Wirkung künstlicher Atmospherics auf Säuger

Zusammenfassung Künstliche Atmospherics mit fester Folgefrequenz, die in einem gegen natürliche Längstwellen-Strahlung zu 99,8% abgeschirmten Raum auf Goldhamster (mesocricetus auratus) einwirken, versetzen die Tiere in einen quasi-Winterschlaf (Abb. 6). Künstliche Atmospherics mit hohem statistischem Anteil der Folgefrequenz veranlassen nach vorausgegangener Passivierung das Tier zu einem Bewegungssturm (Abb. 6).Versuchspersonen wurden nach einem Bipolaritätenschema unterschieden (Abb. 7). Labile Typen (Abb. 7) reagieren reproduzierbar auf künstliche Atmospherics, stabile Typen nicht.

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Summary Atmospherics-like impulses with constant series frequency, generated by analogous electronic technics in a Faraday-cage (transparency for natural atmospherics<0,2%) caused quasi-hypothermia inmesocricetus auratus (fig. 6), while a following program with statistical series frequency caused a storm of motion (fig. 6).Testpersons were classified by a bipolar pattern (fig. 7). Labile types (fig. 7) are susceptible to atmosperics, stabile types are not.

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Résumé Des atmosphériques de fréquence de succession fixe furent émis dans un local isolé à 99,8% contre le rayonnement naturel à ondes ultra-longues. Des hamsters (Mesocricetus auratus) placés dans ce local sont tombés dans un sommeil quasi léthargique (Fig. 6). Des atmosphériques artificiels avec une haute part statistique des fréquences de succession provoquent chez l'animal, après une période de passivité prononcée, des mouvements désordonnés (Fig. 6). Des hommes furent divisés selon un schéma de bipolarité (Fig. 7). Les types instables (Fig. 7) réagissent de façon reproduisible aux atmosphériques artificiels. Il n'en va pas de même des types stables.

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Mit 7 Abbildungen     

On the frequency of cyclones over the North Atlantic related to the sunspot cycle

Summary C. J. Kullmer andH. H. Clayton found shifts in the latitudetracks of low pressure areas in North America with change in sunspot activity. These remarkable results called for an extension of their investigations to other parts of the globe and this was made possible by the U. S. Weather Bureau Northern Hemisphere Historical Map Series published lately and was all the more justified since no statistical tests of significance had been applied so far.Owing to the material used, onlyfrequencies of cyclonic centres for three solar cycles between 1899 and 1932 were subjected to a search for a relationship to the solar activity and the area investigated has for the time being been restricted to the North Atlantic. Our results are based on 12 418 weather maps for 1300 G. M. T.In spite of the fact that track-frequencies and frequencies of cyclonic centres of different periods have been combined (Fig. 1) agreement in the characteristic features of the average annual frequency in the overlapping part of the areas investigated by previous authors and ourselves exists. The maximum frequency of the cyclonic tracks occurs over the United States in a belt around 50° N. which continues in approximately the same latitude up to 55° W. and then over the Atlantic turns northwards, reaching 62° N. between 10° and 0° W. Isopleths of the total frequency (Fig. 2) of the cyclonic centres describe this belt in greater detail and show the three well known frequency maxima in the regions of Newfoundland, Greenland and Iceland.During the period 1899 to 1929, generally three belts of maximum frequency (in high, middle and low latitudes) appear in a single year. Figs. 3 and 4 show two characteristic specimen maps. The movement of these belts (Figs. 5 and 6) along the mid-Atlantic meridian seems to indicate a correlation to the solar activity although its interpretation is ambiguous.The plotting of the differences of the cyclonic frequencies (for three year periods) at the maximum and minimum solar activity and forKullmer's selected and test years respectively doesnot reveal any conspicuous pattern. The considerable differences in the cyclonic frequencies at the maximum and minimum solar activity in the Greenland area (Fig. 7) might indicate a solar influence. The application of thet test to the frequencies of low pressure centres over the North Atlantic indicates a solar influence at least in the latitudes 50° to 60° N., which is supported by the results of our application of thet test toKullmer's track frequencies over the United States.

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Zusammenfassung C. J. Kullmer undH. H. Clayton haben Breitenverschiebungen der Bahnen der Tiefdruckgebiete in Nordamerika mit der Sonnenfleckentätigkeit gefunden. Diese bemerkenswerten Resultate legten eine Ausdehnung ihrer Untersuchungen auf andere Teile der Erde nahe, welche jetzt durch die kürzlich vom Wetterbureau der Vereinigten Staaten veröffentlichte Reihe historischer Wetterkarten der nördlichen Halbkugel ermöglicht wurde. Eine solche Untersuchung war um so mehr gerechtfertigt, als die früher genannten Autoren keine Wahrscheinlichkeitskriterien angewendet, sordern ihre Feststellungen auf rein graphischem Wege abgeleitet hatten.Da das von uns benützte Material nur eine Wetterkarte per Tag gibt, haben wir bloß dieHäufigkeit der Tiefdruckzentren während dreier Sonnenfleckenzyklen im Zeitraum von 1899 bis 1932 auf ihre Beziehung zur Sonnentätigkeit hin untersucht und das Untersuchungsgebiet vorläufig auf den nördlichen Atlantischen Ozean beschränkt. Unsere Resultate gründen sich auf 12418 Wetterkarten, welche für 1300 M. G. Z. entworfen sind.Trotzdem in Abb. 1 Häufigkeiten von Zyklonenbahnen und Tiefdruckzentren von sogar verschiedenen Epochen zusammengestellt sind, besteht gute Übereinstimmung in den charakteristischen Zügen der durchschnittlichen jährlichen Häufigkeit in den übergreifenden Teilen der von den obengenannten Forschern und uns untersuchten Gebiete. Die größte Häufigkeit der Tiefdruckbahnen tritt über den Vereinigten Staaten von Nordamerika in einem Gürtel in ungefähr 50° n. Br. auf, der sich bis 65° westlicher Länge erstreckt und dann über dem Atlantik nordwärts wendet; er erreicht 62° n. Br. zwischen 10° und 0° westlicher Länge. Isoplethen der Gesamthäufigkeit (Abb. 2) der Tiefdruckzentren geben Einzelheiten über die Ausdehnung und Gestalt dieses Gürtels und zeigen die drei wohlbekannten Häufigkeitszentren in der Gegend von Neufundland, Grönland und Island.Im allgemeinen treten in einzelnen Jahren des Zeitraums 1899 bis 1929 drei Gürtel größter Häufigkeit auf, und zwar in hohen, mittleren und niedrigen Breiten; in manchen Jahren ist allerdings der Gürtel südlich von 20° n. Br. schlecht ausgeprägt. Abb. 3 und 4 bringen zwei charakteristische Beispiele. Die Verschiebung dieser Gürtel in der Mitte des Atlantischen Ozeans, entlang dem Meridian von 35° westlicher Länge, deutet eine Korrelation mit der Sonnenaktivität an, wenn auch die Interpretation dieser Beziehung noch unsicher ist. Es ist möglich, die Nord-Süd-Verschiebung dieser Gürtel so der Sonnentätigkeit zuzuordnen, daß die Minima der Sonnenflecken-Relativzahlen der größten Südwärtsverschiebung der Häufigkeitsgürtel entsprechen und die Maxima der Sonnentätigkeit ihrer größten Verlagerung nach Norden (Abb. 5). Man kann aber auch, wenn auch nicht so zwanglos, die in Abb. 6 wiedergegebene, umgekehrte Zuordnung versuchen.Die Mappierung der Differenzen der Häufigkeit der Lage der Tiefdruckzentren zur Zeit der Maxima und Minima der Sonnentätigkeit und für die vonKullmer definierten ausgewählten und Probe-Jahre ergibt komplizierte Anordnungen der Häufigkeitskurven über dem nordatlantischen Ozean und zeigt, im Gegensatz zu jenen über dem nordamerikanischen Kontinent,keine auffallende Anordnung. Die beträchtlichen Unterschiede in den Häufigkeiten der Tiefdruckzentren im Gebiete von Grönland zwischen den Maxima und den Minima der Sonnentätigkeit (Abb. 7) könnten immerhin einen solaren Einfluß andeuten. Die Anwendung des sogenannten t-Test auf die Häufigkeitsverteilung der Zyklonen über dem Nordatlantik läßt einen solaren Einfluß wenigstens in den Breiten von 50° bis 60° N. erkennen, ein Befund, der durch die Anwendung desselben Tests auf die vonKullmer für Nordamerika mitgeteilten Häufigkeiten der Zyklonenbahnen gestützt wird.

