Zu den Temperaturmessergebnissen des «Rocket Grenade»-Unternehmens

Zusammenfassung Auf der Basis der Nullschichtkonzeption wurde ein Schema der allgemeinen Zirkulation der außertropischen Breiten bis über 60 km Höhe aufgestellt. Die Temperaturmeßergebnisse, die beim Rocket-Grenade-Unternehmen in Fort Churchill, Canada, erzielt wurden, werden diskutiert im Hinblick auf dieses Zirkulationsschema. Sie stehen mit ihm in völliger Übereinstimmung; außerdem zeigen sie, daß die Zirkulation der außertropischen Breiten auch in der Stratosphäre eine thermischindirekte ist, wie das genannte Zirkulationsschema es angibt.

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Summary In a precedent paper (this Review, Vol 44, 257, 1959) was made a report about the three kinds of Null layers which, by means of empirical-statistical and theoretical investigations, have been found in the atmosphere. The Null layer of the first kind (N ₁ ), connected with a wind maximum and the Null layer of the second kind (N ₂ ), connected with a wind minimum, reverse the large scale vertical movement, but do not change the direction of the wind. In the improper Null layer (N ₃ ) connected with a layer of calm, the vertical movement is also zero. There occurs however no reversal of vertical movement, rather a reversal of wind direction.When the positions of the three Null layers in the atmosphere have been determined, a scheme of the general circulation of the extra-tropical latitudes can be set up. The non-gradient movement of mass of the three Null layers as mentioned in the quoted paper is connected with thermally-indirect circulation. An extension of this scheme to include the tropics requires deeper investigation into the role of the extreme layers of wind with thermally-direct circulation. AN ₁ lies in the upper troposphere, aN ₂ in winter at about a height of 20 km, aN ₃ in summer at about a height of 20 km, aN ₁ (winter: west wind maximum, summer: east wind maximum) at about a height of 55 km.The results of the measurements of temperature from the Rocket Grenade Experiments (Fort Churchill, Canada), and especially the striking point of intersection of the winter and summer temperature curves at a height of 60 km, have been found to agrees with the derived results of the circulation scheme. Thus it also follows that the extra-tropical circulation in the stratosphere is thermally-indirect.

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Der Aufsatz enthält einige Ergebnisse, die in einem von US Department of Army, European Research Office, unter Kontrakt Nr. DA-91-591-EUC-1295 (OI-4152-60) unterstützten Forschungsprojekt gewonnen wurden.     

Nullschichteffekt und allgemeine Zirkulation

Zusammenfassung In der Nullschicht, die identisch ist mit der Schicht des hochtroposphärischen Windmaximums, kehren sich im Mittel die großräumigen Vertikalbewegungen um und herrschen die stärksten ageostrophischen Windkomponenten zum hohen Druck hin. Diese übergradientischen Winde in der Nullschicht können zur Erklärung der thermisch-indirekten Zirkulation der planetarischen Westwinddrift herangezogen werden. Ein echtes persistentes Windminimum hat ebenfalls Nullschichtcharakter mit ageotrophischem Massenfluß zum tiefen Druck hin (Nullschicht 2. Art mit negativem Nullschichteffekt). Eine persistente Schicht mit verschwindendem horizontalen Druckgradienten kann vielleicht als Nullschicht 3. Art bezeichnet werden, die keinen Nullschichteffekt aufweist. Sie kehrt die großräumigen Vertikalbewegungen nicht direkt um, sondern trennt übereinanderliegende Bereiche mit voneinander unabhängiger Vertikalbewegung. Alle drei Arten von Nullschichten sind im Zusammenhang mit der allgemeinen Zirkulation von großer Bedeutung.

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Summary The null layer (Nullschicht), identical with the layer of maximum wind in the upper troposphere, inverts the large scale vertical motions in the atmosphere. The lifting motion in a high reaching low pressure system ends in the null layer, whereas ascending motion above the null layer exists — and vice versa in a high pressure system. The null layer is the domain of the maximum of non-gradientic mass flow from low to high pressure (null layer effect). Applied to the theory of the general circulation of the atmosphere the null layer effect explains the mass flow aloft from the polar zones to the subtropic latitudes, demanded by almost all hypotheses of the general circulation. —It can be shown that a persistent layer of minimum winds has to be a null layer; a persistent layer of minimum winds represents a null layer of 2nd kind, which inverts the vertical motions too; but in this case the non-gradientic mass flow is directed from high to low pressure. There are evidences for the existence of a null layer of 3rd kind with calm and no mass flow between high and low pressure and no vertical motion. This null layer of third kind separates two atmospheric regions with vertical motions independent from each other. All three kinds of null layers have great importance with regard to the general circulation of the atmosphere.

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Der Aufsatz enthält einige Ergebnisse, die in einem vom US Department of Army, European Research Office unter Kontrakt Nr. DA/91/508/EUC/387 unterstützten Forschungsprojekt gewonnen wurden.     

An investigation into the properties of atmospheric freezing nuclei and sea-salt nuclei under maritime conditions at the West Coast of Ireland

Summary Parallel measurements of the concentration of freezing nuclei and sea-salt particles carried out on the west coast of Ireland during summer 1958 to study the activity of sea-salt particles in the process of ice-nucleation of supercooled clouds are described and discussed. The results indicate that the concentration of freezing nuclei, active above –30°C, has no relationship to that of the sea-salt particles. A pronounced increase of the freezing nucleus concentration was observed during advection from the mainland showing that even under maritime conditions the most active freezing nuclei are particles of continental origin.

