen bestimmt und mit diesen das Profil des Geoids von der Insel Ponza bis Cortina d'Ampezzo in einer Länge von 700 Km. In dieser Erörterung wird eine deutliche geoidische Welle ersichtlich gemacht, die die grösste Abweichung von ungefâhr 11 m. in Comacchio erreicht.

     

Die allgemeine theorie des erdinduktors

Zusammenfassung Bei Verwendung von Saitengalvanometern für Inklinationsmessungen mit dem Erdinduktor sind Schwingungen zu beobachten, die bei den viel stärker gedämpften Spiegelgalvanometern nicht auftreten. Die Erklärung dieser Zusammenhänge ist mit den bekannten einfachen Induktionsformeln nicht möglich, weil sie nur Angaben über die Mittelwerte der EMK geben. Ueber das Spatprodukt von drei Vektoren: Totalfeldstärke, Drehachse und Vektor in der Windungsebene, lässt sich die allgemeinste Formel für die induzierte EMK bei beliebiger Achsenstellung berechnen. Kleine Winkelabweichungen aus der Nullage zeigen gemäss Formel Abhängigkeit der Verstellempfindlichkeiten von der Grösse der Inklination. Die Kommutierung wird einer genauen Betrachtung unterzogen; die Amplituden der Schwingungen mit Hilfe derFourier-Analyse berechnet. Der Induktionsstrom wird nach der bekannten Differentialgleichung bestimmt. Eine Möglichkeit der Messung vonH aderZ unter Verwendung von zwei Erdinduktoren wird am Schluss betrachtet.In dem zweiten Teil werden die Korrekturen, welche auf die Spulenkonstante anzuwenden sind, bestimmt. Die Grösse der Windungsflächen hängt von der Drahtstärke und der Konstruktionsart des Induktors ab (Einfach- oder Doppelspule). Der Einfluss des Rahmes auf die Spule wird einer genauen Betrachtung unterzogen. MittelsFourier-Analyse kann die Grössenordnung der Fehler von schlechtjustierten Kommutatoren bestimmt werden. Eine Uebersicht alter und neuer Indikationsmethoden bei Inklinationsmessungen beschliesst den Text.

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Summary 1. In using fibre-galvanometers for the measurement of Inclination with the earthinductor oscillations can be observed that do not appear at the use of mirrorgalvanometers, more muted. These relations can not be explained very well with the help of the known simple formulas, as the latter state only the means of EMF. Through the triple-product of the three vectors, i.e. total magnetic force, rotation-axis, vector in the plane of the coil, the general formula can be figured for the induced EMF at any possible positions of the axis. Small deviations from the nullposition show — according to the formula — some dependance of the sensibilities in changing the position of axis from the degree of Inclination. The commutation is taken into very careful consideration, the amplitudes of oscillations are calculated byFourier-Analysis. The current of the induction is computed according to the well known differential-equation. The possibility to fixH orZ in using two earthinductors will be described at the end of the first chapter.

     

Numerical treatment of a model of the hydromagnetic dynamo with a selected system of convection in the earth's core

Zusammenfassung In der Arbeit[3] wurde das Problem der Auswahl des Geschwindigkeitsfeldes für kinematisches Modell eines hydromagnetischen Dynamos im Erdkern gelöst. Den Inhalt des vorliegenden Artikels bildet die Beendigung dieser Problematik in numerischer Beziehung und die Diskussion der Ergebnisse. Man hat die numerischen Methoden beantragt und daran zu arbeiten angefangen, die Kennzahl und daher auch die charakteristische Geschwindigkeit im Modell gefunden. Die numerische Stabilität der Lösung wurde nicht untersucht. Man beglaubigte die zur Existenz eines stationären Mechanismus der Generierung des geomagnetischen Feldes nötigen Voraussetzungen gleichzeitig mit den Bedingungen, die zur Einführung des Generierungs-KoeffizientenP notwendig sind. Der Koeffizient ist in sphärischen Koordinaten angeführt und es wird gezeigt, dass die Kennzahl seine Grösse nicht beeinflusst.     