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Résumé C. J. Kullmer etH. H. Clayton avaient constaté un déplacement en latitude des trajectoires de dépressions en Amérique du Nord en relation avec l'activité des taches solaires. Ces résultats remarquables suggéraient une extension des recherches dans d'autres régions du globe, recherches facilitées par la publication récente par le Weather Bureau américain de séries de cartes du temps rétrospectives de l'hémisphère nord. Une telle étude était d'autant plus justifiée que les auteurs cités n'avaient pas appliqué de critères probabilistes et n'avaient conclu que sur la base de méthodes graphiques.Comme le matériel utilisé ici ne comporte qu'une carte par jour, nous nous sommes borné à étudier la fréquence des centres de basse pression en relation avec l'activité solaire durant trois cycles de taches solaires, soit dans la période de 1899 à 1932; nous n'avons en outre considéré que la région de l'Atlantique nord en utilisant 12418 cartes synoptiques dessinées pour 13 hs. T. M. G.Bien que la fig. 1 représente des fréquences de trajectoires et de centres de basse pression de périodes différentes, elle montre cependant un bon accord des traits caractéristiques des fréquences moyennes annuelles dans les régions communes étudiées par les auteurs cités et par nous. La plus grande fréquence de trajectoires dépressionnaires s'observe aux États-Unis, dans une zone de latitude voisine de 50° N s'étendant du méridien de 55° W à l'Atlantique septentrional; ici, elle se tourne vers le N et atteint 62° de latitude N entre les longitudes occidentales de 10° à 0°. Les isoplèthes de la fréquence totale (fig. 2) des centres de basse pression décrivent l'étendue et la forme de cette zone, et mettent en relief les trois centres de fréquence bien connus de Terre-Neuve, du Groenland et de l'Islande.D'une façon générale, trois zones de fréquence maximum apparaissent dans la période 1899–1929, et cela aux latitudes hautes, moyennes et basses; certaines années, la zone au sud du 20me parallèle N est à vrai dire mal définie. Les figures 3 et 4 fournissent deux exemples caractéristiques. Le déplacement de cette zone au milieu de l'Atlantique, le long du méridien de 35° W, fait pressentir une corrélation avec l'activité solaire, bien qu'une incertitude plane encore sur cette interprétation.La corrélation pourrait s'établir dans ce sens qu'au minimum de taches solaires correspond le plus grand déplacement vers le Sud de la zone de fréquences, et au maximum de taches le plus grand déplacement vers le Nord (fig. 5). Mais il est aussi possible de renverser les rôles, comme l'indique la fig. 6, bien que cela paraisse moins naturel.Si l'on reporte sur la carte les différences de fréquences des positions des centres de basse pression aux époques respectives des maxima et des minima de l'activité solaire pour les années classées parKullmer (comme sélectives ou de contrôle) on obtient des courbes compliquées sur l'Atlantique nord et on ne retrouve plus les dispositions régulières apparaissant sur le continent américain. Toutefois les différences importantes de fréquences des centres dépressionnaires dans la région du Groenland entre les maxima et les minima de l'activité solaire (fig. 7) pourraient faire supposer une influence solaire. L'application du «testt» à la distribution des fréquences des cyclones sur l'Atlantique nord fait apparaître une influence solaire, au moins aux latitudes comprises entre 50° et 60° N; ce fait est confirmé par l'application de la même méthode aux fréquences de trajectoires dépressionnaires en Amérique du Nord parKullmer.

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With 7 Figures.     

Beitrag zur Witterungsklimatologie Südafrikas

Zusammenfassung Es werden die Hauptwitterngstypen des südafrikanishen Hochlandes besprochen und eine tabellarische Übersicht ihrer Häufigkeit für Pretoria sowie verschiedene Häufigkeitsverteilungen für Temperatur und Niederschlag gegeben. Mit Hilfe dreitägig übergreifender Mittel- und Häufigkeitsverteilungen werden der normale jahreszeitliche Witterungsgang und die Hauptsingularitäten für Pretoria besprochen.

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Summary The main weather types of the South African high veld are discussed and a table of their occurence in Prtoria is given. Various frequency tables for temperature and precipitation are presented. Overlapping three day meas for temperature and precipitation for Pretoria form the basis for the discussion of the normal yearly weather variations and the more pronounced singularities.

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Résumé L'auteur examine les différents types de temps du hautplateau sud-africain dont il représente la fréquence à Prétoria par des tableaux synoptiques. Il présente aussi diverses répartitions de fréquence de la température et des précipitations. A l'aide de moyennes glissantes de trois jours de ces deux éléments, il discute la marche saisonnière du temps et les principales singularités à Prétoria.

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Mit 9 Textabbildungen     

Das luftelektrische Erscheinungsbild des Südföhns in den Nordalpen nach synoptisch-klimatologischen Untersuchungen im Wettersteingebirge 1955 bis 1959

Zusammenfassung Die Arbeit bringt alle Erfahrungen über Föhn in luftelektrischer Hinsicht, die im Laufe von fünf Jahren durch Registrierungen, Messungen und Beobachtungen vor allem im Raum des Wettersteingebirges bei Garmisch-Partenkirchen gewonnen wurden. Es stand hierfür ein Netz von sieben ständig betriebenen Stationen zur Verfügung, zwei weitere Stationen wurden 1958 während einer zweimonatigen Exkursion auf dem Zugspitzplatt (2600 m NN) unterhalten. Diese neun Stationen lagen in einigermaßen gleichmäßiger Höhenstaffelung zwischen 675 und 2963 m NN. Ihre Basisentfernungen waren relativ gering. Alle neun Stationen registrierten den luftelektrischen Potentialgradienten, vier der sieben ständigen sowie eine der beiden vorübergehenden Stationen registrierten zusätzlich den luftelektrischen Leitungsstrom. Als weitere Elemente des Komplexes Luftelektrizität und Aerosol wurden registriert bzw. gemessen: positive und negative Kleinionen, positive und negative Luftleitfähigkeit, natürliche und künstliche Radioaktivität der Luft, Kondensationskerne (Aitkenkerne), Luftverunreinigung, Spitzenstrom und Atmospherics. Ein tragendes Grundprinzip der Arbeit ist die synoptische Verwertung der Daten des relativ dichten und auch in die Vertikale reichenden Stationsnetzes, mit dessen Hilfe ein dreidimensionaler Ausschnitt der Atmosphäre überschaubar wird. Die Einheitlichkeit der verwendeten Methoden sowohl in der räumlichen als auch in der über Jahre gehenden zeitlichen Erstreckung trägt zur Festigung der Ergebnisse und Schlüsse bei.Aus dem Beobachtungsmaterial wird abgeleitet, daß Föhnlagen sich nicht dadurch auszeichnen, daß sich bestimmte luftelektrische Einzelgrößen dabei besonders oder außergewöhnlich verhalten würden. Typisch für den Föhn ist vielmehr ein ganz bestimmter Akkord der luftelektrischen (und meteorologischen) Elemente, wobei sich innerhalb des Stationsnetzes wiederum typische Variationen bemerkbar machen.Luftelektrisch gesehen, konnten zwei Föhntypen unterschieden werden: Bei Typ I sind die Kurven des Potentialgradienten und des Leitungsstromes sehr glatt, der Potentialgradient ist anhaltend erniedrigt, die Werte des Leitungsstromes und der Kleinionendichte sind erhöht. Kennzeichnend für Föhntyp II ist ein extrem unruhiger Verlauf der Potentialgradient- und Leitungsstromkurven bei stark erhöhten Werten an den Talstationen; er ist immer mit dem Vorkommen von Schneefegen an den Gebirgskämmen mehr oder weniger weit südlich der Registrierstationen gekoppelt. Häufig besteht bei Föhntyp II eine Bodeninversion.Für beide Föhntypen werden repräsentative Einzelbeispiele gebracht. Außerdem wurde das gesamte Beobachtungsmaterial der Jahre 1955 bis 1958 statistisch verarbeitet, um für die sieben Stationen, d. i. im Schnitt durch die Atmosphäre bis rund 3000 m NN, das luftelektrische und meteorologische Bild eines mittleren Föhntages für beide Typen abzuleiten. Die bei Föhn gesammelten Ergebnisse sind übrigens nicht nur zur Erweiterung unserer Vorstellungen über den Föhn an sich von Bedeutung, sondern geben auch Hinweise zu anderen geophysikalischen Problemen, so etwa auf dem Gebiet der Wolkenphysik (z. B. durch die Erfahrungen hinsichtlich der Ladungstrennung beim Zusammenprall und Zerbrechen von Eiskristallen), zur Frage der atmosphärischen elektrischen und elektromagnetischen Wellenvorgänge (durch Registrierungen von Stationen, die sich gerade in der Grenzschicht zwischen Föhn und positiv geladener, schwingender Inversionsoberseite befinden) sowie zur Frage des Ionisationsgleichgewichtes und der Beziehungen zwischen Kleinionen- und Kondensationskerndichte, denn in der Föhnströmung sind ja die Kondensationskerndichten besonders niedrig und außerdem ist—in den Nordalpen—die natürliche Luftradioaktivität während des Föhns erhöht.Bioklimatische Gesichtspunkte werden lediglich angedeutet.

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Summary In this paper the author summarizes data, results of evaluations, and experiences in the field of atmospheric electricity, as far as connected with foehn situations. The observations were mainly made in the region of Garmisch-Partenkirchen (Wetterstein Mountains, Northern Alps) and cover a period of five years. Seven recording stations with heights between 675 and 2963 m above sea-level were operated permanently, two further stations were operated on the Zugspitzplatt (2600 m) during two months in 1958. All the nine stations have relatively small distances from each other. At each of the nine stations the atmospheric electrical potential gradient was recorded, at four of the permanent stations and at one of the temporary stations the air-earth current was recorded, too. Further there were recorded or measured positive and negative small ions, positive and negative conductivity, natural and artificial radioactivity of the air, condensation nuclei, air pollution, point discharge current, and sferics. A characteristic of this investigation is that a dense network of stations extending also in the vertical direction yields a synopsis of a small three-dimensional portion of the atmosphere, and that uniformly without interruptions through years.It is pointed out that a foehn situation is not distinguished by a special or extraordinary behaviour of single atmospheric electrical elements, but by a typical accord of the atmospheric electrical and meteorological elements, with typical spatial variations of them within the network.From the point of view of atmospheric electricity two main types of foehn were found: Type I shows lowered and smooth potential gradient curves at all stations, further increased and smooth curves of conduction current, increased concentrations of small ions, etc. Foehn of Type II, amongst other characteristics, shows increased and extremely agitated curves of potential gradient and conduction current at the valley stations. Type II is observed when there is drifting snow at the mountain ridges south of the recording stations and mainly in cases where the foehn current does not reach the bottom of the valley.Both types are illustrated here by examples. Beyond this, the data obtained at the seven permanent stations during four years were reduced to average foehn days of both types. The observations made during foehn, however, have interest not only for our knowledge of this weather situation itself but give results which are also important for studies on cloud physics (experience on charge separations caused by breaking and impact in drifting snow), on atmospheric electric and electromagnetic waves (records of stations just being in the boundary layer between foehn current and positively charged upper surface of an inversion), for the investigation of the ionization equilibrium and of the relations between the concentrations of small ions and condensation nuclei (there are special conditions because of the low concentrations of condensation nuclei in the foehn current and because of the increased natural radioactivity of air during foehn in our region), etc.Bioclimatological points of view are mentioned, only.

