Ueber Anwendungen der Stokes'schen Schwereformel

Summary Applications of theStokes-formula, expressing the height of the geoid by gravity anomalies, to the deflections of the vertical and the radius of curvature of the geoid. There are introduced 3 new conditions for the geodetic lines for improvement of triangulations. Furthermore the relations fromStokes toEötvös andEvjen formulas have been explored with regard to the geophysical applications.

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Résumé La formule deStokes qui donne les hauteurs du géoïde a été appliquée au calcul des déviations de la verticale et du radius de courbure du géoïde. On déduit trois nouvelles conditions qui doivent être satisfaites par les lignes géodésiques réalisant ainsi un moyen de control des triangulations. Enfin on pose en rélation la formule deStokes avec celles deEötvös et deEvjen en ce qui concerne les applications géophysiques.

     

Sur l'influence de la loi de répartition des densités à l'intérieur de la Terre dans les variations luni-solaires de la gravité en un point

Résumé Les observations des variations luni-solaires de la gravité en divers points du globe ne donnent pas des valuers très concordantes pour le facteur lié au module de rigidité de la Terre. On démontre ici que la répartition croissante des densités vers le centre de la Terre a pour conséquence d'amplifier encore les effets dus à l'élasticité. En adoptant la répartition deBullen, on aurait =1+0.244h>1, (h étant le premier nombre deLove). En outre une relation simple lie les facteurs et (déviations de la verticale). La valuer deh déduite de telles observations ne peut conduire directement à une valeur significative du module de rigidité du globe car il faut encore tenir compte des variations de la période et de l'amplitude du mouvement chandlérien du pôle.

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Summary Observations of luni-solar variations of gravity at various points of the Earth do not give values in agreement for the factor bound to the Earth's modulus of rigidity. It is shown here that the law of increasing of density toward the center of the Earth emphasizes the effect of elasticity: following the law ofBullen, we should have =1+0.244h>1, (h is the firstLove's number). Further, there is a simple relation between the factors and (deviations of the vertical). The value ofh deduced from such observations could not give directly a significative value of the modulus of rigidity because we must take into account the variations of period and amplitude of the chandlerian motion of the pole.

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Riassunto Le osservazioni delle variazioni luni-solari della gravità in diversi punti della Terra non dànno valori concordanti per il fattore legato al modulo di rigidità del Globo. Si dimostra che la ripartizione crescente della densità verso il centro della Terra ha per conseguenza di amplificare ancora gli effetti dell'elasticità; adottando la legge diBullen, abbiamo =1+0.244h>1, (h essendo il primo numero diLove). Inoltre, una semplice relazione lega i fattori e (deviazioni della verticale). Il valore dih dedotto da tali osservazioni non può condurre ad un valore significativo del modulo di rigidità del Globo poiché bisogna considerare anche le variazioni del periodo e dell'ampiezza del moto polare diChandler.

     

A Note on the comparison of proposed wave spectrum formulae

Summary Three wave spectrum formulae due to various authors are mentioned. The additional evidence brought forward to support the Neumann wave spectrum is examined. Additional information is given about the data and the method by which the Darbyshire wave spectrum was derived. Additional examples of wave observations in the North Atlantic are given and the Darbyshire formula and the methods of W. J. Pierson, Jr., G. Neumann, and R. W. James are used to hindcast them. In all the examples, the Darbyshire formula is the more accurate.

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Eine Bemerkung über den Vergleich von Formeln verschiedener Autoren zur Berechnung von Wellenspektren

Zusammenfassung Drei Formeln zur Berechnung von Wellenspektren von verschiedenen Verfassern werden besprochen. Ein zusätzlicher Beweis, erbracht, um das Neuman-Spektrum zu stützen, wird geprüft. Weitere Einzelheiten über die Unterlagen und die Methode, auf die das Wellenspektrum von Darbyshire sich stützt bzw. mit deren Hilfe es abgeleitet wird, werden gegeben. Verschiedene Beispiele von Wellenbeobachtungen im Nord-Atlantischen Ozean werden angeführt, und die Darbyshire-Formel sowie die Methoden von W. J. Pierson, Jr., G. Neumann und R. W. James werden benutzt, um den Seegang aus den Wetterkarten zu bestimmen (hindcast). Bei allen drei Beispielen erweist sich die Darbyshire-Formel als die genaueste.

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Note sur la comparaison des formules proposées de divers auteurs pour le calcul des spectres des vagues

Résumé On expose trois formules proposées de divers auteurs pour calculer les spectres des vagues. La preuve additionnelle fournie pour appuyer la méthode du spectre des vagues d'après G. Neumann est vérifiée. D'autres détails concernant les données et la méthode dont J. Darbyshire s'est servi pour en dériver sa formule du spectre des vagues, sont fournis. L'auteur présente encore d'autres exemples des vagues observées en Océan Atlantique Nord et se sert de la formule de J. Darbyshire et des méthodes de W. J. Pierson, Jr., G. Neumann et R. W. James pour déterminer la mer agitée à partir des cartes météorologiques (hindcasting). La formule de J. Darbyshire se trouve être la plus précise des trois exemples discutés ici.