Comments on the definition of turbulence

Zusammenfassung Es werden Gründe erläutert, die zur Äusserung einer auf dem Begriff der Ergodizität beruhenden Definition der Turbulenz führen. Wir gehen von der Theorie der Unstabilität der Strömung bei Wirkung einer Störung der endlichen Amplitude aus. Es wird das Ergodenproblem im Landauschen Modell der entwickelten Turbulenz behandelt und einige mit der Ergodenhypothese zusammenhängende Folgen erörtert. Als ein Anfangselement gilt für uns der Begriff der Transitivität. Wir beachten auch die Beziehung zwischen der metrischen Transitivität und der Eigenschaft des Durchmischens der Bewegungen sowie die Relation zwischen dem energetischen Storungsspektrum und der Ergodenhypothese.     

Untersuchungen über die Schneedeckenver-Hältnisse im Hochgebirge nach Beobachtungen auf der Grossglockner-Hochalpenstrasse (Vorläufige mitteilung)

Zusammenfassung Es wird über eine vorläufige Bearbeitung zehnjähriger Beobachtungen der Schneehöhen auf der Grossglockner-Hochalpenstrasse berichtet, die durch die Häufung von Beobachtungsstellen vor allem einen Einblick in die Veränderlichkeit der Mächtigkeit der Schneedecke auf kleinem Raum im Hochgebirge gewähren. Die Messtellen lagen in Entfernungen von 100m und weniger. Aus je sechs Messungen in 120m breiten Profilen quer zur Strasse berechnete Mittelwerte erlauben, repräsentative durchschnittliche Jahresgänge der Mächtigkeit der Schneedecke für verschiedene Höhen und orographische Lagen abzuleiten. Es lassen sich zwei Typen der Jahresgänge unterscheiden, die durch den Grad der Exposition des Messgebietes bestimmt werden. Die grossen Unterschiede der mittleren Schneehöhen an jeder der sechs Messtellen der einzelnen Profile, die mehrere Meter übersteigen können, und die ähnlich grossen Unterschiede in der Verteilung der Schneehöhen auf die einzelnen Messtellen der Profile in den verschiedenen Jahren lassen erkennen, wie wenig repräsentativ für ein weiteres Gebiet im allgemeinen eine einzelne Schneehöhenmesstelle im unebenen Gelände des Hochgebirges ist. Zur Gewinnung repräsentativer Werte der Schneehöhen ist im Hochgebirge die Bildung von Gebietsmittel aus mehreren über einen kleinen Raum verteilten Messtellen zweckmässig. Ein Rückschluss auf die Niederschlagsmengen aus den Schneehöhen einer Messtelle ist im allgemeinen im Hochgebirge nicht gerechtfertigt. Die grosse Veränderlichkeit der Schneehöhe im Hochgebirge wird auch aus durchschnittlichen Schneeprofilen entlang der Hochalpenstrasse und aus den Unterschieden der durchschnittlichen Schneehöhen zwischen Strassenmitte und Strassenrand ersichtlich. Die Ergebnisse der gehäuften Schneehöhenmessungen auf der Grossglocknerstrasse erscheinen für die Beurteilung der Nährgebiete der Gletscher und für die Abschätzung des Wasserwertes der winterlichen Schneedecke des Hochgebirges für die Zwecke der Wasserwirtschaft von grosser Bedeutung.

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Summary The articledeals with a preliminary evaluation of observations of snow depth at the Grossglockner highway during a period of ten years. The numerous observations show clearly the variation of the depth of a snow cover in between a small area in high mountains. The stations were located 100 meters and less apart from each other. 800 observation stations have been established extending 46 km along the highway. Observations were made once a week. Mean values obtained from 6 measurements in a 120 m broad profile rectangular to the road give a representative annual average of snow depth for different elevation and different orographic areas. Two types of annual variations can be distinguished according to the exposure of the considered area. The great variation of the mean snow depth at each of the six stations of one profile—there are variations of several meters-and variations of the same order of magnitude for stations of the same profile for different years show that the observations of a single station in high mountains are by no means representative. Therefore the evaluation of mean values over a certain small area must be recommended in order to obtain accurate results. In general a derivation of the amount of precipitation from the snow depth for a single station cannot be justified. The variation of snow depth can also be recognized from the average snow profile along the highway and from the difference of this quantity between the center and the border of the road. The results of frequent measurements of snow depth at the Grossglockner highway can be also used with success for considerations on the economy of glaciers and for an estimation of the water contents of a snow cover in winter which may be of particular interest for hydrology.

