Zur Verdunstung der Schneedecke

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

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

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

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Mit 5 Textabbildungen.     

Zur Frage der Verdunstung auf dem Meere

Zusammenfassung Die Verdunstung in Mogadiscio wird dargestellt und erläutert, und zwar auf Grund direkter Beobachtungen dieser Größe sowie durch Berechnung aus den maßgebenden meteorologischen Faktoren. Es ergibt sich daraus, daß in der benachbarten Zone des Indischen Ozeans ein Überschuß der Verdunstungshöhe über die Niederschlagshöhe im Betrage von 2,5 m/Jahr auftritt. Der jährliche Gang zeigt Höchstwerte in der Periode Dezember bis April und Minima während des Südwestmonsuns. Andere Beispiele von außerhalb der äquatorialen Zone bestätigen, daß die Verdunstung auf der Meeresoberfläche nicht durchwegs ein Maximum im Herbst und Winter und ein Minimum im Sommer aufweist.

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Summary A statement and discussion of the evaporation at Mogadiscio is given which is founded both on direct observations and on computations from different meteorological elements. It results that in the adjacent zone of the Indian Ocean an excess of evaporation over precipitation of 2,5 m/year is observed. The annual variation shows maxima in December–April and minima during the SW-monsoon. Other examples outside the equatorial zone confirm that evaporation above the surface of the sea not always has its maximum in autumn and winter and its minimum in summer.

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Résumé On expose les conditions d'évaporation à Mogadiscio et on les explique sur la base d'observations directes ainsi que par le calcul à partir des facteurs météorologiques déterminants. On constate dans la zone voisine de l'Océan Indien un excès de la hauteur d'évaporation de 2,5 m par an sur les précipitations. La variation annuelle de l'évaporation présente des valeurs maxima dans la période de décembre à avril, et minima pendant la mousson du Sud-Ouest. D'autres exemples non tirés de la zone équatoriale confirment que l'évaporation à la surface de la mer ne présente pas toujours un maximum en automne et en hiver, ni un minimum en été.

     

Meteorologische Gesichtspunkte zur technischen Auswertung der Sonnenenergie

Zusammenfassung Die Intensität der Sonnenenergie, gemessen an der äußeren Grenze der Erdatmosphäre senkrecht zum Strahl, beträgt 1385 W/m². Es wird die auf eine horizontale Fläche einfallende Strahlung für das Klima des Belgischen Kongos im Hinblick auf die Möglichkeiten ihrer Anwendung zu verschiedenen Zwecken studiert. Dabei ist der Wärmeverlust durch Wärmeausstrahlung von der Empfängerfläche zu beachten; infolge dieses Verlustes ist es nicht möglich, mit einem schwarzen Empfänger bei hohen Temperaturen zu arbeiten. Es gibt Substanzen (z. B. Cr und Ti mit ebener Oberfläche oder Al–SiO in dünnen Schichten auf einer ebenen Glasoberfläche mit Orientierung zu einer schwarzen Fläche), die eine viel kleinere Wärmeausstrahlung aufweisen als eine schwarze Oberfläche und die daher ermöglichen, mit einer ebenen Empfängerfläche bei höheren Temperaturen (z. B. 373°K) sogar bei niedriger Intensität der Einstrahlung zu arbeiten. In mittleren Breiten erhalten geneigte oder vertikal nach Süden orientierte Flächen mehr Strahlung als eine Horizontalfläche, speziell im Winter; es werden Formeln für die Abschätzung der einfallenden Strahlung für solche Flächen abgeleitet. Außerdem wird der für die Gewinnung mechanischer Energie erreichbare Wirkungsgrad berechnet.

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Summary The intensity of the solar energy perpendicular to the solar beam at the limit of the Earth's atmosphere is 1385 Watt/m². The incoming radiation falling on a horizontal surface is studied for the climate of Belgian Congo with regard to the possibilities of its application for different purposes. Attention must be paid to the loss of heat by heat radiation of the receiving surface; this loss does not allow working at high temperatures with a black receiver. There exist materials (Cr and Ti on the plate surface for instance or Al–SiO in thin layers on the glass plate surface facing the black plate) which have a much smaller heat radiation than a black surface and allow the flat plate receiver to work at higher temperatures (373° K for instance) even for low intensity of incoming radiation. In middle latitudes inclined or vertical surfaces facing south receive more radiation than a horizontal one, especially in winter; formulas are developed for estimating radiation income for such surfaces. Besides, possible efficiency for mechanical energy is calculated.

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Résumé L'énergie solaire mesurée à la limite de l'atmosphère et sous incidence normale est de 1385 watts/m². On considère ici le rayonnement au Congo belge en vue de ses applications possibles. Il faut prendre en considération la perte de chaleur par rayonnement de la surface réceptrice en vertu de laquelle il n'est pas possible d'utiliser une surface noire aux hautes températures. Il y a des substances (p. ex. Cr et Ti avec surfaces planes, ou AlSiO en couches minces sur une surface de verre plane regardant la surface noire) qui présentent une émission beaucoup plus faible qu'une surface noire et qui permettent par conséquent de travailler à des hautes températures (p. ex. 373°K), même par faible intensité de rayonnement incident. Aux latitudes moyennes, des surfaces obliques ou verticales tournées vers le Sud reçoivent plus de rayonnement qu'une surface horizontale, surtout en hiver. Formule d'estimation de ce rayonnement pour de telles surfaces. Calcul du rendement possible dans l'utilisation de l'énergie mécanique.

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Mit 7 Textabbildungen

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Herrn Dr.Anders K. Ångström zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.

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Die Anregung zu dieser Untersuchung entstand aus einer Diskussion mitG. T. Ward, der damals die Benützbarkeit des horizontalen Sonnenkollektors in Singapore studierte. Wertvolle Gedanken über die nicht-schwarzen Empfänger sind durch Gespräche mitP. Courvoisier undH. Wierzejewski über die Physik der meteorologischen Strahlungsmeßgeräte am Observatorium Davos angeregt worden.