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Résumé La présente étude groupe les résultats obtenus depuis cinq ans au sujet de l'aspect électrique du foehn grâce à des mesures faites dans la région du Wetterstein près de Garmisch-Partenkirchen où se trouvait un réseau de 7 stations fixes ainsi que 2 stations installées pendant une excursion de deux mois au Zugspitzplatt (2600 m.). Ces 9 postes étaient répartis entre 675 et 2693 m. et se trouvaient peu éloignés les uns des autres; tous enregistraient le gradient de potentiel, 5 le courant de conductibilité en sus. En outre on enregistrait ou mesurait: les petits ions positifs et négatifs, la conductibilité positive et négative, la radioactivité naturelle et artificielle de l'air, les noyaux de condensation, la pollution et les parasites. Le principe de base est l'utilisation des données du point de vue synoptique. L'uniformité des méthodes et leur application à longue échéance donne du poids aux résultats.On constate que les situations de foehn ne se distinguent pas par des valeurs extraordinaires des différentes grandeurs de l'électricité de l'air. Les éléments électriques et météorologiques présentent entre eux, par foehn, un accord caractéristique, tandis qu'à l'intérieur du réseau il y a des variations typiques. On peut distinguer deux types de foehn. Type I avec courbe lisse du gradient de potentiel et du courant de conductibilité; le gradient de potentiel est anormalement faible, le courant de conductibilité est accru ainsi que la densité des petits ions. Type II avec marche très agitée du gradient de potentiel et du courant (valeurs accrues aux stations basses); le foehn de type II est toujours accompagné de chasse-neige sur les crêtes au Sud; il y a souvent inversion au sol.Exemples des deux types de foehn. En outre tout le matériel d'observation des années 1955 à 1958 a été traité de façon à obtenir une image de l'état moyen de l'atmosphère jusqu'à 3000 m. pour les deux types. Les résultats trouvent également leur application à d'autres problèmes tels que la rupture de charge par heurts et bris de cristaux, les phénomènes concernant les ondes électromagnétiques, l'équilibre d'ionisation, la relation entre les petits ions et la densité des noyaux de condensation. Les points de vue biologiques ne sont qu'esquissés.

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Mit 23 Textabbildungen

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The research reported in this document has been sponsored in part by the Geophysics Research Directorate of the Air Force Cambridge Research Center, Air Research and Development Command, United States Air Force, under Contract AF 61 (514)-732-C, AF 61 (514)-949 and AF 61 (052)-55, through the European Office, ARDC.Die Auswertungen der Schönwetter-Registrierungen wurden durch Sachbeihilfen seitens der Deutschen Forschungsgemeinschaft möglich gemacht.Die Luftradioaktivitätsmessungen wurden aus Zuschüssen des Bundesministeriums für Atomkernenergie und Wasserwirtschaft an das Institut für Gesteinskunde der Universität München bestritten.     

Some maps of isanomalies in energy balance climatology

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

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

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

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With 28 Figures     

Nullschichteffekt und Frontalzonen

Zusammenfassung In früheren Untersuchungen wurde etwa 1 km unterhalb der Tropopause eine Schicht gefunden, in der im Mittel die Vertikalbewegungen in hochreichenden Druckgebilden Null sind (Nullschicht). Diese Nullschicht erweist sich als der Hauptsitz des vom Tief zum Hoch erfolgenden ageostrophischen Massenflusses, der als primär gegenüber den druckausgleichenden Vorgängen in der Grundschicht angesehen werden muß. Setzt man als Arbeitshypothese die Stärke dieses Massenflusses zum Hoch (Nullschichteffekt) proportional zum horizontalen Druckgradienten an, so läßt sich hieraus die Existenz der Nullschicht folgern, ihre etwas unterhalb der Tropopause gelegene Höhe sowie die Drängung der Isohypsen in den Frontalzonen. Der Nullschichteffekt als aktiver Vorgang liefert weiter eine Erklärung für die Aufrechterhaltung der drei atmosphärischen Systeme Hoch/Tief, Frontalzone und planetarische Westdrift. Er stellt die erforderliche Wärmepumpe für diese drei nach dem Prinzip der Kältemaschine wirkenden atmosphärischen Systeme dar; sein Zustandekommen ist noch ungeklärt.Die Methode der Verwendung der mittleren interdiurnen Temperaturänderungen, mit der die Nullschicht gefunden wurde, liefert ein Schema der vertikalen und ageostrophisch-horizontalen Zirkulation in einer Frontalzone. Nach diesem entspricht die Dynamik einer Frontalzone völlig der eines Paares hochreichender Hoch- und Tiefdruckgebiete.

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Summary In several earlier papers a layer 1000 meters below the tropopause was discussed where vertical motion in high reaching pressure formations averages zero (zero layer). The zero layer proves to be the principal region of ageostrophic mass flow from Low to High that is to be considered primary in relation to pressure levelling processes in the ground layer. Assuming, as a working hypothesis, that the strength of that mass flow towards the High (zero layer effect) is proportional to the horizontal pressure gradient, it is possible to conclude hereof the existence of a zero layer, its height slightly below the tropopause, and the concentration of contour lines in the frontal zones. The zero layer effect as an active process also furnishes an explanation for the maintenance of the three atmospherical systems: High/Low, frontal zone, and planetary west drift. It provides the necessary heat pump for these three atmospherical systems acting in accordance with the principle of a refrigerating machine. Its origin is still unknown.The method of utilizing mean interdiurnal changes of temperature, by which the zero layer was found, provides a vertical and ageostrophic-horizontal circulation pattern in a frontal zone. Accordingly, the dynamics of a frontal zone corresponds perfectly to that of a couple of high-reaching high and low pressure areas.

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Résumé Des recherches antérieures ont démontré l'existence d'une couche atmosphérique située à environ 1 km au-dessous de la tropopause dans laquelle les mouvements verticaux sont en moyenne nuls (couche neutre). Cette couche serait le siège principal du flux de masse non géostrophique dirigé de l'aire de basse pression vers celle de haute pression et que l'on doit considérer comme primaire par rapport aux échanges de pression dans la couche de base. Si l'on admet que l'intensité de ce flux de masse est proportionnelle au gradient horizontal de pression, on en peut déduire l'existence de la couche à mouvement vertical nul (couche neutre), son altitude un peu inférieure à celle de la tropopause ainsi que le resserrement des isohypses dans les zones frontales. L'existence de cette couche neutre explique en outre le maintien des trois systèmes fondamentaux de l'atmosphère: centres de basse et de haute pression, zones frontales et courant planétaire d'Ouest. Il constitue la pompe à chaleur de ces systèmes atmosphériques fonctionnant selon le principe de la machine frigorifique; son origine n'est pas encore expliquée.L'usage des varaitions interdiurnes moyennes de température qui a conduit à la découverte de la couche neutre en question fournit un schéma des circulations verticales et horizontales non géostrophiques dans une zone frontale d'après lequel la dynamique d'une telle zone correspond exactement à celle d'un couple d'aires de basse et de haute pression atteignant la haute atmosphère.

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Mit 12 Textabbildungen.     

Über die Änderung des Tagesganges der Luftfeuchtigkeit mit der Höhe im Gebirge

Zusammenfassung Auf Grund von Registrierungen an eng benachbarten Stationen, die im obersten Salzachtal im Land Salzburg in verschiedenen Höhenlagen zwischen Tal (900 m) und Kammhöhe (2000 m) des begleitenden Gebirgszuges gelegen waren, werden Tagesgänge der relativen Feuchtigkeit, des Dampfdrucks und der spezifischen Feuchtigkeit für Schönwettertage abgeleitet (Tab. 2). Im Vergleich dieser Stationen zeigt sich der Übergang der Form der Tagesgänge der relativen Feuchtigkeit (Abb. 2 und 3) und des Dampfdrucks (Abb. 4) von dem Typ der Niederung zu dem der Bergstationen. Der Einfluß der Konvektion und der über die feuchten Hänge streichenden Hangaufwinde auf diese Umgestaltung der Tagesgänge wird für die einzelnen Jahreszeiten quantitativ nachgewiesen und diskutiert.

