Zur Anomalienmethode

Zusammenfassung Im Rahmen einiger allgemeiner Bemerkungen über die Anomalienmethode und ihre Anwendung in der Klimatologie wird zu den Hauptpunkten der KritikH. Uttingers an einer früheren Arbeit über die Niederschlagsanomalien in den Alpen Stellung genommen.

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Summary In connection with some general remarks on the method of anomalies and its application in climatology the main points of a critique byH. Uttinger on a former study dealing with precipitation anomalies in the Alps are discussed.

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Résumé Dans le cadre de remarques générales sur la méthode des anomalies et sur ses applications à la climatologie, l'auteur prend position vis-à-vis des points principaux d'une critique formulée parH. Uttinger à l'égard d'une étude antérieure concernant les anomalies des précipitations dans les Alpes.

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Stellungnahme zuH. Uttinger [1].     

Zur harmonischen Analyse

Zusammenfassung Für die Anwendung der harmonischen Analyse in der Meteorologie wird ein einfaches Berechnungsschema angegeben. Weiters wird die Felddarstellung der ungeteilten Periodenvektoren als anschaulichstes Mittel der regionalen Verteilung des periodischen Ablaufs einer Erscheinung propagiert. Schließlich wird die bisher etwas vernachlässigte Anwendung der harmonischen Analyse auf Vektorgrößen (Wind) ausführlich expliziert.

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Summary A simple procedure of calculation for the application of the harmonic analysis in meteorology is given. For showing the geographic distribution of a periodic phenomen the representation by the field of the undivided periodic vector is proposed. Finally the application of the harmonic analysis upon vectors (as the wind) is demonstrated together in detail.

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Résumé L'auteur donne un schéma de calcul simple pour l'application de l'analyse harmonique à la météorologie. Puis il recommande l'usage de la représentation du champ des vecteurs périodiques inséparés comme moyen expressif d'exposer la distribution régionale de la marche périodique d'un phénomène. Il expose enfin l'emploi un peu négligé de l'analyse harmonique à des grandeurs vectorielles telles que le vent.

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Mit 1 Textabbildung.     

Zur Interpretation eines Zirkulationskriteriums

Zusammenfassung Ein vonPhillips formuliertes und vonSmagorinsky umgeschriebenes Kriterium, das vor allem Aussagen über die Bedingungen gestattet, unter denen sich Störungen vom Typ der Rossby-Wellen entwickeln können, wird näher untersucht. Die Parameter, die in verschiedener Weise voneinander abhängen, sind die Zahl dieser Wellen, meriodionaler und vertikaler Gradient der potentiellen Temperatur und geographische Breite. Die Lage der planetarischen Hochdruckgürtel ist, worauf zuerstFlohn hingewiesen aht, bestimmbar in Abhängigkeit von den genannten Gradienten (Abb. 1). Ein funktionaler Zusammenhang zwischen Wellenzahl und Baroklinität besteht dann, wenn bei labilster Kombination von Wellenzahl, thermischer Schichtung und Breite gerade Indifferenz erreicht wird: beide Größen ändern sich dann entgegengesetzt (Abb. 2). Für thermische Schichtung und Wellenzahl kann ein solcher Zusammenhang bei fester Breite für beliebige Zustände exisitieren — bei Labilisierung der Schichtung vergrößert sich die Wellenzahl.

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Summary A baroclinic instability criterion is analysed in some detail which has been derived byPhillips, and has been rewritten bySmagorinsky. This criterion essentially permkits to make statements about the conditions by which disturbances of the Rossby-typemay develop. The parameters depending on one another in different ways are the wave number, the meridional and vertical gradients of potential temperature, and the latitude. The position of the planetary high pressure belts can be determined as a function of these gradients (Fig. 1), as has been demonstrated byFlohn. The wave number represents a function of the meridional temperature gradient by the condition that the most unstable combination of wave number, static stability, and latitude just leads to indifiference (in the sense of the criterion): both quantities are then varying in opposite directions (Fig. 2). At constant latitude and arbitary conditions otherwise the wave number is a function of static stability, or vice versa — the wave number increases if static, stability decreases.

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Résumé On examkine ici de plus près un critère formulé parPhillips et midifié parSmagorinsky, cirtère qui permet de déterminer les conditions initiales en partant desquelles des perturbations du type des ondes de Rossby peuvent se former. Les paramètres — dont l'interdépendance est complexe —sont: le nombre de ces ondes, les gradients méditional et vertical de la température potentielle et la latitude. La position des ceintures planétaires de haute pression, dont l'importance a àté signalée parFlohn — peutêtre déterminée à l'aide de ces gradients (Fig. 1). Un rapport fonctionnel entre le nombre d'ondullations et la baroclinité s'établit lorsque — par suite de la combinaison la moins stable du nombre d'ondulations, de l'étagement thermique et de la latitude —on obtient juste un état indifférent: ces deux grandeurs se modifient alors en sens inverse (Fig. 2). A une latitude donnée, un tel rapport entre l'étagement thermique et le nombre d'ondulations peut exister dans n'importe quelles conditions: si l'étagement devient moins stable, le nombre des ondulatiosn augmente.