     

Analysis of the pressure variations at sea-level

Summary First of all the tendency equation at sea-level is deduced from the equation of continuity and the classical condition of quasi-static equilibrium along the verticals. This equation is then shown to be insufficient for the analysis and forecast of pressure variations. Accordingly, the equation of motion is combine with the tendency equation and the result of this operation is a partial differential equation for the field of pressure at sea-level. The analysis of its coefficients shows that it can be reduced to a partial differential equation for the height-integral of pressure which can also be written as a linear integro-differential equation. The solution of this last equation can be expanded in a series of rotating fields with positive constant angular velocities, the axis of rotation being the earth's polar axis and the spectrum of angular velocities being given by the eigenvalues of a symmetric kernel associated with theGreen's function of the geoid surface. Finally, the solution of the integro-differential equation leads to the determination of the sea-level pressure by the tendency equation.

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Résumé On déduit tout d'abord l'équation des tendances au niveau de la mer de l'équation de continuité et de la condition classique d'équilibre vertical quasi-statique. On montre ensuite que cette équation est insuffisante pour l'analyse et la prévision des variations de pression. En conséquence, on associe l'équation du mouvement à l'équation des tendances et le résultat de cette opération est une équation aux derivées partielles pour le champ de pression au niveau de la mer. L'analyse des coefficients de cette équation montre qu'elle peut être réduite à une équation aux dérivées partielles pour l'intégrale de la pression suivant la verticale, ou encore à une équation intégrodifférentielle linéaire. La solution de cette dernière équation est une série de champs en rotation dont les vitesses angulaires sont constantes et positives, leurs axes de rotation se confondant avec l'axe des pôles et le spectre des vitesses angulaires étant déterminé par les valeurs propres d'un noyau symétrique associé à la fonction deGreen de la surface du géoide. Finalement, la solution de l'équation intégro-différentielle conduit à la détermination de la pression au niveau de la mer par léquation des tendances.

     

Weitere Versuche zur Messung des erdmagnetischen Feldes in großen Höhen

Summary On 17th and 22nd March, 1951, the measurements of the decrease in the earth's magnetic field were continued by means of a magnetometer set up in a rocket. The experiments which were carried out on the coast of Peru confirmed the existence of an electric current layer within theE-layer of the ionosphere and thus support the theory of Belfour, Stewart and Schuster. There remains still to be cleared the high value of (400±50) observed between 93 and 105 km. Moreover, the experiments from March 17th show a deviation from the dipole formula at lower altitudes which is due to surface anomalies and conforms with anomalies observed in other parts of the Pacific Ocean.

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De nouveaux essais faits pour mesurer le champ magnétique de la terre aux grandes altitudes

Résumé Les mesures relatives au décroissement du champ magnétique du globe furent continuées le 17 et le 22 mars 1951 à l'aide d'un magnétomètre qui était installé dans une fusée volante. Les essais qui furent effectués sur la côte du Peru ont affirmé l'existence supposée d'une couche de courant électrique dans la coucheE de l'ionosphère et ainsi confirment la théorie de Balfour, Stewart et Schuster. Il reste à éclaircir la haute valeur de (400±50) observée à l'hauteur de 93 à 105 kilomètres. En outre, les essais du 17 mars ont montré aux hauteurs inférieures une déviation de la formule relative au dipôle qui doit être attribuée aux anomalies de surface et qui s'accorde avec des anomalies observées dans d'autres parts de l'Océan Pacifique.

     

Das Zirkulationstheorem von V. Bjerknes und seine Anwendung in der Ozeanographie

Zusammenfassung Aus dem Zirkulationstheorem von V. Bjerknes wird eine Formel (Seite17, Formel (6)) für die praktische Berechnung von Meeresströmungen abgeleitet, welche über jene von B. Helland-Hansen und J.W. Sandström hinausgeht. Der neuen Formel lä\t sich der Gültigkeitsbereich der alten entnehmen, wenn man die Grö\enordnung der horizontalen Scherung sowie der Divergenzen kennt.

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V. Bjerknes' circulation theorem and its application to oceanographic research

Summary From V. Bjerknes' circulation theorem a new formula (see page 17, (6)) is derived allowing practical computations of ocean currents to be made. The new formula surpasses that one given by B. Helland-Hansen and J. W. Sandström. The range of validity of the old formula can be deduced from the new one if the order of magnitude of horizontal shearing as well as that of the divergences are known.

