Die Höhen- und Zeitabhängigkeit des Austauschkoeffizienten in der Bodenschicht

Zusammenfassung Es werden tägliche Gänge des Austauschkoeffizienten an zwei Stationen, Leafield (England) und Ismaila (Aegypten), die jeweils einen bestimmten Klimatyp repräsentieren, mit und ohne Berücksichtigung des Turbulenzcharakters berechnet. Die Berücksichtigung des Turbulenzcharakters (in erster Näherung in Abhängigkeit von Strahlung und Wind) führt zur charakteristischen Auswahl, z. B. zum Konvektionstyp, Stratustyp, die Nichtberücksichtigung zur klimatologischen Auswahl. Beide Auswahlen werden miteinander verglichen und Kriterien über ihre Anwendung festgelegt. Zusätzlich werden die jährliche Variation betrachtet und die Gänge in empirisch- analytische Funktionen zerlegt. Als Grundlage zur Berechnung dienen die Temperatur- bzw. Temperaturgradientregistrierungen vonN. K. Johnson undG. S. P. Heywood (⁷) über 5 Jahre in 5 Niveaus (1.2, 2.4, 30.4, 57.4, 87.7 m, Leafield) und die vonW. D. Flower (⁸) über ein Jahr in 4 Niveaus (1.1, 16.2, 46.4, 61.0 m, Ismaila). Es wird gezeigt, dass der lineare Höhenansatz für den Austauschkoeffizienten, der für eine adiabatische Atmosphäre gilt, nicht auf eine wirkliche Atmosphäre angewandt werden darf; als ein günstiger Ansatz wurde im Höhenintervall von 10–100 m dasGauss'sche Fehlerintegral gefunden, der durch die Berechnung der Austauschkoeffizienten in zwei Messtufen für Leafield geprüft werden kann; die bisherigen Berechnungen beschränkten sich auf eine Meßstufe und ergaben keine Möglichkeit, den Ansatz zu prüfen. Dieser Höhenansatz ergibt einen stetigen Uebergang von der Boden- zur Oberschicht, oder anders ausgedrückt, von der Schicht mit höhenabhängigem Austausch zu der mit höhenkonstantem, so erhält man die vonC. G. Rossby (⁹) eingeführte Restturbulenz (residual turbulence). Es werden tägliche Gange des Austauschkoeffizienten im einzelnen diskutiert; besonders der Spezialfall der klaren Junitage von Leafield (Konvektionstyp der gemässigten Breiten), für den eine Modellvorstellung entworfen wird, bei der die Wechselwirkung von Strahlung, Schichtung, Temperatur und Austausch gleichzeitig betrachtet wird.Ausgehend von der zweiten Diffusionsgleichung des atmosphärischen Austauschs wird gezeigt, dass sowohl für den Austausch als auch für das Integral der Diffusionsgleichung die Trennung der Variablen möglich ist mit der Einschränkung, dass bei Tagen bzw. Auswahlen von Tagen mit ausgesprochenem täglichen Gang für Tag und Nacht verschiedene höhenfunktionen erforderlich sind. Die beiden separaten (gewöhnlichen) Differentialgleichungen, die nach der Trennung der Variablen erhalten wurden, werden vorerst getrennt integriert und die Konstanten jeweils voneinander unabhängig berechnet; damit erhält man einerseits die Möglichkeit, die durch Integration der Zeitabhängigkeit des Austauschkoeffizienten erhaltene neue Zeitfunktion mit der der gegebenen potentiellen Temperatur zu vergleichen, andererseits den Höhenansatz ein zweitesmal zu prüfen. Die numerische Prüfung der Zeitabhängigkeit wurde für die Auswahl «Alle Junitage Leafield», die der Höhenabhängigkcit für die Auswahl «Bedeckte Dezembertage Leafield» durchgeführt. Abschliessend werden die beiden Gleichungen zusammen betrachtet, die Integration vorgenommen, eine numerische Auswertung jedoch nicht ausgeführt.

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Summary The daily variation of the «Austauschkoeffizient», i. e. eddydiffusivity, has been computed for two stations, Leafield (England) and Ismaila (Egypt), representing each other a special type of climate. On the side one attention has been given to the character of turbulence as mainly influenced by insolation and wind leading to a characteristic selection, for instance a «convection-type»; on the other side normal monthly values have led to a climatologic selection. Both selections have been compared and criterions for their use determined. Additionally the daily variations have been analysed in known functions, their annual variations regarded.The foundations for this analysis were the registrations of temperature or temperature-gradient ofN. K. Johnson andG. S. P. Heywood for 5 years at 5 levels (1.2, 12.4, 30.5, 57.4, 87.7 m, Leafield) andW. D. Flower for 1 year at 4 levels (1.1, 16.2, 46.4, 61.0 m, Ismaila).A main result is that the linear function with height of the «Austauschkoeffizient», confirmed for an adiabatic atmosphere, cannot be applied to a real atmosphere; the error-function integral has been found a good approximation in the interval between 10 and 100 m, which can be tested by computing the daily variation of the «Austausch-koeffizient» at two levels; previous results were limited to a single level without this possibility of testing. This variation with height gives a steady transition from the layer with variable «Austauschkoeffizient» to the one with constant «Austauschkoeffizient» thus getting the residual turbulence ofC. G. Rossby. Special types of the daily variation of the «Austauschkoeffizient» have been discussed, especcially the convectiontype of middle latitudes (Leafield, clair days), for which a model has been given, regarding the mutual effects of insolation, gradient, temperature and «Austausch».Basing on the second partial differential equation of atmospheric diffusivity it has been shown that both for the «Austauschkoeffizient» and the integral of this equation the separation of the two variables (t=time,z=altitude) is possible with the limitation that for days respectively selections of days with great daily variation different functions with height for day and night are necessary. This resulted in getting two ordinary differential equations, which at first have been integrated separately, and so determined their constants. Now it was possible to compare the daily variation of the integral with that of the given potential-temperature, additionally to prove the function with height for a second time. A numerical proof for the daily variation has been made for the selection «all days of june, Leafield», for the function with height for the selection of «covered days of december, Leafield». Finally both differential equations have been considered together, a numerical example has not been given for special reasons.