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Mit 2 Textabbildungen     

Zur Struktur der Wolken

Zusammenfassung Auf dem Feldberg (1493 m NN) im südlichen Schwarzwald wurden von Januar 1953 bis Mai 1953 und von September 1954 bis Februar 1955 Messungen von Tropfengröße, Wassergehalt und Sichtweite in Wolken durchgeführt. Die Tropfen der einzelnen Spektren haben einen mittleren Durchmesser zwischen 6 und 30 ; die Durchmesser der größten gemessenen Tropfen liegen zwischen 50 und 60 . Der Wassergehalt hat Werte zwischen 0,003 und 1,54 g/m³, wobei über 90% aller Messungen einen Wassergehalt unter 0,50 g/m³ zeigen. Ein einfacher Zusammenhang zwischen Sichtweite, Tropfengröße und Wassergehalt nach derTrabertschen Formel besteht nicht.Eine enge beziehung wurde zwischen der Form der Spektren und dem Niederschlag gefunden. In Zeiten ohne Niederschlag und bei geringfügigem Niederschlag überwiegen schmale ( < 12,0 ), in Zeiten mit länger andauerndem Niederschlag breite Spektren ( > 12,0 ). Eine Ausnahme machen alle Messungen in Hochnebel, die breite Spektren mit zwischen 13 und 17 zeigen, ohne daß Niederschlag fällt.Das gleichzeitige Vorhandensein der drei Phasen Wasserdampf, flüssiges Wasser und Eisteilchen über längere Zeiträume hinweg wurde festgestellt; somit kann die Eiskristall-Niederschlagstheorie vonBergeron und vonFindeisen für den Mechanismus der Niederschlagsbildung nicht im allgemein angenommenen Ausmaß zutreffen. Es erscheint notwendig, die Frage der Wolkenphysik nicht nur thermodynamisch, sondern auch in vermehrtem maß kolloidphysikalisch im Sinne vonSchmauss zu untersuchen.

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Summary Measurements of drop size, water content and visibility in clouds have been carried out from January till May 1953 and from September 1954 to February 1955 on the Feldberg (1493 m. a. s. 1.) in the southern Black Forest. The drops of the different spectra have a mean diameter between 6 and 30 ; the diameters of the largest measured drops lie between 50 and 60 . The water content shows values between 0.003 and 1.54g/m³ whereby more than 90 per cent of all measurements lead to a water content below 0.50 g/m³. A simple relation between visibility, drop size and water content according to the formula ofTrabert does not exist.A closed connection between the form of the spectra and the precipitations has been found. In periods without or with only slight precipitation narrow spectra ( < 12.0 ) prevail, in periods with persistent precipitation broad ones ( > 12.0 ). All measurements in elevanted fog make an exception, showing broad spectra with between 13 and 17 without any precipitation.The simultaneous existance of the 3 phases: water vapour, liquid water and ice particles over alonger periods has been stated; the ice crystall precipitation theory ofBergeron andFindeisen for the mechanism of precipitation can therefore not hold in the generally accepted extent. The examination of the problems of cloud physics appears to be necessary, not only in thermodynamical respect, but also in the sense of coloid physics according toSchmauss.

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Résumé On a effectué de janvier à mai 1953 et de septembre 1954 à février 1955 au Feldberg (1493 m.) en Forêt-Noire des mesures de grosseur de gouttelettes, de teneur en eau et de visibilité dans les nuages. Les gouttelettes ont und diamètre moyen compris entre 6 et 30 ; les plus grosses mesurent 50 à 60 . La teneur en eau varie de 0,003 à 1,54 g/m³; dans plus de 90% des mesures, elle reste inférieure a 0,5g/m³. Il n'y a pas de relation simple, qui suivrait la formula deTrabert, entre visibilité, grosseur des gouttelettes et teneur en eau.Il existe par contre une relation étroite entre la forme du spectre de fréquence et les précipitations. Lorsque celles-ci sont nulles ou très faibles ce sont les spectres étroit ( < 12,0 ) qui dominent; par précipitations durables, ce sont les spectres larges ( > ). Dans le stratus, sans pluie, les spectres larges ( entre 13 et 17 ) prédominent.On a constaté l'existence simultanée des trois phases solide, liquide et gazeuse pendant d'assez longs intervalles de temps, de sorte que le théorie deBergeron et deFindeisen concernant la genène des précipitations n'a pas la généralité qu'on lui prête. Il apparaît nécessaire d'aborder les problèmes de la physique des nuages non seulement du point de vue thermodynamique, mais aussi de celui de l'état colloïdal au sens deSchmauss.

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Mit 9 Textabbildungen.

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Hinsichtlich der Wiedergabe von Tabellen und Tropfenspektren stark verkürzte Fassung einer bei der Technischen Hochschule in Karlsruhe eingereichten und genehmigten Dissertation; die hier weggelssene Dokumentation kann zur Einsichtnahme bezogen werden bei den Bibliotheken der Technischen Hochschule Karlsruhe und des Deutschen Wetterdienstes, Offenbach (Main).     

Zur Berechnung von Dampfdruck-Mittelwerten

Zusammenfassung Es wird der Unterschied aufgezeigt, der bei der Berechnung von Dampfdruckmitteln entsteht, wenn man diese einerseits aus Einzelwerten des Dampfdrucks, anderseits aus Mittelwerten der Temperatur und der relativen Feuchte berechnet. Die Unterschiede zeigen für die Stationen der Niederung einen von der Jahreszeit abhängigen Tagesgang und erreichen im allgemeinen Beträge, die die Brauchbarkeit der vereinfachten Rechenmethode stark einengen.

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Summary There is a difference of results in calculation of mean values of vapour pressure if, on the one hand, the pressure of water vapour is calculated from single values and on the other hand from mean values of temperature and relative humidity. At lowland stations these differences show a daily variation dependent on the season and generally reach amounts by which the applicability of the simplified method of calculation is considerably reduced.

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Résumé Les valeurs moyennes de la pression de vapeur d'eau peuvent être calculées soit à partir des valeurs isolées de celle-ci, soit à partir des moyennes de température et d'humidité relative. L'écart résultant des deux procédés présente pour les stations de plaine une variation diurne dépendant de la saison et atteint en général des valeurs qui limitent fortement l'utilité de la méthode simplifiée.

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

Zur Lichtstreuung im Gletschereis

Zusammenfassung Der Extinktionsvorgang im Gletschereis wurde durch einen speziellen Ansatz berechnet, wobei besonders der Einflu? eines gerichteten Lichtstromes berücksichtigt wird. Zur numerischen Auswertung wurde die Streufunktion für in Eis eingeschlossene Luftblasen nach den Gesetzen der geometrischen Optik berechnet. Als Ergebnis erh?lt man eine Abh?ngigkeit der Albedo vom Zenitwinkel des gerichteten Lichtstromes, eine Tiefenabh?ngigkeit des Verh?ltnisses Unterlicht zu Oberlicht und eine Tiefenabh?ngigkeit des Extinktionskoeffizienten der Lichtstr?me in einer Randschicht.