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Zusammenfassung Es wird über parallele Messungen der Gefrierkerne und der Seesalzkerne berichtet, die im Sommer 1958 an der irischen Westküste durchgeführt wurden, um die Wirkung der Seesalzkerne für den Gefrierprozess in unterkühlten Wolken zu studieren. Die Ergebnisse zeigen, dass zwischen der Konzentration der im Temperaturbereich zwischen 0°C und –30°C aktiven Gefrierkerne und den Seesalzkernen keinerlei Beziehung besteht. Eine starke Erhöhung der Gefrierkernzahl bei Advektion von Aerosolen vom Festland deutet an, dass auch unter maritimen Bedingungen, Teilchen kontinentaler Herkunft besonders aktive Gefrierkerne sind.

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Dedicated to Senior ProfessorL. W. Pollak, Ph. D., M.R.I.A. on his seventieth birthday.

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The research reported in this article has been sponsored and supported in part by the Geophysics Research Directorate of the Air Force Cambridge Research Center. Air Research and Development Command, United States Air Force, under Contracts AF 61(052)-26 and AF 61(514)-927, through the European Office, ARDC in Brussels.     

Eine numerische Approximation der monsunerzeugten Zirkulationen im Arabischen Meer

Zusammenfassung In Anwendung eines einfachen numerischen Zweischichtenmodells auf den Nordteil des Arabischen Meeres wurden Massentransporte, Oberflächen- und Sprungschichtlage unter Vorgabe monsunaler Wind- und Luftdruckverteilungen berechnet. Das Modell basiert auf den vertikal integrierten Kontinuitäts- und Bewegungsgleichungen. Für beide Monsune ergeben sich Massentransportrichtungen und Sprungschichtlageänderungen in qualitativer Übereinstimmung mit den Beobachtungen:Im Falle des SW-Monsuns resultiert eine beachtliche Anhebung der Sprungschicht nicht nur vor der arabischen Küste, sondern in geringerem Maße auch vor der indischen Küste im Bereich starker südöstlicher Oberflächenströmung. — Das Modell für den NE-Monsun enthält den südwestlichen Ausstrom der Oberschicht vor der arabischen Küste ebenso wie den südöstlichen Ausstrom vor der indischen Küste.

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A numerical approximation of the monsoon-generated circulation in the Arabian Sea

Summary By applying a simple two-layered numerical model to the northern part of the Arabian Sea, the mass transports and the elevations of the sea level and the pycnocline have been computed from prescribed monsoonal wind and air pressure distributions. The model is based on the vertically integrated (primitive) equations of motion and continuity; it starts with the ocean at rest. For both the monsoons it gives the mass transports and the elevations in qualitative agreement with known observations:In the case of SW-monsoon we get a considerable elevation of the pycnocline not only in front of the Arabian shore but also a slightly smaller one within the branch of the relatively strong south-eastern surface current that develops near the Indian coast.—The model of the NE-monsoon contains the south-westerly outflow of the surface layer in front of the Arabian coast as well as its south-easterly outflow in front of the Indian coast.

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Une approximation numérique des circulations dues aux moussons dans la mer d'Arabie

Résumé Au moyen d'un simple modèle numérique à deux couches sur la partie Nord de la mer d'Arabie, on a calculé les transports de masses, et les positions des couches superficielles et de transition à partir des distributions de pression atmosphérique et de vent de mousson. Le modèle s'appuie sur l'intégration verticale des équations de continuité et de mouvement. Pour les deux moussons il résulte que les directions des transports de masse et les modifications de position de la couche de transition sont en concordance qualitative avec les observations:Dans le cas de la mousson de SW on trouve une remontée sensible de la couche de transition non seulement devant la côte arabe, mais aussi, dans une moindre mesure, devant la côte indienne dans la zone de fort courant de surface portant au SE. — Le modèle pour la mousson de NE contient le flux de sortie SW de la couche superficielle devant la côte arabe ainsi que le flux de sortie SE devant la côte indienne.

     

Zur Blockierung der Westwinddrieft

Zusammenfassung Die Blockierung der Westwinddrift findet mit einer maximalen Häufigkeit zwischen 0 und 20° E statt und zwar besonders in den Monaten Oktober bis April. Das zugehörige Konvergenzgebiet liegt am häufigsten zwischen 40 und 60° E. Die Verlagerung des Divergenzpunktes ist unabhängig von derjenigen des Konvergenzpunktes und auch unabhängig von der maximalen Windgeschwindigkeit vor dem Divergenzpunkt. Einer Verlagerung der Divergenz nach Osten scheint eine schwache Verlagerung des Blocks nach Norden zu entsprechen, einer Verlagerung des Konvergenzpunktes nach Osten dagegen eine schwache Verschiebung desselben nach Süden. An zwei Beispielen wird gezeigt, daß die zu einem Block gehörigen Rücken und Tröge sich unabhängig voneinander bewegen; die Wellen des Nordteiles eines Blockes unterscheiden sich von denen des Südteiles hinsichtlich der Geschwindigkeit und der Wellenlänge. Ihre Deutung als Wellen eines einzigen Westwindbandes ist dadurch schwer. Es wird versucht, sie getrennt als zugehörig zu einem Polarstrom und einem Aequatorialstrom im SinneP. Raethjens zu verstehen.