     

La distribuzione delle zone altimetriche e batimetriche della crosta terrestre

Riassunto In base alle osservazioni più recenti ed in particolare ai risultati della Spedizione Atlantica Tedesca della «Meteor» 1925–27, l'A. ha nuovamente calcolato i valori delle aree comprese tra i successivi livelli altimetrici e batimetrici della crosta terrestre. I risultati relativi vengono riassunti in apposite tabelle. Essi hanno portato ad una più precisa definizione della curva ipsografica. Oltre all' esame di quest' ultima, si dimostra come la stessa sia rappresentabile con un arco di parabola fra le profondità di 2500 e 5200 m. Successivamente si illustrano le caratteristiche delle curve di distribuzione delle predette aree secondo la rappresentazione di W. Trabert e A. Wegener.

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Zusammenfassung Auf Grund der neueren Beobachtungen und insbesonders der Ergebnisse der Deutschen Atlantischen Expedition auf dem «Meteor» 1925–27, hat der Verf. wieder die Werte der Areale der Tiefen- und Höhenstufen der Erdkruste berechnet. Sie werden in Tabellen zusammengefasst und sie haben zu einer genaueren Bestimmung der hypsographischen Kurve geführt. Ausser der Erläuterung derselben wird bewiesen, wie sich dieselbe mit einem Parabelbogen im Gebiet zwischen 2500 und 5200 m Tiefe darstellen lässt. Anschliessend werden die Eigentümlichkeiten der Arealverteilungskurve, nach der Darstellung von W. Trabert und A. Wegener, beschrieben.

     

Ein Beitrag zur Globalstrahlung

Zusammenfassung Es wird an Hand einer zweijährigen Beobachtungsreihe der Globalstrahlung in Köln deren Beziehung zu Windrichtung und Sicht untersucht. Es stellt sich heraus, dass die Globalstrahlung in Köln bei westlichen Winden infolge der Abgase und der Luftverunreinigungen, die vom Rheinischen Braunkohlenrevier herrühren, um rund 10% geringer ist als diejenige bei östlichen Winden. Bezüglich der Zusammenhänge zwischen Sicht und Globalstrahlung wird gezeigt, daß bei grösseren Sonnenhöhen (40° und mehr) eine merkliche Minderung des Strahlungsgenusses infolge Hebens der Dunstgrenze durch Konvektion und Turbulenz bis in grössere Sichtweiten eintritt als bei niedrigeren Sonnenständen. Bei letzteren (Sonnenhöhen bis zu 30°) nimmt die Globalstrahlung mit der Sicht bis zu einer Sichtweite von rund 10 km kräftig zu. Jenseits dieses Bereiches ist die Zunahme nur noch geringfügig.

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Summary It has been inquired the relation of global radiation to the directions of the wind and to sight in Cologne. The global radiation is in all sun's altitudes ca 10%–15% smaller than during the other directions, when wind is blowing from the west. The global radiation is influenced by the atmospheric turbidity. At a low sun's altitude the radiation becomes sooner constant in relation to the sight than at a hight altitude.

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Vortrag gehalten auf der 5. Allgem. Versammlung der «Società Italiana di Geofisica e Meteorologia» (Genova, 23–25. April 1957).     