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Summary Estinction in glacier ice has been evaluated by a special set of equations which especially take into consideration the influence of a directed light flux. For the numerical calculations the dispersion function for air bubbles inclosed in the ice has been evaluated according to the laws of geometrical optics. As results one gets the dependence of the albedo on the zenith-angle of the oriented light flux, the dependence of the ratio between light from above and from below, and of the extinction coefficient of the light fluxes in a boundary layer on the depth below the glacier surface.

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Résumé On a calculé les phénomènes d'extinction dans la glace d'un glacier par une équation spéciale. Pour ce faire, on a tenu compte en particulier de l'influence subie par un flux lumineux dirigé. Dans l'évaluation numérique, on a calculé la dispersion provoquée par les bulles d'air englobées dans la glace et cela selon les lois de l'optique géométrique. On obtient, comme résultats: une relation entre l'albedo et l'angle au zénith du flux lumineux dirigé; une relation entre la lumière provenant du bas d'une part, du haut d'autre part et cela en fonction de la profondeur; ainsi qu'une relation entre la profondeur et le coefficient d'extinction du flux lumineux dans une couche marginale.

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Mit 6 Textabbildungen     

Zur Albedomessung auf Gletschern

Zusammenfassung Auf Grund gleichzeitiger Messungen der Gletscheralbedo mit einem Solarimeter und einem Selen-Photoelement wird versucht, bei verschiedenen Strahlungsbedingungen eine Beziehung zwischen den mit beiden Empfängern gemessenen Albedowerten zu finden. Bei bedecktem Himmel ohne Sonne werden annähernd gleiche Albedowerte gemessen; bei heiterem Himmel weist ihr Verhältnis einen ausgeprägten Tagesgang auf, wobei um Mittag mit dem Photoelement ein um etwa 25% größerer Wert der Albedo festgestellt wird als mit dem Solarimeter. Albedobestimmungen, die nach diesen zwei Methoden ausgeführt wurden, sind daher nicht unter allen Bedingungen miteinander vergleichbar.

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Summary On the basis of simultaneous measurements of glacier albedo with a solarimeter and a selenium photo-element the author is trying to find a relation between the albedo values measured with the two receivers under different radiation conditions. Approximately equal values of albedo are found with overcast sky without sun; their relation shows on the other hand a pronounced daily course with clear sky, whereby the photo-element yields at noon an albedo value higher than that of the solarimeter by about 25%. Determinations of albedo carried out according to these two methods are thus not comparable under every condition.

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Résumé On a mesuré l'albédo d'un glacier simultanément au moyen d'un solarimètre et d'une cellule photoélectrique au sélénium. On essaie alors d'établir la relation existant entre les valeurs de l'albédo résultant des relevés de ces deux instruments et cela dans des conditions diverses de rayonnement. Ces valeurs sont à peu près égales par ciel couvert et sans soleil. Par ciel serein, le rapport présente par contre une évolution diurne marquée. Dans ce cas, les valeurs fournies par la cellule à midi sont de 25% supérieures à celles du solarimètre. Les mesures de l'albédo faites au moyen de ces deux instruments ne sont donc pas comparables entre elles dans toutes les conditions de nébulosité.

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Mit 2 Textabbildungen     

Zur Struktur der Wolken

Zusammenfassung Die vonRittberger aufgestelleten Arbeitshypothesen über den Zusammenhang zwischen Tropfenspektren und Niederschlag gelten primär für den Feldberg (Schwarzwald, 1500 m ü. NN.). Die vorliegenden Messungen vom Jungfraujoch (3550 m ü. NN.) ergänzen und bestätigen im allgemeinen die Ergebnisse vonRittberger. Die Mittelwerte der Wolkenelemente schwanken etwa in den gleichen Grenzen. Auf Jungfraujoch sind breite Spektren etwas häufiger und die Tropfenanzhal geringer als auf dem Feldberg. Die Grenzwerte zwischen Tropfendurchmesser und Temperatur erfahren eine wesentliche Erweiterung zu tieferen Temperaturen.Die Hochnebellagen auf Jungfraujoch sind durch Stau bedingt, und die Tropfengröße ändert sich von der Wolkenuntergrenze (klein) zur Wolkenobergrenze (groß). Die Gleichgewichtsgröße an der Wolkenobergrenze wird durch die darüber liegende Bewölkung bestimmt.Auf Jungfraujoch überwiegen die breiten Spektren, schmale scheinen an Wolkenunter- und-obergrenzen gebunden zu sein. Dabei ist schwer zu entscheiden, inwieweit geschmolzene Kristalle breite Tropfenspektren vortäuschen. Eindeutig ist das starke Überwiegen breiter Spektren bei großräumigem Niederschlag im Tal.Diese Feststellung läßt sich bei der Bearbeitung der einzelnen Wetterlagen bestätigen. Ergiebige Regen im Tal sind mit starken Abkühlungen in der freien Atmosphäre und breiten Tropfenspektren verbunden. Dabei tritt mit Einsetzen des Regens im Tal in drei von vier Fällen auf dem Jungfraujoch ein Rückgang der Tropfenanzahl um eine Zehnerpotenz ein.

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Summary Rittberger's working hypotheses on the relation between drop spectra and precipitation are primarily valid for the Feldberg (Black Forest, 1500 m a. s. l.). The present measurements from Jungfraujoch (3550 m) complete and confirm in general the results ofRittberger. The mean values of cloud elements vary in about the same limits. On Jungfraujoch broad spectra are slightly more frequent and the number of drops per unit is smaller than on the Feldberg. The limits between drop diameter and temperature show a considerable extension towards lower temperatures.The layers of elevated fog on Jungfraujoch are conditioned by barrage and the drop size varies from the lower (small drops) to the upper (larger drops) cloud border. The equivalent quantity at the upper cloud border is determined by the cloudiness above.On Jungfraujoch broad spectra prevail, small ones seem to be restricted to lower and upper cloud borders, whereby it is difficult to decide, in how far melted crystals give the impression of broad drop spectra. Strong prevailing of broad spectra with large-scale precipitation in the valley is well established.This result is confirmed by a discussion of the weather situations. Rich precipitations in the valley are combined with considerable cooling in the upper air and broad drop spectra. Precipitatons in the valley are on Jungfraujoch in three of four cases accompanied by a reduction of the drop number with a power of ten.