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Summary The blocking action of the west wind drift occurs with maximum frequency between 0 and 20° E, especially between October and April. The corresponding area of convergence lies most frequently between 40 and 60° E. The shifting of the point of divergence is indipendent of that of the point of convergence and also indipendent of the maximum wind speed before the point of divergence. A shifting of the divergence towards the north seems to correspond to a slight shifting of the block to the east, while a displacement of the convergence towards the east is coupled with a shifting to the south. Two examples show that the ridges and troughs belonging to one block move independently of each other; the waves af the northern part differ from those of the southern in speed and wavelength. It is therefore difficult to explain them as waves of a single jet stream. It has been attempted to treat them as separate and belonging to a polar current and an equatorial current asRaethjen does.

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Vortrag gehalten auf der 1. Versammlung der «Società Italiana di Geofisica e Meteorologia» in Genova, den 11. April 1953.     

Registrierung der Chloridteilchenkonzentration der Luft an der Westküste von Dänemark

Zusammenfassung Registrierungen der Chloridteilchenkonzentration in der bodennahen Luft an der Westküste von Dänemark während einer Dauer von fünf Monaten zeigen eine sehr klare Abhängigkeit vom Wetterablauf. Dabei werden hohe Konzentrationen bei stürmischen Westwetterlagen mit Vorbeizug von Tiefdruckgebieten, niedrige bei Ostwetterlagen mit hohem Luftdruck über Skandinavien gefunden. Dieser Befund zeigt klar, dass grosse Mengen von Chloridteilchen wohl ausschliesslich in den Starkwindfeldern der Zyklonen über dem Meere durch Zerstäuben von Gischt erzeugt werden. Einige Ergebnisse über Grössenverteilungsbestimmungen werden mitgeteilt.

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Summary For a periode of five months, the chloride particle concentrations in the air near the ground were measured at the west-coast of Denmark. The results show clearly, that high concentrations are connected with west wind, especially with passages of cyclones over Denmark or Skagerrak, low concentrations with east wind and anticyclones over Scandinavia. This lead us to the conclusion, that high concentrations of chloride particles are generated in the storm-areas of deep cyclones over the sea.

     

Die Steuerung des vertikalen Austauschkoeffizienten durch die Temperaturstruktur in der unteren Troposphäre

Zusammenfassung Zwei unabhängige Verfahren zur direkten Bestimmung des vertikalen Austauschkoeffizienten auf dem Wege über Aerosolmessungen werden über lange Zeiträume hinweg angewandt um gesicherte Beziehungen zwischen Austauschkoeffizient und meteorologischen Zustandsgrössen, vorallem des vertikalen Temperaturgrdienten, in der unteren Troposphäre zwischen 700 und 3000 m NN abzuleiten. Das eine Verfahren beruht auf der Messung der RaB-Konzentration in der Luft in 700, 1800 und 3000 m NN, das andere in der aerologischen Registrierung der totalen Luftleitfähigkeit zwischen 700 und 1800 m. Im ersten Falle können aus den mittleren Konzentrations gradienten die mittleren Austauschkoeffizienten direkt berechnet werden, im zweiten werden die Luftleitfähigkeitswerte zunächst in Partikelkonzentrationen umgerechnet. Diese gestatten die Be rechnung von differentiellen Austauschkoeffizienten über beliebig kleine Höhenintervalle. Die wichtigsten Ergebnisse sind: a) Der mittlere Austauschkoeffizient zwischen 700–800 und 1800–300 m lässt sich bei geringer statischer Streuung als Funktion des mittleren Temperaturgradienten in der jeweiligen Schicht angeben. Nebeneinflüsse: Luftkörperwechsel, Kondensationswärme, Windscherung. b) Der mittlere Austauschkoeffizient lässt sich als Funktion der Stabilitäenergie in der betrachteten Schicht darstellen, Nebeneinflüsse wie bei a). c) Der Austauschkoeffizient durch eine Inversionsschicht hindruch ist eine Funktion des grössten positiven Temperaturgradienten in der Inversion. d) Der vertikale Austausch durch eine beliebig dicke Schicht hindurch wird im wesentlichen durch den kleinsten differentiellen Austauschkoeffizienten innerhald dieser Schicht bestimmt. — Schliesslich werden Ergebnisse über Feinstrukturuntersuchungen im Bereich von Unstetigkeitsschichten mitgeteilt.

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Summary The vertical-mass-exchange coefficient was determined from aerosol measurements by two independent methods; the measurements were kept up for a considerable period of time. Thus, well-substantiated relationships between the exchange coefficient on the one hand and meteorological parameters — especially the lapse rate — on the other were found to exist in the lower troposphere between 700 and 1800 m.The first of the two methods is based on measurements of RaB concentration in air at 700, 1800 and 3000 m, the second on recordings of soundings of overall air conductivity between 700 and 1800 m a.s.l. In the first case, mean exchange coefficients were computed from RaB concentration gradients given as averages from RaB measurements at the above-specified levels; in the second, the air conductivity data were used to compute particle concentration profiles, from which incremental exchange coefficients can be computed for thin-layer increments. The latter may be made as thin as is consistent with the vertical resolution of the soundings. The major results obtained were the following: a) The mean exchange coefficient for the 700–1800 and the 1800–3000 m layer is found to be a function of the average temperature lapse rate in the respective layer; this relationship is subject only to some slight statistic alscatter, and is affected in some measure by air-mass changes, wind shear and heat of condensation. b) The mean exchange coefficient is a function of the stability energy of the layer concerned, subject to the influences listed in a). c) The exchange coefficient of an inversion layer is a function of the greatest inverse lapse rate existing in any part of the inversion. d) Vertical mass exchange in or through a layer of any thickness is primarily determined by the lowest incremental mass-exchange coefficient of any thinner layer contained therein. — The study is supplemented by results of fine-structure analyses of discontinuity layers and their surroundings.