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Summary Using records taken at closely neighbouring stations situated in the uppermost valley of the Salzach in the province of Salzburg at different levels between the valley-bottom (900 m) and the height of the adjacent mountain-ridge (2000 m) the diurnal variation of relative humidity, vapor pressure and specific humidity are derived for fair weather days (Tab. 2). The comparison of these stations shows the transition of the diurnal variation of relative humidity (Fig. 2 and 3) and vapor pressure (Fig. 4) from the ground type to that of the mountain stations. The influence of the convection and of the ascending currents passing over the moist slopes upon this modification of the diurnal variation is quantitatively proved and discussed for the different seasons.

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Résumé Sur la base d'enregistrements à des stations étroitement voisines situées dans la vallée la plus haute de la Salzach en province de Salzbourg à des niveaux differents entre la vallée (900 m) et l'altitude de la crête de la chaine adjacente de montagnes (2000 m) les variations diurnes de l'humidité relative, de la pression de vapeur et de l'humidité spécifique sont derivées pour les jours de beau temps (Tab. 2). En comparaison de cettes stations la transition de la forme des variations diurnes de l'humidité relative (Fig. 2 et 3) et de la pression de vapeur (Fig. 4) se présente du type de vallée à celui des stations de montagne. L'influence de la convection et des courants ascendants passant sur les pentes humides sur la transformation des variations diurnes est démontrée quantitativement et discutée.

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Mit 4 Textabbildungen.     

Gravity waves in the atmosphere

Summary Mathematical discussion is restricted to gravity waves of period short enough for the earth's rotation to be neglected, propagated horizontally through air whose horizontal velocity and static stability vary with height in the layers near the ground. The differential equation (15) is derived, describing how the vertical velocity of the wave motion varies with height for waves, of length 2 /k, at rest relative to the coordinate system. Boundary conditions are then applied—at the ground where the motion is horizontal, and above where the kinetic energy is finite—to give the relationship betweenk and the velocity of the wave relative to the air above (–W).This relationship is illustrated for all possible stable waves in fig. 2 for four different airstreams whose profiles of stability and velocity are set out in fig. 1. Remarkably different results are obtained; conclusions about the wave-properties of an airstream therefore depend very much on the model chosen.Two intervening chapters discuss the circumstances under which gravity waves are possible. Some of the conclusions are applicable to long waves also. Unstable waves are a very unusual occurrence, and very special circumstances are necessary to produce them, if they occur at all; they cannot lead to any phenomenon in which one wavelength predominates. Observable stable waves are not propagated over the ground but are at rest relative to their cause, except in the case of compression waves which are accompanied by no phenomena of the weather and travel with about the speed of sound. The most important stable waves are waves in the lee of mountains.

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Zusammenfassung Die mathematische Erörterung beschränkt sich auf Gravitationswellen, deren Periode kurz genug ist, um die Erdrotation unberücksichtigt zu lassen, und zwar speziell Wellen, die sich horizontal durch die Luft ausbreiten, deren horizontale Geschwindigkeit und statische Stabilität in den bodennahen Schichten von der Höhe abhängig sind. Es wird die Differentialgleichung (15) abgeleitet, die beschreibt, wie die Vertikalgeschwindigkeit der Wellenbewegung mit der Höhe bei Wellen variiert, die 2 /k lang und relativ zum Koordinationssystem unbewegt sind. Ferner werden Grenzbedingungen aufgestellt, wonach die Bewegung an der Erdoberfläche horizontal und darüber die kinetische Energie begrenzt ist, um die Beziehung zwischenk und der Wellengeschwindigkeit —W relativ zur oberhalb liegenden Luft anzugeben.Diese Beziehung wird in Abb. 2 für alle möglichen stabilen Wellen für vier verschiedene Luftströme veranschaulicht, deren Stabilitäts- und Geschwindigkeitsprofile in Abb. 1 dargestellt sind. Dabei ergeben sich auffallend verschiedenartige Resultate; Folgerungen über die Welleneigenschaften eines Luftstromes hängen somit stark von dem gewählten Modell ab.In zwei Zwischenkapiteln werden die Bedingungen besprochen, unter denen Gravitationswellen möglich sind. Mehrere Folgerungen daraus sind auch für lange Wellen gültig. Instabile Wellen kommen nur äußerst selten vor, da sie überhaupt nur durch ganz spezielle Bedingungen hervorgerufen werden; dabei können sie zu keiner Erscheinung führen, bei der eine einzelne Wellenlänge überwiegt. Stabile Wellen, die sich über der Erdoberfläche ausbreiten, können nicht beobachtet werden, da sie relativ zu ihrem Ursprung unbewegt sind, mit Ausnahme von Kompressionswellen, die sich ungefähr mit Schallgeschwindigkeit bewegen und keine Witterungserscheinungen verursachen. Die bedeutendsten stabilen Wellen sind auf der Leeseite von Gebirgen zu finden.

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Résumé La discussion mathématique se borne aux ondes de gravité de période assez courte pour qu'on puisse faire abstraction de la rotation de la terre et qui se propagent horizontalement dans l'air dont la vitesse horizontale et la stabilité statique varient avec l'altitude dans les couches voisines de la surface terrestre. On obtient l'équation différentielle (15) qui décrit la façon dont la vitesse verticale du mouvement des ondes varie suivant l'altitude dans le cas d'ondes d'une longueur de 2 /k en repos relativement au système des coordonnées. On tient compte des conditions aux limites — sur le sol d'une part où le mouvement est horizontal, et en haut d'autre part où l'énergie cinétique a une valeur finie — pour donner une relation entrek et la vitesse de l'onde (–W) relativement à l'atmosphère supérieure. Ces relations sont illustrées pour toutes les ondes stables possibles par la fig. 2 pour quatre courants d'air différents dont les profils de stabilité et de vitesse sont représentés dans la fig. 1. On obtient des résultats très variés. Aussi les conclusions que l'on peut tirer à propos des ondes formées dans un courant dépendentelles beaucoup du modèle choisi.Deux chapitres concernent les conditions dans lesquelles les ondes de gravité peuvent se produire. Quelques-unes des conclusions auxquelles on aboutit s'appliquent également aux ondes longues. Les ondes instables ne se produisent que très rarement et résultent de circonstances tout à fait spéciales; elles ne mènent à aucun phénomène où prédomine une seule longueur d'onde. Les ondes stables que l'on peut observer ne se propagent pas relativement à la terre; au contraire, sauf les ondes de compression qui ne sont accompagnées d'aucun phénomène visible du temps et se propagent à peu près à la vitesse du son, elles sont en repos relativement à leur cause. Les ondes stables les plus importantes sont celles qui naissent à l'abri des montagnes.

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With 2 Figures.     

Klimatische Tendenzen und Untersuchungen zur allgemeinen Zirkulation

Zusammenfassung Einige Beobachtungsdaten aus dem Winter 1962/63 werden sowohl in bezug auf neuere als auch auf langfristige klimatische Tendenzen diskutiert. Der Abkühlung der Weltklimate seit etwa 1940 ist bisher praktisch noch nicht viel Beachtung geschenkt worden, obwohl sie die Häufigkeit strengen Winterwetters beeinflußt hat. Dies ist vielleicht teilweise durch die künstliche Erwärmung der Städte zu erklären, die unter starken niedrig liegenden Temperaturinversionen im Winter am wirksamsten ist. Ferner wird über Untersuchungen der Änderungen der allgemeinen atmosphärischen Zirkulation berichtet. Diese zeigen den Mechanismus auf, durch den aufeinanderfolgende langfristige Klimaänderungen zustandegekommen sind: Die Abkühlung in den Jahren von 1300 bis 1600 und die Erwärmung in den Jahren von 1700 bis etwa 1930 werden mit einer Abschwächung beziehungsweise Verstärkung der Zirkulation bzw. mit entsprechenden Änderungen der Wellenlänge der zirkumpolaren Westdrift und einer Durchdringung der höchsten Breiten durch Warmluftzufuhr und Zyklonenzugbahnen in Verbindung gebracht. Eine Umkehr des Trends kann unter Verwendung dieser Zirkulations-Aspekte bereits früher entdeckt werden — schon 30 oder mehr Jahre früher — als durch Untersuchung der Temperaturen in der Arktis und anderswo, der Ausdehnung der Eisbedeckung usw. Es ist wahrscheinlich, daß die Abkühlung und die Zunahme des Eises, die jetzt speziell im europäischen Sektor zu beobachten sind, eine Reaktion darstellen auf die neuere Tendenz zu schwächerer zonaler Zirkulation hin und zu einer Westwärts-Verschiebung des Höhentroges im europäischen Sektor, die eine zunehmende Häufigkeit nördlicher Bodenwinde im Sektor zwischen Grönland und dem Ural begünstigt. Die Eislage in den nördlichen Meeren im Februar 1963 läßt sich nur mit den schlimmsten Jahren des 17. und 18. Jahrhunderts vergleichen.

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Summary Some figures for winter 1962/63 are examined in relation to both recent and long-term climatic trends. The cooling of world climates since about 1940 has not yet received much notice from the practical point of view, though it has affected the frequency of difficult winter weather. The oversight is perhaps partly explained by the increasing artificial warmth of the cities, which is most effective under strong low-level temperature inversions in winter. Studies of changes in the general atmospheric circulation are described. These show the mechanism by which successive long-term changes of climate have been achieved—cooling from 1300 to 1600 and warming from 1700 to about 1930—was associated respectively with weakening and strengthening circulation and corresponding changes of (a) wavelength in the circumpolar westerlies (b) penetration of the highest latitudes by advected warm air and depression tracks. Reversal of trend is detected earlier, already 30 years or more ago, in these aspects of the circulation than when one examines temperatures in the Arctic and elsewhere, extent of ice etc. It seems probable that the cooling and increase of ice now to be observed particularly in the European sector are a response to the recent trend towards weaker zonal circulation and a westward shift of the upper trough in the European sector which favours increased frequency of northerly surface winds in the sector between Greenland and the Urals. The ice situation on the northern seas in February 1963 appears fully comparable only with the worst years of the 17th and 18th centuries.

