Luftdruckreihen der letzten zwei Jahrhunderte von Basel und Genf

Zusammenfassung Um die Temperaturschwankungen, die an weit zurückreichenden Reihen festgestellt werden, in Beziehung zu den Variationen der allgemeinen Zirkulation setzen zu können, wäre die Kenntnis der Luftdruckverteilung auch in früheren Jahrhunderten erwünscht. Als Beitrag zu dieser Fragestellung wurden in dieser Untersuchungen die weit zurückreichenden Luftdruckreihen von Basel (seit 1755) und Genf (seit 1768) durch Reduktion auf die jetzigen Standorte der meteorologischen Stationen homogenisiert. Die durch wechselnde Meereshöhe der Aufstellung oder durch Instrumentalfehler entstandenen Unstimmigkeiten wurden an Hand der Vergleichsreihen zuverlässiger Nachbarstationen eliminiert. Die ältesten Beobachtungen mußten mit Hilfe empirisch festgestellter Beziehungen auf 0°C reduziert werden. In zwei Tabellen im Anhang sind die reduzierten Monats-, Jahreszeiten- und Jahresmittel der beiden Stationen bis 1959 zusammengestellt. Außerdem ist zur Prüfung der Singularitäten der Jahresverlauf des Luftdrucks in Basel auf Grund ausgeglichener Tagesmittel für 7 je etwa 30jährige Teilperioden und für die Gesamtperiode wiedergegeben.

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Summary In order to enable the examination of the relations of the temperature variations to those of the general circulation it would be desirable to know also the air pressure distribution in earlier centuries. For this purpose the long barometric series for Basle (dating back to 1755) and of Geneva (since 1768) have been homogenized by reduction to the present location of the meteorological stations. Inconsistencies caused by changes of the height of exposure or by instrumental errors have been eliminated by means of comparisons with reliable neighbouring stations. The oldest observations had to be reduced to 0°C by empirically determined relations. Two tables in the annex show the reduced monthly, seasonal and annual means of the two stations until 1959. For the examination of singularities, the annual variation of the air pressure for Basle by means of running means of the daily values for 7 partial periods of about 30 years each and for the whole period is shown.

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Résumé Pour pouvoir mettre les variations séculaires de la température en relation avec les changements de la circulation générale, il serait désirable de connître la répartition de la pression aussi pour des anciens siècles. C'est à cet effet qu'on a réduit les observations barométriques de Bâle dès 1755 et celles de Genève dès 1768 aux niveaux actuels des baromètres respectifs. Des séries d'observations provenant d'autres stations permettent d'éliminer certaines inhomogénéités dues soit à des changements de l'emplacement des baromètres, soit à des erreurs instrumentales. Pour la réduction des lectures barométriques à la température de 0°C, on a dû faire appel à des relations empiriques. Les moyennes mensuelles, saisonnières et annuelles de la pression des deux stations jusqu'à 1959 sont communiquées dans deux tableaux en annexe. Finalement, on a reproduit pour Bâle les moyennes journalières pour 7 périodes différentes d'environ 30 ans chacune et pour la période totale des observations pour permettre d'étudier les singularités météorologiques.

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Mit 7 Textabbildungen     

On the semi-diurnal wave of atmospheric vapour pressure

Summary The hours of occurrence of the maxima and minima of the diurnal double wave of vapour pressure show a measure of proximity to the times of the maxima and minima, respectively of the diurnal variation of atmospheric pressure. The purpose of the paper is to explain this observation. It is done by relating the phase angleE ₂ of the semi-diurnal wave of vapour pressure to the semi-diurnal waves of atmospheric pressure and temperature, and in particular to their respective phase anglesA ₂ andC ₂.Assuming that the amplitude of the semi-diurnal oscillation of pressure changes with height proportionately to pressure, it is shown that 270° —A ₂<E ₂<180°. This confines the value ofE ₂ over the oceans and at stations near sea level between 120° and 180°. The range is wide enough to include cases where the atmosphere does not depart from the assumptions considerably. SinceA ₂ lies itself in the range between 120° and 180° (excluding greater altitudes of the atmosphere as well as high geographical latitudes), the observed proximity is explained. Major and systematic departures from the assumptions are mostly observed in extratropical latitudes and for these latitudesE ₂<270° —A ₂ in winter andE ₂>270° —A ₂ in summer.The following conclusions are drawn from the analysis: In low latitudes,E ₂ is chiefly controlled by the semi-diurnal pressure oscillation. This is also true for middle latitudes in summer, especially at land stations, but in winter the semi-diurnal oscillation of temperature takes over the control. It is believed that in high latitudes the semi-diurnal oscillation of temperature governsE ₂ throughout the year.