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Le théorème de circulation d'après V. Bjerknes et son application à des recherches océanographiques

Résumé On déduit du théorème de circulation d'après V. Bjerknes une nouvelle formule (voir page 17, (6)) permettant le calcul pratique des courants océaniques. Cette nouvelle formule est supérieure à celle présentée par B. Helland-Hansen et J. W. Sandström. La portée de validité de la formule antérieure se laisse dériver de la nouvelle formule lorsqu'on connaÎt l'ordre de magnitude du cisaillement horizontal et celui des divergences.

     

Calcul pratique del'aplatissement de la Terre et de la pesanteur équatoriale

Résumé Il s'agit de la détermination de l'aplatissement de la Terre et de la pesanteur équatoriale en utilisant la définition de l'ellipsoïde de référence donnée par l'auteur dans une publication antérieure et les anomalies isostatiques moyennes calculées parL. Tanni. Les résultats obtenus, _e =978.055, =1/296.3, sont sensiblement égaux à ceux qui proviennent de la méthode habituelle des moindres carrés; l'aplatissement calculé est compris entre les limites déduites parA. Véronnet de la précession terrestre.

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Summary This article contains the numerical computation of the Earth's flattening and the equatorial gravity on the basis of the definition of the reference ellipsoid, given by the author in a former work, and the mean isostatic anomalies computed byL. Tanni. The results, _e =978.055, =1/296.3, show that the method of least squares is accurate enough under the present conditions; the flattening computed is bounded by the values derived byA. Véronnet from the terrestrial precession.

     

Die Bedeutung der geodätischen Astronomie für die Überbrückung der Ozeane

Summary To connect the continents, especially the European with the American one by geodetic measurements with regard to geophysical interest, the triangulation with movable high lights seems to be of a good prospect. In this method a single matter hitherto has not yet been sufficiently treated. To bring together the two parts of the principle figure on the place of the flares with higher accuracy, theLaplace' condition for three following points of the figure is specialized here, furnishing so a formula for the «bowing correction». Furthermore the technical observation methods are explained and some conclusions are added.

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Résumé Au sujet de la connection géodésique du continent Européen au continent Américain par rapport à l'intérêt géophysique, la triangulation avec des lumières mouvantes a de bonnes chances de succès. Pour aider la réalisation il faut expliquer un sujet jusque là omis. Pour la jonction des deux parts de la figure principale au lieu des lumières d'une exactitude plus grande, la condition deLaplace a été spécialisée à trois points successives de la figure, résultant ainsi la formule pour la «correction de torsion». En outre la technique des observations a été traitée, jointe aux conclusions générales.

     

Contribution à la surveillance de l'activité de l'Etna à partir de l'étude des zones fumerolliennes

Resume La convection de la vapeur d'eau formée en profondeur dans une zone fumerollienne crée en surface une anomalie hydrique, thermique et électrique, cette dernière pouvant être la plus sensible à une variation de l'activité thermique profonde. L'amplitude des anomalies dépend de la position du site par rapport à la configuration de l'activité magmatique, mais aussi des conditions hydrogéologiques locales. La surveillance spatiale et temporelle des éruptions à partir du phénomène convectif hydrique doit tenir compte de ces conditions.

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The water steam convection existing below a fumarolic area creates hydraulic, thermal and electric anomalies, the electric anomaly being probably the most correlated to a change of the deep thermal activity. The anomaly range depends on the position of the site connected with the configuration of the magmatic activity, but also on the local hydrogeologic conditions. The spatial and temporal surveillance of the eruptions based on these convective data should take into consideration these conditions.

     

The mean density of the earth

Résumé La densité moyenne de la Terre et la densité moyenne de la couche superficielle, jusqu'à1450 m, furent déterminées `a partir des observations du gradient vertical de la pesanteur, dans la mine Anna à Píbram. Les calculs furent effectués selon les formules(6) et(7), déduites sous la supposition que la Terre soit un ellipsoïde de révolution. Les résultats furent comparés aux valeurs déduites pour l'ellipsoïde astronomique et aux valeurs des densités obtenues des prises de roches dans la mine et on a constaté un bon accord.     

Schwankungen im Wasserhaushalt der Ostsee

Zusammenfassung Durch die gleichzeitige Berücksichtigung aller Komponenten des Wasserhaushaltes der Ostsee wird das Zusammenwirken von Süßwasserzufuhr, Wasserstandsänderungen und Wasseraustausch mit der Nordsee einer Analyse unterzogen. Dabei wird der Einfluß der atmosphärischen Zirkulation und der Gang des Wasserstandes erklärt. Die Behandlung der vollständigen monatlichen Bilanz durch fünf Jahre zeigt, daß die Abweichungen von diesem Jahresgang erheblich sind. Der Wasseraustausch wird durch die Wasserbewegungen an der Oberfläche in den Belten und dem Sund repräsentativ wiedergegeben. Der Wasseraustausch ist intensiver als bisher angenommen. Die langjährigen Schwankungen der Haushaltsgrößen werden untersucht. Es wird gezeigt, daß die atmosphärische Zirkulation auf dem Wege über die Niederschläge und die Süßwasserzufuhr Schwankungen des Ausstroms bewirkt. Andererseits wirkt sie direkt auf den Wasserstand und durch Veränderungen der Intensität des Wasseraustausches auf den Salzgehalt ein. Eine Abschätzung des Salzhaushaltes der Ostsee wird gegeben.

