Elektrische Fernmessung der Luft- und Bodentemperatur in einem Bergwald

Zusammenfassung Im Rahmen einer forstmeteorologisch ausgerichteten klimatologischen Standortsuntersuchung wurden an einer Schneise am Westhang des Großen Falkensteins (Bayerischer Wald) Messungen der Luft- und Bodentemperaturen durchgeführt. Längs der etwa 3 km lange Meßstrecke, die einen Höhenunterschied von etwa 700 m erfaßte, waren an sechs Stellen jeweils im Boden (10 cm), im Stammraum (3 m), im unteren Kronenraum (20 m) und über den Wipfeln (45 m) Thermistore angebracht, deren Widerstand zentral mit Hilfe einer Brücke und einer Wähleinrichtung abgelesen wurde. Von den Ergebnissen im Sommer 1955 werden charakteristische Werte des Tagesganges, der Tagesschwankung, des Streubereichs und der Tagesmittel der Luft- und Bodentemperaturen mitgeteilt, die die Auswirkungen des Bestandes auf das Mikroklima kennzeichnen. Der Einfluß der Höhenlage auf die Temperaturschichtung im Bestand und die Dynamik des Hangluftkörpers werden besprochen. Abschließend werden die Thermistormessungen im Wald mit den Ergebnissen der Registrierungen in Klimahütten längs der Schneise vergleichen.

---

Summary In the course of a forestry-climatological investigation measurements of air and soil temperature have been made in and near a deforested line at the western slope of the Grosser Falkenstein (Bavarian Forest). Along a stretch of 3 km, comprising a difference of height of about 700 m one has fixed at 6 places thermistores in the soil (10 cm), in the trunk region (3 m), in the lower top region (20 m) and above the tops of the trees (45 m); the resistance of the different thermistores was measured from one spot by means of a bridge and a selective device. Of the results of summer 1955 characteristic figures of the daily variation and amplitude, of the dispersion and daily means of air and soil temperatures, characterizing the effects of the forest on the microclimate, are communicated. The influence of altitude on the stratification of temperature in the forest and the dynamics of the air mass along the slope are discussed. Finally the thermistore measurements inside the forest are compared with the results of the records in thermometer screens along the deforested line.

---

Résumé Au cours d'une étude climatologique forestière faite au bord d'une laie sur le versant ouest du Grand Falkenstein dans la Forêt de Bavière, on a procédé à des mesures de la température de l'air et du sol. Sur une longueur de 3 km environ, comprenant une dénivellation d'à peu près 700 m, on a fixé en 6 points de la pente des thermistores dans le sol (à 10 cm), dans la région des troncs (à 3 m), dans celle des houppes (à 20 m) et au-dessus des cimes des arbres (à 45 m); la résistance des différents thermistores a été mesurée depuis un seul point à l'aide d'un pont et d'un dispositif sélecteur. Des résultats de l'été 1955, on a représenté dans ce travail des valeurs caractéristiques des moyennes journalières, de la variation et de l'amplitude diurne ainsi que de la dispersion de la température du sol et de l'air, qui donnent un aperçu de l'influence de l'association forestière sur le micro-climat. On discute aussi l'influence de l'altitude sur la stratification de la température dans la forêt ainsi que la dynamique de la masse d'air du versant. Pour terminer, on compare les valeurs des mesures faites au milieu des arbres à l'aide des thermistores avec les enregistrements obtenus dans des abris météorologiques placés le long de la laie.

---

---

Mit 11 Textabbildungen     

Kondensationswärme und Strahlungsbilanz in einem mittleren Meridionalschnitt der Troposphäre

Zusammenfassung Ausgehend von der theoretischen Untersuchung des Verfassers über das mittlere meridionale Temperaturprofil in der Troposphäre (0 bis 11 km) wird ein mittlerer Meridionalschnitt des Wärmehaushaltes gewonnen. Dieser enthält den Einfluß der innerhalb der Troposphäre frei werdenden Kondensationswärme und nunmehr unter entsprechend vorgenommener Verfeinerung der früheren Theorie [1] auch denjenigen der Strahlungsbilanz (Einstrahlung—Ausstrahlung). An die Gewinnung dieses Meridionalschnittes des Wärmehaushaltes schließt sich eine Untersuchung über die Änderung des mittleren Temperaturgradienten mit der Höhe an. Die Grundzüge des mittleren Temperaturaufbaues und Wärmeaufbaues der Troposphäre sind damit in Verbindung mit Niederschlag (Kondensation) und Strahlung, sowie Wirkung des vertikalen und horizontal-meridionalen Austausches einer in vieler Hinsicht befriedigenden Darstellung zugeführt.Anschließend wird ein Vergleich dieser Ergebnisse mit gleichgearteten, aber auf gänzlich anderem Wege (in der Hauptsache durch aus Temperaturbeobachtungen der freien Atmosphäre berechnete Strahlungsbilanzen) gewonnenen Resultaten vonF. Albrecht [7] vorgenommen, die sich in bezug auf die Änderung des Temperaturgradienten mit der Höhe als nicht annehmbar erweisen, in anderer Hinsicht aber ähnliche Ergebnisse liefern.

---

Summary Starting from a theoretical investigation of the author on the mean meridional temperature profile in the troposphere (0–11 km) the mean meridional profile of heat balance is established implying the influence of condensation heat liberated within the troposphere and, by improvement of the earlier theory [1], also the influence of radiation balance (incoming minus outgoing radiation). An investigation on the vertical distribution of the mean temperature gradient follows. The principles of the mean temperature distribution and thermal structure of the troposphere in relation to precipitation (condensation) and radiation as well as the effect of meridional exchange (Austausch) both vertical and horizontal are presented in a way satisfactory in many respects. The paper concludes with a comparison of these results with analogous ones obtained byF. Albrecht with entirely different methods (principally from the radiation balance calculated from temperature observations in the free atmosphere) which run generally along the same lines, but cannot be accepted with regard to the vertical variation of the temperature gradient.

---

Résumé A partir de l'étude faite par l'auteur, du profil méridien moyen de température dans la troposphère (0–11 km), on dresse ici le profil méridien moyen du bilan thermique. Celui-ci comprend l'effet de la chaleur de condensation libérée à l'intérieur de la troposphère ainsi que le bilan du rayonnement émis et reçu, après perfectionnement de la théorie antérieure [1]. Suit une recherche sur la variation du gradient moyen de température avec l'altitude. On arrive ainsi à relier très convenablement les structures thermique et calorique moyennes de la troposphère aux précipitations (condensation) et au rayonnement, ainsi qu'à l'effet de l'échange turbulent vertical et horizontal. On compare enfin ces résultats à ceux qu'a obtenusF. Albrecht [7] par une voie toute différente (en principe par le bilan de rayonnement calculé d'après des observations de température dans l'atmosphère libre) et qui mènent à certains égards à des conclusions analogues, bien qu'ils se révèlent inacceptables en ce qui concerne la variation du gradient de température avec l'altitude.

---

---

Mit 8 Textabbildungen.     

Die interdiurnen Änderungen von Druck und Temperatur in der unteren Troposphäre bis 5 km Höhe und ihre gegenseitigen Beziehungen in statistischsynoptischer Betrachtungsweise

Zusammenfassung Im ersten Teil der Arbeit wird ein homogenes, auf 44 Stationen verteiltes Material von 48048 24stündigen Änderungen von Bodendruck, Höhe der 500 mb-Fläche und barometrischer Mitteltemperatur zwischen 500 und 1000 mb-Fläche über Mitteleuropa nach den Methoden der beschreibenden Statistik bearbeitet. Variationsbreite, interdiurne Veränderlichkeit, Streuung, Schiefe und Exzeß werden ermittelt. Der Vergleich der Häufigkeitsverteilungen mit der Gaußschen Fehlerverteilungsfunktion zeigt als wichtigste Abweichung den durchwegs positiven Exzeß. Die am Festland positive, am Meer negative Schiefe ergibt zusammen mit der Anzahl der positiven und negativen Änderungen, daß am Festland der Druckfall häufiger, der Druckanstieg intensiver, am Meer dagegen der Druckanstieg häufiger, der Druckfall intensiver ist.Die Zahl der mit Mitteltemperaturänderungen entgegensetzten, bzw. gleichen Vorzeichens verbundenen Bodendruckänderungen wird nur von der Land-Meer-Verteilung bestimmt. Nur am Festland sind die Bodendruckänderungen auch im Mittel mit inversen Temperaturänderungen kombiniert. Die relative Intensität der niedrig-thermischen Bodendruckänderungen nimmt außerdem mit abnehmender Breite zu.Im zweiten Teil wird ein um 26 Stationen vermehrtes, insgesamt 67044 analoge Änderungswerte umfassendes Material im Raum Nordatlantik bis Innerasien und Spitzbergen bis Nordafrika mit der Korrelationsmethode untersucht. Es ergibt sich, daß am Ozean die 24stündigen Bodendruckänderungen weitgehend den gleichzeitigen Druckänderungen in 5,5 km Höhe entsprechen, währen am Kontinent diese Beziehung nur lose ist (Abb. 16). Dagegen fehlt am Ozean der Zusammenhang zwischen Änderungen von Bodendruck und Mitteltemperatur, der am Kontinent ausgesprochen invers ist (Abb. 17). Die Beziehung zwischen Druckänderungen in 5,5 km Höhe und Mitteltemperaturänderungen der Troposphäre unterhalb dieser Höhe ist durchwegs positiv, aber relativ am schlechtesten über den Zonen größter horizontaler Temperaturgegensätze (Abb. 18).Der dritte Teil enthält eine Diskussion der Ergebnisse, die sich erstreckt auf den vertikalen Aufbau der Isallobarengebiete, die Kompensation hoher Druckänderungen in der unteren Troposphäre, die Leewirkung, die Natur der Bodendruckänderungen und die Zyklonenentstehung. Dabei ergibt sich innerhalb der Grenzen, die einer statistischen Untersuchung gezogen sind, daß besonders durch das infolge der Land-Meer-Verteilung wechselnde Vermögen der unteren Troposphäre, obere Druckänderungen zu kompensieren, das vielfältige Bild der gegenseitigen Beziehungen der Änderungen von Druck und Temperatur in der unteren Troposphäre verstanden werden kann.