Kondensationskerne im Rahmen der Luftelektrizität

Zusammenfassung Die Rolle der Kondensationskerne im atmosphärischen Geschehen wird besonders deutlich, wenn man sich vorstellt, wie sich dieses Geschehen ohne Kondensationskerne abspielen würde: Es käme dann auf der ganzen Erde nur der globale Anteil der atmosphärisch-elektrischen Erscheinungen zur Geltung während die Bindungen zum Wettergeschehen fehlen würden. Somit hängt also der gestaltende Einfluß des Wetters auf die elektrischen Vorgänge ursächlich mit dem Vorhandensein von Suspensionen bezw. Kondensationskernen zusammen.Die atmosphärisch-elektrischen Ereignisse sind zu verstehen aus dem Zusammenwirken von Generatoren und veränderlichen Schaltelementen. In beiden Gruppen spielen die Kondensationskerne eine entscheidende Rolle, wie im einzelnen gezeigt wird:Die bekannten Zusammenhänge zwischen dem luftelektrischen Potentialgefälle und der atmosphärischen Leitfähigkeit einerseits und meteorologischen Elementen (Luftkörper, Turbulenz, Austausch, Inversionen u.a.) andererseits sind aus den Wiedervereinigungsbeziehungen zwischen Kleinionen und Suspensionen zu verstehen. Sie gehören in die Gruppe der veränderlichen Schaltelemente.An einem in den letzten Jahren beobachteten Effekt (Anstieg von Potentialgefälle und Vertikalstrom nach Sonnenaufgang), der seinem jahreszeitlich verschiedenen und von Ort zu Ort wechselnden Verhalten entsprechend als Austauschwirkung zu deuten ist («Austausch-Generator»), wird nach umfangreichen Untersuchungen an einigen Stationen der Schweizer Alpen die Mitwirkung der Kondensationskerne demonstriert. Diese scheint darin zu bestehen, daß Raumladungsbildungen in der Atmosphäre je nach dem Vorhandensein von Kondensationskernen in stärkerem oder geringerem Maße gewissermaßen zeitlich fixiert werden, sodaß der zur Generatorwirkung notwendige Transport dieser Ladungen durch Kräfte nicht-elektrischer Natur quantitativ durch die Kernzahl beeinflußt wird.

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Summary The role of the condensation nuclei in the atmospheric electrical processes becomes especially evident if it is imagined how this process would take place without condensation nuclei: On the entire earth only the global atmospheric electrical phenomena would become effective, while the relations to the weather processes would not exist. Thus, the influence of the weather on the electric processes is causally related with the existence of suspensions, resp. condensation nuclei.The atmospheric electrical processes are to be interpreted from the co-operation of generators and variabile circuit elements. In both groups the condensation nuclei play an important part as is shown here in detail:The known relations between the atmospheric electrical potential gradient and the atmospheric conductivity on one hand and meteorological elements [air masses, turbulence, exchange (Austausch), inversions, etc.] on the other hand must be understood by the recombination relations between small ions and suspensions. They belong to the group of variable circuit elements.As an effect observed in recent years (increase of the potential gradientand the air-earth-current after sunrise) which, corresponding to its behaviour varying at the different seasons and from place to place, must be interpreted as exchange (Austausch) effect («Austausch-Generator»), the co-operation of condensation nuclei is demonstrated on the basis of comprehensive investigations at some stations of the Swiss Alps. This seems to exist in the fact that space charge formations in the atmosphere may be transfered into a more stable, longer lasting state by the interaction of the condensation nuclei to a greater or smaller extent so that the transport of these charges by nonelectric forces necessary for the generator effect is quantitatively influenced by the number of nuclei.

     

Der Dimmerföhn vom 18. Dezember 1945

Zusammenfassung Die Dimmerföhnlage vom 18. Dez. 1945 wird in ihrer Entwicklung eingehend beschrieben und im Zusammenhang mit einer früher veröffentlichten Föhntheorie betrachtet.

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Summary The heavy «Foehn» of the 18 th of December 1945 is described in detail and considered in connection with a theory about the «Foehn» formerly published. Based on this theorie the essential problems of the development of the «Foehn» can well be explained.

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UnterDimmerföhn verstehen wir eine Föhnlage, bei welcher bei extrem starken südlichen Höhenwinden ein Druckgefälle von meist über 12 mb zwischen der Alpensüd- und Nordseite besteht. Der Föhnsturm überweht dann die Quertäler, die sich dem Alpenkamm nordwärts anschliessen, erreicht den Erdboden erst im untern Teil der Täler und stürmt dann heftiger und weiter als gewöhnlich ins Mittelland hinein vor. Die Föhnmaner und das Niederschlagsgebiet reichen bis auf die Alpennordseite hinüber, nämlich bis über den fast windstillen Bereich, der vom Föhnsturm überweht wird.     

Meteorologische Auswertung von Messungen der künstlichen Radioaktivität der Luft und des Niederschlags

Zusammenfassung Es werden deutsche, französische und amerikanische Messungen der Aktivität des Niederschlages und der Luft ausgewertet. Dazu werden Trajektorien vom Versuchsgelände für Atombombenteste in Nevada bis nach Westdeutschland gezeichnet. Durch die Zwischenwerte ist die Möglichkeit einer Ueberprüfung der zunächst nur zeichnerisch festgelegten Luftbahnen gegeben. Besonders wichtig erweisen sich «Depoträume» und meridionale Zirkulationen, die hauptsächlich in Divergenzgebieten von Bedeutung sind. Der Mechanismus der Aktivierung des Niederschlags wird diskutiert. Eine Beziehung zwischen Aktivität des Niederschlags und Luftmassen konnte nur in Einzelfällen gefunden werden. Die subtropischen Luftmassen scheinen jedoch gegenüber den polaren die höhere spezifische Aktivität zu besitzen.

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Summary German, freuch and american measurements of the rainfall and air activity are being evaluated. For that purpose trajectories of the experimental grounds for atomic bombtests in Nevada up to Western Germany are drawn. By means of intermediate values the test possibility of air paths — first only scheduled — is given. The so-called «Deposit spaces» and meridional circulations, which are significant particularly in divergence regions prove to be of especial importance. The mechanism of activation of precipitation is discussed. A connexion between the activity of precipitation and airmasses could only be found in individual cases. But it seems that the semitropical airmasses dispose of a higher, specific activity in comparison with the polar airmasses.