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Résumé Les hypothèses de travail établies parRittberger sur les rapports existant entre le spectre des gouttes et les précipitations ne sont valables, à l'origine, que pour le Feldberg (Forêt Noire, 1500 m d'altitude). Les mesures effectuées au Jungfraujoch (3550 m), mesures qui sont présentées ici, viennent compléter et en général confirmer les résultats obtenus parRittberger. Les valeurs moyennes des éléments de nuages oscillent à peu près entre les mêmes limites. Les spectres largement étalés sont un peu plus fréquent et le nombre des gouttes plus petit au Jungfraujoch qu'au Feldberg. Les valeurs limites entre le diamètre des gouttes et la température s'étendent notablement en direction des basses températures.Les situations de brouillard élevé sont provoquées au Jungfraujoch par un effet de barrage et la grosseur des gouttes augmente de la base (petites gouttes) au sommet (grosses gouttes) du nuage. La valeur d'équilibre à la limite supérieure des nuages est déterminée par la nébulosité située au-dessus.Les spectres largement étalés sont en majorité au Jungfraujoch. Les spectres étroits y semblent liés à la base et au sommet des nuages. Il est cependant difficile de déterminer dans quelle mesure des cristaux fondus donnent l'illusion de spectres largement étalés. Ces derniers sont plus fréquents, et cela de façon absolument certaine, lorsque des précipitations étendues s'abatten en plaine.Cette constatation est confirmée par l'étude des situations météorologiques. Des précipitations abondantes en plaine sont liées à un fort refroidissement de l'atmosphère libre et à des spectres de gouttes largement étalés. Au moment du début des précipitations en plaine, on constate trois fois sur quatre une diminuation d'une puissance de 10 du nombre des gouttes au Jungfraujoch.

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Mit 6 Textabbildungen     

Zur Verdunstung der Schneedecke

Zusammenfassung In den Wintern 1946/47 bis 1949/50 sind in der Umgebung des Eidg. Institutes für Schnee- und Lawinenforschung Weißfluhjoch (2670 m) zahlreiche Messungen über die Verdunstung von Schnee durchgeführt worden. Einzelne ergänzende Messungen wurden auch im Talboden von Davos (1550 m) und auf dem Gipfel der Weißfluh (2850 m) vorgenommen. Die Resultate sind auf ihre Übereinstimmung mit der vonTrabert aufgestellten Verdunstungsformel geprüft worden. Für einen Bereich der Windgeschwindigkeit von zirka 0,7 bis 3 m/sek erscheint diese befriedigend. Mit Hilfe der Formel und den normalen meteorologischen Terminbeobachtungen ist versucht worden, Tagesverdungstungen zu berechnen. Sofern Anhaltspunkte über die Schneeoberflächentemperaturen vorliegen, ergeben die berechneten Werte die richtige Größenordnung des Wasserdampfaustausches.Eine Abhängigkeit der Verdunstung von anderen Faktoren als der Temperatur (z. B. Raumgewicht, Verunreinigungen, Strahlung) konnte nicht mit Sicherheit festgestellt werden. Sonnenexponierte Proben zeigten eine ihrer höheren Oberflächentemperatur entsprechende Mehrverdunstung gegenüber abgeschatteten Proben.Die zu verschiedenen Jahreszeiten durchgeführten Messungen lassen erkennen, daß die Verdunstung an niederschlagsfreien Tagen in der Höhenlage von Weißfluhjoch vom Januar bis in den Mai im allgemeinen zunimmt, im Juni dagegen in überwiegende Kondensation umschlägt.

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Summary Between 1946 and 1950 series of measurements of the evaporation on a snow surface have been carried out in the surroundings of the Swiss Snow and Avalanche Research Station (8800 ft above sea level). A few observations were taken at the bottom of the valley at Davos (5100 ft) and on top of the Weissfluh (9400 ft). The formula ofTrabert has been checked with the results and found to be satisfactory for a certain range of wind velocity (about 0,7 to 3 m/sec.). With this formula the daily rate of evaporation has been computed using the normal meteorological observations and additional data on superficial snow temperatures. The right order of magnitude was found. The influence of other factors such as specific gravity of the snow, impurities of the surface and radiation could not be established with certainty. Samples exposed to the sun showed a higher rate of evaporation than specimens kept in the shade due to their higher surface temperature only.The measurements taken in different seasons of the year indicate as a general feature increasing evaporation from January to May and prevailing condensation from June to the end of the snow covering.

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Résumé De l'hiver 1946/47 à celui de 1949/50 de nombreuses mesures d'évaporation de la surface de la neige furent faites au Weissfluhjoch (2670 m) aux environs de l'Institut fédéral pour les recherches sur la neige et les avalanches. D'autres mesures complémentaires furent faites simultanément au fond de la vallée à Davos (1550 m) et au sommet de la Weissfluh (2850 m). Les résultats ont été contrôlés avec la formule établie parTrabert qui joue d'une façon satisfaisante pour un vent soufflant a des vitesses de 0,7 a 3 m/s.D'après les observations météorologiques ordinaires et des mesures de la température à la surface de la neige, l'évaporation journalière a été calculée avec cette formule. Les résultats obtenus sont d'un ordre de grandeur plausible.L'influence d'autres facteurs tels que le poids spécifique de la neige, les impuretés de la surface et le rayonnement, n'ont pas pu être établis avec certitude. Des échantillons exposés au soleil s'évaporent davantage que ceux qui sont à l'ombre car la température de leur surface est plus élevée.Les mesures faites aux différentes périodes de l'année indiquent une évaporation croissante de janvier à mai et une condensation prévalente de juin jusqu'à la disparition de la couverture de neige.

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Mit 5 Textabbildungen.     

Zur Theorie der Tromben

Zusammenfassung Der Verfasser diskutiert die Wahrscheinlichkeit der verschiedenen, für die Erklärung der Entstehung von Tromben aufgestellten Theorien, die sich teils auf die Annahme thermodynamischer, teils auf die mechanischer Vorgänge stützen.