---

Summary In the first part of the paper a homogeneous material of 48048 data, distributed over 44 stations of Europe, including 24 hours' variations of ground pressure, height of the 500 mb surface, and barometric mean temperature between 500 and 1000 mb, is statistically evaluated. Calues are given for the range of variation, interdiurnal variability, standard deviation, skewness, and excess. comparison of the frequency distributions with the Gaussian function of error distribution shows unexceptionally a positive excess. From the skewness being positive on the continent and negative on the ocean, together with the number of positive and negative variations, it can be concluded that on the continent pressure fall is more frequent and pressure rise more intensive, whereas on the ocean pressure rise is more frequent and pressure fall more intensive.The number of ground pressure variations connected with respective variations of mean temperature is dependent on the land-sea distribution solely. Only on the continent the ground pressure variations are combined with inverse temperature variations also on the average. Besides, the relative intensity of the low-thermic ground pressure variations increases with decreasing latitude.In the second part, material consisting of 67044 analogous data with 26 more stations covering the area from the North-Atlantic to Inner Asia and from Spitzbergen to North-Africa is examined by means of the correlation method. On the ocean, the 24 hours' ground pressure variations were found to correspond mostly with the simultaneous pressure variations at the height of 5,5 km, whereas on the continent no such close relation exists (fig. 16). On the other hand, there is no connection between pressure variations and mean temperature on the ocean, this relation being markedly inverse on the continent (fig. 17). The relation between pressure variations at 5,5 km height and variations of mean temperature in the troposphere below this height is positive throughout, however, least positive in the zones of greatest horizontal temperature contrasts (fig. 18).Results are discussed in part 3, concerning the vertical structure of isallobaric areas, the compensation of high pressure variations in the lower troposphere, the lee-effect, the nature of ground pressure variations and the cyclogenesis. Therefrom it is concluded that, within the limits of accuracy of statistical investigations, the various mutual relations between variations of pressure and temperature in the lower troposphere can be accounted for by the varying conditions in the lower troposphere according to the land-sea distribution which in one case allows compensation of upper pressure variations and in another not.

---

Résumé La première partie contient le dépouillement d'observations faites en 44 endroits de la variation de la pression au sol en 24 h., de la hauteur de la surface isobare de 500 mb et de la température moyenne entre les surfaces de 500 et 1000 mb en Europe centrale; on calcule les fluctuations moyennes, la variabilité interdiurne, la déviation, le moment du 3ième ordre et le moment du 4ième ordne. En comparant la répartition des fréquences avec la loi des erreurs deGauss, on constate avant tout le moment du 4ième ordre positif. Le moment du 3ième ordre positif sur terre, négatif sur mer, combinée avec le nombre des variations positives et négatives montre que sur terre la baisse de pression est plus fréquente et la hausse plus forte, tandis que sur mer la hausse est plus fréquente et la baisse plus intense. Le nombre des variatione de pression au sol liées à des variations de température moyenne de signs contraire ou de même signe ne dépend que de la distribution des surfaces terrestres et océaniques. Sur terre seulement les variations de pression sont en moyenne combinées avec des variations de température de signe contraire. L'intensité relative des variations de pression au sol d'origine thermique s'accroît avec la diminution de la latitude.Dans la deuxième partie, on étudie par la méthode de corrélation un matériel d'observations comprenant 26 stations de plus, soit au total 67 044 valeurs réparties dans l'espace de l'Atlantique nord à l'Asie centrale et du Spitzberg à l'Afrique du nord. Il en résulte que sur mer la variation de pression au sol en 24 h. correspond essentiellement aux variations de pression à 5,5 km d'altitude, alors que sur le continent la relation n'est que peu accusée. Par contre sur mer le lien entre les variations de pression et celles de la température fait défaut, tandis que sur terre la relation est nettement inverse. La relation entre les variations de pression au niveau de 5,5 km et les variations de la température moyenne de la troposphère au-dessous de ce niveau est partout positive, mais est la moins apparente au-dessus des régions à forts gradients horizontaux de température.La troisième partie contient une discussion des résultats s'étendant sur la structure verticale des domaines isallobariques, sur la compensation des variations de pression en altitude dans la basse troposphère, sur l'effet orographique, sur la nature des variations de pression au sol et sur la cyclogénèse. On conclut que dans le domaine ici exploré l'image complexe des relations mutuelles entre les variations de pression et de température dans la troposphère inférieure peut se comprendre grâce au fait que la distribution des océans et des continents crée dans la basse troposphère une compensation variable des variations de pression des hautes couches.

---

---

Mit 21 Textabbildungen.     

Some recent studies in Sweden on the present climatic fluctuation

Summary This report deals with two different investigations on the present development of climate in Sweden. The first one gives a presentation of the fluctuations of temperature in various parts of Sweden since the beginning of records and including data from the last years. Special emphasize is placed on the discussion of what has happened to the winter and summer temperature since 1940, the year when many earlier studies of the climatic fluctuation end up. It is found that the winter temperature has dropped considerably since the 30-ies, as a matter of fact the 10-year overlapping means of mid-winter temperature in all Sweden shows lower values after 1940 than it has ever done since the beginning of the 19th century. This fact may suggest that the recent drop indicates an end of the warming up period in northern latitudes. It is strongly emphasized, however, that no definite conclusions should be drawn until longer records are available and comparisons are made between the 10-years overlapping mean curves and 30-years curves which show so far very little change in the last years. As regards the summer temperature there is a definite drop also as regards the northern parts of the country, but for the southern parts no definite change is found so far. Spring shows small fluctuations in recent years and autumn still is definitely warming up.The second part of the report deals with changes in the ice conditions along the Swedish coasts since the turn of the century or as long as reliable records are available. The considerable warming up is indicated very clearly by a shortening of the ice season up to around 1940. Later the development is more undefinite as in the case of temperature and even here are indications of a lengthening again of the season. There is a close relation between the time of ice break and the thickness of ice being indicated by highly significant correlation coefficients. The correlation between air temperature and time of ice formation is also shown to be significant.

---

Zusammenfassung Zum Zwecke der Untersuchung der gegenwärtigen Klimaschwankung in Schweden werden zunächst die Temperaturschwankungen in verschiedenen Teilen Schwedens vom Beginn der Beobachtungsperiode bis in die neueste Zeit diskutiert. Dabei werden die Winter- und die Sommertemperaturen seit 1940 erörtert, also seit der Zeit, wo die meisten früheren Untersuchungen über die Klimaschwankungen aufhören. Es ergibt sich dabei, daß die Wintertemperaturen sei den dreißiger Jahren beträchtlich gefallen sind, indem die zehnjährigen übergreifenden Mittel der Hochwintertemperaturen in ganz Schweden seit 1940 tiefere Werte zeigen als jemals seit Beginn des 19. Jahrhunderts. Man könnte daraus schließen, daß die Erwärmungsperiode in den nördlichen Breiten abgeschlossen ist; doch lassen sich endgültige Schlüsse darüber erst ziehen, wenn längere Reihen vorliegen und Vergleiche zwischen den zehnjährigen übergreifenden Mitteln und den 30jährigen Mitteln möglich sind, an denen sich einstweilen nur ganz geringe Änderungen erkennen lassen. Die Sommertemperaturen zeigen ein deutliches Fallen in den nördlichen Teilen Schwedens, während in Südschweden einstweilen keine eindeutigen Schwankungen sich finden lassen. Der Frühling zeigt in den letzten Jahren nur geringe Variationen, während der Herbst eindeutig wärmer wird.Im zweiten Teil werden die Schwankungen der Eisverhältnisse längs der schwedischen Küsten seit Anfang des Jahrhunderts oder seit Beginn der Beobachtungen untersucht. Die beträchtliche Erwärmung läßt sich deutlich an einer Verkürzung der Periode der Eisbedeckung bis gegen 1940 erkennen. Seither wird die Entwicklung weniger eindeutig als bei den Temperaturen, doch treten auch hier Anzeichen für eine Verlängerung der Eisperiode auf. Es besteht eine enge und durch stark signifikante Korrelationskoeffizienten gesicherte Beziehung zwischen dem Zeitpunkt des Eisbruches und der Eisdicke; auch die Korrelation zwischen der Lufttemperature und dem Zeitpunkt der Vereisung ist signifikant.