     

The detailed structure of the atmosphere near jet streams

Summary A short survey is given of results obtained from «Project Jet Stream» Research Flights. Several features of the atmospheric structure in the vicinity of the jet-stream core seem to be rather characteristic and shall be described in detail. The most prominent among these are: the «Jet-Stream Front»above and below the jet core, stable baroclinic zones on the anticyclonic side of the jet, and an upward bulge of the isentropic surfaces south of the jet stream, the so-called «isentrope hump». Some of theses features seem to have far-reaching implications upon the dynamics of the jet stream.

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Zusammenfassung Es wird ein kurzer Überblick über die Ergebnisse einiger «Project-Jet-Stream»-Forschungsflüge gegeben. Einige Merkmale der atmosphärischen Struktur in der Umgebung des Strahlstromkernes scheinen für eine Vielzahl der Fälle charakteristisch zu sein und sollen im folgenden noch näher beschrieben werden. Am deutlichsten treten hervor: Die «Jet-Stream-Front»oberhalb und unterhalb des Strahlstromkernes; stabile und barokline Zonen auf der antizyklonalen Seite des Strahlstromes; eine Aufwölbung der Isentropenflächen südlich der Strahlstromachse, der sogenannte «Isentropenbuckel» («isentrope hump»). Einige dieser Merkmale scheinen weitreichende Einflüsse auf die Dynamik der Strahlströmung zu besitzen.

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Paper presented at the I.U.G.G. Meeting in Helsinki, 1960.     

Synoptic variations in the chemical composition of atmospheric precipitation

Summary A study of the chemical composition of monthly precipitation samples from a number of stations in Sweden brings out the existence of significant variations in the relative proportions of chlorides and sodium depending upon the general character of the prevailing circulation. In maritime westerly flows the weight ratio of chloride to sodium decreases eastward to values which lie far below that value characteristic of sea water. In precipitation falling from arctic or polar continental air masses the chloride component is almost completely absent. The highest amounts of chlorides relative to sodium are observed in precipitation from warm and most air masses reaching Sweden from the south or southeast.Significant variations are observed also in the yearly means of the chloride to sodium ratio depending upon the dominance of maritime or continental air currents.A sketch map of the «average» chloride concentration in European precipitation prepared from miscellaneous older data lends support to the results of the analysis of the monthly data. The separation of the chemical components indicated by this study would seem to be of considerable geochemical interest since it would permit different maritime salts to be deposited in widely separated parts of the continents.The full paper will be published in «Tellus», VII (1955), 1.

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Zusammenfassung Ein Studium der chemischen Zusammensetzung von Proben des monatlichen Niederschlages einer Anzahl von Beobachtungsstationen in Schweden deckt die Existenz von deutlichen Schwankungen im relativen Verhältnis von Chlor und Natrium auf, welche vom allgemeinen Charakter der vorherrschenden Zirkulation abhängen. In maritimen westlichen Strömungen nimmt das Gewichtsverhältnis von Chlor zu Natrium gegen Osten zu auf Werte, welche weit unterhalb des charakteristischen Betrages für Meerwasser liegen, ab. Im Niederschlag, welcher aus arktischen oder polar-kontinentalen Luftmassen stammt, fehlt die Chlor-Komponente beinahe vollständig. Der höchste Betrag von Chlor relativ zu Natrium wurde im Niederschlag aus warmen und den meisten Luftmassen, welche Schweden vom Süden und Südosten erreichen, gefunden.Deutliche Schwankungen wurden auch in den Jahresmitteln des Verhältnisses Chlor zu Natrium beobachtet, welche von der Vorherrschaft der maritimen oder kontinentalen Luftströmungen abhängen.Eine schematische Karte der «mittleren» Chlor-Konzentration im Europäischen Niederschlag, welche mit Hilfe von verschiedenen älteren Daten entworfen wurde, unterstützt die Resultate der Analyse der Monatswerte. Die Trennung der chemischen Komponenten, welche durch diese Untersuchung angedeutet wird, scheint von beträchtlichem Interesse für die Erdchemie zu sein, da auf diese Weise verschiedene maritime Salze in weit auseinander liegenden Teilen der Kontinente abgelagert würden.Die ausführliche Arbeit wird in der Zeitschrift «Tellus», VII (1955), 1 veröffentlicht werden.

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Presented by Mr. ClaesRooth, Institute of Meteorology, University of Stockholm, Lindhagensgatan 124v,Stockholm (Sweden).     

Zur Blockierung der Westwinddrieft

Zusammenfassung Die Blockierung der Westwinddrift findet mit einer maximalen Häufigkeit zwischen 0 und 20° E statt und zwar besonders in den Monaten Oktober bis April. Das zugehörige Konvergenzgebiet liegt am häufigsten zwischen 40 und 60° E. Die Verlagerung des Divergenzpunktes ist unabhängig von derjenigen des Konvergenzpunktes und auch unabhängig von der maximalen Windgeschwindigkeit vor dem Divergenzpunkt. Einer Verlagerung der Divergenz nach Osten scheint eine schwache Verlagerung des Blocks nach Norden zu entsprechen, einer Verlagerung des Konvergenzpunktes nach Osten dagegen eine schwache Verschiebung desselben nach Süden. An zwei Beispielen wird gezeigt, daß die zu einem Block gehörigen Rücken und Tröge sich unabhängig voneinander bewegen; die Wellen des Nordteiles eines Blockes unterscheiden sich von denen des Südteiles hinsichtlich der Geschwindigkeit und der Wellenlänge. Ihre Deutung als Wellen eines einzigen Westwindbandes ist dadurch schwer. Es wird versucht, sie getrennt als zugehörig zu einem Polarstrom und einem Aequatorialstrom im SinneP. Raethjens zu verstehen.