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On fluctuations of the water volume of the Baltic

Summary The combined effects of fresh water influx, variations of sea level, and water exchange with the North Sea are analysed by simultaneously taking into account all components of the water volume of the Baltic Sea. The influence of the atmospheric circulation and of the variations of sea level are explained. The diseussion of the complete monthly water balance over a five years' period shows considerable departures from the annual variation of sea level. The surface currents in the Great and the Little Belt and in the Sound give a representative picture of the water exchange with the North Sea which is revealed to be more intensive than it was hitherto supposed to be. The secular fluctuations of the water volume are studied. Through the medium of precipitation and influx of fresh water the atmospheric circulation causes fluctuations in the outflow from the Baltic. On the other hand, the atmospheric circulation exercises a direct influence on the sea level and — owing to variations in the intensity of water exchange — an indirect one on the salinity. The salinity balance of the Baltic is evaluated.

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Sur les fluctuations du volume d'eau de la mer Baltique

Résumé En tenant compte de toutes les composantes du volume d'eau de la mer Baltique on fait l'analyse des effets réunis des affluences d'eau douce, des variations du niveau de la mer et le l'échange d'eau avec la mer du Nord. On explique l'influence de la circulation atmosphérique et de la variation du niveau de la mer. L'étude du bilan mensuel complet portant sur cinq années montre que les déviations de la marche annuelle sont considérables. Les courants de surface dans le Grand et le Petit Belt et le Sund donnent une image représentative de l'échange d'eau qui est plus intensif qu'on ne l'a supposé jusqu'ici. Les fluctuations séculaires des composantes du volume d'eau sont étudiées. On montre que par l'inter-médiaire des précipitations et de l'affluence d'eau douce la circulation atmosphérique donne lieu à des variations de l'écoulement de la mer Baltique. D'autre part, la circulation atmosphérique exerce une influence directe sur le niveau de la mer et, par suite des variations de l'intensité de l'échange d'eau, elle a une influence indirecte sur la salinité. Le bilan de la salinité est évalué.

     

Totalregistrierendes Fadenpendel für die absolute Schwerebestimmung

Summary The thread pendulum previously was found to have remarkable advantages in avoiding systematical errors with regard to absolute gravity determination. To assure, on account of the present claims, the whole force of conviction, full recording of energy transformation seems to be indispensable. Two influences on the period of the pendulum, as yet remained without consideration, habe been treated: theFoucault revolution and the elliptical figure of the swing whenever occurring — which may be considered as a contribution to the movement of the spherical pendulum. In order to prepare the final measurements a number of introducing steps are to be regarded.

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Résumé Le pendule à fil, discuté précédemment, a été trouvé supérieur à cause de manque des erreurs systématiques pour la détermination de la gravité. Au but d'assurer une précision convaincante en raison des prétentions modernes, l'enrégistrement total de la transformation énergétique est retenue indispensable. Deux influences à la période oscillatoire du pendule, jusqu'à présent restées sans considération, ont été examinées: la révolution deFoucault et la figure élliptique d'oscillation. Les deux, proposées comme suppléments au mouvement du pendule sphérique. En outre la préparation des mesures définitives exige de considérer un nombre de démarches introductives.

     

Mesures de Randon-222 dans le sol de l'Etna (Sicile): 1980–1983

Resume Depuis septembre 1980, des mesures de la concentration de Radon dans le sol ont été entreprises sur l'Etna en vue d'étudier le comportement de ce gaz radioactif naturel vis-à-vis de l'activité du volcan et de son utilisation en tant qu'un des paramètres possibles de la prévision des éruptions volcaniques.La technique de mesure employée est celle des détecteurs solides de traces nucléaires plastiques (LR-115 type II, Kodak Pathé). Le réseau implanté, principalement en collaboration avec les mesures de température du sol (Archambault et al.) et de polarisation spontanée (M. Aubert) comprend une vingtaine de stations sitées sur le versant Sud et Sud-Est du volcan.Les densités de traces de particules alpha observées varient de 50 à 2000 traces/cm²/semaine selon la localisation des stations, malgré un bruit de fond à peu près constant. Sur l'ensemble des résultats aucune règle de variation saisonnière de l'émanation n'apparaît; certaines zones présentent les plus fortes densitésen hiver (Torré del Filosofo, Vulcarollo), d'autres au printemps (Etna Sud, Citelli).Le problème majeur de cette technique est la nécessité, pour obtenir une analyse fine de la variation de l'émanation du radon-222, de changer tous les 15 jours ou tous les mois les échantillons. Nous espérons remédier à ce problème par l'emploi de sondes de mesures automatiques, dont la mise au point est en cours, et pouvant être reliées au système Argos déjà existant.