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Zusammenfassung Die Eintrittszeiten der Maxima und Minima der täglichen Doppelwelle des Dampfdruckes kommen den Eintrittszeiten der entsprechenden Extreme des täglichen Luftdruckganges sehr nahe. In der nachstehenden Arbeit soll diese Beobachtungstatsache erklärt werden. Zu diesem Zweck wird der PhasenwinkelE ₂ der halbtägigen Dampfdruckwelle zu den halbtägigen Wellen des Luftdruckes und der Temperatur und im besonderen zu deren entsprechenden PhasenwinkelnA ₂ undC ₂ in Beziehung gesetzt. Unter der Annahme, daß die Amplituden der halbtägigen Druckschwankungen mit der Höhe sich proportional zum Druck ändern, wird gezeigt, daß 270°–A ₂<E ₂<180°. Dadurch werden die, Werte vonE ₂ über den Ozeanen und an Stationen nahe der Meereshöhe auf das Intervall von 120 bis 180° beschränkt. Dieser Bereich ist weit genug um alle Fälle zu umfassen, bei denen die Atmosphäre von den getroffenen Annahmen nicht beträchtlich abweicht. DaA ₂ selbst im Bereich zwischen 120 und 180° liegt (ausgenommen größere Höhen der Atmosphäre wie auch höhere geographische Breiten), ist damit die beobachtete Nachbarschaft zu den Extremen erklärt. Größere und systematische Abweichungen von den Annahmen werden meist in außertropischen Breiten beobachtet, woE ₂<270°–A ₂ im Winter undE ₂>270°–A ₂ im Sommer gilt. Aus der Untersuchung werden folgende Schlüsse gezogen: In niedrigen Breiten wirdE ₂ hauptsächlich durch die halbtägige Luftdruckschwankung kontrolliert. Dies gilt auch für mittlere Breiten im Sommer besonders an Landstationen; im Winter übernimmt dort aber die halbtägige Temperaturschwankung die Kontrolle. Es ist anzunehmen, daß in hohen Breiten die halbtägige Temperaturschwankung das ganze Jahr hindurchE ₂ beherrscht.

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Résumé Dans les heures de l'apparition des maxima et des minima de l'onde diurne double de tension de vapeur, il se révèle un certain degré de rapprochement à celles de la variation diurne que subit la pression atmosphérique. Le but de cet article est d'expliquer cette observation. Celase fait en comparant l'angle de phaseE ₂ de l'onde semi-diurne de tension de vapeur aux ondes semi-diurnes de la pression atmosphérique et de la température, et en particulier à leurs angles de phase, respectivement,A ₂ etC ₂.En supposant que l'amplitude de l'oscillation semi-diurne de la pression varie avec la hauteur en proportion avec la pression, il en ressort que 270°–A ₂<E ₂<180°. Cela limite la valeur deE ₂ au-dessus des océans et aux stations situées près du niveau de la mer, entre 120° et 180°. L'intervalle est assez large pour embrasser également des, cas où l'état de l'atmosphère ne s'éloigne pas considérablement de l'hypothèse mentionnée. PuisqueA ₂ lui-même se trouve dans l'intervalle de 120° à 180° (à l'exception des grandes altitudes atmosphériques ainsi que des hautes latitudes géographiques) le rapprochement observé est expliqué. Les déviations importantes et systématiques de notre hypothèse sont observées le plus souvent aux latitudes extra-tropicales, et pour ces dernièresE ₂<270°–A ₂ en hiver etE ₂>270°–A ₂ en été.Les conséquences suivantes ont été tirées de l'analyse: Dans les basses latitudes,E ₂ dépend essentiellement de l'oscillation semi-diurne de la pression atmosphérique. Cela est vrai en été aussi pour les latitudes moyennes, surtout des pour stations continentales, mais en hiver c'est l'oscillation semi-diurne de la température qui est décisive. On peut supposer qu'aux hautes latitudes l'oscillation semi-diurne de la température gouverneE ₂ pendant toute l'année.