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Summary The blocking action of the west wind drift occurs with maximum frequency between 0 and 20° E, especially between October and April. The corresponding area of convergence lies most frequently between 40 and 60° E. The shifting of the point of divergence is indipendent of that of the point of convergence and also indipendent of the maximum wind speed before the point of divergence. A shifting of the divergence towards the north seems to correspond to a slight shifting of the block to the east, while a displacement of the convergence towards the east is coupled with a shifting to the south. Two examples show that the ridges and troughs belonging to one block move independently of each other; the waves af the northern part differ from those of the southern in speed and wavelength. It is therefore difficult to explain them as waves of a single jet stream. It has been attempted to treat them as separate and belonging to a polar current and an equatorial current asRaethjen does.

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Vortrag gehalten auf der 1. Versammlung der «Società Italiana di Geofisica e Meteorologia» in Genova, den 11. April 1953.     

Kritische Bemerkungen zu denPb-Angaben bei Nahbeben

Zusammenfassung Die in den «Bulletins» der Erdbebenstationen angegebenen Einsatzbezeichnung en haben zweifellos nicht die Sicherheit wie die aus einer monographischen Bearbeitung eines Bebens gewonnenen Ergebnisse. Doch sollte man annehmen, daß die Verwertung der Bulletin-Angaben als statistisches Kollektiv möglich ist. Um dies an denPb-Einsätzen zu prüfen, wurden vor allen die DifferenzenPb-Pn einer Reihe europäischer Stationen als Funktion der Epizentralentfernung der Beben und als Funktion der ZeitdifferenzSg-Pg dargestellt. Der Auswertung der EinsätzePg undSg wurde dabei von vornherein eine größere Sicherheit zugeschrieben als derjenigen derPb-Einsätze. Es ergab sich in dieser Darstellung eine sehr starke Streuung der DifferenzenPb-Pn als Funktion vonSg-Pg, die so weit geht, daß man annehmen muß, daß vielfachPg-Einsätze alsPb gedeutet wurden und umgekehrt. Auffällig ist, daß die ebenfalls als Funktion vonSg-Pg dargestellte DifferenzPg-Pn beim Fehlen einer Angabe vonPb kleiner ist als bei gleichzeitig angegebenemPb undPg. Teile von Laufzeitkurven nach den Angaben der «Bulletins» verstärken den Eindruck, daß von den einzelnen Stationen verschiedene und nicht sich entsprechende Einsätze alsPb gedeutet wurden. Es wird deshalb die Forderung erhoben, diePb-Einsätze zum Studium von Einzeluntersuchungen zu machen.

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Summary The notations of the different phases of an earthquake published in the seismic bulletins will certainly not be so reliable as the results from a monographic study of a single earthquake. Nevertheless one should suppose, that it is possible, to use these dates of the bulletins as a statistic collective. To test this opinion all the differencesPb-Pn of some european stations were plotted as a function of the epicentre distance of the seism and as a function of the differenceSg-Pg. This latter difference was supposed to be more reliable than that ofPb-Pn. In this diagram a very wide scattering of the dots (Pb-Pn againstSg-Pg) resultet, which is so suspicious, that one is obliged to suppose, that oftenPb had been interpreted instead ofPg and viceversa. It is striking, that the differencePg-Pn plotted as well againstSg-Pg is smaller, when there is no date ofPb but whenPb is published besidesPg. Parts of hodographs according to the dates of the bulletins strengthen the impression, that different and not corresponding indents have been interpreted to representPb. Therefore detailed inquirations are required, to check the detailedPb dates as published in the bulletins.

     

Zu den beziehungen für den fluktuativen und mittleren Wassertransport in der Atmosphäre

Zusammenfassung Die Gleichungen für den mikro- und makroturbulenten Austausch und Transport von Wasser in gasförmiger, flüssiger und fester Form werden unter Benutzung abgewogener Augenblicks- und Mittelwerte des Geschwindigkeitsvektors dargestellt. Fragwürdigkeiten bei der Behandlung des bodennahen Wasserdampfaustausches nach dem Vorgang vonWilh. Schmidt und einige Probleme bei der Ermittlung von Verdunstung minus Niederschlag größerer Gebiete aus dem atmosphärischen Wassertransport werden erörtet.

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Summary The equations concerning the micro- and macroturbulent «austausch» and transport of water in its three phases are represented by using weighted vectors of instantaneous and average velocities. Usual defects in treating the eddy diffusion of water vapour next to the bottom by applying the theory ofWilhelm Schmidt are discussed as well as some problems in the estimation of evaporation minus precipitation of large areas from the transport of water in the atmosphere.