---

Résumé Ce travail se rapporte à deux différentes recherches sur les présentes fluctuations du climat en Suède. La première expose les variations de la température dans différentes régions de la Suède, depuis le début des mesures jusqu'aux données de ces dernières années. On discute spécialement les particularités des températures de l'hiver et de l'été depuis 1940, année à laquelle prennent fin plusieurs études antérieures, relatives aux fluctuations du climat. Ainsi on a constaté une baisse considérable des températures hivernales depuis les années 1930 à 1940, et il est certain que les moyennes de recouvrement de 10 ans de la température hivernale sont après 1940 les plus basses qui aient été observées dans toute la Suède depuis le début du 19ème siècle. Cette récente baisse peut laisser supposer que la période de réchauffement est terminée dans les latitudes septentrionales. Cependant il est impossible d'arriver à une conclusion définitive avant d'être en possession de plus longues séries de mesures et avant que l'on puisse comparer les moyennes de recouvrement de 10 ans aux moyennes de 30 ans, lesquelles ne montrent jusqu'à présent que de très petits changements. Les températures estivales montrent également une nette baisse dans les régions nord du pays. Dans le sud en revanche on n'a pas encore remarqué de changement jusqu'ici. Au printemps seules de modestes variations ont eu lieu, tandis que l'automne devient toujours encore plus chaud.La seconde partie du travail étudie les changements dans la formation de la glace sur les côtes suédoises depuis le début du siècle ou depuis les premières observations utilisables. Le réchauffement considérable est clairement documenté par un raccourcissement de la saison des glaces jusqu'autour de 1940. Pendant les années suivantes le développement est moins défini que dans le cas de la température et pourtant ici aussi on constate que la saison des glaces s'allonge de nouveau. Entre la période de la débâcle de la glace et l'épaisseur de cette dernière il y a une relation très nette ainsi que le prouvent des coefficients de corrélation très significatifs. Il y a également une corrélation significative entre la température de l'air et la période de formation de la glace.

---

---

With 8 figures.     

Die Zustandswerte in der freien Atmosphäre bei Schauerniederschlägen

Zusammenfassung Radiosondenergebnisse von 1664 Aufstiegen der Monate Mai bis September 1949 bis 1953 in München-Riem werden hinsichtlich der Bildung von Gewittern und Schauern untersucht. Die Kondensationsfeuchtadiabate liegt an Gewittertagen höher als an Tagen ohne Gewitter; auch die 0°C-Grenze erscheint angehoben. Die Zahl der Tage ohne Niederschlag und die Zahl der Gewittertage steigt mit wachsender Mitteltemperatur in der freien Atmosphäre. Während die Zahl der Tage mit Hagelfällen in Bayern von der Temperatur kaum abhängig erscheint, nimmt das vom Hagel betroffene Gebiet mit zunehmender Temperatur bedeutend zu. Niederschläge und Gewittertätigkeit werden von der Verteilung des vertikalen Temperaturgradienten mit der Feuchtigkeit stark abhängig gefunden. Aus dieser Abhängigkeit wird eine als Labilitätsmaß geeignete Regel abgeleitet.

---

Summary Results obtained by 1664 ascents of radiosondes during the months may till september 1949 to 1953 at Munich-Riem are evaluated with regard to the formation of thunderstorms and showers. On days with thunderstorms the moistadiabatic lies at a higher level than on days without; the 0°C-level appears to be lifted as well. The number of days without precipitation and the number of thunderstorm days increase with growing mean temperature in the free atmosphere. Whereas, in Bavaria, there is hardly any relation between the number of days with hail and temperature, the region covered by hail grows considerably in extent with increasing tmmperature. Precipitation and thunderstorm activity are found to be strongly dependent on the distribution of the vertical temperature gradient and humidity. From this dependence a rule is derived which may be used as a measure for instability.

---

Résumé Etude de 1664 radiosondages des mois de mai à septembre 1949 à 1953 à München-Riem du point de vue de la formation des orages et des averses. L'adiabatique humide est plus élevée lors des jours d'orage qu'en l'absence de ceux-ci; l'isotherme de zéro degré semble aussi plus élevée. Le nombre de jours sans précipitations et celui des jours d'orage croissent avec la température moyenne dans l'atmosphère libre. Tandis qu'en Bavière le nombre de jours de grêle semble indépendant de la température, la surface des régions grêlées augmente nettement avec elle. Les précipitations et l'activité orageuse dêpendent fortement de la distribution du gradient vertical de température selon l'humidité; de cette dépendance on peut tirer une règle servant de critère de labilité.

---

---

Mit 4 Textabbildungen.     

Über den Wärmehaushalt der unteren Luftschichten an heiteren Tagen und die Prognose des Maximums der Lufttemperatur

Zusammenfassung Eine für die Praxis bedeutungsvolle Methode der Vorhersage der Tageshöchsttemperatur beruht auf der Kenntnis der zwischen dem Radiosondenaufstieg am Morgen und dem Zeitpunkt der Erreichung der Maximumtemperatur am frühen Nachmittag an die unteren Luftschichten abgegebenen Wärmemenge. Für heitere und windschwache Tage wurde an Hand des Beobachtungsmaterials der Jahre 1949–1951 für Wien dieser Energiebetrag sowohl durch direkte Planimetrierung der Fläche zwischen zwei Tautochronen im Temperatur-Druck-Diagramm als auch durch Wärmebilanzbetrachtungen bestimmt und Monats- bzw. Zehntagemittel abgeleitet. Dabei stellte sich folgendes wichtige Ergebnis heraus: Während der Zeit des Erwärmungsprozesses, d. h. vom Minimum bis zum Maximum der Temperatur, wird unabhängig von der Größe der Einstrahlung im Mittel fast genau die eine Hälfte der aufgenommenen (absorbierten) Globalstrahlung zur Erwärmung des Bodens und zur Abstrahlung im Langwelligen (effektive Ausstrahlung), die andere Hälfte zur Erwärmung der unteren Luftschichten und zur Verdunstung verwendet. Eine Überprüfung der Genauigkeit der Vorhersage der Maximumtemperatur mit der hier geschilderten Methode ergab in insgesamt 80 Fällen einen mittleren Fehler von nur 1,2°C.

---

Summary A practical method of maximum temperature forecasting makes use of the fact, that it is possible to predict the daily maximum temperature provided the energy available for heating the lowest layers of the atmosphere is known for the period from the morning radiosonde ascent until the time of maximum temperature. Using observations on clear and calm days in Vienna for the years 1949–1951 this amount of energy has been determined both by planimetry of the respective area in the temperature-pressure diagram and by calculating the heat balance at the earth's surface; thus monthly and ten days means were derived. As an important result of these investigations the following rule was obtained: During the period of the heating process, i. e. from minimum to maximum temperature, almost exactly one half of the amount of incoming radiation absorbed at the earth's surface is used for heating the ground layers and for long-wave back radiation (effective outgoing radiation), the other half for heating the atmospheric layers near the ground and for evaporation. Testing the accuracy of this forecasting method for a total of 80 cases the mean error was found to be only 1.2,C.

---

Résumé Une méthode pratique de prévision du maximum diurne de température se fonde sur la connaissance de la quantité de chaleur fournie aux couches basses de l'atmosphère entre le sondage aérologique du matin et l'heure du maximum de température du début de l'après-midi. Cette quantité d'énergie a été déterminée pour des jours clairs et calmes à partir des observations faites à Vienne en 1949–1951, par planimétrie des surfaces comprises entre tautochrones sur les diagrammes température-pression, mais aussi à l'aide du calcul du bilan de chaleur et des moyennes mensuelles ou décadaires. Le résultat peut se formuler comme suit: Pendant la durée du réchauffement, c'est à dire depuis le minimum jusqu'au maximum de température et quel que soit l'intensité du rayonnement, presque exactement une moitié du rayonnement global absorbé contribue en moyenne à réchauffer le sol qui émet à grande longueur d'onde et l'autre moitié est absorbée par les basses couches d'air et par l'évaporation. Un contrôle de l'exactitude de cette méthode de prévision du maximum de température a fourni dans 80 cas une erreur moyenne de 1,2°C seulement.

---

---

Mit 7 Textabbildungen     

Geographical differences in cloud populations

Summary Cumulus clouds have been studied by radar and special flight observations with particular reference to the temperatures at which rain is initiated. In the Caribbean area rain starts while the clouds have temperatures greater than +5°C at their tops, except over heated islands. These results are in sharp contrast with data from New Mexico indicating no rain even when the tops of the cumulus are at temperatures less than –10°C. In the humid areas of the Middle West both above-freezing and below-freezing temperatures characterize the levels of rain formation.The rate of upward growth of the clouds appears to determine to some extent the height attained before rain initiation. Flight measurements of chloride particles in the atmosphere under favorable conditions show that enough giant-size nuclei can be available to initiate rain by coalescence in the manner hypothetically ascribed to them.

---

Zusammenfassung Mittels Radar und Messungen vom Flugzeug aus wurden Cumuluswolken unter spezieller Berücksichtigung der Temperaturverhältnisse, bei denen sich Regen bildet, untersucht. Im Gebiet um Puerto Rico bildet sich Regen, wenn die Wolkenobergrenze bei Temperaturen über +5°C liegt, außer über erhitztem Inselboden. Diese Resultate stehen in schroffem Gegensatz zu Meßergebnissen aus Neu-Mexiko, wo sich kein Regen zeigt, selbst wenn die Obergrenze der Cumuli Temperaturen unter –10°C aufweist. In den feuchten Gebieten des mittleren Westens wird das Niveau der Regenbildung durch Temperaturen sowohl über als auch unter dem Gefrierpunkt gekennzeichnet.Die Höhe, welche die Wolken erreichen, bevor der Regen ausgelöst wird, scheint in gewissem Ausmaß von der Intensität der Vertikalentwicklung bestimmt zu werden. Flugzeugmessungen zeigen, daß in der Atmosphäre unter günstigen Bedingungen genügend übergroße Chloridkerne vorhanden sein können, um theoriegemäße Regenbildung durch Koagulation auszulösen.