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Summary The author discusses the probability of the various theories which have been developed for the explanation of tornadoes and waterspouts; they are based on the assumption partly of thermodynamical, partly of mechanical processes.

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Résumé Discussion de la probabilité des diverses théories développées pour l'explication des trombes; elles sont basées sur la supposition de phénomènes soit thermodynamiques soit mécaniques.

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Mit 7 Textabbildungen     

Zur Terminologie in der Strahlungsforschung

Zusammenfassung Im Hinblick auf die Notwendigkeit einer internationalen Vereinheitlichung wird ein Überblick über die gebräuchlichen Ausdrücke (vor allem der deutschen Sprache) für die verschiedenen Strahlungsströme und die Strahlungsmeßmethoden gegeben. Dabei wird auf einige Punkte, die der Vereinbarung besonders dringend bedürfen, speziell hingewiesen: so auf die Bezeichnung der Globalstrahlung von Sonne und Himmel in ihrer Auswirkung auf horizontale und auf kugelförmige Auffangfläche, ferner auf die scharfe Trennung der sekundären Aktinometer von den absoluten Pyrheliometern einerseits, von den Pyranometern zur Messung der Globalstrahlung anderseits.

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Summary With a view to the necessity to come to an international uniformity a survey is given of the commonly used terms (principally of the German language) for the different radiation currents and methods of radiation measurements. Especially there is pointed at some items for which an agreement is of particularly urgent need, viz. the denomination of total radiation incoming from sun and sky in its effect on horizontal and spherical surfaces, furthermore the strict distinction of secondary actinometers from absolute pyrheliometers on the one hand, from pyranometers for measuring total radiation of sun and sky on the other hand.

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Résumé Vu la nécessité d'une terminologie uniforme et internationale, on donne un aperçu des expressions (allemandes surtout) relatives aux différents flux de rayonnement et aux méthodes de mesure dans ce domaine. On mentionne en particulier certains points sur lesquels une entente est spécialement nécessaire, comme par exemple sur la dénomination de la radiation globale du soleit et du ciel dans son effet sur des surfaces réceptrices horizontales ou sphériques, puis sur la nette distinction entre les actinomètres relatifs et les pyrhéliomètres absolus d'une part, et entre ces actinomètres et les pyranomètres servant à la mesure de la radiation globale d'autre part.

     

Zur Theorie der geoelektrischen Widerstandsmethoden

Zusammenfassung Das für die elektrischen Widerstandsmethoden fundamentale potentialtheoretische Problem wird in seiner vollen Allgemeinheit formuliert und dargelegt, warum mit den heutigen Hilfsmitteln der Analysis keine praktische brauchbare Lösung desselben gefunden werden kann. Diese Schwierigkeiten lassen sich umgehen, wenn man das von zwei Elektroden erzeugte Feld durch ein homogenes ersetzt, und es werden die Grenzen des Bereiches bestimmt, in dem die Potentiale dieser beiden Felder eine vorgegebene relative Abweichung voneinander besitzen. Schließlich wird an dem Beispiel einer Einlagerung von der Form eines horizontalen Drehzylinders die praktische Durchführung des zu ihrer Ermittlung gemachten Ansatzes gezeigt.

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Summary A general formulation is given for the potentialelectric problem underlying the electric resistance methods and it is explained why no practicable solution can be found by the actual means of analysis. These difficulties can be avoided by replacing a field due to two electrodes by a homogeneous one. The range is determined within the potentials of these two fields have a given relative difference from each other. Finally, the practical calculation on base of a given disposition is shown by the example of setting into the field a horizontal rotary cylinder.

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Résumé Le problème théorique du potentiel qui forme la base des méthodes de mesure des résistances est exposé sous sa forme la plus générale, et on montre pourquoi avec les moyens actuels de l'analyse il, est impossible d'en trouver une solution pratique acceptable. On peut éviter ces difficultés en remplaçant le champ créé, par deux électrodes par un champ homogène; on détermine les limites du domaine dans lequel les potentiels de ces deux champs présentent un écart donné. On montre enfin à l'aide de l'exemple d'un cylindre horizontal tournant la réalisation pratique du dispositif nécessaire à sa détermination.

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Mit 4 Textabbildungen.     

Zur Hyperthermie der menschlichen Haut

Zusammenfassung Mit Hilfe einer für andere Zwecke abgeleiteten Formel für die zeitliche Erwärmung der Oberfläche eines strahlungsdurchlässigen Mediums (Reuter [2]) wird der Versuch unternommen, unter gewissen Voraussetzungen die Zeitspanne einer Hyperthermie der ursprünglich 33gradigen menschlichen Haut auf 41° zu berechnen. Für die Berechnung ist die Kenntnis verschiedener Eigenschaften der Haut in bezug auf Strahlung und Wärmeleitung erforderlich. Die dazu nötigen Unterlagen wurden im wesentlichen nachBüttner [1] in Form der entsprechenden Konstanten verwendet. Eine Hyperthermie auf 41° wurde deswegen gewählt, weil nachde Rudder [4] dabei in der Hälfte der beobachteten Fälle bereits letaler Hitzschlag auftritt. Als Außenbedingungen wurden angenommen, daß die Lufttemperatur 30° betrage und während des ganzen Einstrahlungsprozesses sich nicht wesentlich ändere, ferner, daß Windstille herrsche. Die Einstrahlungs-intensität wurde konstant vorausgesetzt und ebenso der Wärmeverlust der Hautoberfläche durch Abstrahlung und Verdunstung. Den Berechnungen wurde schließlich noch die Annahme zugrunde gelegt, daß es sich um völlig schwitzende Haut handelt, also der größtmögliche Wärmeverlust durch Verdunstung auftritt. Das Ergebnis ist für verschiedene Einstrahlungs-intensitäten und verschiedene Werte der Luftfeuchte aus Tabelle 3 ersichtlich. Es ergibt sich daraus, daß bis zu einer Einstrahlungsintensität von 1,0 cal pro cm² und Minute die Gefahr einer raschen Hyperthermie nicht besteht. Dagegen ist bei einem Ansteigen der Einstrahlungsintensität auf 1,5 cal pro cm² und Minute, was im Einzelfall in unseren Breiten erreicht wird, in niedrigen Breiten jedoch häufig realisiert sein dürfte, die Zeitspanne bis zu einer Hyperthermie auf 41° verhältnismäßig gering und liegt je nach der Luftfeuchte zwischen einer viertel und einer halben Stunde.