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Résumé On discute ici quelques observations de l'hiver 1962–1963 à la lumière de tendances climatologiques tant récentes qu'à long terme. Jusqu'ici, on n'a pas accordé beaucoup d'attention au refroidissement des climats de notre globe depuis 1930, bien que ce refroidissement ait influencé déjà le nombre des hivers rigoureux. Ce peu d'attention s'explique peutêtre par le chauffage artificiel des villes, chauffage qui est particulièrement efficace au-dessous de fortes inversions thermiques situées en hiver à basse altitude. On rapporte en outre sur des recherches concernant des changements de la circulation atmosphérique générale. Ces changements montrent le mécanisme par lequel les modifications successives du climat à long terme se sont produites. On met le refroidissement des années 1300 à 1600 en relation avec un ralentissement de la circulation et le réchauffement de 1700 à 1930 avec une accélération de cette circulation. On peut faire le même raprochement pour des modifications similaires de la longueur d'ondes du courant circumpolaire d'ouest et la pénétration des afflux d'air chaud et des trajectoires des cyclones aux latitudes les plus grandes. Une inversion de la tendance du climat peut être reconnue bien à l'avance—30 ans et plus—en utilisant ces nouveaux aspects de la circulation, qu'en utilisant les températures de l'arctique et d'ailleurs, l'extension de la calotte glaciaire, ou d'autres critères. Il est probable que le refroidissement et l'augmentation de la glace, visibles actuellement surtout dans le secteur européen, ne sont qu'une réaction aux nouvelles tendances de ralentissement de la circulation zonale et d'un déplacement vers l'ouest du creux dépressionnaire en altitude du secteur européen, ce qui favorise une fréquence accrue des vents du nord au sol entre le Groenland et l'Oural. La position des glaces dans les mers du nord en février 1963 ne peut être comparée qu'aux pires années des 17ème et 18ème siècles.

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Mit 5 Textabbildungen     

Ein Gerät zur langfristigen Registrierung einer Luftströmungs-Komponente

Zusammenfassung Es wird ein Gerät zur langfristigen Registrierung von Luftströmungs-Komponenten beschrieben, das aus einem Fühler, einem Schaltgerät und einem Registriergalvanometer besteht.Als Fühler dient ein rotierendes Flügelrad, bei dem durch besondere Wahl der Größe, Neigung und Zahl der Flügelflächen erreicht ist, daß seine Drehzahl dem Produkt aus der Strömungsgeschwindigkeit und dem Cosinus des Winkels zwischen der Drehachse des Rades und der Anströmrichtung (v·cos) angenähert proportional ist. Die Fernübertragung der Drehrichtung und geschwindigkeit des Flügelrades erfolgt reibungsfrei mittels eines lichtelektrischen Abgriffes und nachgeschalteter Elektronik. Als Anzeigegerät kann ein handelsübliches registrierendes Drehspulgalvanometer mit Nullpunkt in der Mitte der Anzeigeskala verwendet werden.Die Prüfung des Flügelrades in einer Luftstrahlanlage ergab, daß bei stationärer Anströmung des Rades die Proportionalität zwischen der Drehzahl des Flügelrades und dem Produktv·cos als sehr gut zu bezeichnen und bei instationärer Anströmung mit einer Anzeigeträgheit von 3 bis 4 sec zu rechnen ist.Das Gerät wurde als Vertikalwindmesser in der bodennahen Luftschicht entwickelt, läßt sich aber auch für zahlreiche andere Messungen der Strömungskomponenten in Natur und Technik verwenden.

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Summary The author describes an apparatus for long-range records of air current components consisting of a receiver, a regulating device and a recording galvanometer.A rotating vane-wheel serves as receiver. By special selection of size, inclination and number of the vane planes is achieved that its number of rotations is approximately proportional to the product of the current speed and the cosine of the angle between the rotation axis of the wheel and the direction of the current (v·cos). The telemechanics of the turning direction and speed of the vane-wheel takes place free of friction by means of a photo-electric system combined with electronics. A recording null galvanometer, commercial type, may be used as indicating apparatus.An examination of the vane-wheel in a wind tunnel has shown that in stationary conditions of air flux the proportionality between the rotation number of the vane-wheel and the productv·cos is very good and that for unstationary current the inertia of indication amounts to 3 or 4 sec.The apparatus has been developed as a vertical anemometer for the air-layer near the ground, but it can also be used for other measurements of currents in nature and technics.

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Résumé L'auteur décrit un appareil pour l'enregistrement à long terme des composantes du vent. Cet appareil se compose d'une partie sensible, d'un instrument de commande et d'un galvanomètre enregistreur.La pièce sensible est un moulinet dont la vitesse de rotation est proportionelle au produit de la vitesse du courant et du cosinus de l'angle formé par son axe de rotation et la direction du vent (v·cos). Cette proportionalité est réalisée grâce au choix de la grandeur, de l'inclinaison et du nombre des palettes. La transmission à distance du sens et de la vitesse de rotation du moulinet s'obtient sans frottement au moyen d'une cellule photo-électrique et d'un système électronique. L'enregistreur peut alors être un simple galvonomètre commercial à induit tournant ayant son point d'équilibre au centre de l'échelle de mesure.Le contrôle de l'appareil dans un canal aérodynamique a démontré que la proportionnalité entre le nombre de tours du moulinet et le produitv·cos est très bonne dans un courant stationnaire. Si le courant n'est pas stationnaire, il faut s'attendre à un retard de 3 à 4 secondes, retard dû à l'inertie.Cet appareil a été conçu pour mesurer les courants verticaux dans les couches les plus basses de l'atmosphère. Il trouvera cependant d'autres champs d'application soit dans la nature soit dans la technique et cela partout où il s'agit d'étudier les composantes d'un courant.

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Mit 3 Textabbildungen     

Untersuchung über die vertikale Trübungsschichtung der Atmosphäre

Zusammenfassung Im schweizerischen Alpengebiet wurde während des I.G.J. in einem Höhenbereich von 380 bis 2670 m ü. M. ein reichhaltiges Material an Intensitätswerten der direkten Sonnenstrahlung wie auch für die Bereiche der Schottschen Glasfilter OG 1, RG 2 und RG 8 gesammelt und unter Anwendung der vonW. Schüepp entwickelten, vom Verfasser vereinfachten Auswertemethode zur Berechnung der atmosphärischen Trübungsparameter benützt. Die auf diese Weise ermittelten Zahlenwerte des TrübungskoeffizientenB, des Wellenlängenexponenten und des WasserdampfgehaltsW (precipitable water) wurden einer Bearbeitung unter klimatologischen, aerologischen und synoptisch-dynamischen Gesichtspunkten unterworfen sowie dunstoptische Fragen behandelt. Über die Ergebnisse wird auf S. 206 ff. zusammenfassend berichtet.

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Summary A large material of intensity values of the direct solar radiation as well as for the spectral parts of the Schott glass filters OG 1, RG 2 and RG 8 has been collected during I. G. Y. in the Swiss alpine region in altitudes between 380 and 2670 m a. s. l. It has been used for calculating the atmospheric turbidity parameters by employing the method developed byW. Schüepp and simplified by the present author. The numerical values of the turbidity coefficientB, the wavelength exponent and the precipitable waterW thus determined have been processed under climatological, aerological and synopticdynamical points of view as well as for the discussion of problems of the optics of haze. A summary of the results may be found on p. 206.

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Résumé Pendant l'Année géophysique internationale l'auteur a rassemblé un matériel abondant de mesures d'intensité du rayonnement solaire direct ainsi que dans les gammes des filtres de Schott OG 1, RG 2 et RG 8, dans les Alpes suisses, entre 380 et 2670 m; simplifiant le procédé d'analyse deW. Schüepp, il a utilisé ce matériel pour le calcul des paramètres de trouble atmosphérique. Les valeurs du coefficient de troubleB, de l'exposant de longueur d'onde et de la teneur en vapeur d'eauW furent examinées du point de vue climatologique, aérologique et synoptique, en abordant aussi des questions d'optique de la brume. Les résultats sont résumes p. 206 sq.

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Mit 31 TextabbildungenVon der Philosophisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Basel genehmigte Dissertation (1960).     