     

Höhenwinde auf dem Seeweg Kapverdenregion — La Plata

Zusammenfassung Durch die Deutsche Atlantische Expedition auf «Meteor» 1925–27 und das maritim-aerologische Werk der Deutschen Seewarte wurden zahlreiche Höhenwindmessungen auf dem Atlantischen Ozean gewonnen. Die Bearbeitung dieses Materials, für das Gebiet südlich von 20° Nordbreite und die Messungen bis 1937, geschieht im Rahmen des Meteorwerkes, in Band XVI als Fortsetzung von Band XV-Kriegsereignisse und Schwierigkeiten der Nachkriegszeit haben die Veröffentlichung leider stark verzögert. Für die vorliegende Mitteilung werden einige Teilergebnisse ausgewählt, die sich auf den Seeweg nach Südamerika beziehen; als Beitrag zur Gewinnung erforderlicher quantitativer Daten über die allgemeine Zirkulation.Für die Höhenstufen 4–5, 9–10 und 14–15 km werden die mittleren Windelemente und die Streuung der Windgeschwindigkeiten behandelt. Es wird die Schichtung der Luftströmungen im Vertikalprofil des Seeweges für 0–15 km Höhe gegeben. Auf die Struktur des Urpassates (der tropischen Ostströmung) und der tropischen Westwindschicht der hohen Troposphäre in den verschiedenen Jahreszeiten wird näher eingegangen.

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Summary By the German Atlantic Expedition on the «Meteor», 1925–1927, and the marine-aerological work of the Deutsche Seewarte numerous upper air wind measurements were gained from the Atlantic. The evaluation of this material for the area in the south of 20° northern latitude and of the measurements up to 1937 is done within the scale of the «Meteorwerk», vol. XVI as a continuation of vol. XV. In consequence of war events and the difficulties of the time after the war the publication has been delayed considerably. For the information on hand, some partial results are selected which refer to the route to South America; as a contribution for gaining necessaryquantitative data on the general circulation.For the levels 4–5, 9–10, and 14–15 km the average wind elements and the dispersion of the wind velocities are treated. The stratification of air currents in the vertical profile of the route is given for the height of 0–15 km. It is entered into particulars of the structure of the «Urpassat» (tropical easterlies), and the tropical West-wind layer of the upper troposphere in various seasons.

     

Il disastro di Quassolo (Borgofranco d'Ivrea) considerazioni sulle «mure»

Riassunto Vengono analizzate le condizioni topografiche, idrografiche, geologiche e le circostanze meteorologiche concorrenti nella determinazione del fenomeno verificatosi a Quassolo (Borgofranco d'Ivrea) il 12 giugno 1942; tale fenomeno viene definito come formazione di una «mure»; su queste ultime vien fatta qualche osservazione; sono considerati da ultimo i precedenti di tali fenomeni nella regione ed i provvedimenti necessari per impedire il loro ripetersi.

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Zusammenfassung Der Verf. untersucht die begünstigenden topographischen, hydrographischen, geologischen Bedingungen und die gelegentlich bestimmenden meteorologischen Umständen der plötzlichen Denudationserscheinung vom 12 ten Juni 1942 in Quassolo (Borgofranco d'Ivrea: Aosta-Provinz) und kommt zu dem Ergebnis, dass es sich um eine Murbildung handelt. Nach einigen Betrachtungen über die Murenn werden die um das Wiederaufleben des Murbaches zu hindern nötigen Werken angegeben.

     

Bemerkungen zum Energie-Umsatz im Gewitter

Zusammenfassung Eine Abschätzung der im Gewitter zum Umsatz kommenden Energiebeträge zeigt, daß die in den elektrischen Phänomenen verbrauchte Energie im Gesamt-Energie-Umsatz nicht ins Gewicht fällt. Zieht man jedoch den Vergleich nur zu dem Teilbetrag des mechanisch-thermodynamischen Energieumsatzes, der sich über den normalen Energie-Umsatz des Wetter- bezw. Austauschgeschehens erhebt, und nimmt versuchsweise für diesen den aus dem Niederschlag allein abgeleiteten Betrag an, so ergibt sich, daß die elektrischen Phänomene etwa 1/4 dieses Betrages beanspruchen. — Die Abschätzung des elektrischen Energie-Umsatzes erlaubt es, die mittlere in einem Erdblitz umgesetzte Energie abzuleiten: Sie ergibt sich zu rund 2000 kWh. Eine noch nicht lösbare Diskrepanz ergibt sich für die Feldstärke unterhalb der Gewitterwolken.

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Summary By an estimate of the energy budget of the thunderstorm is shown that the energy of electrical activity is entirely negligible in considerations of the whole budget. But if the energy of electrical activity is only compared with that amount of the whole energy which exceeds the normal energy amount of the «Austausch» it can by shown that the electrical phenomena need about 1/4 of this amount (this amount is estimated only from the precipitation). — By the estimation of the electrical energy budget it is possible to give the mean energy of a lightning: about 2000 kWh. In considerations of the potential-gradient under thunderstorm clouds a contradiction is given which can not be solved until now.