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Die Beschaffung der Einrichtungen, die Durchführung und Auswertung der Messungen wurde durch Mittel der US Army, European Research Office (Verträge DA-91-591-EUC-3936, DAJA-37-67C-0254 und DAJA-37-68C-0331) und des Bundesministeriums der Verteidigung der Deutschen Bundesrepublik ermöglicht. Für die grosszügige Förderung der Arbeiten haben wir sehr zu danken.     

Die Bora der Adria

Zusammenfassung Die Bora ist ein durch geographische Gegebenheiten lokal extremisierter Kaltlufteinbruch, der ähnliche Merkmale wie ein Kaltlufteinbruch über West- oder Mitteleuropa zeigt, jedoch in wesentlich excessiverer Form. Sie prägt dem Klima der Adria—insbesondere demjenigen der adriatischen Ostküste—typisch kontinentale Züge auf. Die Boraprognose erfordert bezüglich des Beginns und der Dauer eine grossräumige Betrachtung der Luftmassenverteilung und-bewegung, sowie der Wanderung und Entwicklung der Druckfall- und-steiggebiete, bezüglich der zu erwartenden Borastärke eine eingehende Untersuchung und Beachtung der aus der Luftmassenbewegung folgenden Entwicklung des Temperatur- und Druckgradienten im dalmatinischen Raum, wobei die Prognose des Borabeginns und-endes in dem Tagesgang der Borahäufigkeit eine zusätzliche Stütze finden kann.

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Summary The bora is a by geographical conditions locally very varied cold air invasion, who shows similar characteristics as a cold air invasion in West and Central Europe, but much more excessive. It stamps typically continental traits on the climate of the Adriatic especially that of the east coast.—The forecast of the bora requires relativ to the beginning and the duration a consideration of air-mass transformations over a large area, and of tracks and development of cyclones and anticyclones, relativ to the expected violence of the bora an intensive analysis and observation of the development of the temperature- and pressure-gradients within the dalmatian district, at which the forecast of the beginning and the end of the bora may find a further support in the daily course of the bora frequency.

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Ausführliche Einzelangaben und synoptische Beispiele enthält die Kölner Dissertation des Verfassers über dasselbe Thema.     

A Universal Diffusion Battery

Summary In order to examine the explanation put forward to us privately that the marked influence of the air-flow on the value of the diffusion coefficient as determined by the dynamic method is due to unequal flow through the channels of the diffusion apparatus used hitherto, a novel diffuser — called Universal Diffusion Battery — has been constructed in which the air-flow through each channel can be equalised.The new diffusion battery is described and its advantages outlined. Its application also shows that with equal flow through each channel the dependence of the diffusion coefficient on the air-flow (i.e. that higher diffusion constants with higher flow rates are obtained) still exists. A comparison of the diffusion coefficients as measured with the diffusion batteries of the old and new types is given.The explanation based on irrefutable theoretical considerations that this dependence of the diffusion coefficient on the air-flow is caused by the heterogeneity of the condensation nuclei in the aerosol, as given byPollak & Metnieks some time ago, is apparently the correct one or it accounts at least for the greatest part of the phenomenon.

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Zussamenfassung Um die Erklärung, welche uns privat mitgeteilt wurde, zu prüfen, dass der ausgesprochene Einfluss der Luftstromgeschwindigkeit auf die Grösse des mit der dynamischen Methode bestimmten Diffusionskoeffizienten der verschiedenen Durchströmung der Kanäle des bisher verwendeten Diffusionsapparates zuzuschreiben ist, wurde ein neuartiger Diffusionsapparat, den wir «Universelle Diffusions Batterie» nennen, konstruiert, in welchem die Luftstromgeschwindigkeit durch jeden Kanal gleichgemacht werden kann.Die neue Diffusionsbatterie und ihre Vorteile werden beschrieben. Ihre Anwendung zeigt, dass auch mit gleicher Luftstromgeschwindigkeit durch jeden Kanal die Abhängigkeit der Diffusionskoeffizienten von der Luftstromgeschwindigkeit — nämlich, dass höhere Diffusionskonstanten mit grösseren Luftstromgeschwindigkeiten erhalten werden — doch besteht. Es werden die Resultate einer Vergleichung der Werte des Diffusionskoeffizienten, wie siebei Benützung der Diffusionsapparate der alten und neuen Bauart erhalten werden, mitgeteilt.Die Erklärung, welche sich auf unwiderlegbare theoretische Überlegungen stützt, dass die Abhängigkeit des Diffusionskoeffizienten von der Luftstromgeschwindigkeit durch die Heterogenität der Kondensationskerne verursacht wird — wie sie vor einiger Zeit vonPollak & Metnieks, gegeben wurde — scheint die richtige zu sein oder erfasst wenigstens den grössten Teil der Erscheinung.