Einfluß der Gezeitenstromturbulenz auf die hydrographische Schichtung der Nordsee

Zusammenfassung Es wird das kritische vertikale Dichtegefälle ermittelt, das die Gezeitenstromturbulenz, die vom Meeresboden ausgeht, zum Erliegen bringt (Abb. 2). Ihm wird jenes vertikale Dichtegefälle gegenübergestellt, das der tägliche Wärmestrom durch die Turbulenz der winderzeugten Oberflächenströmungen bewirkt (Abb. 3). In derjeningen Tiefe, in der beide Gefällswerte gleich werden, liegt die Obergrenze der bodennahen Mischungsschicht, deren Verteilung in der Nordsee auf zwei ozeanographischen Schnitten verfolgt wird, die mit dem Vermessungs- und Forschungsschiff Gauss im August 1953 ausgeführt wurden (Abb. 1). Der eine Schnitt verläuft vom Nordausgang der Nordsee zu den westfriesischen Inseln, der andere von der schottischen zur norwegischen Küste (Abb. 4). Durch diese Anordnung konnten alle charakteristischen sommerlichen Lagen in der Nordsee erfaßt werden: der Übergang von der unbedeutenden bodennahen Mischungsschicht in der nördlichen Nordsee zur mächtigen Mischungsschicht der mittleren Nordsee, die dort in den Gebieten mit höheren Gezeitenströmen die normale sommerliche Sprungschicht zu einer wenige Dezimeter dicken Schicht zusammendrängt und die in den Gebieten mit starken Gezeitenströmen in die oberflächennahe Mischungsschicht übergreift. Als Folge davon wird in ausgedehnten Gebieten Schichtungslosigkeit während des ganzen Jahres aufrechterhalten. Die weitreichenden, verschiedenartigen Einflüsse dieser Mischungsvorgänge machen sich unter anderem auf den Jahresgang der Oberflächentemperatur der Nordsee deutlich bemerkbar (Abb. 5 und 6).

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Summary The critical vertical density gradient for suppressing the tidal current turbulence which originates from the bottom of the sea is determined (fig. 2). It is compared with the vertical density gradient caused by the daily heat transport in consequence of the turbulence of the wind-produced surface currents (fig. 3). At the depth where the two gradients become equal there lies the upper limit of the mixed ground layer. Its distribution in the North Sea is shown by two oceanographic profiles on the basis of measurements carried out by the survey and research ship Gauss in April 1953 (fig. 1). One profile extends from the northern exit of the North Sea to the West-Frisian islands, the other one from the Scotch to the Norwegian coast (fig. 4). By this arrangement all characteristic summer situations in the North Sea could be included: the change from the small mixed ground layer in the northern North Sea to the mighty mixed ground layer of the central North Sea compressing there, in regions with higher tidal currents, the normal summer discontinuity layer to a few decimeters and, in regions with strong tidal currents, reaching into the mixed surface layer. As a consequence in vast regions a state without stratification is maintained during the whole year. The far-reaching and various influences of these mixing processes, e. g. on the annual variation of the surface temperature of the North Sea, are evident (fig. 5 and 6).

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Résumé On recherche le gradient vertical critique de densité capable d'annuller le remous dû à la marée au fond de la mer (fig. 2) et on le compare au même gradient produit par le réchauffement diurne combiné avec la turbulence des courants de surface dûs au vent (fig. 3). La profondeur à laquelle ces deux gradients sont identiques fixe la limite supérieure de la couche de mélange voisine du fond. La distribution de cette couche dans la Mer du Nord ressort de deux profils relevés par le navire océanographique Gauss en août 1953 (fig. 1). L'un des profils va de l'extrémité septentrionale de cette mer jusqu'aux îles occidentales de la Frise; l'autre s'étend de la côte écossaise à celle de la Norvège (fig. 4). De cette façon une étude de tous les caractères estivaux de la Mer du Nord met en évidence le passage de la faible couche de mélange dans le Nord à la couche très importante dans la région moyenne; cette dernière couche a pour effet de réduire à quelques décimètres la couche de transition estivale normale dans les régions à courants de marée profonds tandis qu'elle pénètre dans la couche de mélange de surface dans les régions à forts courants de marée. En vertu de ces processus, l'absence de stratification se maintient pendant toute l'année dans de vastes régions. Les effets variés et lointains de ces phénomènes de mélange se font nettement sentir, entre autres, sur la variation annuelle de la température de surface dans la Mer du Nord (fig. 5 et 6).

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Mit 6 Textabbildungen.     

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

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

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

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

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With 18 Figures

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

Übergradientische Winde in der Nullschicht und das Problem der Strahlströme

Zusammenfassung Aus der Auswertung interdiurner Temperaturänderungen wurde in früheren Untersuchungen auf einen zum hohen Druck gerichteten ageostrophischen Massenfluß in der Nullschicht (Nullschichteffekt) geschlossen. Aus der Arbeitshypothese, daß die Stärke des Nullschichteffekts proportional zum horizontalen Druckgradienten sei, konnten in Übereinstimmung mit der Erfahrung mehrere atmosphärische Erscheinungen gefolgert werden.In der vorliegenden Untersuchung wurden durch Windauswertungen die durch Temperaturauswertung gefundenen Ergebnisse bestätigt und erweitert. Insbesondere ergab sich, daß die Windmaxima in der freien Atmosphäre im Mittel übergradientische Werte aufweisen (Abb. 5a und 6). Damit erweist sich die Nullschicht als Schicht übergradientischer Winde, ebenso müssen in den Strahlströmen als Erscheinungen der Nullschicht übergradientische Winde gefolgert werden. Die Proportionalität zwischen der Stärke des Nullschichteffekts und dem horizontalen Druckgradienten konnte statistisch nachgewiesen werden (Abb. 8). Die Dynamik eines Strahlstroms ergibt sich aus dem Zusammenwirken des gradient-proportionalen Nullschichteffekts und der Konvergenz- und Divergenzeffekte. Die bereits früher gefolgerte mittlere indirekte thermische Zirkulation im Bereich eines Strahlstroms außerhalb des Einzugsgebiets (absinkende Warmluft, aufsteigende Kaltluft) wird bestätigt.

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Summary Evaluation of interdiurnal temperature variations led in former investigations to the assumption of an ageostrophic mass flow in the zero layer (Nullschicht) directed towards high pressure. Starting from the hypothesis that the intensity of the zero layer effect (Nullschichteffekt) is proportional to the horizontal pressure gradient several atmospheric phenomena could be deduced in accordance with experience. In this investigation the results found by temperature evaluation were confirmed and completed by evaluations of wind observations. In particular it was found that wind maxima in the free atmosphere exceed, on the average, the values of the gradient wind (Fig. 5a and 6). Thus the zero layer turns out to be the layer of supergradient winds, moreover, supergradient winds must occur within jetstreams as effect of the zero layer. Proportionality between intensity of the zero layer and horizontal pressure gradient could be proved statistically (Fig. 8). The dynamics of a jetstream is the result of the concurrence of both the zero layer effect being proportional to the gradient and convergence and divergence effects. The mean indirect thermic circulation within the range of the jetstream outside the sphere of alimentation (sinking warm air, rising cold air) as already previously concluded is established.

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Résumé Dans de précédentes recherches l'étude de variations interdiurnes de température a conduit à admettre un flux de masse non géostrophique dans la couche neutre (Nullschicht), dirigé vers les hautes pressions. Partant de l'hypothèse que l'intensité de l'effet de la couche neutre (Nullschichteffekt) est proportionnelle au gradient horizontal de pression, on a pu vérifier plusieurs phénomènes atmosphériques.Dans la présente étude, les résultats trouvés par le moyen des températures ont été vérifiés et élargis par des mesures de vent. On a constaté que les maxima de vent dans l'atmosphère libre présentent en moyenne des valeurs supérieures à celles du gradient (Fig. 5a et 6). Par cela, la couche neutre se révèle être une région de vents supérieurs à ceux du gradient et c'est le même cas pour le jet stream. La statistique vérifie la proportionnalité entre l'intensité de l'effet de la couche neutre et le gradient horizontal de pression (Fig. 8). La dynamique d'un jet stream résulte de cet effet de la couche neutre et des effets de convergence et de divergence. On vérifie par là-même la circulation thermique indirecte moyenne remarquée précédemment dans le domaine d'un jet stream à l'extérieur de la région d'alimentation (air chaud subsident, air froid ascendant).

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Mit 10 Textabbildungen.     

Albedountersuchungen auf dem Hintereisferner

Zusammenfassung Von den Komponenten der Strahlungsbilanz auf den Alpengletschern sind besonders die Albedo und die langwellige Ausstrahlung (wozu die Kenntnis der Oberflächentemperatur nötig ist) noch nicht ausreichend bekannt. Während einer 14 tägigen Meßperiode wurden im Sommer 1954 auf dem Hintereisferner, Ötztal, Albedountersuchungen ausgeführt und Mittelwerte der Reflexion von Neu- (0,816), Altschnee (0,724), Firn (trocken: 0,634, feucht: 0,539) und den verschiedenen Arten von Gletschereis (rein: 0,410, verschmutzt: 0,228) gebildet. Für Firn und Eis wurden Häufigkeitsverteilungen bestimmter Albedostufen aufgestellt. Die Messungen wurden von Registrierungen der Tagesgänge über Neu-, Altschnee und Gletschereis ergänzt. Das Minimum im Tagesgang findet sich zwischen 13 und 15 Uhr, zum Teil auf Grund des höchsten Schmelzwassergehaltes des Schnees zu dieser Tageszeit, an klaren Tagen über Gletschereis und Harschflächen auch durch teilweise spiegelnde Reflexion.Flächenhafte Albedoaufnahmen über der Gletscherzunge lassen das allmähliche Höhergreifen der Gebiete niedriger Albedostufen im Laufe einer Schönwetterperiode von 6 Tagen verfolgen. Hieraus läßt sich die mittlere Albedo für die Gletscherzunge (bis zur Höhenschichtlinie 2900 m) berechnen, die innerhalb der genannten Zeit von 0,70 auf 0,45 abnahm.