     

On the derivation of frequency distributions of vector wind shear values for small shear intervals

Summary The relationship between the shear interval and the mean vector shear in the free atmosphere is developed. It can be shown by observed data that the mean vector shear decreases with the shear interval following a power law. A linear relationship exists between mean vector shear and standard deviation for the corresponding shear intervals. The power law is also applicable to mean extreme vector shears. It is thus possible to analytically derive distributions of vector shear values for small shear intervals in the free atmosphere, where practically no regular measurements of such small increment recordings exist.

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Zusammenfassung Dieser Artikel diskutiert die Möglichkeit, aus Häufigkeitsverteilungen von Vektorwindscherwerten in der freien Atmosphäre für grosse Scherintervalle wie z.B. 1 km Stufen die Verteilungen für kleine Scherintervalle analytisch zu bestimmen. Es kann gezeigt werden, dass der Mittelwert der Vektorwindscherwerte mit der Grösse des Scherintervals durch ein Potenzgesetz zusammenhängen. Mittelwert und Streuung für das korrespondierende Scherinterval besitzen eine lineare Abhängigkeit. Das Potenzgesetz kann ebensowohl auf mittlere Extremewerte angewandt werden. Der Unterschied ist lediglich, dass der Exponent für mittlere Schervektoren um 1/2 liegt, während mittlere Extremwerte mit dem Scherinterval durch den Exponenten 1/3 verbunden zu sein scheinen. Somit können Verteilungen von Vektorwindscherwerten für kleine Scherintervalle analytisch abgeleitet werden, obwohl keine Messungen aus der freien Atmosphäre auf regelmässiger Basis für kleine Scherintervalle vorliegen.

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Excerpts of this article have been presented at the Second Conference on Climatology, American Meteorological Society, Asheville, North Carolina, October 1962.     

Gestalt und Veränderung der Niederschlagsgebiete Nordamerikanischer Hurrikane

Zusammenfassung Für zwei nordamerikanische Hurrikane wurden aufeinanderfolgende Karten der stündlichen Niederschlagsmengen gezeichnet. Sie lassen eine Beurteilung der Entwicklung der Niederschlagsgebiete im Laufe der Entwicklung des Hurrikans zu. Nur anfangs ist das Niederschlagsgebiet annähernd kreisförmig. Sehr rasch deformiert es in der Art, daß auf der Rückseite das Regengebiet sehr rasch abbricht und auch links von der Zugrichtung keine sehr große Ausdehnung hat. Dagegen ist der Niederschlag sehr ausgedehnt nach vorn und nach rechts in der Zugrichtung gesehen. Im letzten Stadium löst sich der Niederschlag sogar vom Kern des Hurrikans ab. Eine Erklärung für diese Entwicklung wird dynamisch versucht, Einflüsse von Luftmassengegensätzen werden abgelehnt, solche des Untergrundes gering eingeschätzt. Konvergenzen, die zur Wolken-und Niederschlagsbildung führen können, entstehen einmal durch Abweichungen vom Gradientwind bei der Vertiefung des Wirbels und infolge des raschen Druckfalles vor dem wandernden Wirbelsturm, zum anderen als Strömungskonvergenzen im Einzugsgebiet. Divergenzen entstehen beim Auffüllen, ferner beim Druckanstieg hinter dem wandernden Kern und im Delta der Isobaren. Durch Ueberlagerung dieser Vorgänge lassen sich prinzipiell die Aenderungen des Niederschlagsgebietes erklären.