---

Résumé La température de formation de la pluie dans des cumulus a été étudiée à l'aide d'un radar et d'observations en plein vol. Dans la région de Puerto-Rico, on observe l'initiation de la pluie bien que la température du sommet des nuages soit supérieure à +5°C, sauf au dessus des îles. Ces résultats sont tout à fait contraires à ceux du Nouveau-Mexique qui indiquent l'absence complète de pluie lorsque la température du sommet des cumulus est inférieure à –10°C. Dans les régions humides du Middle-West américain d'autre part, le niveau de formation de la pluie peut être également observé à une température supérieure ou inférieure à la tempèrature de congélation.La vitesse de développement vertical des nuages semble déterminer l'altitude atteinte avant la formation de la pluie. La présence dans l'atmosphère de particules géantes de chlorures en nombre suffisant pour initier la formation de la pluie par coalescence, selon la théorie proposée, a été établie par des mesures en plein vol.

     

The semidiurnal air-temperature variation and the solar air tide

The world wide distribution of the semidiurnal variation of the surface air temperature is analyzed, separately for the standing and the migrating temperature wave. The results of this analysis are applied to a discussion of the semidiurnal pressure wave. It is shown that the form of the observed standing semidiurnal pressure wave is such as would be expected on the basis of the resonance theory, including a term which is antisymmetrical to the equator because of the differences in land and water distribution in the northern and southern hemisphere. An other large antisymmetrical term in the migrating diurnal temperature wave does not appear in the semidiurnal migrating pressure wave because of unfavorable resonance conditions. These results may be considered as further evidence in favor of the resonance theory of the atmospheric tides.

---

Zusammenfassung Die Verteilung der Halbtageswelle der Lufttemperatur über die ganze Erde wird getrennt für die stehende und die wandernde Temperaturwelle untersucht. Die Ergebnisse dieser Analyse werden auf eine Diskussion der halbtägigen Druckwelle angewendet. Es wird gezeigt, daß die Form der stehenden halbtägigen Druckwelle dieselbe ist, die man nach der Resonanztheorie erwarten kann, einschließlich eines Terms, der wegen der Unterschiede in der Land- und Wasserverteilung auf der Nord- und Südhalbkugel antisymmetrisch zum Äquator ist. Ein ähnlich großer antisymmetrischer Term in der wandernden täglichen Temperaturwelle erscheint wegen der ungünstigen Resonanzbedingungen nicht in der halbtägigen wandernden Druckwelle. Dieses Ergebnis kann als weiterer Beweis für die Resonanztheorie der atmosphärischen Gezeiten angesehen werden.

---

Résumé Une analyse de la répartition de la variation semi-diurne de la température sur toute la terre est faite séparément pour les ondes de température fixe et migratoire. Le résultat de cette analyse est appliqué à une discussion de la variation semi-diurne de la pression atmosphérique. Il est démontré que la forme de l'onde de pression fixe est semblable à celle à laquelle il faut s'attendre d'après la théorie de résonnance, y compris le terme qui est antisymétrique à l'équateur à la suite de la répartition inégale des continents et des océans sur les deux hémisphères. Un terme asymétrique semblable dans l'onde de température migratoire ne paraît pas dans l'onde de pression migratoire à cause des conditions de résonnance défavorables. Ces résultats peuvent être considérés comme une nouvelle preuve en faveur de la théorie de résonnance des marées atmosphériques.

---

---

With 1 Figure.     

Messungen der Strahlungsextinktion mittels eines kugelförmigen Empfängers in der oberflächennahen Eisschicht eines gletschers und im Altschnee

Zusammenfassung Um bei der Bestimmung des Extinktionskoeffizienten in der oberflächennahen Eisschicht die abschattende Wirkung des Meßgerätes möglichst gering und die Dimensionen des Bohrloches klein halten zu können, wurde ein besonders kleiner Strahlungsempfänger mit kugelförmiger Empfängerfläche gebaut. Als Empfänger wird eine geschwärzte Hohlkugel (4 mm Durchmesser) benützt, womit gleichzeitig eine verkürzte Einstellzeit erreicht wird.Die Messungen zeigen, daß der Extinktionskoeffizient des Gletschereises in der obersten Schicht (2 bis 3 cm Tiefe) etwa den zehnfachen Betrag des in größeren Tiefen (z> 15 cm) gemessenen Wertes besitzt. Sein größter Wert an der Oberfläche beträgt 0,3/cm. Für grobe Abschätzungen kann angenommen werden, daß in der Oberschicht (o bis 15 cm) von einem Zentimeter Eis im Mittel etwa 89% der eindringenden strahlung durchgelassen und 11% absorbiert werden. In tieferen Schichten (z> 15 cm) werden pro Zentimeter Eis 98,2% durchgelassen und 1,8% absorbiert. In der gesamten Oberschicht (0 bis 15 cm) werden etwa 83% der auftretenden Energie absorbiert. In 4 cm Tiefe ist bereits die Hälfte der eindringenden Strahlungsenergie absorbiert und in 180 cm Tiefe ist nur mehr 1% der eindringenden Strahlung vorhanden.Für Messungen im Firnschnee wurde ein empfindlicheres Gerät gebaut, das einen Kugeldurchmesser von 12 mm besitzt. Im Firnbecken des Hintereisferners (3000 m ü. d. M.) wurde damit der Extinktionskoeffizient des Firns zu 0,230/cm (Dichte 0,55 g/cm³) bestimmt. Im Firn werden por Zentimeter 21% der Strahlung absorbiert und 79% durchgelassen. Bis 3 cm Tiefe sind 50% und bis 10 cm Tiefe 90% der eindringenden Strahlung absorbiert. Nur 1% dringt in Tiefen größer als 20 cm ein.Für Messungen in Schichten mit verschiedenen Temperaturen wurde ein Zweikugelelement entwickelt. Die Vergleichslöstelle ist hier in gleicher Weise wie die Meßlöstelle als kugelförmiger Strahlungsempfänger ausgebildet, jedoch mit einer auf Hochglanz polierten Silberschicht überzogen. Die Empfindlichkeit des Zweikugelelementes ist nach der entwickelten Theorie nicht exakt, aber für die praktischen Messungen ausreichend temperaturunabhängig.

---

Summary A very small radiation receiver with spherical surface was constructed to render the shading effect of the instrument a minimum and to keep the dimensions of the borehole small when the extinction coefficient in the surface layer of ice is determined. The receiver is a blackened hollow sphere (diameter 4 mm) reaching balancing within short time.Measurements show that the extinction coefficient of the glacier ice in the uppermost layer (2 to 3 cm depth) is about ten times greater than that in deeper layers (below 15 cm). Its maximum value at the surface amounts to 0,3/cm. It can be assumed for rough estimations that in the surface layer (0 to 15 cm) about 89 per cent on the average of the incoming radiation pass through 1 cm ice and that 11 per cent are absorbed. In deeper layers below 15 cm) 98,2 per cent pass through 1 cm and 1.8 per cent are absorbed. Within the entire upper layer (0 to 15 cm) about 83 per cent of the energy are absorbed. At a depth of 4 cm already half of the incoming radiation energy is absorbed and a 180 cm not more than 1 per cent of radiation is left.For measurements in firn snow a more sensitive instrument was constructed With a sphere diameter of 12 mm, which was used to determine the extinction coefficient of the firn in the firn basin of the Hintereisferner (3000 m altitude) the result being 0.230/cm (density 0,55 g/cm³). In firn snow 21 per cent of the radiation are absorbed and 79 per cent transmitted per 1 cm. Down to a depth of 3 cm 50 per cent and at 10 cm 90 per cent of the incoming radiation are absorbed. 1 per cent only is penetrating deeper than 20 cm.For measurements in layers with different temperatures a two-sphere element weas developed. Both the soldered joint for comparison and the measuring solder joint are constructed here in the same manner in form of spherical radiation receivers the first one coated, however, with a highly polished silver surface. The sensitivity of the two-sphere element is, according to the developed theory, not exactly, but for practical measurements sufficiently independent on temperature.

---

Résumé L'auteur a mis au point un récepteur particulièrement petit, à surface réceptrice sphérique, en vue de réduire le rôle d'écran de l'appareil lui-même et de maintenir petit l'orifice lors de la détermination du coefficient d'extinction dans la couche de glace superficielle des glaciers. Le récepteur est une sphère creuse noircie (4 mm de diamètre) ce qui abrège le délai d'équilibre.Les measure faites montrent que le coefficient d'extinction de la couche superficielle de glace (2 à 3 cm de profondeur) est environ dix fois plus grands que celui des couches profondes (plus de 15 cm); sa valeur maximum à la surface est de 0,3/cm. Pour des estimations grossières, on peut admettre que dans la couche superficielle (0 à 15 cm) un centimètre de glace laisse passer en moyenne environ 89% du rayonnement incident et en absorbe 11%; dans les couches plus profondes (plus de 15 cm), le 98,2% passe et le 1,8% est absorbé. Dans toute la couche de surface (0 à 15 cm), le 83% environ de l'énergie est absorbé. A 4 cm de profondeur la moitié de l'énergie incidente est déjà absorbée et à 180 cm il n'en subsiste que 1%.Pour les mesures dans la neige de névé, on a construit un instrument plus sensible ayant une sphère de diamètre de 12 mm. C'est par ce moyen que fut déterminé le coefficient d'extinction du névé du Hintereisferner (3000 m) et trouvé égal à 0,230/cm (densité 0,55 g/cm³). Par centimètre de névé, le 21% du rayonnement est absorbé et le 79% passe. Jusqu'à 3 cm de profondeur le 50% est absorbé, et jusqu'à 10 cm le 90%. Le 1% seulement pénètre dans les profondeurs supérieures à 20 cm.Un appareil à deux boules a été conçu pour mesurer la température des différentes couches de glace. La soudure de référence se présente, comme la soudre de mesure, sous forme d'une sphère réceptrice de rayonnement, mais revêtue d'une couche d'argent poli. La sensibilité de l'appareil n'est pas absolument indépendante de la température, mais elle est suffisante pour l'usage preévu.