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With 2 Figure.     

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.

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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.

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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.

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With 1 Figure.     

Über die Gewitterwahrscheinlichkeit als Funktion des Dampfdruckes

Summary Researches have been carried out for several stations on the relation between vapour pressure and probability of thunderstorms. This relation differs both for the single stations and for the months at the single stations.

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Über die Gewitterwahrscheinlichkeit als Funktion des Dampfdruckes

Zusammenfassung Es wird für eine Reihe von Stationen die Beziehung zwischen Dampfdruck und Gewitterwahrscheinlichkeit untersucht. Diese Beziehung erweist sich als verschieden sowohl für die verschiedenen Stationen wie auch für die Monate innerhalb der einzelnen Stationen.

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Résumé En plusieurs stations des recherches ont été faites pour déterminer la relation entre la pression de vapeur et la probabilité d'orages. Cette relation se révèle être différente pour les diverses stations ainsi que pour les mois dans chaque station individuelle.

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Mit 2 Textabbildungen.     

Der feste Niederschlag im atlantischen Klimagebiet

Zusammenfassung Aus den Beobachtungswerten von Stationen, die sich von tropischen Gebieten bis in den arktischen Raum verteilen, wurden Mittelwerte des prozentuellen Anteiles des festen Niederschlages am monatlichen und jährlichen Gesamtniederschlag gebildet und ihre Abhängigkeit von der geographischen Breite sowie von der durchschnittlichen Monatsmitteltemperatur untersucht. Dabei zeigt sich, daß auch in hohen Breiten in geringer Seehöhe noch ein beträchtlicher Teil des Niederschlages in flüssiger Form fällt. An Stationen in großen Höhen fällt schon in niedrigen Breiten ein großer Teil des Niederschlages in fester Form.Der Zusammenhang des prozentuellen Anteiles des festen Niederschlages mit der Monatsmitteltemperaturt erweist sich als nahezu linear. Die BeziehungF(t)=50–5t ist gut erfüllt. Bei sehr tiefen Temperaturen ergeben die Beobachtungen jedoch geringere Werte des prozentualen Anteiles, als nach der Formel berechnet werden, bei hohen Temperaturen liegen die Werte dagegen höher.

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Summary Mean values of solid precipitation expressed as percentage of the monthly and annual totals of precipitation were calculated from observations at stations distributed on the whole range from tropical to arctic regions and their dependence on the geographical latitude as well as on the average monthly mean temperature was examined. It is shown that, even in high latitudes, a rather great part of precipitations falls in liquid form, but only at stations in low altitude. At high altitudes, however, already in low latitudes a great part of precipitations has solid form. The relation between the percentage of solid precipitation and the monthly mean temperature appears to be nearly linear. The functionF(t)=50–5t is in good agreement with observations. Only with very low temperatures, the percentage is smaller than the theoretical value, whereas with high temperature it is somewhat higher.

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Résumé On a établi, de valeurs observées de stations réparties des tropiques jusqu'à l'espace arctique, les moyennes des pourcentages de la précipitation solide en comparaison avec les précipitations totales mensuelles et annuelles et on a examiné leur dépendance de la latitude ainsi que de la température moyenne mensuelle. On peut constater que même dans les hautes latitudes une part importante des précipitations tombe en forme liquide, mais seulement à basse altitude. Aux stations d'altitude on observe, déjà sous les basses latitudes, un grand pourcentage de précipitations en forme solide. La corrélation du pourcentage de précipitations solides avec la température moyenne mensuellet est presque linéaire; la relationF(t)=50–5t est bien réalisée. Aux basses températures, on observe des valeurs du pourcentage plus petites que celles qu'on peut calculer d'après la formule, tandis qu'aux températures élevées les valeurs observées sont plus hautes.