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The research reported in this article has been sponsored and supported in part by the Geophysics Research Directorate of the Air Force Cambridge Research Center, Air Research and Development Command, United States Air Force, under Contract AF 61(052)-26, through the European Office, ARDC in Brussels.     

Versuch einer Analyse der gemittelten vertikalen Ozonverteilung in verschiedenen geographischen Breiten

Zusammenfassung Aus den bei Ballonaufstiegen, bei Mondfinsternissen und durch den Umkehreffekt gemessenen Ozonverteilungen werden für verschiedene geographische Breiten gemittelte Ozonverteilungen abgeleitet und mit den theoretisch photochemisch berechneten Verteilungen verglichen, wodurch der Spielraum der letzten erheblich eingeengt wird. — Die Diskrepanz zwischen der berechneten und der gemessenen Ozonverteilung unterhalb des Ozonmaximums in 23 km Höhe lässt auf eine bedeutende Wirkung des Massenaustausches in der Troposphäre und in der unteren Stratosphäre schliessen, der nach den Aequator hin stark zunimmt. — In mittleren und höheren Breiten tritt — vornehmlich im Frühjahr — ein zweites tieferes Ozonmaximum in 16 km Höhe auf, das photochemisch nicht zu erklären ist, sondern advektiv, durch aus polaren Breiten herzugeführtes Ozon bedingt wird.

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Summary The mean ozone distribution for various geographical latitudes is derived from ozone distributions measured by means of balloon ascents, eclipses of the moon and the «Umkehreffekt» and compared with the theoretically calculated photochemical distributions, whereby the full scope of the latter is considerably limited. —The discrepancy between the calculated and the measured ozone distribution below the ozone maximum at 23 km altitude is a sign of a considerable effect of mass exchange in the troposphere and lower stratosphere which increases towards the equator. In the mean and higher latitudes we find — especially in spring — a second lower ozone maximum at 16 km altitude which cannot be explained photochemically but is probably due to advection, to ozone transported down from polar latitudes.

     

Zur Umstellung der grossräumigen Zirkulation in der Stratosphäre

Zusammenfassung Aufgrund theoretischer Überlegungen wird gefolgert, daß die Umstellung der stratosphärischen Zirkulation in deren Heizfläche (Obergrenze der Ozonschicht) und zwar in Nähe des Pols ihren Ausgang nimmt und sich dann nach Süden und gleichzeitig auch nach oben und unten ausdehnt. Nur bei der Umstellung von der winterlichen Westoströmung zur sommerlichen Ostwestströmung greift die äquatoriale Ostströmung etwas nach Norden aus, so daß dieser Wechsel über die ganze Erdhalbkugel weniger Zeit in Anspruch nehmen dürfte als die nur vom Pol ausgehende Umstellung von Ostwest- auf Westostzirkulation. Die Ergebnisse zeitlich verschiedener Darstellung des mittleren Windprofiles der Stratosphäre über der Nordhalbkugel, gewonnen aus Radiosondenaufstiegen und aus Forschungsraketenmessungen, stimmen mit dem erhaltenen Bild überein.

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Summary On basis of the theoretical considerations it will be inferred that the change of stratospheric circulation starts in the heating levels (upper boundary of ozone layers) in the region of the pole, and then spreads southward and at the same time upward and downward. Only at the time of change from the winterly west-east flow to the summerly east-west flow does the equatorial east flow spread out somewhat toward the north. Thus this change probably takes less time to spread over the hemisphere than the change from east-west to west-east starting only at the pole. The results representing different periods of time of the average wind profile of the stratosphere over the northern hemisphere, received from radiosonde and research missile measurings, confirm the maintained picture.

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Diese Arbeit wurde unterstützt vom US Department of the Army, European Research Office, Frankfurt (Main) unter Kontrakt Nr. DA-91-591-EUC-1668 (OI-7330-61).     

Einige Probleme der geoelektrischen Bodenverfestigung

Zusammenfassung 1. Eine Verfestigung über die «kritische Zeit» hinaus ist unwirtschaftlich. Daher sollten Elektroden verwendet werden, bei deren Anwendung die kritische Zeit sehr gross ist, oder die leicht verlegt werden können, wenn die kritische Zeit abgelaufen ist. Bei Stabelektroden geschieht dies durch Umstecken. Man kann aber auch Rollenelektroden verwenden, die über das zu verfestigende Volumen hinwegrollen. Dies ist allerdings nur dann zulässig, wenn nur eine ziemlich schwache Oberflächenschichte zu verfestigen ist. — 2. Um die günstigste Verfestigungsleistung zu erreichen, muss die Elektrodenspannung und der Elektrodenstrom den bodenphysikalischen Bestimmungsstücken richtig angepasst werden. — 3. Die geoelektrische Entwässerung ist nur dann anwendbar, wenn der Boden einen Mindestwassergehalt hat. Dieser ist durch die Kornverteilungskurve bestimmt. — 4. Durch die geoelektrische Behandlung des Bodens wird das Verhältnis zwischen Raumgewicht und Wassergehalt verändert und daher die Verfestigungskurve verformt.