---

---

Mit 8 Textabbildungen.     

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).

---

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).

---

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).

---

---

Mit 6 Textabbildungen.     

Untersuchung über die Wirkungsweise des Solarigraphen Moll-Gorczynski

Zusammenfassung Die Wirkungsweise des zur Messung der Himmels- und der Globalstrahlung verwendeten SolarigraphenMoll-Gorczynski wird theoretisch und experimentell untersucht. Die Wärmebilanz derMollschen Thermosäule wird aufgestellt und gezeigt, welche Größen in den Eichfaktor eingehen und wie die Temperatur- und Intensitätsabhängigkeit des Eichfaktors zustande kommt. Der Einfluß der Thomson-, Joule- und Peltier-Wärmen erweist sich als praktisch vernachlässigbar. Der Temperaturkoeffizient des Eichfaktors beträgt zirka 0,2% pro Grad C. Auf Grund der spektralen Verteilung der terrestrischen Sonnenstrahlung und der Himmelsstrahlung läßt sich zeigen, daß die durch die Absorptions- und Reflexionsverluste in den Deckgläsern bedingten Empfindlichkeitsänderungen höchstens ±0,4% betragen. Es wird untersucht, welche Fehler entstehen, wenn bei der Berechnung der Strahlungswerte die Abhängigkeit des Eichfaktors von der Winkelhöhe der einfallenden Strahlung nicht berücksichtigt wird. Auf Grund der vonReitz beobachteten Abweichungen vom Cosinusgesetz ergibt sich in den Himmelsstrahlungswerten bei gleichmäßig strahlendem Himmel ein Fehler von zirka 0,5%, während der Fehler in den Werten der Globalstrahlung für Sonnenhöhen über 15° höchstens 2,6% beträgt. Die durch die Eichmethode, die Schaltung und das Registrierinstrument bedingten Fehler werden diskutiert und der Einfluß der langwelligen Ausstrahlung der Glashüllen (Nullpunktsdepression) untersucht. In einer zusammenfassenden Fehlerdiskussion wird die Genauigkeit der unter Berücksichtigung der Temperatur- und Intensitätsabhängigkeit des Eichfaktors berechneten Strahlungswerte auf ±1 bis 2% geschätzt; die je nach Instrument verschieden großen Fehler, welche durch die Abweichungen vom Cosinusgesetz erzeugt werden, sind in dieser Abschätzung nicht inbegriffen.

---

Summary The author examines by experiments and in the theory the principle of working of the solarigraphMoll-Gorczynski, used for measuring the sky radiation and the global radiation of sun and sky. He develops the heat-balance ofMoll's thermopile and shows the factors entering into the calibration factor and in which manner this factor is depending on temperature and intensity of radiation. The influence of the Thomson-, Joule-, and Peltier-effects can practically be neglected. The temperature coefficient of the calibration factor is about 0,2%/°C. As regards the spectral distribution of solar and sky radiation it can be shown that the modifications of sensitivity as caused by the loss by absorption and reflexion in the cover-glasses of the solarigraph amount to ±0,4% in the maximum. Furthermore the errors are examined which occur with the calculation of the radiation intensities if the dependency of the calibration factor from the angle of height of incoming radiation is not taken into consideration. Due to the deviations from the law of cosine as observed byReitz, it can be concluded that the error of the values of the sky radiation (with uniform sky) is of about 0,5%, whereas the error of the values of the global radiation for solar altitudes above 15° is 2,6% in the maximum. The errors resulting from the calibration method, the electric connexions and the recording instrument are discussed, as well as the influence of outgoing long-wave radiation of the cover-glasses (zero depression). In a summarizing discussion the accuracy of the calculated values of radiation is estimated at ±1 to 2%, taken into consideration the dependency from the temperature and intensity of the calibration factor. The errors caused by the deviations from the cosine-law varying according to the instrument, are not included in this estimation.

---

Résumé On étudie du point de vue théorique et pratique le fonctionnement du solarigrapheMoll-Gorczynski utilisé pour la mesure du rayonnement céleste et global. On établit le bilan thermique de la pile thermoélectrique deMoll et on montre quels sont les grandeurs intervenant dans le facteur d'étalonnage et comment ce facteur dépend de la température et de l'intensité du rayonnement. L'influence des effets Thomson, Joule et Peltier se révèle pratiquement négligeable. Le coefficient de température du facteur d'étalonnage s'élève à env. 0,2% par degré centigrade. Considérant la distribution spectrale du rayonnement solaire et céleste, on peut montrer que les variations de sensibilité dues aux pertes par absorption et réflexion dans les enveloppes de verre protectrices s'élèvent à ±0,4%. On recherche quelles sont les erreurs commises en négligeant l'effet sur le facteur d'étalonnage de l'angle d'incidence des rayons lors du calcul des valeurs de rayonnement. Se fondant sur les écarts à la loi du cosinus observés parReitz, on constate que l'erreur pour la valeur du rayonnement céleste (ciel uniforme) est d'environ 0,5%, et que celle du rayonnement global pour des hauteurs solaires supérieures à 15° est au plus de 2,6%. On discute les erreurs résultant de la méthode d'étalonnage, du montage du circuit électrique et de l'enregistreur lui-même, ainsi que l'effet du rayonnement propre à grande longuer d'onde des écrans de verre (dépression du zéro). II résulte de toute la discussion des erreurs possibles que l'exactitude des valeurs calculées du rayonnement, en tenant compte de l'influence de la température et de l'intensité sur le facteur de sensibilité, est estimée à ±1 à 2%; les erreurs, variables suivant les appareils, provenant des écarts à la loi du cosinus ne sont pas prises en considération dans ce chiffre.

---

---

Mit 20 Textabbildungen.     

Das mittlere meridionale Temperaturprofil in der Troposphäre als Effekt von vertikalen und horizontalen Austauschvorgängen und Kondensationswärme

Summary A theoretical account is given for the mean meridional temperature profile in the troposphere (up to 11 km) by the aid of the theorem of turbulent heat conduction introducing the vertical and horizontal coefficients of exchange (Austausch) which show a different order of magnitude. It is necessary, however, to take into consideration the heat of condensation, liberated by condensation of the mean yearly precipitation on the earth and thereby supplied to the troposphere in the different latitudes, in order to obtain a theoretical solution capable of completely explaining the mean meridional temperature profile deduced from former observations in the free atmosphere. The mean temperature distribution on ground has been assumed to be known as it is established by the radiation balance of the ground showing the determined and wellknown zonal distribution. Furthermore, some noticeable details resulting from the theory and concerning the vertical structure of temperature in the troposphere and its state of equilibrium are derived. It is made clear how a temperature gradient <1° C/100 m comes about. Thus the mean meridional temperature profile is shown to be a determined state of equilibrium between vertical and horizontal exchange (Austausch) phenomena and processes of condensation taking place in the troposphere. These latter ones being confined to a certain layer of the lower atmosphere are of essential importance for the upper limitation of the troposphere.

---

Résumé On donne une explication théorique du profil méridien moyen de température dans la troposphère (jusqu'à 11 km.) en s'appuyant sur le théorème de la conductibilité turbulente et en introduisant les coefficients d'échange turbulent dont l'ordre de grandeur n'est pas le même dans la verticale et dans l'horizontale. Il faut tenir compte de la chaleur de condensation libérée par les précipitations annuelles moyennes et qui est fournie à la troposphère aux différentes latitudes; alors seulement on arrive à une solution en accord complet avec le profil méridien de température, tel que le fournissent les observations aérologiques. On a considérée comme connue la distribution moyenne de la température au niveau du sol, celle-ci étant déterminée par le bilan radiatif du sol et présentant la répartition zonale bien connue. On expose ensuite thermique verticale de la troposphère et son équilibre, ainsi que l'établissement d'un gradient inférieur à un degré par cent mètres. Le profil méridien moyen de température apparaît alors comme le résultat d'un équilibre entre les processus d'échange turbulent verticaux et horizontaux et des phénomènes de condensation se produisant dans la troposphère. Le fait que ces derniers sont limités à une certaine couche basse de l'atmosphère est une des raisons pour lesquelles la troposphère présente une limite supérieure.

---

---

Mit 4 Textabbildungen.     

The energy exchange within a vegetation layer

Summary The concept of vegetation as a multi-layered heat exchange system is discussed with reference to measurements in a barley field. These measurements included the monitoring of net radiation at various levels inside the crop and the conducted heat flux in the soil for typical clear and overcast days. The diurnal variations of the components of the heat balance throughout the crop are discussed, computing the combined flux of sensible and latent heat as a remainder term. The results show a complete reversal of the flux of sensible and latent heat from the top of the crop to the soil surface: during the night the surface loses heat by eddy diffusion as well as radiation and during the day it gains heat through both these processes. The total heat exchange between the crop and the atmosphere gives the usual heat gains by eddy diffusion during the night and losses during the day. The radiation absorbed by a layer of vegetation is converted into sensible and latent heat and 80% of the total energy exchange takes place in the upper half of the crop. The magnitude of the exchange process falls off rapidly with depth in the crop.