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Mit 2 Textabbildungen     

Studie zur weltweiten Ionosphärenstörung vom 15. März 1948

Zusammenfassung Am 15. März 1948 verzeichneten die erdmagnetischen Observatorien eine kräftige Störung, deren Auswirkung auf die F2-Schicht der Ionosphäre untersucht wird. Das Beobachtungsmaterial von 30 Stationen wurde hinsichtlich des Verhaltens der kritischen Frequenz dieser Schicht überprüft, wobei gefunden wurde, daß nur bei einem Teil der Stationen eine Abnahme der kritischen Frequenzen auftritt. Es wird also damit eine Revision der bisherigen Anschauung notwendig, die glaubte, Ionosphärenstürme seien immer mit einer Frequenzerniedrigung verbunden. Darüber hinaus kann gezeigt werden, daß die Störung eine deutliche Abhängigkeit vom Magnetfeld der Erde besitzt, die darin besteht, daß bei geringen geomagnetischen Breiten eine starke Frequenzerhöhung (und damit Erhöhung der Elektronendichte) auftritt, während sich in hohen geomagnetischen Breiten die kritische Frequenz erniedrigt. Bemerkenswert ist ferner der Umstand, daß die ionosphärische Hauptstörung anscheinend nicht nach Weltzeit, sondern nach Ortszeit verläuft.Es wurde versucht, die verschiedenen Arten ionosphärischer Störungen systematisch einzuordnen, um eine bessere Übersicht gewinnen zu können.

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Summary The effect of a strong perturbation, recorded by the terrestrial magnetic observatories on March 15, 1948, on the F2-layer of the ionosphere is investigated. Observations at 30 stations have been examined with a view to the critical frequency of this layer. Only part of the stations were found to show a decrease of the critical frequency. A revision of the former concept that ionospheric storms always are associated with a decrease of frequency therefore becomes necessary. Moreover, the perturbation can be shown to be clearly dependent on the magnetic field of the earth, a strong increase of frequency (and therewith increase of electron density) occurring in low geomagnetic latitudes and a decrease of the critical frequency in high geomagnetic latitudes. Furthermore there is the remarkable fact that the ionospheric main perturbation appears to be subject in its course to local time, not to universal time. An attempt has been made to establish a systematic classification of the different kinds of ionospheric perturbations in order to get a better survey.

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Résumé Les stations d'observation du champ magnétique terrestre ont enregistré le 15 mars 1948 une forte perturbation dont on étudie la répercussion sur la couche F2 de l'ionosphère. On a examiné le matériel de 30 stations en ce qui concerne le comportement des fréquences critiques et constaté que dans quelques stations seulement il y a eu diminution de ces fréquences. Il s'ensuit qu'il faut réviser les vues actuelles selon lesquelles les orages ionosphériques étaient toujours liés à une diminution de fréquence. De plus, on peut montrer que la perturbation mentionnée dépendait étroitement du champ magnétique terrestre en ce sens qu'aux basses latitudes magnétiques il y eut une forte augmentation de fréquence (et. p. cons. une augmentation de la densité électronique), tandis qu'aux latitudes élevées la fréquence critique fut abaissée. Il est en outre intéressant de noter que la perturbation ionosphérique principale évoluait avec le temps local et non universel. On a cherché à classer systématiquement les différentes perturbations de l'ionosphère pour en obtenir une meilleure vue d'ensemble.

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Mit 4 Textabbildungen.     

Air-earth current observations in various localities

Summary A statistical relation may be expected between the conductivity of the atmosphere near the ground and the air-earth conduction current. Results from 18 stations are examined and with a few exceptions such a relation is found to hold. Following from this result a parameter is determined which, statistically, should vary simultaneously at various stations. At four widely separated stations this parameter, over a period of five years, shows less variation from station to station in the same year, than it does from year to year at the same station.The annual variation of air-earth current over the whole globe is estimated. Its fluctuations generally accord with the thunderstorm theory of the maintenance of the earth's electric charge. A summary of air earth current and conductivity observations at Canberra is appended.