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Since September 1980, measurements of radon concentration in the ground have been carried out on Etna using Radon as a forerunner geophysical parameter of volcanic eruptions.The technique used is the Solid State Nuclear Tracks detectors' method (LR 115 Type II, Kodak). The stations network, in connection with soil temperature (Archambault et al., 1980) and spontaneous polarisation measurements (M. Aubert, pers. commun.) is composed of 20 stations located on the southern and south-eastern flanks of the volcano.The observed alpha track densities vary between 50 and 2000 tracks/cm²/week according to the location for a background almost constant. Seasonal variations seem to affect measurements, but their influence seems to be governed by no rule.The main problem in the used technique is the necessity of changing the detectors every two weeks or every month in order to obtain a good analysis of the variations in Rn-222 concentration. In order to remedy such deficiency, an automatic electronic device which can be connected with the yet existing Argos system is being arranged.

     

La détermination du climat de la radiation par la mesure de la durée de l'insolation

Résumé Après avoir précisé les conditions dans lesquelles les mesures de la radiation solaire directe, de la radiation globale, de la radiation du ciel et de la durée d'insolation sont effectuées au Service du Rayonnement, à Uccle, une étude du climat solaire est présentée. On montre sous quelle forme on peut calculer l'énergie du rayonnement solaire direct à partir de la durée d'insolation. On détermine ensuite la radiation globale pour toutes les conditions d'insolation. Les nouvelles formules proposées permettent de fixer les limites de validité des formules classiques.

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Summary The conditions for the measurement of the intensity of the solar and sky radiation and the sunshine by the Department of Radiation at Uccle are given. A study of the radiation climate is presented. In connection with a determination of the sunshine, a comparison of observationnal results is made with that calculated from new formulas. The intensity of direct solar radiation and of total solar and sky radiation on a horizontal surface is known by a computation. The limitations of the classical formulas are given.

     

Die vertikale Verteilung des atmosphärischen Ozons nach dem photochemischen Gleichgewicht

Résumé En utilisant un radar fonctionnant sur une longueur d'onde de 3.2 cm et dont le faisceau explorateur horizontal a une ouverture de 3 degrés, on a constaté parfois la présence d'échos au dessus de la mer, à des distances comprises entre 5 et 35 milles marins, par temps clair, en l'absence complète de nuages.Ces échos se présentent sous la forme de rubans sinueux ou d'amas. Ils apparaissent pendant des durées variables entre quelques minutes et quelques heures. Ils sont plus fréquents pendant l'été et n'ont pas jusqu'ici été observés en hiver.Ces échos anormaux sont toujours accompagnés d'échos de vagues proches. Lorsqu'on les observe au-delà de l'horizon, il arrive qu'on observe également des obstacles tels que des bateaux ou des iles dans des directions très voisines, mais rien au-delà. Ils seraient dus à une réfraction super-normale du faisceau hertzien et à une réflexion sur les vagues. On discute les conditions de température, pression et surtout d'humidité, qui conduisent à une loi de distribution verticale de l'indice susceptible de produire la superéfraction. On considère même la loi de distribution qui aboutit à une focalisation du faisceau telle qu'elle est parfois observée.

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Summary By using a radar (3.2 cm wave-length) with an horizontal beam having a 3° aperture cone, peculiar echoes have been observed above the sea surface, coming from ranges between 5 and 35 nautical miles, for clear weather, without any clouds. These echoes affect the form of sinuous ribbons or of clusters. They last for various lengths of time, from a few minutes to a few hours. They are more frequent during summer and, until now, they were never observed in winter. These unusual echoes are always accompanied with sea echoes from proximate waves. When they are coming from beyond the horizon, it may happen that targets such as ships or islets lying in nearly the same direction are observed, but nothing is observed beyond these echoes. They are ascribed to supranormal refraction of the hertzian beam together with reflection on the sea waves. Temperature, pressure and chiefly humidity conditions leading to a vertical distribution law of the refraction index consistent with superrefraction are discussed. The distribution law leading to the focusing of the beam which sometimes occurs is also considered.

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Sujet traité dans une conférence faite parM. E. Vassy le 10 Avril 1953 à la lère Assemblée de la «Società Italiana di Geofisica e Meteorologia» (Genova, 10–12 Avril 1953).

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Lieutenant de VaisseauJean Broc, Musée Océanographique deMonaco (Monte-Carlo).     

Ueber die Geometrische und Statische Abplattung der erde aus den Periodischen Gliedern der Mondbewegung

Summary The largest members in longitude and latitude of the theoretical movement of the earth's moon, developped byHill 1891 fromDelaunays theory of the moon, have been here calculated with new, now better known numerical values. Effectively a highly better accordance of the observed values with the theoretical ones has been obtained. This method will be able to give an important contribution to the determination of the figure of the earth with regard to the geometrical and the static flattening, specially by moons observation material of 1850–1950.