---

Zusammenfassung Die Vegetation wird als mehrschichtiges System im Hinblick auf den Wärmeaustausch betrachtet, wobei Messungen in einem Gerstenfeld verwendet werden. Die Messungen umfaßten die Registrieuung der Wärmebilanz in verschiedenen Höhen im Getreidestand und des Wärmeflusses im Boden an typischen klaren und bedeckten Tagen. Der Tagesgang der Komponenten der Wärmebilanz durch die Vegetationsschicht wird untersucht, dabei wird die Summe des Fluesses von fühlbarer und von latenter Wärme als Restglied berechnet. Die Resultate zeigen eine vollkommene Umkehr des Flusses von fühlbarer und latenter Wärme von der Obergrenze des Getreidestandes zum Boden: während der Nacht verliert die Erdoberfläche Wärme sowohl durch turbulenten Austausch wie durch Strahlung, während des Tages nimmt sie durch beide Prozesse Wärme auf. Der gesamte Wärmeastausch zwischen dem Getreidefeld und der Atmosphäre ergibt die gewöhnlichen Wärmegewinne durch turbulenten Austausch bei Nacht und die Wärmeverluste bei Tag. Die von der Vegetationsschicht absorbierte Strahlung wird in fühlbare und latente Wärme umgesetzt, wobei 80% des gesamten Wärmeaustausches in der oberen Hälfte der Vegetationsschicht erfolgen. Die Größe des Austauschprozesses vermindert sich rasch mit der Tiefe in der Vegetationsschicht.

---

Résumé On considère ici la végétation comme un système à plusieurs strates vis à vis des échanges de chaleur. Pour cela on se sert de mesures effectuées dans un champ d'orge. Ces mesures comprenaient l'enregistrement du bilan de chaleur à différentes hauteurs dans le dit champ ainsi que du flux de chaleur dans le sol à des jours typiques: couverts ou clairs. On étudie l'évolution diurne des composantes du bilan de chaleur au travers de la couche végétale. Pour ce faire, on clacule la somme du flux des chaleurs sensible et latente comme terme final de l'équation. Les résultats montrent une inversion complète du flux de ces deux chaleurs de la surface supérieure du champ jusqu'au sol. Pendant la nuit, la surface du sol perd de la chaleur aussi bien par des échanges turbulents que par rayonnement. Pendant le jour, le sol reçoit de la chaleur par ces deux processus. L'échange total de chaleur entre le champ d'orge et l'atmosphère présente les gains de chaleur ordinaire par turbulence de nuit et les pertes de jour. Le rayonnement absorbé par la couche végétale est transformé en chaleur latente et sensible. 80% de la totalité des échanges de chaleur se passent dans la moitié supérieure de la couche végétale. L'importance des processus d'échange diminue rapidement avec la profondeur de la couche végétale.

     

Der Einfluß großer Massenerhebungen auf die Lufttemperatur und die Ursachen der Hebung der Vegetationsgrenzen in den inneren Ostalpen

Zusammenfassung Die allgemeinnen sowie verschiedene regionale vertikale Temperaturgradieten in den Ostalpen bestätigen nicht die im früheren meteoorologischen Schrittum entwickelte Vorstellung, daß die Massenerhebung des Gebirges thermisch begünstigend wirke und daß dies die Ursache für die Hebung der Vegetationsgrenzen in den Gebieten größter Massenerhebungen sei. Alle Temperaturgradienten weisen darauf hin, daß jede Temperraturreduktion mit 0,5^o pro 100 m auf ein bestimmtes Niveau in reduzierten oder auch in wirklichen Isothermen zu klimatologischen Irrtümern führen muß. Um die wahren Unterschiede zwischen Bergtemperaturen und freier Atmosphäre zu ermitteln und damit das Problem zu klären, ob Berge thermisch bevorzugt sind oder nicht, wurden Aufstiegsergebnisse über Wien, München, Pavia und Friedrichshafen in den Alperaum reduziert, d. h. unmittelbar mit gipfelnahen Bergtemperaturen vergleichbar gemacht. Es zeigte sich, daß im Jahresmittel um 7 Uhr Bergen, Hochtäter und Pässe kälter sind als die freie Atmosphäre, zur zwar zunhmend mit wachsender Höhe. Ähnliche Unterschiede wurden auch für die durchnittlichen Julitemperaturen gefunden. Im jahreszeitlichen Gang der Abweichungen der Bergtemperaturen um 7 Uhr gegenüber der freien Atmosphäre treten auf dem Sonnblick die größten Differenzen im Winter und die geringsten im Mai auf. Auch für die Zeit des Temperaturmaximums am Nachmittag konnte im Jahresmittel der Temperatur kein positiver Einfluß erkannt werden.Die hohen oberen Baumgrenzen in den zentralalpen gegenüber den niedrigeren am nördlichen Außenrand der Ostalphen müssen durch die südlichere Lage, geringere Schneehöhen und geringere Andauer der Schneedecke, schächere Luftbewegung, tiefgründigere und wasserundurchlässige Böden erklärt werden, während in den Kalkaplen Schutthalden, eine nur dünne Humusdecke, Wasserdurchlässigkeit des Bodens und damit starke Austrocknung in Dürreperioden, Kaltluftansammlungen in Dolinen usw. die Grenze des Baumwuchses nach unten drücken.

---

Summary The general as well as regional vertical temperature-gradients in the Eastern Alps do not confirm the view hitherto developed in the meteorological literature that a mountain massif causes relatively higher temperatures and, therefore, higher limits of vegetation within the area of the highest elevations. All temperature-gradients indicate tha any reduction of temperature to a given level carried out on the basis of 0,5°C per 100m, will lead to climatological errors, both for reduced and true isotherms.In order to obtain the real differences of temperature between mountains and free atmosphere and to throw light upon the probloem whether mountains are thermically favoured or not, the aerological records of Vienna, Munich, Pavia, and Friedrichshafen have been reduced to the Alpine region and so made directly comparable with the corresponding mountain temperatures. In the annual average at 7 A. M., mountains, high valleys, and passes were found to ber colder than the free atmosphere, this temperature-differences being greater with icreasing height. The same holds true for the mean July temperatures. The annual march of the temperature-difference between mountains and free atmosphere, such as it was found from observations on the Sonnblick at 7 A. M., shows a maximum in winther and a minimum in May. Even for the time of the afternoon maximum of temperature no positive influence could be recognized in the annual average of temperature.The high upper tree-limits in the Central Alps when compared with those lower ones on the northern edge of the Eastern Alps must be explanied by the relatively southern position, by smaller depths of snow and shorter periods of snow-cover, by less air movement and deeper soils being impermeable to water. In the Limestone-Alps slopes of debris, thin mouldcovers, the permeability of the soil and in consequence lack of humidity in periods of droughts, accumulation of cold air in dolines and other phenomenona are the cause for the relatively low limits of tree growth.

---

Résumé Les gradients verticaux de température régionaux dans les Alpes orientales démentent les vues classiques selon lesquelles la présence de massifs montagnex aurait un effet favorable du point de vue thermique et serait la cause de l'élévation des niveaux de végétation dans les régions accidentées. Tous les gradients étudiés prouvent que toute réduction de température sur la base de 0,5 degrés par 100 mètres conduit à des errurs en climatologie, soit en isothermes réduites ou réelles, Dans le but d'obtenir les différences réelles de température entre la montagne et l'atmosphère libre et de voir si la première est avantagée ou non, on a réduit des observtions aérologiques de Vienne, Munich, Pavie et Friedrichshafen der façon à les rendere comparables à celles des sommets alpins voisins. On constate qu'à 7 h. (moyennes annuelles) les montagnes, les hautes vallées et les cols sont plus froids que l'atmosphère libre, et cela d'une manière croissante avec l'altitude; il en est de même pour les températures moyennes du mois de juillet. La variation annuelle de l'écart de température au Sonnblick à 7 h. montre que l'écart est le plus grand en hiver et le plus faible en mai. Même en ce qui concerne les températures du moment le plus chaud de la journée, il nápparaît pas que la montagne soit plus chaude que l'atmosphère libre.Il faut donc expliquer l'altitude relativement élevée des limites d'arbres des Alpes centrales comparées aux altitudes plus basses dans la partie extérieure septentrionale des Alpes orientales part la latitude plus basse, par la plus faible hauteur de neige, par la moindre durée de la couverture neigeuse, par le calme relatif de l'air et par l'état du sous-sol imperméable à l'eau. Dans les Alpes calcaires, part contre, les éboulis, la faible épaisseur de l'humus, la perméabilité du sol entraînant la dessication en période sèche, les accumulations d'air froid dans les dolines, etc. abaissent le niveau de la limite de la végétation.

---

---

Mit 4 Textabbildungen.     

Der Frostschutz durch Lufttrübung—rechnerisch betrachtet

Zusammenfassung Mit Hilfe einer theoretisch abgeleiteten und praktisch erprobten Abkühlungsformel wird an dem speziellen Beispiel einer windstillen Maifrostnacht der Einfluß des Räucherns bzw. Vernebelns auf den Temperaturgang am Erdboden untersucht. Es wird gefunden, daß bei der heutigen Anwendungsart der Trübungsmethoden der volle Wirkungsgrad wohl nie oder nur selten erreicht wird, weil dieser sehr vom Zeitpunkt des Schutzbeginns und von der jeweiligen vertikalen Temperaturverteilung abhängig ist, was bisher kaum beachtet wurde. Wesentlich ist auch eine beständige, genügend hohe Rauch- bzw. Nebeldichte über dem gesamten Frostentstehungsgebiet.Der errechnete Temperatureffekt vom Beginn der Lufttrübung bis zur Zeit des Sonnenaufgangs ist graphisch dargestellt. Man kann der Abbildung 3 beispielsweise entnehmen, daß bei 50%igem, während der ganzen Nacht konstantem Ausstrahlungsschutz ein Temperatureffekt von 6° C erzielbar ist, wenn der Temperaturabfall zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang im ungeschützten Gelände 10°C beträgt. Es wird auf die Wichtigkeit einer guten Minimumprognose für eine rationell arbeitende Frostschutzorganisation hingewiesen und außerdem vor den allein auf der Taupunktstemperatur beruhenden Faustregeln gewarnt.