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Summary In applying a formula derived for other purposes for the warming of the surface of a medium pervious to radiation (Reuter [2]) it is attempted on certain conditions to compute the span of time of hyperthermy of a human skin surface raised from originally 33° up to 41°. For the computation the knowledge of several skin qualities with regard to radiation and heat conductivity is needed. The essential data are used afterBüttner [1]) in the form of the corresponding constants. A hyperthermy up to 41° was chosen because, according tode Rudder [4], this is the critical temperature where in half of the cases a letal apoplexy ensues already. As to open air conditions the temperature is assumed to be 30° and not to change essentially during the process of incoming radiation. Besides there must be a calm. Both the insolation intensity and the loss of heat of the skin surface by outcoming radiation and evaporation are supposed to be constant. The computations are based on the supposition that the skin is totally perspiring which represents the utmost loss of heat by evaporation. The result is shown on table 3 for different insolation intensities and different values of atmospheric humidity. Hence it follows that up to an insolation of 1,0 cal/cm² min the danger of a rapid hyperthermy does not exist. Whereas in a rising of the insolation to 1,5 cal/cm² min which is now and then reached in our latitudes but often realised in lower latitudes, the span of time for a hyperthermy up to 41° is relatively small and amounts according to atmospheric humidity to between a quarter and half an hour.

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Résumé On tente de calculer le temps nécessaire, sous certaines conditions, pour porter de 33° à 41° la température de la peau humaine à l'aide d'une formule établie dans un autre but et qui donne l'échauffement de la surface d'un corps transparent pour les radiations envisagées (Reuter [2]). Il faut pour cela connaître certaines propriétés de la peau en ce qui concerne le rayonnement et la conductibilité calorifique. Les données nécessaires ont été empruntées àBüttner [1] sous la forme de constantes appropriées. On a choisi une hyperthermie atteignant 41° parcequ'alors d'aprèsde Rudder [4] dans ces conditions dans la moitié des cas observés il y a insolation mortelle. On suppose pour le calcul que la température de l'air est de 30°, constante pendant toute la durée de l'expérience, et que l'air est calme. De plus on suppose un rayonnement incident invariable et une perte de chaleur constante de la peau par émission et évaporation. On admet enfin que la peau est en état de pleine sudation et que par conséquent les pertes de chaleur par évaporation sont maxima. Le tableau 3 montre les résultats pour différentes intensités de rayonnement et pour différentes valeurs de l'humidité. Il en résulte que jusqu'à une intensité de rayonnement de 1,0 cal. par cm² et par minute il n'y a pas de danger d'hyperthermie rapide. Par contre si le rayonnement atteint 1,5 cal. par cm² et par min., conditions parfois réalisées sous nos latitudes et fréquentes sous des latitudes plus basses, le seuil de l'hyperthermie à 41° est assez court et se trouve compris entre 1/4 d'heure et 1/2 heure, suivant l'humidité.

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Mit 1 Textabbildung.     

Zur Struktur der Wolken II

Zusammenfassung Die bisherigen Untersuchungen auf Jungfraujoch wurden durch drei weitere Expeditionen ergänzt, die Messungen bei tieferen Temperaturen ergaben. Die Tropfenspektren sind breiter, die mittleren Tropfendurchmesser jedoch zeigen einen größeren Anteil schmaler Spektren, d. h. die großen Tropfen treten nur vereinzelt auf und bestehen meist aus geschmolzenen Kristallen. Die Tropfenzahlen je cm³ haben ihre größte Häufigkeit bei 100, der Wassergehalt liegt bevorzugt zwischen 0 und 0,1 g/m³. das Maximum bei 1,2g/m³.Aus der Breite der Tropfenspektren auf Jungfraujoch, der dabei herrschenden Temperatur und dem Niederschlag im Tal ergeben sich folgende allgemeine Resultate: Wolken mit Niederschlag im Tal bestehen im Bereich negativer Temperaturen aus Tropfen und Kristallen. Zwischen –2° und –10°C sind die mittleren Tropfendurchmesser groß und die Spektren breit, zwischen –14° und –22°C klein und schmal. Die Niederschlagsmengen im Tal sind bei großflächigem Regen weitgehend unabhängig davon, ob der Niederschlag als Regen oder Schnee fällt. Daraus folgt ein Aufbau der Wolke, der unabhängig von der Lage der Null-Grad-Grenze ist. Bei ergiebigen Niederschlägen am Boden vermindert sich auf Jungfraujoch die Tropfenzahl um eine Zehnerpotenz.Die Niederschlagstheorie vonBergeron muß in einigen Punkten ergänzt werden. Das reine Kristallwachstum reicht nicht aus, um ergiebigen Niederschlag zu erzeugen. Erst die Anlagerung von Tropfen auf dem Fallweg in der Wolke (die Vergraupelung) führt zu Größen der Regentropfen, wie sie am Boden gemessen werden. Nicht erfaßbar sind dabei die großtropfigen Schauer und die Regen aus Wolken im positiven Temperaturbereich.

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Summary Our former investigations on Jungfraujoch have been completed by three further expeditions with measurements at lower temperatures. The drop spectra are broader, the medium drop diameters however yield a larger share of small spectra, i. e. large drops occur only sporadically and consist mainly in melted crystals. The number of drops per cm³ have their maximum frequency at 100, the water content lies preferably between 0 and 0.1 g/m³, its maximum at 1.2 g/m³.From the breadth of drop spectra on Jungfraujoch and from temperature and precipitation in the valley the following general results can be deduced: Clouds with precipitations in the valley consist in the region of negative temperatures of drops and crystals. Between –2° and –10°C medium drop diameters are large and the spectra broad, between –14° and –22°C small and narrow. The quantity of precipitation in the valley is with largescale rainfall largely independent of the kind of precipitation (rain or snow); thus the cloud-structure is independent of the position of the zero degree limit. For rich precipitations at the ground the number of drops on Jungfraujoch is reduced by a power of ten.The precipitation theory ofBergeron is to be completed in some points. Crystal growth in itself is not sufficient to produce extensive precipitations. Only the coalescence of drops on their way in the cloud under production of soft hail leads to the size of rain drops measured at the ground. Largedrop showers and rain from clouds with positive temperatures cannot be covered by this explanation.