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Summary In this article some geoelectrical problems of soil consolidation are discussed. The principal part of the electrical power is effective only near the electrodes. The resistance in this zone rises quickly during the course of time. After a «critical time» it becomes so high that no further consolidation of soil can be achieved. This time depends on the number, form and configuration of the electrodes. Rollings and plates are preferable to sticks. The voltage of electrodes has to be adapted to the specific resistivity of soil. The content of water of the soil can be reduced by electric means only if it surmounts a certain lowest value. By this geoelectrical consolidation the moisture-density relationship (Proctor-diagram) is deformed.

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Nach einem Vortrag auf der 2. Tagung der «Società Italiana di Geofisica e Meteorologia» in Genova, 23–25 April 1954.     

Reduction of gravity observations with digital computer

Summary The paper gives a simple method for the reduction of Gravity observations with electronic computer. The major part of the gravity reductions is the computation of the correction for the far zones. This process was so simplified, that all far zone correction parameters depend on the topography can be determined — independent of the gravity measurement — for the whole survey area in one computer run (subprogram). The computed gravity data will be stored for plotter or other programs.

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Zusammenfassung Die Arbeit gibt eine einfache Methode für die Reduktion gravimetrischer Meßdaten mit elektronischer Rechenmaschine. Den größten Teil der Reduktion von gravimetrischen Meßdaten machen die Korrektionen für die fernen Zonen aus. Diese Prozedur wurde so vereinfacht, daß man alle — von der Topographie abhängigen — Parameter der Fernzonenkorrektur, unabhängig von den gravimetrischen Me\daten, für das ganze Meßgebiet in einem Rechenprozeß berechnen kann. Die reduzierten gravimetrischen Meßdaten werden für Plotter oder andere Programme eingespeichert.

     

Höhenwinde auf dem Seeweg Kapverdenregion — La Plata

Zusammenfassung Durch die Deutsche Atlantische Expedition auf «Meteor» 1925–27 und das maritim-aerologische Werk der Deutschen Seewarte wurden zahlreiche Höhenwindmessungen auf dem Atlantischen Ozean gewonnen. Die Bearbeitung dieses Materials, für das Gebiet südlich von 20° Nordbreite und die Messungen bis 1937, geschieht im Rahmen des Meteorwerkes, in Band XVI als Fortsetzung von Band XV-Kriegsereignisse und Schwierigkeiten der Nachkriegszeit haben die Veröffentlichung leider stark verzögert. Für die vorliegende Mitteilung werden einige Teilergebnisse ausgewählt, die sich auf den Seeweg nach Südamerika beziehen; als Beitrag zur Gewinnung erforderlicher quantitativer Daten über die allgemeine Zirkulation.Für die Höhenstufen 4–5, 9–10 und 14–15 km werden die mittleren Windelemente und die Streuung der Windgeschwindigkeiten behandelt. Es wird die Schichtung der Luftströmungen im Vertikalprofil des Seeweges für 0–15 km Höhe gegeben. Auf die Struktur des Urpassates (der tropischen Ostströmung) und der tropischen Westwindschicht der hohen Troposphäre in den verschiedenen Jahreszeiten wird näher eingegangen.

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Summary By the German Atlantic Expedition on the «Meteor», 1925–1927, and the marine-aerological work of the Deutsche Seewarte numerous upper air wind measurements were gained from the Atlantic. The evaluation of this material for the area in the south of 20° northern latitude and of the measurements up to 1937 is done within the scale of the «Meteorwerk», vol. XVI as a continuation of vol. XV. In consequence of war events and the difficulties of the time after the war the publication has been delayed considerably. For the information on hand, some partial results are selected which refer to the route to South America; as a contribution for gaining necessaryquantitative data on the general circulation.For the levels 4–5, 9–10, and 14–15 km the average wind elements and the dispersion of the wind velocities are treated. The stratification of air currents in the vertical profile of the route is given for the height of 0–15 km. It is entered into particulars of the structure of the «Urpassat» (tropical easterlies), and the tropical West-wind layer of the upper troposphere in various seasons.

     

Zur Frühjahrs-Windumstellung in Stratosphäre und Mesosphäre

Zusammenfassung An Hand der bisher vorliegenden Ergebnisse des amerikanischen Raketennetze (MRN) wird der Auswirkung der sechsundzwanzigmonatigen Schwingung bei der Frühjahrsumstellung in der Mesosphäre nachgegangen. Das Fehlen der Möglichkeit zur Zeichnung zirkumpolarer Mesosphärenkarten erweist sich als Hauptnachteil. Ob die Asymmetrie der Märzdruckverteilung in gewissen Jahren, dieScherhag fand, bis in die Mesosphäre reicht, kann auf Grund des spärlichen Raketenmaterials früherer Jahre noch nicht entschieden werden. Der Zeitpunkt der Frühjahrsumstellung erweist sich — neben der selbstverständlichen Abhängigkeit von der geographischen Lage — stark höhenabhängig. Mehrere Beispiele zur Illustration der mesosphärischen Frühjahrsumstellung über dem Gebiet des MRN werden gegeben.

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Summary Based upon the hitherto available results of the American Rocket Network (MRN), the effect of the twenty-six months' oscillation on the spring transition in the mesosphere is investigated. Lack of the possibility to construct circumpolar charts for the mesosphere proves the major disadvantage. Whether the asymmetry in the March pressure distribution of certain years found byScherhag extends up into the mesosphere has not yet been determined owing the scarcity of rocket material in previous years. The date of the vernal transition is — apart from its automatically depending on geographical location — found to be strongly height-dependent. Several examples illustrating the mesospheric spring transition over the MRN area are given.