---

Summary By means of a theoretically derived and practically experienced cooling formula the influence of fumigating and smoke-screening on the variation of the ground temperature is investigated for the special example of a calm frost-night in may. It is found that, with the present mode of applying clouding-methods, the full effect is never or only rarely reached, because it depends strongly on the time of the beginning of protection and on the actual vertical temperature distribution, which hitherto hardly was taken into account. Essential is also a constant and sufficiently high smoke or fog density over the entire region of frost origin.The calculated temperature effect is graphically represented from the beginning of the air troubling until the time of sunrise. Figure 3, for example, shows that, with a 50 per cent protection against outgoing radiation remaining constant during the whole night, a temperature effect of 6° C can be reached, if the decrease of temperature between sunset and sunrise is 10° C above unprotected ground. The author points out the importance of a good minimum forecast for an expediently working organisation for frost protection and warns against simplified rules based exclusively on the dew-point temperature.

---

Résumé Se fondant sur une formule de refroidissement contrôlée par l'expérience, l'auteur étudie l'effet de fumées et de brouillards artificiels sur la marche de la température au niveau du sol au cours d'une nuit calme de gel en mai. Il constate que par les procédés actuels d'enfumage on n'obtient que très rarement le plein effet désiré, car celui-ci dépend de l'heure du début de l'expérience et de la répartition verticale de température régnant à ce moment de la nuit, ce que l'on a à peine considéré jusqu'ici. Il est important d'autre part que la couche de fumée ou de brouillard soit suffisamment épaisse et dense au-dessus de l'ensemble du domaine à protèger du gel.L'effet calculé sur la température dès le début de l'enfumage jusqu'au lever du soleil est représenté graphiquement; on peut lire p. ex. sur la figure 3 que par écran protecteur de 50% pendant toute la nuit on obtient un effet thermique protecteur de 6° lorsque la chute de température atteint 10° du coucher au lever du soleil en terrain non protégé. L'auteur insiste sur l'importance d'une bonne prévision des minima de température et déconseille l'emploi trop simple d'une règle fondée sur le seul point de rosée.

---

---

Mit 3 Textabbildungen.     

Theoretische Betrachtungen über die Veränderlichkeit von Jahresmitteltemperaturen

Zusammenfassung Ausgehend von der allgemeinen Wärmebilanzgleichung an der Erdoberfläche wird eine Formel für die Jahresmitteltemperatur an der Erdoberfläche sowohl für den strahlungsundruchlässigen Erdboden als auch für die für kurzwellige Einstrahlung transparente Hydrosphäre abgeleitet. Dabei zeigt sich, daß infolge des Abweichens des mittleren Temperaturgradienten in der Atmosphäre von der Trockenadiabate bei Zulassung vertikaler Austauschvorgänge die Mitteltemperatur am Boden Schwankungen aufweisen muß, wenn auch die Strahlungsbilanz selbst als streng periodisch vorausgesetzt wird, wie dies in der Literatur häufig geschieht. In der Hydrosphäre hat überdies die Strahlungsdruchlässigkeit bei nicht zu großer turbulenter Durchmischung des Wassers einen nicht zu vernachlässigenden Einfluß auf die Oberflächentemperatur, wie durch Heranziehen direkter Messungen der (selektiven) Absorption in natürlichen Gewässern gezeigt wird. Eine Änderung der Transparenz des Wassers für die eindringende Strahlung durch organische oder anorganische Beimengungen könnte eine Variation der Oberflächentemperatur in der Größenordnung von einem Grad zur Folge haben.

---

Summary Based upon the general equation for the heat balance at the earth's surface a formula for the mean annual temperature of the surface is derived both for soil that is impervious to radiation and for the hydrosphere being transparent to short-wave radiation. If we allow for vertical heat transfer by eddies in the atmosphere it yields that the mean temperature at the surface will vary with time even if the radiation balance is assumed to be strictly periodical, an assumption frequently to be found in literature, only because the mean temperature lapse rate in the atmosphere is less than the dry adiabatic lapse rate. Moreover in the hydrosphere in case of not too great turbulent mixing of the water the surface temperature is influenced by the amount of transparency of the water for the short wave incoming radiation. It is shown by using direct measurements of the coefficients of absorption in natural lakes that this effect cannot be neglected in general. A change of the transparency of the water caused by organic or inorganic substances might be followed a variation of the mean surface temperature in the order of magnitude of one degree.

---

Résumé Partant de l'équation générale du bilan thermique à la surface du sol, on établit une formule donnant la température annuelle moyenne au sol, aussi bien pour le sol opaque à l'égard du rayonnement que pour l'hydrosphère transparente au rayonnement de courte longueur d'onde. On constate que, du fait que le gradient vertical moyen de température de l'atmosphère s'écarte de l'adiabatique sèche par suite des processus d'échange turbulent, la température moyenne au niveau du sol doit présenter des variations, même si le bilan radiatif est supposé périodique comme on l'admet fréquemment. Dans l'hydrosphère, la transparence au rayonnement, sous réserve d'un mélange turbulent modéré de l'eau, a un effet non négligeable sur la température superficielle comme le montrent les mesures directes de l'absorption dans les eaux naturelles. Une modification de la transparence de l'eau à l'égard du rayonnement incident par suite d'apports organiques ou minéraux pourrait entraîner un changement de la température superficielle de l'ordre du degré.

---

---

Mit 1 Textabbildung.     

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.

---

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.

---

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).

---

---

Mit 10 Textabbildungen.     

The climatology of the lower stratosphere during the IGY and its implications for the regime of circulation

Summary Three-monthly mean statistics, show that throughout the year in the layer between about 200 and 30 mb large-scale eddies transport both heat and momentum against the north-south gradient of, respectively, the temperature and the angular rotation. Furthermore, it is found that in this layer, warm air masses tend to sink and cold air masses tend to rise, thereby converting kinetic into potential energy. The eddy circulations have, therefore, no source of energyin situ and must be forced by the circulation systems in the adjacent layers, probably in the troposphere. A comparison is drawn between the transport of angular momentum and heat by transient eddies in the lower troposphere, the upper troposphere and the lower stratosphere. Finally, the necessary sloping of the trajectories of the forced air parcels is discussed.

---

Zusammenfassung Dreimonatige Durchschnitts-Statistiken zeigen, daß während des Jahres großräumige Wirbel in den Schichten zwischen ungefähr 200 und 30 mb Wärme und Bewegungsgröße gegen den Gradienten der Temperatur beziehungsweise der Winkelrotation transportieren. Ferner, wurde festgestellt, daß in diesen Schichten warme Luftmassen die Neigung haben abzusinken und kalte Luftmassen aufzusteigen und daß auf diese Art kinetische Energie in potentielle Energie umgewandelt wird. Die Wirbel-Zirkulation hat daher in sich keine Energiequelle und muß durch die Zirkulationssysteme in den anliegenden Schichten, vermutlich in der Troposphäre, angetrieben werden. Es wird ein Vergleich zwischen dem Transport von Drehimpuls und Wärme von wandernden Wirbeln in der unteren Troposphäre, der oberen Troposphäre und der unteren Stratosphäre angestellt. Schließlich wird die für das Zustandekommen der erzwungenen Bewegungen erforderliche Neigung der Trajektorien diskutiert.

---

Résumé En se basant sur des statistiques tri-mensuelles on montre que tout au long de l'année, dans la couche entre 200 et 30 mb environ, les perturbations à grande échelle transportent à la fois chaleur et quantité de mouvement contre le gradient de la température et de la rotation angulaire. En outre, on a trouvé que dans cette couche les masses d'air chaud ont la tendance à descendre et les masses d'air froid ont la tendance à monter, en transformant de cette manière l'énergie cinétique en énergie potentielle. Par conséquent, les circulations perturbées n'ont pas disponible de source d'énergie et doivent être, forcées par des systèmes de circulation dans des couches adjacentes, probablement dans la troposphère. On compare le transport du moment cinétique et de la chaleur par des perturbations transitoires dans la basse troposphère, la haute troposphère et la basse stratosphère. Einfin on discute la pente des trajectoires des parcelles d'air forcées.

---

---

With 8 Figures

---

The research reported in this paper was sponsored principally by the Atomic Energy Commission under Contract No. AT(30-1)2241; before March 1962, the research was supported jointly by the Atomic Energy Commission and the U.S. Air Force under Contracts No. AT(30-1)2241 and AF 19(604)-5223.     