     

Caratteristiche dei sismogrammi di terremoti prossimi ad Atene (Grecia) e fenomeni relativi nella regione epicentrale

Riassunto L'A., ponendo a base le registrazioni sismiche raccolte presso la Stazione sismica di Atene, analizza il comportamento dell fase preliminare dei sismogrammi di terremoti vicini a questa Stazione in funzione delle relative regioni epicentrali, dimostrando come queste ultime possano venir raggruppate geograficamente in dipendenza del carattere della medesima fase preliminare. Successivamente discute le diversità nella forma di questa fase iniziale dei terremoti vicini, per procedere quindi ad un'analisi dei terremoti profondi e di quelli superficiali relativi ad una stessa regione epicentrale. E per le regioni adiacenti ad Atene sviluppa infine varie considerazioni illustrative dei processi geomeccanici e geologici che determinano la genesi dei terremoti.

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Zusammenfassung Der Verf., unter Zugrundelegung der seismischen Registrierungen der Station von Athen, untersucht die Anfangs-Phase der Vorläufer-Wellen für Nahbeben von derselben Station im Verhältnis zu den entsprechenden Herdgebieten, und beweist somit wie diese Letzten geographisch zusammengefasst werden können und zwar je nach der Form der Anfangs-Phase der Vorläufer. Nachher erläutert er die Verschiedenheiten in der Form dieser Anfangs-Phase der Nahbeben um dann die Tiefbeben und Oberflächenbeben in Abhängigkeit von demselben Epizentralgebiet zu analysieren. Für die Gegenden um Athen entwickelt der Verf. zuletzt einige Betrachtungen über die geomechanischen und geologischen Prozesse, welche für die Auslösung der Erdbeben verantwortlich sind.

     

Gibt es eine «kritische Windgeschwindigkeit» für Prozesse an der Grenzfläche Wasser-Luft?

Zusammenfassung Eineabsolute «kritische Windgeschwindigkeit» für Prozesse an der Grenzfläche Wasser-Luft scheint nicht zu existieren. Unsere Beobachtungen liefern jedoch Anzeichen für das Vorhandenseinrelativer «kritischer Windgeschwindigkeiten, die vom Ueberströmungsweg, bzw. von der Wellenlaufstrecke abzuhängen scheinen. Diese relativen «kritischen Windgeschwindigkeiten» sind durch folgende-Merkmale gekennzeichnet: Aenderung der Struktur der Meeresoberfläche (glatt-rauh); Umschlag der laminaren Wassergrenzschicht zur Turbulenz; Ueberbrechen der Schwerewellen; Minimum des Widerstandskoeffizienten der Meeresoberfläche.

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Summary It seems that there is no absolute «critical wind speed» for air-sea boundary processes. From our observations it may, however, be referred that there are relative values of the «critical wind speed» which seem to depend on the fetch. These relative values of the «critical wind speed» are characterized by the following marks: The sea surface pattern is changed (smooth-rough);, the boundary layer in water turns from laminar to turbulent flow; the gravity waves break; the resistance coefficient of the sea surface has a minimum.

     

Über die Anwendung der technischen Turbulenzlehre auf die Reibungsschicht der Atmosphäre

Zusammenfassung Die Turbulenz der atmosphärischen Reibungsschicht unterscheidet sich von den technisch vorkommenden Turbulenzen nicht nur durch die Weiträumigkeit und Rotation der Atmosphäre sondern auch durchwetterhafte Einwirkungen (Impulsübergänge) aus der «freien» Atmosphäre in die Reibungsschicht. Dieser Umstand erfordert gewisse Änderungen der Turbulenztheorie welche bisher nicht genügend Beachtung gefunden haben. Nachstehend wird gezeigt, daß dieser neue Gesichtspunkt (neben Erdrotation und statischer Stabilität) in der Tat eine bessere Übereinstimmung zwischen Theorie und Erfahrung zu bringen geeignet ist.

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Summary The turbulence of the atmospheric friction-layer differs from the technical turbulences not only by means of the large scale of space and the rotation of the atmosphere but also by means of the weather-made influences given from the free atmosphere into the friction layer. This fact demands certain modifications of the turbulence-theory, which have not been noticed enough until now. It will be mentioned that this new point of view (and the rotation of the earth and the static stability) is indeed able to get a better agreement between the theory and the experience.

     

Elastische Multipolwellen in einem Medium,das aus homogenen,isotropen, planparallelen Schichten besteht

Zusammenfassung Gegeben ist ein festes, elastisches Medium, das aus homogenen, isotropen, planparallelen Schichten aufgebaut ist. Im Innern einer Schicht wird ein punktförmiger Störungsherd von Multipolcharakter angenommen. Die Störung setzt zur Zeitt=0 ein. Unter Anwendung der Laplace-Transformation werden nach dem Verfahren vonCagniard «Exponentialkoeffizienten» und «Übertragungsfaktoren» berechnet, die gestatten, die elastischen Verschiebungen der an den verschiedenen Unstetigkeitsflächen reflektierten und gebrochenen Wellen zu bestimmen.

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Summary (Elastic waves of multiplet type in a solid consisting of homogeneous isotropic layers with plane parallel boundaries) — An unlimited elastic solid consists of homogeneous isotropic layers, separated by plane parallel boundaries. A point in the interior of one layer is a multiple source of elastic waves. The disturbance begins att=0. By aid of Laplace-transforms, «exponential coefficients» and «transmission factors» have been calculated according to the method shown byCagniard. By aid of the «transmission factors» we can determine the elastic displacements of the waves reflected and refracted at the boundaries.