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Résumé Les recherches effectuées antérieurement au Jungfraujoch ont été complétées par trois expéditions qui ont procédé à des mesures par de basses températures. Les spectres des gouttes contenues dans un nuage y établis sont plus larges. On y trouve pourtant une plus grande proportion de spectres étroits dans les diamètres de gouttes moyennes, c'est à dire que les grosses gouttes ne sont que des phénomènes isolés et sont en général faites de cristaux fondus. Le nombre de gouttes par cm³ se trouve le plus souvent au vosinage de 100, la contenance en eau du nuage est comprise entre 0 et 0,1 g/m³ et son maximum se situe à 1,2 g/m³.De la largeur du spectre des gouttes au Jungfraujoch, de la température qui y règne et des précipitations recueillies dans la vallée, on peut tirer les conclusions générales suivantes: Les nuages provoquent des précipitations dans la vallée se composent, par températures négatives, de gouttes et de cristaux. Entre –2° et –10°C, les diamètres moyens sont grands et les spectres étalés. Entre –14° et –22°C, les diamètres moyens sont plus petits et les spectres étroits. Les quantités de précipitations en grande étendue recueillies en plaine sont généralement indépendantes du fait qu'elles tombent sous forme de pluie ou de neige. Il s'ensuit une structure nuageuse indépendante de l'altitude de l'isotherme de zéro degré. Si les précipitations sont abondantes au sol, le nombre de gouttes diminue d'une puissance de dix au Jungfraujoch.Il faut compléter sur certains points la théorie des précipitations deBergeron. Le seul grossissement des cristaux ne peut expliquer d'abondantes précipitations. Ce n'est que la réunion de gouttes, lors de leur chute dans le nuage (formation de grésil) qui provoque de grosses gouttes telles qu'on les rencontre au sol. On ne peut pourtant pas expliquer par là ni les averses présentant de très grosses gouttes, ni les précipitations issues de nuages situés dans des zones à températures positives.

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Mit 2 Textabbildungen     

Zur Luftverunreinigung durch turbulente Diffusion

Zusammenfassung Nach einer kurzen Diskussion der theoretischen Grundlagen für die Berechnung der Ausbreitung von schädlichen Beimengungen der Luft auf Grund der Gesetzmäßigkeiten der turbulenten Diffusion wird mit Hilfe der vonPasquill angegebenen empirischen Beziehungen zwischen Streuungsmaßen und Quelldistanz die Formel für die Immissionskonzentration am Boden abgeleitet. An Hand einer Reihe von Beispielen wird das Bodenkonzentrationsfeld relativ zu dem Punkt maximaler Immissionskonzentration berechnet, wobei eine feste Schornsteinhöhe von 40 m und eine für mittlere Emittenten zutreffende Auswurfmenge an schädlichen Gasen vorausgesetzt wird. Die Abbildungen zeigen die starke Modifikation des Konzentrationsfeldes durch die meteorologischen Verhältnisse, je nachdem, ob ein stabiler, indifferenter oder labiler Ausbreitungstyp vorliegt.

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Summary After a short discussion of the theoretical background for the calculation of the spreading of the noxious pollutants of the air based on the laws of turbulent diffusion a formula is derived for the concentration of the immisison on the ground with help of the empirical relations between the dispersion measures and the distance from the source given byPasquill. In some examples the concentration field at the ground relative to the point of maximum immission is calculated, considering a fixed height of the funnel of 40 m and a quantity of noxious gases as usually found with average emittents. The figures show a strong modification of the concentration field by the meteorological situation according to whether the spreading type is stable, indifferent or unstable.

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Résumé On discute tout d'abord brièvement les fondements théoriques permettant de calculer la propagation des pollutions atmosphériques; pour ce faire, on se base sur les lois de la diffusion turbulente. On en tire ensuite une formule de calcul de la concentration des immissions à l'aide des relations empiriques dePasquill, relations existant entre les quantités répandues et la distance de la source. On calcule au moyen d'une série d'exemples le champ des concentrations au sol par rapport au point de concentration maximum; pour ce faire, on admet und chemineé fixe de 40 mètres de hauteur et une quantité de gaz nocifs correspondant à une moyenne de polluants. Les figures montrent la forte modification que subit la répartition des concentrations selon les conditions météorologiques, en d'autres termes si l'on a affaire à un type de propagation stable, indifférent ou instable.

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Mit 5 Textabbildungen     

Zur Bildung des Roten Tones

Zusammenfassung Der Verfasser, der seit mehr als 30 Jahren die Tiefseesedimente und insbesondere den Roten Ton untersucht, ist namentlich auf Grund der Ergebnisse der Schwedischen Tiefsee-Expedition mit der Albatross zur Überzeugung gelangt, daß die landläufige Erklärung für das Verschwinden des Kalks, dank dessen es zur Bildung des Roten Tones kommt, nicht genügt. Die Bildung desselben während des Tertiärs darf nicht der Wirkung kalter antarktischer und arktischer Grundströmungen zugeschrieben werden; diese werden im Gegenteil sehr schwach gewesen sein oder gar nicht existiert haben, da es damals keine polaren Eiskappen gab und die Bodentemperatur der Ozeane um 8 bis 10° C höher war als heute. Viel eher kommen für die Bildung des Roten, Tones magmatische Gase wie CO₂, HCl usw. als wichtigste Kalklöser in Betracht, die zu der Zeit ausgeworfen wurden, als submarine Vulkanausbrüche oder Extrusionen von Tiefenmaterial zur Bildung des mittelatlantischen Rückens und anderer submariner Gebirgszüge geführt haben.