Die Wintertemperaturen in Berlin und die Sonnenfleckenrelativzahlen

Zusammenfassung Die zweimal fünffach übergreifende Mittelbildung der 200jährigen Berliner Temperaturreihe entschleiert deren enge Beziehung zur Sonnenfleckentätigkeit, da, von zwei Ausnahmen abgesehen, jede Sonnenfleckenperiode durch eine entsprechende Schwankung der Temperaturkurve in Erscheinung tritt und zugleich keine andere Schwingung auch nur annähernd so deutlich erkennbar ist. Im Mittel waren die dem Sonnenfleckenmaximum folgenden Winter am kältesten und jene 1 1/2 Jahre vor dem Minimum am wärmsten. Insgesamt erreicht diese Schwankung aber, bei fünf- und dreifachem Ausgleich, nicht ganz 1/2°C und damit bei weitem nicht die Amplitude, die die harmonische Analyse z. B. für eine 16jährige Periode ergibt. Dies ist aber ein rein formales Ergebnis, dadurch hervorgerufen, daß die Sonnenfleckenschwingung der Temperatur, die in den Tropen so dominierend in Erscheinung tritt, in Mitteleuropa auch noch einen periodischen Phasenwechsel aufweist, indem die kalten Winter im zweiten Viertel des vorigen und in diesem Jahrhundert kurznach, während der übrigen Zeit dagegen 3 Jahrevor dem Fleckenmaximum eintraten. Dementsprechend ergibt eine damit in Übereinstimmung gebrachte Unterteilung in zwei Phasengruppen den Sonnenfleckeneinfluß außerordentlich klar, wobei die Schwankung in der einen Jahresgruppe 1°, in der anderen beinahe 2° C beträgt. Die Phasensprünge scheinen mit der etwa 89jährigen Schwankung der Sonnenfleckentätigkeit zusammenzuhängen und sind damit wahrscheinlich durch die verschiedene Intensität der Zirkulationsräder und die Vereisung der Polargebiete bestimmt. Dieser langperiodige Einfluß der Sonnenfleckentätigkeit tritt besonders in den vonKöppen berechneten Mitteltemperaturen der ganzen Erde hervor, die bei Fleckenrelativzahlen über 100 fast 0,5° kälter ist als in den Jahren mit einer Relativzahl unter 10.

---

Summary The 200 years temperature records for Berlin, twice smoothed by calculating the means of all five values of five year averages, reveal their close connection with the sunspot activity, in that, apart from two exceptions, each sunspot period is associated with a characteristic point of the accompanying temperature cycle, and, furthermore, no other oscillation is clearly discernable. Averaging the whole series of observations, the winters following the sunspot maxima were the coldest, and those 1 1/2 years before the sunspot minimum were the warmest. On the other hand, the amplitude of this oscillation does not even reach 1/2°C., and is far below the value of a 16-years period. However, this results from the fact that the sunspot variation of temperature being such a dominant feature in the tropical regions is subjected to a periodical change in phasis over central Europe in that the cold winter occured closely after the sunspot maximum in the second quarter of the preceding and in the current century contrary to the periods left when they reached their greatest frequency 3 yearsbefore sunspot maximum. Accordingly, by considering both groups of phasis separately, the influence of the sunspot activity becomes distinctly pronounced amounting to about 1°C., or even 2°C., in the respective periods. The leaps in the phasis seem to be associated with the 89-years period of sunspot activity, and thus probably are originated by the respective intensity of the atmospheric circulation and the amount of the ice cover in the polar regions. This long-periodical influence of the sunspot activity is especially clearly shown by mean temperatures of the whole earth calculated byKöppen in that this temperature is nearly 0,5°C. lower in the years distinguished by a sunspot number greater than 100 compared with the years of sunspot numbers below 10.

---

Résumé Lorsqu'on étudie la série d'observations de température de 200 ans à Berlin en calculant les valeurs pondérées par la méthode des moyennes quinquennales chevauchées, on fait apparaître la relation étroite entre la température et l'activité des taches solaires; à deux exceptions près, chaque période de taches est accompagnée d'une variation correspondante de la température, et aucune autre variation n'est aussi nette que celle-ci. En moyenne, les hivers succédant aux maxima d'activité solaire sont les plus froids, et ceux qui précèdent d'une année et demie les minima sont les plus chauds. Dans l'ensemble l'amplitude n'atteint pas tout à fait 1/2 degré et reste ainsi bien inférieure à celle que l'analyse harmonique met en évidence par exemple pour une période de 16 ans. Cela n'est qu'un résultat purement formel provenant du fait que la variation de la temperature en relation avec les taches solaires qui apparaît si nettement sous les tropiques présente de plus en Europe centrale un changement périodique de phase, dans ce sens que dans le deuxième quart du siècle dernier et dans le siècle présent les hivers froids ont lieu peu après le maximum des taches, tandis qu'ils précèdent de trois ans ce maximum dans les autres périodes. Si l'on tient compte de cette variation de phase, l'influence des taches solaires apparaît très nettement: dans un des groupes d'années, l'amplitude est de 1°, et dans l'autre de presque 2°. Le changement de phase semble être en rapport avec la période d'environ 89 ans de l'activité solaire et découle probablement de la variation d'intensité de la circulation atmosphérique et de la glaciation des régions polaires. L'effet à longue période de l'activité solaire apparaît particulièrement bien dans les températures moyennes de l'ensemble du globe calculées parKöppen; pour un nombre relatif de taches supérieur à 100, elles sont près de 0,5° plus basses que pendant les années à nombre relatif inférieur à 10.

---

---

Mit 2 Textabbildungen.     

New conceptions on the meteorology of stratospheric fallout from nuclear weapon tests

Summary Extensive meteorological measurements during IGY 1957/58 have yielded more detailed information about the climatology of the upper troposphere and lower stratosphere. Taking into account these new data, measurements of the distribution of stratospheric fallout are discussed. The result is that radioactive debris in the middle stratosphere (16–24 km height) is not transported by the meridional circulation but by normal and eddy diffusion. At higher altitudes, however, a northward transportation probably takes place by circulation, too. It is shown, moreover that there is a balance in radioactivity concentration between supply and deposition. Seasonal and latitudinal variations consequently are caused by variations of the velocity of transportation and deposition and to a far lesser extent by a variation of the fallout concentration. Observations indicate that radioactive debris from the stratosphere is collected at the zero layer in the upper troposphere, since the tropopause has been revealed not to be a barrier to radioactivity transfer from the stratosphere to the troposphere. The zero layer concept is discussed. The zero layer is defined as the connection of the maximum velocity of westerly zonal circulation with the inversion of vhe horizontal gradient of temperature and, consequently, with an inversion of vertical motion. The latitudinal differences in the stability of the zero layer may account for latitudinal variations of fallout deposition.

---

Zusammenfassung Umfangreiche meteorologische Messungen während des IGY 1957/58 haben eingehendere Kenntnis über die klimatologischen Verhältnisse der oberen Troposphäre und der unteren Stratosphäre gebracht. Im Lichte dieser Erkenntnisse werden Messungen der stratosphärischen Falloutverteilung diskutiert. Es ergibt sich, daß in der mittleren Stratosphäre (16–24 km Höhe) nicht die Meridionalzirkulationen für den Transport des Materials, sondern turbulente und molekulare Diffusion in Frage kommen. In großen Höhen erfolgt wahrscheinlich ein Nordwärtstransport auch durch Zirkulation.Es wird ferner gezeigt, daß sich in der Radioaktivitätskonzentration ein Gleichgewicht zwischen Nachschub und Abscheidung einstellt. Jahreszeitliche und breitenmäßige Schwankungen in der Falloutabscheidung sind somit weniger durch Konzentrationsschwankungen in der Stratosphäre als durch Schwankungen in den Transport- und Abscheidegeschwindigkeiten zu erklären.Das radioaktive Material sammelt und staut sich nicht in der unteren Stratosphäre an der Tropopause, welche eine untergeordnete Rolle bei den Austauschvorgängen spielt, sondern es staut sich in der oberen Troposphäre an der Nullschicht im Westwindmaximum. Diese Nullschicht ist korreliert mit der zonalen Zirkulation; ihre Fundamentaleigenschaft ist die Inversion des isobaren Temperaturgradienten, verbunden mit der Umkehr der Vertikal-bewegungen. Unterschiedliche Stabilitätseigenschaften dieser Nullschicht in verschiedenen geographischen Breiten sind geeignet, die Breitenunterschiede der Falloutabscheidung zu erklären.

---

Résumé De très nombreuses mesures météorologiques faites durant l'Année Géophysique Internationale 1957/58 ont apporté des connaissances plus approfondies de la troposphère supérieure et de la stratosphère inférieure. A la lumière de ces connaissances nouvelles, on discute les mesures de la répartition des retombées stratosphériques. Ilen découle que, dans la stratosphère moyenne (16 à 24 km d'altitude), ce n'est pas la circulation méridienne, mais la diffusion turbulente et moléculaire qui sont responsables pour le transport de la matière en suspension. A très haute altitude, il se produit vraisemblablement aussi un transport vers le nord par la circulation générale.On montre en outre qu'un équilibre de la concentration de la radioactivité sétablit entre l'enrichissement d'une part et les retombées d'autre part. Les fluctuations saisonnières et en latitude des retombées sont done moins dues à des variations de la concentration dans la stratosphère qu'à des variations de la vitesse de sédimentation et de transport.Le matériel radioactif se rassemble et se concentre non dans la stratosphère inférieure à la hauteur de la tropopause qui ne joue alors qu'un rôle secondaire dans les processus d'échange, mais dans la troposphère supérieure dans la «couche neutre» (Nullschicht) maximum des vents d'ouest. Cette couche neutre est mise en relation avec la circulation zonale; sa propriété fondamentale est l'inversion des gradients isobares de température liée à l'inversion des mouvements verticaux. Des propriétés de stabilité différentes de cette couche neutre à des latitudes géographiques différentes peuvent expliquer les effets de la latitude sur la sédimentation et les retombées.

---

---

With 7 Figures