     

Einige Probleme der geoelektrischen Bodenverfestigung

Zusammenfassung 1. Eine Verfestigung über die «kritische Zeit» hinaus ist unwirtschaftlich. Daher sollten Elektroden verwendet werden, bei deren Anwendung die kritische Zeit sehr gross ist, oder die leicht verlegt werden können, wenn die kritische Zeit abgelaufen ist. Bei Stabelektroden geschieht dies durch Umstecken. Man kann aber auch Rollenelektroden verwenden, die über das zu verfestigende Volumen hinwegrollen. Dies ist allerdings nur dann zulässig, wenn nur eine ziemlich schwache Oberflächenschichte zu verfestigen ist. — 2. Um die günstigste Verfestigungsleistung zu erreichen, muss die Elektrodenspannung und der Elektrodenstrom den bodenphysikalischen Bestimmungsstücken richtig angepasst werden. — 3. Die geoelektrische Entwässerung ist nur dann anwendbar, wenn der Boden einen Mindestwassergehalt hat. Dieser ist durch die Kornverteilungskurve bestimmt. — 4. Durch die geoelektrische Behandlung des Bodens wird das Verhältnis zwischen Raumgewicht und Wassergehalt verändert und daher die Verfestigungskurve verformt.

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Summary In this article some geoelectrical problems of soil consolidation are discussed. The principal part of the electrical power is effective only near the electrodes. The resistance in this zone rises quickly during the course of time. After a «critical time» it becomes so high that no further consolidation of soil can be achieved. This time depends on the number, form and configuration of the electrodes. Rollings and plates are preferable to sticks. The voltage of electrodes has to be adapted to the specific resistivity of soil. The content of water of the soil can be reduced by electric means only if it surmounts a certain lowest value. By this geoelectrical consolidation the moisture-density relationship (Proctor-diagram) is deformed.

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Nach einem Vortrag auf der 2. Tagung der «Società Italiana di Geofisica e Meteorologia» in Genova, 23–25 April 1954.     

Scilla e Cariddi e le correnti di marea nello Stretto di Messina

Riassunto L'A. sottopone ad una dettagliata analisi idrodinamica i fenomeni relativi alle maree ed alle correnti di marea dello Stretto di Messina, appoggiandosi sui dati mareografici dei due mari adiacenti nonchè sulle misure ed osservazioni di F. Vercelli e G. Mazzarelli. I risultati mostrano come il fenomeno delle maree nello Stretto di Messina consista nell'accoppiamento delle maree proprie delle masse d'acque dello Stretto con gli impulsi che le stesse masse ricevono dai due mari Jonio e Tirreno. In tale processo i fenomeni d'attrito (attrito esterno e turbolenza) rivelano un'importanza fondamentale. La sovrapposizione di una corrente generale più forte con la corrente di marea dà luogo nell'imbocco Nord dello Stretto a quelle convergenze di corrente alle quali si connettono i «tagli» e le «scale di mare», nonchè i vortici di Capo Peloro (Cariddi), Scilla e San Raineri. Seguono considerazioni sulla possibilità di alterazioni morfologiche dello Stretto di Messina da epoche preistoriche con abbassamento del fondo o con allargamento delle sponde in guisa da spiegare l'indebolimento dei medesimi fenomeni.

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Zusammenfassung Die Gezeiten und Gezeitenströmungen in der Strasse von Messina, an die sich die bekannten Schilderungen der alten Sagen der Scylla und Charybdis knüpfen, werden hier einer eingehenden hydrodynamischen Analyse unterzogen. Die Grundlagen für diese bilden einerseits die bekannten Grundwerte der vertikalen Gezeit in den angrenzenden Meeren im Norden und Süden der Strasse, andererseits die neueren Messungen der Gezeitenströme im engsten Querschnitt der Strasse durch Prof. Vercelli und die Beobachtungen von Prof. G. Mazzarelli. Die Ergebnisse dieser Analyse zeigen, dass das Phänomen der Gezeiten in der Meeresstrasse nichts anderes ist, als die Mitschwingungsgezeiten der Wassermassen der Strasse mit den Impulsen, die sie vom Jonischen und Thyrrhenischen Meer her empfagen. Dabei spielen die Reibungseinflüsse (äussere Reibung und Turbulenz) im engsten Teil der Strasse für die Intensität und Phase der Ströme eine ausschlaggebende Rolle. Die Superposition einer stärkeren allgemeinen Strömung und des Gezeitenstromes gibt am Nordausgang der Meeresstrasse an der Meeresoberfläche zweimal in jeder Mondperiode jene Stromkonvergenzen, an die die bekannten Sprungwellen (tagli o scale di mare) gebunden sind. Mit ihnen in Zusammenhang stehen such die Wirbel vor Cap Peloro (Charybdis), vor Scilla und vor San Raineri. Dieser Zusammenhang wird in der Arbeit näher erörtert, sowie Betrachtungen darüber angestellt, ob nicht möglicherweise morphologische Aenderungen in der Strasse von Messina seit vorhistorischer Zeit durch Vertiefung und vielleicht auch Verbreiterung der Meeresstrasse eine Schwächung der Phänomens bewirkt haben könnten. So könnte man verstehen, dass «Scylla und Charybdis» das sind die von Homer so eindrucksvoll geschilderten Gefahren für die Schiffahrt allmählich verloren gegangen sind.