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Summary Among the components of the radiation balance on the Alpine glaciers particularly the albedo and the outgoing long-wave radiation (requiring the knowledge of the surface temperature) are not yet sufficiently known. During a period of 14 days in summer 1954 albedo investigations were carried out on the Hintereis glacier, Oetztal, and mean values were calculated for fresh fallen snow (0.816), old snow (0,724), firn (dry: 0.634, moist: 0.539), and for different sorts of glacier ice (clean: 0.410, soiled: 0.228). Frequency distributions of determined albedo degrees were established for firn and ice. The measurements were supplemented by registrations of the diurnal variations over fresh and old snow and over glacier ice. The minimum of the diurnal variation was found between 1 and 3 p.m., partially because at this time of the day the snow contains a maximum of melted water, on clear days over glacier ice and rough surfaces partially also on account of reflection.Large-surface measurements of the albedo over the glacier tongue show the gradual rising of the regions with low albedo values in the course of a fair weather period of 6 days. Therefrom the average albedo of the glacier tongue (up to the contour-line 2900 m) can be calculated which, during the above mentioned period, showed a decrease from 0,70 to 0.45.

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Résumé Parmi les composantes du bilan de rayonnement des glaciers alpins, on ne connaît qu'imparfaitement l'albédo et le rayonnement émis à grande longueur d'onde, pour la connaissance duquel il faudrait connaître la température de la surface de la glace. Au cours d'une campagne de deux semaines de l'été 1954 au glacier du Hintereis (Oetztal), on a fait des mesures d'albédo et déterminé des valeurs moyennes du pouvoir réfléchissant de la neige fraîche (0.816) et ancienne (0.724), ainsi que du névé (sec: 0.634, humide: 0.539) et des différentes sortes de glace (pure: 0.410, sale: 0.228). On a dressé des tableaux de fréquence pour les différentes classes d'albédo de névé et de glace. De plus on a procédé à des mesures de la variation diurne du pouvoir réfléchissant au-dessus de la neige fraîche et ancienne et de la glace; le minimum se place entre 13 et 15 h., conséquence de la teneur maximum en eau de fusion à ce moment-là, mais conséquence aussi, par ciel clair, de la réflexion directe et sans diffusion de la glace et de la neige durcie.Des mesures d'albédo effectuées sur de larges surfaces de la langue glaciaire permettent de suivre la décroissance progressive de l'albédo vers le haut du glacier au cours d'une période de beau temps de 6 jours; l'albédo moyen du glacier, du front jusqu'à 2900 m. au-dessus du niveau de la mer, a décru durant cette période de 0,7 à 0,45.

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Mit 8 Textabbildungen.

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Die Untersuchungen wurden durch ein Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft ermöglicht, wofür wir an dieser Stelle unseren aufrichtigsten Dank aussprechen.     

Über den Tagesgang des Niederschlags

Zusammenfassung Die starke Veränderlichkeit des Niederschlags macht es notwendig, zur Darstellung der charakteristischen Eigenheiten des Tagesganges sehr lange Beobachtungsreihen zu verwenden. Auf Grund von 63jährigen Registrierungen der Niederschlagsmengen in Wien werden die Tagesgänge der Niederschlagsmenge, der Häufigkeit der Stunden mit 0.1 mm und der Stunden mit 1,0 mm Niederschlag und der Niederschlagsdichte für jeden Monat abgeleitet und diskutiert.Die Tagesgänge von Niederschlagsmengen und Niederschlagshäufigkeiten zeigen im allgemeinen eine Doppelwelle. Das vorwiegend auf die Wirkung der thermischen Konvektion zurückzuführende Hauptmaximum am Nachmittag zeigt sich nur in den Monaten von Mai bis August deutlich; in den Monaten Oktober bis März tritt das Hauptmaximum nachts auf, und zwar vorwiegend in der ersten Nachthälfte, und ein sekundäres Maximum gegen Ende der Nacht oder am Morgen. April und September sind Übergangsmonate mit einem unregelmäßigen Tagesgang. Die Gegenüberstellung der durchschnittlichen Tagesgänge des Winters und des Sommers macht die Unterschiede zwischen beiden Jahreszeiten deutlich.Die Tagesgänge der Niederschlagsmengen und der Niederschlagshäufigkeiten werden einer harmonischen Analyse unterworfen. Aus der Summierung der drei ersten Glieder ergibt sich eine gute Glättung und Approximierung der Tagesgänge. Zur besseren Übersicht über die Änderungen der Tagesgänge im Laufe des Jahres werden Isoplethen der Niederschlagsmengen, der Niederschlagshäufigkeiten und der Niederschlagsdichte gezeichnet. Daraus wird ersichtlich, daß das Morgenmaximum in allen Monaten auf die Zeit um Sonnenaufgang fällt und sich mit diesem im Laufe des Jahres verschiebt; ein Minimum im Tagesgang tritt ungefähr um 6 Stunden später auf und verschiebt sich im Laufe des Jahres parallel zur Verschiebung des Morgenmaximums. In den Sommermonaten überlagern sich am Nachmittag die Maxima der ganztägigen und der halbtägigen Welle.Die Tagesgänge der Häufigkeit von Stunden mit meßbarem Niederschlag zeigen eine geringere Schwankungsweite als die Tagesgänge der Niederschlagsmengen. Die Zahl der Stunden mit meßbarem Niederschlag ist in den Monaten Oktober bis April merklich größer als in den Monaten Mai bis September; in den Monaten Oktober bis März ist sie in der zweiten Nachthälfte übernormal, in den Monaten Mai bis August dagegen am Nachmittag und Abend. Die Tagesgänge der Stunden mit 1,0 mm Niederschlag und der Niederschlagsdichte verlaufen ähnlich wie die Tagesgänge der Niederschlagsmengen.Auf Grund von Jahreszeitenmitteln werden zum Vergleich den Tagesgängen des Niederschlags in Wien die Tagesgänge in der inneralpinen niederschlagsreicheren Station Badgastein gegenübergestellt, die sowohl in den Niederschlagsmengen wie auch in den Niederschlagshäufigkeiten wesentlich größere Tagesschwankungen aufweisen.Im letzten Abschnitt werden Beiträge zur Erklärung des Tagesganges des Niederschlags gebracht.

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Summary On account of the strong variability of precipitation it is necessary to use very long series of data to represent the characteristic properties of the diurnal variation. For the discussion of the diurnal variations of the precipitation totals, of the frequencies of hours with precipitation 0.1 mm and of hours with precipitation 1.0 mm, and of the precipitation density at Vienna the data for each month were derived from recordings from 63 years.Generally the diurnal variations of precipitation totals and frequencies show the picture of a double wave. The main maximum in the afternoon which is due to the effects of thermal convection appears distinctly only from May to August. In the months October to March the main maximum sets in mostly during the first half of the night and a secondary maximum appears about the end of the night or in the morning. April and September are transitional months with irregular diurnal variations. The confrontation of the average diurnal variations of winter and summer shows clearly the differences between both seasons.The diurnal variations of the precipitation totals and frequencies are then subjected to a harmonic analysis. The sums of the first three terms of the series give a good smoothing and approximation of the diurnal variation. To get a better survey of the alteration of the diurnal variations in the course of the year isopleths of the precipitation totals, precipitation frequencies and precipitation densities are drawn. From them one can see that in all months the morning maximum sets in about sunrise and shifts with it in the course of the year. A minimum in the diurnal variation appears approximately six hours later and shifts parallelly to the shifting of the morning maximum during the year. During the summer months the maximum of the 24 hours and 12 hours waves superpose in the afternoon.The diurnal variations of the frequency of hours with measurable precipitation possess a smaller range than the diurnal variations of the precipitation totals. The number of hours with measurable precipitation is noticeably larger in the months of October to April than in the months of May to September. It is above normal in the second half of the night from October to March, however in the afternoon and the evening from May to August. The diurnal variations of the hours with precipitation 1.0 mm and of the precipitation density have a shape similar to the diurnal variations of the precipitation totals.Seasonal means are used for a comparison of the diurnal variation of precipitation in Vienna and in Badgastein which is an inner-alpine station with higher precipitation totals than Vienna. The ranges of the diurnal variations of precipitation totals as well as of precipitation frequencies are essentially higher in Badgastein than in Vienna.In the last part of the paper the author contributes explanations for the diurnal variation of precipitation.