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Summary Maps of hourly precipitation were drawn for two hurricanes of North-America. The development of precipitation areas can be shown in the course of the development of the hurricane. The precipitation area is rather circular only in the beginning. It changes very quickly: The rain area ends suddenly on the rear; moreover it is not large on the left side of the path. But there is extended precipitation ahead and on the right side. In the last stage the precipitation area leaves the center of the hurricane. A dynamical explanation is tried; influences of different air masses are rejected; influences of the surface of the earth are supposed to be very small. Convergences which may lead to the formation of clouds or to precipitation are formed on the one hand by deviation from geostrophic wind with the deepening of the vortex and because of the falling of pressure in front of the hurricane, on the other hand by convergences of flow in the area of entrance («Einzugsgebiet»). Divergences are formed in filling up and in the rising of pressure behind the moving center and in the delta of the isobars. The changing of precipitation areas may be explained by superposition of these facts.

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Vortrag, gehalten am 24. April 1954 vor der 2. allgem. Versammlung der «Società Italiana di Geofisica e Meteorologia», Genova (23.–25. April 1954).     

Processi meccanici nella distruzione degli edifici per azioni sismiche

Riassunto L'A. riferisce sulle esperienze sistematiche eseguite su modelli di edifici soggetti a scosse analoghe ai movimenti tellurici, allo scopo di analizzare e spiegare i processi meccanici che intervengono nella distruzione degli edifici per azione sismica, traendone deduzioni pratiche per la tecnica delle costruzioni asismiche.

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Zusammenfassung Diese Versuchsreihe vertieft die früheren des Verfassers, die Klarheit über die mechanischen Vorgänge bei der Zerstörung von Bauwerken durch Erdbeben bringen und gleichzeitig helfen sollen, eine Lücke in den Grundlagen erdbebenkundlicher Bautechnik zu schliessen. Aus den Ergebnissen werden eine Reihe von Folgerungen für die Praxis gezogen.

     

Kinematics of refracted and reflected waves in inhomogeneous media with non-planar interfaces

Zusammenfassung Es werden die Grundbeziehungen für die Berechnung von Strahlen seismischer Wellen in inhomogenen Milieus abgeleitet, in denen die Geschwindigkeit allgemein von drei krummlinigen Koordinaten abhängt. Die angeführten Beziehungen stellen ein System von gewöhnlichen Differentialgleichungen erster Ordnung dar. Die numerische Lösung dieses Systems bietet eine Möglichkeit, die Strahlendiagramme, Laufzeitkurven und Isochronen für die gegebenen Geschwindigkeitsmodelle zu konstruieren. Aufmerksamkeit wird ebenfalls dem Einfall der Strahlen auf eine unebene Grenzschicht gewidmet. Die Beziehungen für die Berechnung reflektierter und refraktierter Strahlen werden abgeleitet. Anhand der abgeleiteten Beziehungen werden Strahlendiagramme und Laufzeitkurven für eine Geschwindigkeitsverteilung berechnet, die durch die vorläufige Interpretation der Ergebnisse von seismischen Tiefensondierungen am tschechoslowakischen Teil des Profils VI gewonnen wurden.     

La carta magnetica d'Italia della componente orizzontale al 1940,0 edita recentemente dall'Istituto Geografico Militare

Riassunto L'A., dopo aver brevemente esposto il metodo pratico di misura seguito nelle determinazioni della componente orizzontale del campo magnetico terrestre, riporta un esempio di osservazione ed i valori ottenuti nelle stazioni fondamentali della rete nazionale. Tratta poi della carta italiana delle isodinamiche al 1940,0 pubblicata recentemente dall'Istituto Geografico Militare di cui allega copia alla scala ridotta di 1:4.000.000, pone in rilievo le isodinamiche di particolare andamento anomalo ed accenna infine ai primi lavori di raffittimento magnetometrico posti in programma.

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Zusammenfassung Nachdem der Verfasser kurz das Verfahren besprochen hat, welches zur praktischen Bestimmung der horizontalen Komponente des erdmagnetischen Feldes führt, bringt er ein Beobachtungsbeispiel und die an den Grundstationen des italienischen Netzes erhaltenen Werte. Dann erläutert er die Karte der isodynamischen Linien von Italien für die Epoche 1940,0 die vor kurzem vom Istituto Geografico Militare veröffentlicht und hier in reduziertem Massstab von 1:4.000.000 wiedergegeben worden ist. Es folgen Betrachtungen über die betreffenden Anomalien, sowie über einen Plan zur Abdichtung der erdmagnetischen Stationen in einigen Zonen.