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Summary The author who for over 30 years has studied deep-sea sediments and especially the Red clay has, especially on basis of results from the Swedish Deep-Sea Expedition with the Albatross, arrived at the conviction that the current explanation for the disappearance of the lime leading to the formation of Red clay is not sufficient. The formation of Red clay during Tertiary time cannot be ascribed to the action of cold Antarctic and Arctic bottom currents, which must have been very feeble or missing, when there were no polar ice-caps and the bottom temperature of the oceans was about 8° to 10° higher than at present. A principal lime-dissolving agency, responsible for the formation of Red clay are magmatic volatiles, i.e. carbon dioxide, hydrochloric acid etc., released at submarine volcanic eruptions or at the extrusion of subcrustal matter, leading to the formation of the Madatlantic Ridge and other submarine ridges.

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Résumé L'auteur qui, depuis plus de 30 années, étudie les sédiments abyssaux et, en particulier, les argiles rouges, est convaincu, et cela notamment depuis l'expédition océanographique suédoise de «Albatross», que l'explication courante de la disparition du calcaire qui conduit à la formation de cette argile n'est pas suffisante. Pendant la période tertiaire, on ne peut pas en attribuer la formation à l'action, de courants très froids arctiques et antarctiques parcourant le fonds des océans, car ceux-ci durent être très faibles, voire inexistants si l'on admet que les calottes glaciaires des pôles n'existaient pas et que la température abyssale était supérieure de 8° à 10° C à celle d'aujourd'hui. Le principal agent solvant du calcaire à l'origine des argiles rouges doit être reconnu dans certaines volatilisations du magma, tels le dioxyde de carbone et l'acide chlorhydrique par exemple. Celles-ci doivent avoir été provoquées par des éruptions volcaniques sous-marines ou par des extrusions de matériaux volcaniques qui ont conduit à la formation de nombreuses chaînes de montagnes sous-marines comme par exemple celle du centre de l'Atlantique.

     

Zur Mikrometeorologie der eisnahe Luftschicht

Zusammenfassung Es werden einige Ergebnisse von Messungen der Wind- und Temperaturschichtung in der etwa 2 m mächtigen eisnahen Luftschicht aus zwei mehrtägigen Meßreihen am Vernagtferner (Ötztaler Alpen, 2973 m) und am Hornkees (Zillertaler Alpen, 2260 m) mitgeteilt. Die vertikale Verteilung von Windgeschwindigkeit und Temperatur läßt sich in beiden Fällen durch logarithmische Gesetze beschreiben. Diese gestatten nachPrandtl die Ermittelung des Austauschkoeffizienten und damit die Berechnung des turbulenten Wärmestromes aus der Luft zum Eis im Rahmen der Wärmeumsatzbestimmung der Gletscheroberfläche. Dazu muß der Austauschkoeffizient nach dem Verfahren vonSverdrup oderLettau der vorhandenen, über der schmelzenden Gletscheroberfläche ausgeprägt stabilen thermischen Schichtung angepaßt werden. Die gleiczeitige Messung der Ablation und der Strahlungsbilanz ermöglicht eine direkte Kontrolle der Größenordnung der aus der Luft zugeführten Wärmemenge. Aus der gefundenen guten Übereinstimmung des empirisch ermittelten und der nach den Theorien vonSverdrup bzw.Lettau berechneten Austauschkoeffizienten geht hervor, daß in der eisnahen Luftschicht im Sommer, die durch das Fehlen thermischer Konvektion gekennzeichnet ist, der Austausch von Impuls, Wärme und Feuchtigkeit die gleichen Gesetze zu befolgen scheint.

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Summary Basing on two series of measurements carried out during several days on the Vernagt glacier (Oetztal Alps, 2973 m) and on the Hornkees (Zillertal Alps, 2260 m), results are given of measurements of the wind and temperature distribution within a surface air-layer, approximately 2 meters thick, above ice. In both cases the vertical distribution of wind velocity and temperature can be described by logarithmic formulas which allow to calculate, as shown byPrandtl, the exchange (Austausch) coefficient and thereby the turbulent heat-current from air to ice by determining the thermal economy of the glacier surface. For this purpose the exchange coefficient must be fitted, according to the methods ofSverdrup orLettau, to the very stable thermal stratification of the air above the melting surface of the glacier. The simultaneous measurement of ablation and radiation balance makes possible a direct control of the approximate quantity of heat supplied from the air. The good agreement of the exchange coefficient as obtained empirically and calculated by means of the theories ofSverdrup orLettau leads to the conclusion that, within the air-layer above an ice surface during summer where no thermal convection occurs, the exchange of impulse, heat, and humidity appears to obey the same laws.

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Résumé L'auteur communique quelques résultats de mesures de la distribution du vent et de la température dans la couche d'air d'environ 2 m d'épaisseur reposant sur la glace, mesures faites en deux séries de plusieurs jours sur le Vernagtferner (Alpes de l'Oetztal, 2973 m) et sur le Hornkees (Alpes du Zillertal, 2260 m). La distribution verticale de la vitesse du vent et de la température obéit à des lois logarithmiques, lesquelles permettent d'aprèsPrandtl le calcul du coefficient d'échange turbulent et celui du courant de chaleur par turbulence entre l'air et la glace dans le cadre de la détermination du bilan thermique de la surface glaciaire. Il faut pour cela adapter d'après le procédé deSverdrup ou deLettau le coefficient d'échange turbulent à la stratification thermique parfaitement stable de l'air reposant sur la surface glaciaire en fusion. La mesure simultaée de l'ablation et du bilan radiatif rend possible le contrôle direct de l'ordre de grandeur de la quantité de chaleur fournie par l'air. L'accord satisfaisant entre les valeurs du coefficient d'échange par turbulence trouvées expérimentalement ou tirées des théories deSverdrup ou deLettau montre que dans la couche d'air voisine de la glace, qui est caractérisée par l'absence de convection thermique, les échanges de quantité de mouvement (impulsion), de chaleur et d'humidité semblent obéir en été aux mêmes lois.

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Mit 2 Textabbildungen.