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Résumé Le fait que les précipitations sont soumises à de très fortes variations rend l'utilisation de très longues séries d'observations indispensable pour en déduire les caractéristiques de leur répartition au cours de la journée. Sur la base d'enregistrements couvrant une période de 63 ans, on détermine et discute pour chaque mois et pour Vienne (Autriche) la marche diurne des précipitations, de la fréquence des heures durant lesquelles on a enregistré 0,1, respectivement 1,0 mm de précipitations et de la densité de ces précipitations.Les variations diurnes des quantités de précipitations et de leur fréquence présentent en général une double onde. Le maximum principal de l'après-midi, maximum qu'il faut attribuer surtout à un effet de convection thermique, ne se rencontre de façon marquée que de mai à août. Durant les mois d'octobre à mars, le maximum principal se situe durant la nuit et plus spécialement au début de la nuit. On rencontre alors un maximum secondaire en fin de nuit ou au début du matin. Les mois d'avril et de septembre présentent un état de transition et ont des variations diurnes irrégulières. La confrontation des variations diurnes moyennes met en évidence les différences existant entre l'été et l'hiver.On soumet ensuite les variations diurnes des quantités de précipitations et de leur fréquence à une analyse harmonique. Par l'addition des trois premiers termes de cette analyse, il est possible d'obtenir une atténuation et une bonne approximation de la courbe diurne. Afin d'obtenir une meilleure vue d'ensemble des variations de la marche diurne tout au long de l'année, on a tracé les isoplèthes de la quantité d'eau tombée, de la fréquence des précipitations et de leur densité. On en peut déduire que le maximum du matin se produit tout au long de l'année environ le lever du soleil. Il se décale donc de mois en mois ensemble avec le lever du soleil. Un minimum se rencontre 6 heures après le lever du soleil et se décale au cours de l'année parallèlement au maximum du matin. Durant les mois d'été, les maximums de l'onde journalière et de l'onde semi-journalière s'accumulent à l'après-midi.La marche diurne de la fréquence des heures avec des précipitations mesurables indique une amplitude moindre que celle des quantités mesurées. Le nombre d'heures avec des précipitations mesurables est, d'octobre à avril, nettement supérieur que de mai à septembre. D'octobre à mars, la fréquence en dépasse la normale durant la seconde moitié de la nuit; de mai à août c'est l'après-midi et le soir qu'on rencontre une telle augmentation. La marche diurne des heures présentant 1,0 mm de précipitations et celle de la densité des précipitations ont une forme analogue à celle des quantités mesurées.En partant des moyennes saisonnières, on compare les variations diurnes des précipitations de Vienne avec celles de la station de Badgastein située dans une vallée intérieure des Alpes, où les précipitations sont plus abondantes. On en déduit que les amplitudes diurnes aussi bien des quantités mesurées que de la fréquence des précipitations sont beaucoup plus importantes dans le second cas que dans le premier.L'auteur contribue dans le dérnier chapitre, des explications pour la marche diurne de la précipitation.

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Mit 10 Textabbildungen     

Trübungsquotient und atmosphärische Dynamik

Zusammenfassung Aus den Trübungsfaktoren im roten und im kurzwelligen Spektralgebiet wird derTrübungsquotient (TQ) gebildet. Dieser wird von der Dynamik der Atmosphäre beeinflußt, die durch die statische und dynamische Labilität erfaßt wird. Größere Werte desTQ, als dem normalen Verlauf entsprechen, finden sich bei zunehmender Labilisierung. Ein Zusammenhang der Größe des Trübungsquotienten mit der Lage zur Frontalzone oder zum atmosphärischen Ringstrom (jet stream) kann statistisch gesichert werden. Die warme Seite des Starkwindfeldes hat meist grö\ere Trübungsquotienten aufzuweisen. Eine unmittelbare prognostische Anwendung auf die Niederschlagsvorhersage ist bis jetzt höchstens bei SW-Lagen möglich.

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Summary Thequotient of turbidity (TQ) is defined here as quotient of the turbidity factors of the red and the short-wave spectral region respectively. ThisTQ is influenced by the dynamics of the atmosphere which can be expressed by the static and dynamic lability. With increasing lability we find higher values ofTQ than would correspond to the normal behaviour. A correlation between the values of the quotient of turbidity and the position to the frontal zone or to the jet stream can be secured statistically. The warm side of the strong wind field generally shows greater quotients of turbidity. A direct application to precipitation forecasts is, as yet, possible only for situations of SW weather.

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Résumé Dans cet article le quotient de turbidité (TQ) est défini en se basant sur les facteurs de turbidité dans la région spectrale du rouge et d'onde-courte. La valeur de ce quotient (TQ) dépend de la dynamique de l'atmosphère, autrement dit de son instabilité statique et dynamique. Lorsque l'instabilité croît le quotient TQ dépasse les valeurs normales. Au point de vue statistique une correlation entre la grandeur du quotient de turbidité et la position par rapport à la zone frontale ou au jet stream a pu être établie. En général c'est la partie chaude de la zone des vents forts qui présente des valeurs plus fortes du quotient de turbidité. Une application immédiate des résultats de cette étude à la prévision des précipitations ne peut être envisagée actuellement que pour les situations atmosphériques SW.

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Mit 7 Textabbildungen.     

Micro-climatological investigations in India

Summary The paper summarises some of the interesting results regarding the climate of the air layers near the ground at Poona (India), under subtropical conditions. The shimmering phenomenon, the thickness of the shimmering layer as estimated from the decay of short period temperature fluctuations with height, the diurnal variation of temperature in the soil and in the air layers near the ground surface, and the growth and decay of the inversion layer in relation to the shimmering layer are discussed. An instrument for recording the heat loss by convection from the insolated ground and the phenomenon of the invisible condensation of water vapour in the soil surface compensating the loss by evaporation during a part of the day are next referred to. The correlation between the vertical gradient of temperature and of wind velocity is found to be quite significant.Considerable progress has also been made in investigating the microclimates of plant communities like crops. Each crop shows a typical microclimate. The canopy effect in sugarcane resulting in a forced inversion of temperature during day time is of particular interest. Variations of wind velocity and evaporation both with height above ground and from crop to crop are also discussed.

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Zusammenfassung Es wird ein Überblick über einige interessante Resultate über das Klima der bodennahen Luftschicht in Poona (Indien) in subtropischen Verhältnissen gegeben. Der Szintillationseffekt, die Dicke der Schlieren bildenden Schicht, die sich aus der Abnahme der kurzperiodischen Temperaturschwankungen mit der Höhe abschätzen läßt, die Tagesschwankung der Temperatur im Boden und in den bodennahen Luftschichten sowie die Zu- und Abnahme der Inversionsschicht im Vergleich mit der Szintillationsschicht werden diskutiert. Sodann wird ein Instrument zur Registrierung des Wärmeverlusts durch Konvektion vom besonnten Boden beschrieben und die Erscheinung der unsichtbaren Wasserdampfkondensation an der Bodenoberfläche besprochen, durch die der Wärmeverlust durch Verdunstung während eines Teils des Tages kompensiert wird. Die Korrelation zwischen vertikalem Temperaturgradienten und Windgeschwindigkeit erweist sich als ziemlich signifikant.Bedeutende Fortschritte konnten auch bei der Erforschung der Mikroklimate von Pflanzengesellschaften, wie Getreide, erzielt werden; jede Getreideart zeigt ein typisches Mikroklima. Der Oberflächeneffekt bei Zuckerrohr, der zu einer erzwungenen Temperaturinversion während des Tages führt, bietet besonderes Interesse. Auch Schwankungen von Windgeschwindigkeit und Verdunstung mit der Höhe über dem Boden wie auch für Getreidearten werden diskutiert.

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Résumé On expose quelques résultats intéressants concernant le microclimat des basses couches d'air à Poona (Inde) dans des conditions subtropicales. On discute l'effet de scintillation, l'épaisseur de la couche produisant des stries, épaisseur que l'on peut estimer grâce à la diminution avec la hauteur des variations de température à courte période, la variation diurne de la température dans le sol et dans la couche d'air voisine de celui-ci, et enfin l'accroissement et l'amincissement de la couche d'inversion comparée à la couche de scintillation. Puis on décrit un appareil enregistreur de la perte de chaleur par convection du sol exposé au soleil; on discute le phénomène de la condensation invisible de la vapeur d'eau dans la surface du sol grâce à la quelle la perte de chaleur par condensation est compensée pendant une partie du jour. La corrélation entre le gradient vertical de température et la vitesse du vent se révèle assez significative.On a pu également enregistrer d'importants progrès dans l'étude du microclimat d'associations végétales telles que les céréales; chaque espèce de céréale présente un microclimat typique. Un intérêt particulier s'attache à l'effet de surface chez la canne à sucre qui conduit à une inversion forcée de température pendant le jour. On discute encore les variations de la vitesse du vent et de l'évaporation selon la verticale au-dessus du sol et cela en rapport avec les espèces de céréales.

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With 13 figures.     

Die Bedeutung des elektromagnetischen Erdfeldes in der Bioklimatologie

Zusammenfassung Viele meteorobiologische Untersuchungen lassen vermuten, daß kolloidelektrische Vorgänge im Übertragungsmechanismus zwischen Umwelt und Organismen eine bedeutsame Rolle spielen. Diese Hinweise werden diskutiert und insbesondere die geoelektrischen Faktoren besprochen, die hierin von Einfluß sein können; als Indikatoren erscheinen Erdströme besonders geeignet. An speziellen Erdstromregistrierungen werden eine Anzahl atmosphärischer Einflüsse nachgewiesen. Registrierungen von elektromagnetischen Feldstörungen können aber darüber hinaus auch für die allgemeine Meteorologie und die Wettervorhersage bedeutungsvoll sein.

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Summary A great number of meteorobiological investigations induce to suppose that colloido-electric processes are of great importance for the mechanism of transmission between environment and organism. These aspects are discussed and especially the geo-electric factors which therein may have a considerable influence, whereof earth-currents are especially qualified as indicators. Different atmospheric influences are showed by special records of earth-currents; beyond it, the records of electromagnetic field perturbations seem to be important for general meteorology and for weather-forecasting.

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Résumé De nombreuses recherches météorobiologiques conduisent à l'hypothèse que des processus colloido-électriques jouent un rôle important dans le mécanisme de translation entre milieu et organisme. Ces aspects sont discutéet et surtout les facteurs géoélectriques qui peuvent y avoir une influence; comme indicateurs les courants telluriques paraissent être au premier plan. Certaines influences atmosphériques sont démontrées par des enregistrements spéciaux de courant tellurique. Par-dessus cela, des enregistrements des perturbations du champs électromagnétique peuvent être de grande importance pour la météorologie générale et pour les prévisions du temps.

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Mit 4 Textabbildungen.     

Glazial-meteorologische Untersuchungen im Karakorum

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

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

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

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Mit 8 Textabbildungen

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