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Diese Arbeit wurde unterstützt vom US-Department of the Army, European Research Office, unter Kontrakt Nr. DA-91-591-EUC-3765.     

Mikrostruktur und Mikrosynoptik des Luftdruckfeldes

Zusammenfassung Mit drei Mikrobarographen wurden Registrierungen bei Köln an drei Orten mit 7 bis 16 km Entfernung durchgeführt. Es lassen sich verschiedene Typen von Mikrobarogrammen unterscheiden, von denen Beispiele gegeben werden. Ihre Auswertung und die Probleme einer Mikrosynoptik des Luftdruckfeldes — insbesondere die Geschwindigkeiten der Mikrostrukturen — werden diskutiert.

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Summary Micro-oscillations of the air pressure were registered near Köln with three microbarographs at three points at a distance of 7 to 16 km. One can distinguish some different types of microbarograms; examples of them are given. The evaluation of them and the problems of the microsynoptics of the air pressure field — especially the velocity of the microstructures — are discussed.

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Vortrag gehalten auf der 6. Allgem. Versammlung der «Società Italiana di Geofisica e Meteorologia» (Genova: 10.–12. April 1958).     

Ein Beitrag zur Globalstrahlung

Zusammenfassung Es wird an Hand einer zweijährigen Beobachtungsreihe der Globalstrahlung in Köln deren Beziehung zu Windrichtung und Sicht untersucht. Es stellt sich heraus, dass die Globalstrahlung in Köln bei westlichen Winden infolge der Abgase und der Luftverunreinigungen, die vom Rheinischen Braunkohlenrevier herrühren, um rund 10% geringer ist als diejenige bei östlichen Winden. Bezüglich der Zusammenhänge zwischen Sicht und Globalstrahlung wird gezeigt, daß bei grösseren Sonnenhöhen (40° und mehr) eine merkliche Minderung des Strahlungsgenusses infolge Hebens der Dunstgrenze durch Konvektion und Turbulenz bis in grössere Sichtweiten eintritt als bei niedrigeren Sonnenständen. Bei letzteren (Sonnenhöhen bis zu 30°) nimmt die Globalstrahlung mit der Sicht bis zu einer Sichtweite von rund 10 km kräftig zu. Jenseits dieses Bereiches ist die Zunahme nur noch geringfügig.

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Summary It has been inquired the relation of global radiation to the directions of the wind and to sight in Cologne. The global radiation is in all sun's altitudes ca 10%–15% smaller than during the other directions, when wind is blowing from the west. The global radiation is influenced by the atmospheric turbidity. At a low sun's altitude the radiation becomes sooner constant in relation to the sight than at a hight altitude.

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Vortrag gehalten auf der 5. Allgem. Versammlung der «Società Italiana di Geofisica e Meteorologia» (Genova, 23–25. April 1957).     

Niederschlags- und Ladungsbildung im Gewitter

Zusammenfassung Die Vorstellungen über die Elektrizitätsbildung in den Gewitterwolken erlauben die Annahme, dass diese Elektrizitätsbildung ein Mass für die in den Wolken vorhandene Gesamt-Niederschlagsmenge liefern kann. Zur überprüfung dessen werden die Ladungsbildungen — charakterisiert durch die Häufigkeit der Entladungen - und die Gesamt-Niederschlagsmenge — gemessen durch den Zufluss zu einer Talsperre — miteinander korreliert. Der erichen diese für eine quantitative Verknüpfung noch nicht aus. Zur besseren Niederschlagserfassung sind Radarbeobachtungen in Aussicht genommen.

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Summary The conceptions on the formation of electricity in thunderclouds permit to accept that the formation of electricity may provide a measure for the entire amount of precipitation existing in the clouds. In order to examine this idea the formation of charge — characterized by the number of discharges - and the total amount of precipitation — given by the flowing in to a barrage — are correlated with each other. The relationship expected following from the results so far obtained exists for the present only in a qualitative manner because the measurement of the total amount of precipitation by means of a barrage is too inexact. For a better registration of the precipitation amount radar-observations are planned.

     

On the frictionally induced transverse circulation of the Antarctic Circumpolar Current

Summary The stationary distribution of the transverse and vertical current velocities were computed from the distribution of the down stream velocity component using the eddy viscosity concept.The cross stream circulation is in good gross agreement with the circulation scheme which can be inferred from the distributions of temperature and salinity. Two significant results are discussed at some detail. First, the Antarctic Polar Front (known also as the Antarctic Convergence) presents itself as a frontal zone where strong downward motion is encountered in the northern portion and equally strong upward motion in the southern portion. A possible interpretation of H. Wexler's [1959] Antarctic Divergence has been given.Second, some 5–6° north of the Polar Front a narrow zone of ascending motion has been found, the Subantarctic Front. Some evidence for the existence of such a front has been found in several bathythermograph sections across the Antarctic Circumpolar Current south of New Zealand (R. W. Burling [1961]).