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Résumé Les membres les plus grands en longitude et latitude du mouvement théorique de la lune développés parHill 1891, fondés sur la théorie deDelaunay, sont ici calculés avec de nouvelles valeurs numériques de meilleure connaissance. C'est pourquoi une bonne accordance est obtenue des valeurs observées avec les valeurs théoriques. La méthode donne une contribution importante à la détermination de la figure de la terre par rapport à l'aplatissement géométrique et l'aplatissement statique, principalement par égard aux observations de la lune 1850–1950.

     

Der Brechungsindexgradient für elektromagnetische Wellen (Cm-bis M-Band) in der maritimen Grenzschicht der Atmosphäre

Zusammenfassung Für ein in der Abhandlung von K. Brocks [1955] abgeleitetes Verfahren der Berechnung von Brechungsindex-Profilen unmittelbar über dem Meer werden weitere Hilfsmittel angegeben, insbesondere eine graphische Psychrometertafel (Tafel 8), aus der der Dampfdruck der Luft [in mb] als Funktion der Temperatur des feuchten und trockenen Thermometers entnommen werden kann, und ein Diagramm des Wasserdampfdrucks und des Sättigungsdampfdruckes der Luft sowie der relativen Luftfeuchtigkeit als Funktion der Lufttemperatur (Tafel 9).Es wird ferner ein Kurzverfahren mitgeteilt, das eine schnelle Berechnung des Brechungsindexprofils über dem Meer ermöglicht aus Messungen der Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und Wassertemperatur. Hierfür wird ein Diagramm gegeben (Tafel 10), das den BrechungswertN=(n–1) 10^–6 als Funktion der Temperatur des trockenen und des feuchten Thermometers bzw. der Wassertemperatur enthält.

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On the gradient of the refractive index of electro-magnetic waves (centimetre-to metre-waves) in the maritime boundary layer of the atmosphere. 2^nd article

Summary The present paper adds further aids to the method developed by K. Brocks [1955] for the computation of the curves of the refractive index occurring immediately above the sea surface. These aids, before all, consist in a graphical psychrometer plate (plate 8) and a diagramme (plate 9). Plate 8 permits to derive from it the vapour pressure of the air [in mb] as a function of temperature to be read from dry bulb and a wet bulb thermometres. Plate 9 represents the water vapour pressure and the saturation pressure of the air as well as relative humidity of the air as a function of air temperature.Besides, an abbreviated method is discussed permitting a time-saving computation of the curves of the refractive index above sea surface from measurements of air temperature, atmospheric moisture, wind velocity, and water temperature. This computation is carried out with the aid of a diagram (plate 10), giving the refractive valueN=(n–1) 10^–6 as a function of the temperature, measured with a dry bulb and a wet bulb thermometre, or as a function of the water temperature, respectively.

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Sur le gradient de l'indice de réfraction des ondes électromagnétiques (de 0,1 m à 1m), présentes dans la couche limite maritime de l'atmosphère. 2^e article

Résumé Le travail actuel ajoute à la méthode développée par K. Brocks [1955] d'autres moyens pour le calcul des courbures du gradient de l'indice de réfraction se présentant immédiatement au-dessus de la surface de la mer. Ces moyens se composent surtout d'une représentation graphique des valeurs psychométriques (planche 8) et d'un diagramme (planche 9). La planche 8 permet d'en tirer la pression de vapeur de l'air [en mb] en fonction de températures indiquées sur de thermomètres mouillés ou sur de thermomètres secs. La planche 9 montre la pression de vapeur d'eau et la tension de vapeur saturante de l'air ainsi que l'humidité relative de l'air en fonction de la température de l'air.De plus, une méthode abbréviée est présentée qui permet de calculer, sans perdre beaucoup de temps, au moyen des mesures de la température de l'air et de l'eau, de l'humidité de l'air et de la vitesse du vent, la courbure de l'indice de réfraction au-dessus de la mer. Ce calcul se fait à l'aide d'un diagramme (planche 10) qui donne la valeur de réfractionN=(n}-1) 10^–6 en fonction de la température du thermomètre sec et du thermomètre mouillé ou la représente respectivement en fonction de la température de l'eau.