     

Surface waves in an elastic semi-space with a stable nonhomogeneity

Summary Surface waves in an isotropic nonhomogeneous elastic semi-space (plane strain) are studied. It is assumed that the Poisson's ratio and the density of the medium are constant but shear modulus is a monotonic function of the depth. Use of the stress equation of motion is made to reduce the problem to an eigenvalue problem for a differential equation of fourth order with polynomial coefficients. A series solution of the problem is obtained and dependence of the Rayleigh velocityC _R on the wavelength and the nonhomogeneity of the medium, is studied. Group velocity period curves are also obtained.

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Zusammenfassung Oberflächenwellen in einem isotropen Nicht-homogenen elastischen Halbraum (Für den ebenen Verzerungszustand) werden untersucht. Die Poissonsche Querzahl und die Dichte werden als konstant vorausgesetzt während der Schubmodul ein monotone Funktion der Tiefe ist. Unter Benutzung der Spannungstensorsbewegungsgleichungen reduziert sich das problem zu einem Eigenwertproblem einer Differentialgleichung der vierten Ordnung mit Polynomkoeffizienten. Eine Reihenentwicklung wird als Lösung des problems erhalten und die Abhängigkeit der RayleighgeschwindigkeitC _R von der Wellenlänge und die Nicht-homogeneität des mediums werden untersucht. Ausserdem werden Gruppengeschwindigkeit und Perioden kurven erhalten.

     

Caratteristiche dei sismogrammi di terremoti prossimi ad Atene (Grecia) e fenomeni relativi nella regione epicentrale

Riassunto L'A., ponendo a base le registrazioni sismiche raccolte presso la Stazione sismica di Atene, analizza il comportamento dell fase preliminare dei sismogrammi di terremoti vicini a questa Stazione in funzione delle relative regioni epicentrali, dimostrando come queste ultime possano venir raggruppate geograficamente in dipendenza del carattere della medesima fase preliminare. Successivamente discute le diversità nella forma di questa fase iniziale dei terremoti vicini, per procedere quindi ad un'analisi dei terremoti profondi e di quelli superficiali relativi ad una stessa regione epicentrale. E per le regioni adiacenti ad Atene sviluppa infine varie considerazioni illustrative dei processi geomeccanici e geologici che determinano la genesi dei terremoti.

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Zusammenfassung Der Verf., unter Zugrundelegung der seismischen Registrierungen der Station von Athen, untersucht die Anfangs-Phase der Vorläufer-Wellen für Nahbeben von derselben Station im Verhältnis zu den entsprechenden Herdgebieten, und beweist somit wie diese Letzten geographisch zusammengefasst werden können und zwar je nach der Form der Anfangs-Phase der Vorläufer. Nachher erläutert er die Verschiedenheiten in der Form dieser Anfangs-Phase der Nahbeben um dann die Tiefbeben und Oberflächenbeben in Abhängigkeit von demselben Epizentralgebiet zu analysieren. Für die Gegenden um Athen entwickelt der Verf. zuletzt einige Betrachtungen über die geomechanischen und geologischen Prozesse, welche für die Auslösung der Erdbeben verantwortlich sind.

     

On some of the properties of the discrete model of turbulent diffusion

Zusammenfassung Den Prozess der Übertragung passiver Substanz im Felde der turbulenten Strömung untersuchen wir an einem Modell der zufälligen Bewegung. Es besteht eine enge Beziehung zwischen der geometrischen Struktur des gewählten stochastischen Modells und den Invarianten isomorpher Abbildungen, von denen die eine als ein Bewegungsgesetz der Evolution des Systems gilt und die zweite die sog. K-adische Abbildung darstellt. Diese Invarianten werden durch die Ergodizität des Systems, sein Durchmischen (die Durchmischungs-Eigenschaft) und durch die Entropie charakterisiert. Die Existenz des Durchmischungs bei der Bewegung des Systems bildet eine unerlässliche Bedingung für die Erklärung des Begriffes der Irreversibilität und des Relaxations-prozesses.

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Dedicated to 90th Birthday of Professor Frantiek Fiala