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Die transversalen und vertikalen Bewegungen im Antarktischen Zirkumpolarstrom

Zusammenfassung Die transversalen (meridionalen) und vertikalen Geschwindigkeitskomponente sind für den Antarktischen Zirkumpolarstrom berechnet worden. Die meridionale Geschwindigkeitskomponente ist als reibungsbedingt angenommen und die zonale Komponente als Funktion von geographischer Breite und der Tiefe geostrophisch für einen Discovery — Schnitt ausgewertet worden, um die meridionalen wie auch vertikalen Komponenten zu berechnen. Grundsätzlich hängt die Bestimmung der Querzirkulation keineswegs von der geostrophischen Bedingung ab. Der benutzte Reibungsansatz bedient sich der Austauschformulierung (Navier-Stokes-Formulierung für turbulente Bewegungsfelder) im Gegensatz zum Ansatz von K. Wyrtki [1960], der ein lineares Reibungsgesetz (nämlich proportional zur Geschwindigkeit) im Ozean und den Winddruck an der Grenzfläche in Betracht gezogen hatte. Die physikalischen Werte für den vertikalen und horizontalen Austausch sind so gewählt, daß in beiden Fällen etwa der gleiche Reibungseffekt erzielt wird. Unter den gemachten Voraussetzungen ergibt sich für den stationären Fall das folgende Bild der Querzirkulation.Die Antarktische Polar-Front besteht aus einer relativ engen Zone gegenläufiger vertikaler Bewegungen; auf der Nordseite der Front haben wir es mit den wohlbekannten Absteigbewegungen zu tun, während auf der Südseite starke aufsteigende Bewegungen errechnet worden sind. Diese Vertikalbewegungen pflanzen sich bis in die größten Tiefen fort, was die von G. E. R. Deacon [1937a] besonders hervorgehobene Tatsache erklären könnte, nämlich die ausgesprochenen Temperaturunterschiede in einer Tiefe von 2500 Metern nördlich und südlich der Polar-Front. Die Temperaturbedingungen in 2000 Meter Tiefe sind in diesem Zusammenhang etwas näher ausgeführt.Etwa 5 bis 6° Breite nördlich der Polar-Front hat sich eine weitere Zone aufsteigender Geschwindigkeiten eingestellt, deren Erklärung einige Schwierigkeiten bietet. Dieser Zone haben wir provisorisch den Namen Subantarktische Front gegeben, da es nicht unwahrscheinlich erscheint, daß wir es hier mit einem permanenten Phänomen zu tun haben, das mit der Dynamik des Zirkumpolarstromes verknüpft ist und auf das Burling [1961] auf Grund von Bathythermograph-Schnitten zwischen New Zealand und den Balleny-Inseln hingewiesen hat.Schließlich ist eine neue Interpretation von Wexlers [1959] Antarktischer Divergenz gegeben worden. Diese scheint in enger Beziehung zu den starken Auftriebsbewegungen an der Südseite der Antarktischen Polar-Front zu stehen.

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Sur les mouvements transversaux et verticaux induit par la friction dans le Courant Antarctique Circumpolaire

Résumé On dérive de la distribution de la composante de la vitesse descendante la distribution stationnaire des vitesses transversales et verticales de courant en se servant du concept de la viscosité tourbillonnaire.La circulation transversale du courant s'accorde à grande vue bien avec le modèle de la circulation qui se laisse dériver de la distribution de la température et de la salinité. Deux résultats caractéristiques sont exposés en détail. D'abord, le Front Antarctique Polaire (connu sous le terme de la Convergence Antarctique) se manifeste comme zone frontale où l'on rencontre un fort mouvement descendant dans la partie septentrionale et un mouvement ascendant d'égale force dans la partie méridionale. Une des interprétations possibles de la Divergence Antarctique d'après H. Wexler [1959] est donnée.Puis, on trouve, à 5–6° environ au nord du Front Polaire, une zone étroite de mouvement ascendant (nommée provisoirement Front Subantarctique). Plusieurs sections bathythermographiques établies au delà du Courant Antarctique Circumpolaire au sud de la Nouvelle-Zélande semblent prouver l'existence d'un tel front (R. W. Burling [1961]).

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This paper is dedicated to the memory of Dr. Harry Wexler, whose great interest in oceanography per se and in its interdisciplinary aspects was an inspiration to many others.     

On the Aerosol factor in the twilight method)

Summary It is proved by means of measuring series for skylight polarization during twilight carried out at different places that the zenith polarization is affected by the tropospheric turbidity still during the middle phase of twilight. This result is important for the inverse problem of the twilight theory. 3 approaches which explain this effect are examined. — Aerosol in the mesopause region is the cause for the well-known dip in the polarization curve during the middle phase of twilight. This interpretation can be supported by the distinct spectral differences.

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Zusammenfassung An Meßreihen der Himmelslicht-Polarisation in der Dämmerung von verschiedenen Meßorten wird nachgewiesen, daß die Zenitpolarisation von der troposphärischen Trübung noch in der mittleren Dämmerungsphase beeinflußt wird. Dieses Ergebnis ist für die inverse Aufgabe der Dämmerungstheorie wichtig. 3 Möglichkeiten der Erklärung dieses Effekts werden untersucht. —Aerosol im Mesopausenbereich ist die Ursache für die bekannte Stufe in der Polarisationskurve während der mittleren Dämmerungsphase. Diese Deutung kann durch die deutlichen spektralen Unterschiede gestützt werden.

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This work has been presented at the IUGG/WMO Symposium on Radiation including Satellite Techniques (Bergen/Norway, August 22–28, 1968).