     

Über die Zufuhr von Turbulenzenergie durch Grenzflächenreibung und labile Schichtung

Zusammenfassung In einer turbulenten Strömung wird die Arbeitsleistung der mittleren Schubspannung an den Begrenzungen durch deren Rauhigkeit in Turbulenzenergie umgewandelt. Das Resultat ist ein Austauschstrom dieser Energie von der Begrenzung in die Flüssigkeit hinein. Dies kann ein sehr wesentlicher Beitrag zur Aufrechterhaltung seiner Turbulenz werden, insbesondere in Fällen stabiler Schichtung in Bodennähe.In den bekannten Ableitungen des Richardsonschen Turbulenzkriteriums und in der gebräuchlichen Gleichung für die Änderung der Turbulenzenergie scheint man diesen Randeinfluß nicht zu berücksichtigen. Beide Beziehungen versagen außerdem bei Anwendung auf neutrale Schichtung. Für diesen Fall liefern sie, wie von K. L. Calder [1949] und O. G. Sutton [1949] bemerkt, eine ständige Zunahme der Turbulenzenergie, weil die Arbeitsleistungen der Zusatzgeschwindigkeiten gegen die turbulenten Schwankungen des Druckgradienten unberücksichtigt blieben. Bei einer korrekten Ableitung und Anwendung sind sie ebenso in Rechnung zu stellen wie die Konvergenz obigen Austauschstromes der Turbulenzenergie.

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On the supply of turbulent energy by boundary friction and unstable stratification

Summary In a turbulent current, the work of the average shearing stress is transformed into eddy energy by the roughness of its boundaries. The result is a turbulent transport of this energy from the boundary into the fluid. This may become an essential contribution to maintaining the turbulence of the current, especially in cases of stable stratification next to the bottom.This influence of the boundary has apparently been considered neither in the known derivations of Richardson's criterion of turbulence nor in the usual equation of the change of eddy energy which both, in addition, fail when being applied to neutral stratification. In this case, the criterion gives a permanent increase of eddy energy contrary to the observations already stated by K. L. Calder [1949] and O. G. Sutton [1949], since the work of the eddy velocities against the fluctuations of the gradient of pressure is not taken into account. In a correct derivation and application we have to consider both, this work and the convergence of the eddy flow of turbulent energy normal to the smoothed boundaries.

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Sur la formation d'énergie turbulente causée par la friction des surfaces de séparation et par la stratification labile

Résumé Dans un courant turbulent le rendement moyen du frottement tangentiel auprès des limites solides est transformé en énergie turbulente grâce à la rugosité de ces limites. Le résultat en est un transport de cette énergie à partir des limites solides jusqu'à l'intérieur de la fluide. Cette énergie peut essentiellement contribuer à la conservation de la turbulence du courant, surtout en présence d'une stratification stable au voisinage du sol.Il semble que l'on ne tienne pas compte de cet effet des limites solides dans les dérivations connues du critérium de turbulence d'après Richardson et dans l'équation usuelle concernant le changement de l'énergie turbulente. En outre, ces deux relations ne correspondent pas aux observations lorsqu'on essaie de les appliquer à la stratification neutre, ce qui était déjà constaté par K. L. Calder [1949] et par O. G. Sutton [1949]. Le critérium fournit dans ce cas-là une augmentation permanente de l'énergie turbulente parce que le rendement de la vitesse additionnelle qui a une influence affaiblissante sur les variations turbulentes du gradient de pression n'est pas considéré. Afin d'assurer une dérivation et une application correcte il est nécessaire de considérer l'influence affaiblissante de la vitesse additionnelle sur les variations du gradient de pression aussi bien que de tenir compte du transport de l'énergie turbulente à partir des limites solides jusqu'à l'intérieur de la fluide.

     

Der Einfluß der Wetterlage auf die Salzgehaltsschichtung im Übergangsgebiet zwischen Nord- und Ostsee

Zusammenfassung An Hand der Beobachtungen auf Feuerschiffen wird gezeigt, wie die Wetterlage die Salzgehaltsschichtung im Kattegat-Beltsee-Raum beeinflußt und wie sich dabei die Lage der verschiedenen Wasserkörper und Sprungschichten in den oberen 25–30 m gestaltet. Eine schwachwindige Hochdruckwetterlage läßt die inneren Gradientströme zur vorherrschenden Bewegungskomponente werden und eine Sprungschicht entstehen, die Nordsee- und Ostseewasser scheidet und sich von der Oberfläche, im nördlichen Kattegat durch die Beltsee bis weit jenseits der Darßer Schwelle zum Boden erstreckt. Diese Schichtung wird mit zunehmenden Windgeschwindigkeiten durch Gefällströme gestört, die durch Niveaudifferenzen zwischen Kattegat und südlicher Ostsee verursacht werden, wobei infolge Aufspaltung der Sprungschicht als dritte Wasserart das Kattegat-Wasser stärker in Erscheinung tritt. Die Lage der Sprungschichten zwischen Oberfläche und Boden ändert sich je nach Richtung, Stärke und Dauer des Windes in charakteristischer Weise. Bei extremen Einstromlagen geht die vertikale Schichtung fast ganz verloren, und der Salzgehalt ändert sich im wesentlichen nur in horizontaler Richtung. Ostwetterlagen führen infolge einer Verstärkung des Ausstromes zu einem Vorrücken des Ostseewassers, das die salzreiche Unterschicht in den Belten allmählich abträgt. Der Einfluß des Witterungsverlaufs auf diese Vorgänge wird am Beispiel des Jahres 1937 dargelegt, in dem sich ein ungewöhnlich starker Zustrom von Nordseewasser in die Beltsee ereignete.

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The influences of the weather situation on the salinity layering in the transition area between the North Sea and the Baltic

Summary By means of observations made on board light vessels the author shows how the salinity layering in the area of the Kattegat and the Belt Sea is affected by the weather situation and how the various water bodies and layers of discontinuity in the upper 25–30 m are shifting. High air pressure over Central Europe with its light winds enables the internal gradient currents to become the predominant component of motion and the discontinuity layer to separate the water of the North Sea from that of the Baltic. In extreme cases, this layer may be traced from the surface of the northern Kattegat to the bottom of the Baltic far beyond the Darßer Schwelle. This stratification is disturbed with increasing wind velocity. Owing to differences in sea level between the Kattegat and the southern Baltic and to the appertaining gradient currents, the layer of discontinuity is disarranged and a third type of water, the Kattegat water, becomes more conspicuous. The discontinuity layers between surface and bottom are characteristically shifting according to the wind's direction, force and, duration. If weather conditions are extremely favouring the inflow from the North Sea the vertical stratification almost completely vanishes and differences in salinity are observed only in horizontal direction. On the other hand, with East wind situations with an intensified outflow from the Baltic, the sublayer rich in salinity which is characteristic for the Belts is gradually diluted. These influences are exemplified by the situation in 1937, when a most intensive inflow of North Sea water into the Belt Sea occurred.

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L'influence de la situation du temps sur la stratification en salinité dans la région transitoire entre la mer du Nord et la mer Baltique

Résumé À l'aide des observations faites à bord des bteaux feu l'auteur expose quelle est l'influence effectuée par le temps sur la stratification en salinité dans la région du Kattegat et du Grand et du Petit Belt et de quelle manière les diverses masses d'eau et les couches à saute de salinité à moins de 25 à 30 mètres de profondeur sont déplacées. Au cas d'une aire de haute pression accompagnée de faibles vents dominant sur l'Europe centrale les courants internes de gradient deviennent la composante prédominante du mouvement de l'eau. Dans des conditions extrêmes une couche à discontinuité de salinité séparant l'eau de la mer du Nord de celle de la mer Baltique peut être poursuivie entre la surface du Kattegat du nord et le fond de la mer Baltique loin au delà du Seuil du Darß (Darßer Schwelle). Quand la vitesse du vent recroît, cette stratification est dérangée. Par suite des différences de niveau entre le Kattegat et la mer Baltique du sud et des courants de gradient qui sont y associés la couche à saute est dérangée et un troisième type d'eau, «l'eau du Kattegat», se manifeste d'une manière plus prononcée. La positon des couches à saute de salinité entre la surface et le fond est changée d'une façon caractéristique selon la direction, la force, et la durée du vent. À la présence d'une affluence extrêmement intensive de la mer du Nord la stratification verticale se perd prèsque entièrement et c'est seulement dans la direction horizontale que des changements essentiels de salinité ont lieu. D'autre part, pendant une période de vent d'est accompagnée d'un écoulement augmenté venant de la mer Baltique l'eau assez salée caractérisant les couches inférieures du Grand et du Petit Belt est plus ou moins diluée. Ces influences sont démontrées par l'exemple de l'année 1937 qui était signalée par une affluence extraordinaire portant de la mer du Nord vers le Grand et le Petit Belt.

     

Über die echographische Aufzeichnung des Verhaltens von Meeresfischen während der Sonnenfinsternis vom 30. Juni 1954

Summary Echo records from the Atlantic west of the Faroe Islands are presented which, for the first time, give evidence of the influence exerted by day on the vertical movement of pelagic fishes by a considerable reduction of luminous intensity (solar eclipse). This phenomenon corresponds with the fact well known since some years from investigations in the North Sea which prove that by night pelagic fishes move in a vertical direction according to the variation in luminous intensity.

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Sur des enregistrements ultra-sonores caractérisant le comportement des poissons pélagiques pendant l'éclipsé de soleil au 30 juin 1954

Résumé On présente des enregistrements ultra-sonores faits en océan Atlantique à l'ouest de l'archipel de Færoé. Ces enregistrements font, pour la première fois, preuve de l'influence exercée de jour sur le mouvement vertical des poissons pélagiques par une réduction sensible de l'intensité lumineuse (éclipse de soleil). Ce phénomène correspond avec le fait bien connu depuis quelques ans par des recherches dans la mer du Nord. Suivant ces recherches, les poissons pélagiques se meuvent nuitamment dans la direction verticale suivant la variation de l'intensité lumineuse.