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Zusammenfassung Es ist eine statistische Beziehung, zwischen der atmosphärischen Leitfähigkeit am Boden und dem Vertikalstrom Luft—Erde zu erwarten; an Hand der Beobachtungsergebnisse von achtzehn Stationen kann diese Beziehung mit wenigen Ausnahmen bestätigt werden. Auf Grund davon wird ein Parameter bestimmt, der an verschiedenen Stationen gleich-zeitig variieren sollte. Für vier, weit auseinander liegende Stationen zeigt dieser Parameter während einer fünfjährigen Periode tatsächlich geringere Schwankungen von Station zu Station innerhalb der einzelnen Jahre als für die einzelne Station von Jahr zu Jahr.Der Jahresgang des Vertikalstroms für die ganze Erdkugel wird geschätzt; seine Schwankungen stehen im allgemeinen in Übereinstimmung mit der Gewittertheorie für die Erhaltung der elektrischen Erdladung. Im Anhang wird eine Übersicht über die Beobachtungen der Leitfähigkeit und des Vertikalstroms in Canberra gegeben.

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Résumé Il doit exister une relation statistique entre la conductibilité atmosphérique au voisinage du sol et le courant vertical air-terre; les observations de 18 stations vérifient cette relation, à quelques exceptions près. On détermine un paramètre dont la valeur devrait varier simultanément en des endroits différents. Or pour quatre stations fort éloignées les unes des autres, ce paramètre présente pendant cinq ans des variations plus faibles de station à station au cours de l'année que d'année en année en un même endroit.On essaye d'estimer la marche annuelle du courant vertical pour l'ensemble du globe; ses variations concordent en général avec la théorie des orages concernant la permanence de la charge terrestre. En appendice on donne un aperçu des observations de conductibilité et du courant vertical à Canberra.

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With 2 figures.

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Dedicated to ProfessorH. Benndorf on the occasion of his eightieht birthday.     

Über Entstehung und Ausbreitung quasiperiodischer Luftdruckschwankungen

Zusammenfassung Es wurden Registrierungen kleiner Luftdruckschwankungen mit Perioden von einigen Sekunden und Amplituden von 10^–4 bis 10^–3 mm Hg untersucht und Beziehungen zum Gang der Meereswellen auf dem Atlantik und zur Mikroseismik gefunden. Der jährliche und tägliche Gang der Druckamplituden wird mit Windströmungen und Temperaturveränderungen in der etwa 50 km hohen Schicht, wo die Rückbiegung der von den Meereswellen abgestrahlten Luftdruckschwankungen erfolgt, gedeutet.

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Summary Records of small oscillations of the atmospheric pressure having a period of several seconds and an amplitude of about 10^–4 to 10^–3 mm Hg were examined, and a relation to the height of the ocean-waves in the Atlantic and to microseisms has been found. The diurnal and annual variation of the pressure-amplitudes can be explained by the wind-currents and temperature changes in the layer of air 50 km up, where the oscillations generated by the ocean-waves are reflected.

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Résumé On a étudié des variations de la pression barométrique d'une période de quelques secondes et d'une amplitude de l'ordre de 10^–4 à 10^–3 mm Hg et on les a trouvées en rapport avec la hauteur des ondes océaniques et de l'agitation microséismique. Les variations annuelle et diurne des amplitudes de la pression peuvent être expliquées par le fait des courants d'air et par les changements de température dans la couche qui s'étend jusqu'à 50 km où a lieu la reflexion des variations de pression barométrique produites par les vagues océaniques.

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Mit 9 Textabbildungen.     

The determination of hourly values of total solar radiation from daily summations

Summary Curves, based on measured total (direct plus sky) solar radiation data for several stations in the Union of South Africa, are presented which enable the hourly distribution of total solar radiation on a horizontal surface to be determined for any locality, and any time of year on a long-term basis. In addition a graph is given showing the fraction of the daily total radiation which is received between stated hours, together with curves for four stations for estimating the difference between morning and afternoon total radiation for hour-pairs symmetrical about noon.Although based on South African solar radiation data, the curves are presented in a form convenient for use, as a first approximation, for localities anywhere in the world, and for any time of year. They are applicable for long-term averages as well as for cloudless days.

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Zusammenfassung Es werden Kurven der Globalstrahlung von Sonne und Himmel abgeleitet, die auf langjährigen Meßwerten für gewisse Stationen in der Südafrikanischen Union beruhen und gestatten, die stündliche Verteilung der Globalstrahlung auf Horizontalfläche für einen beliebigen Ort und für jede Jahreszeit zu bestimmen. In einem Diagramm wird gezeigt, welcher Anteil der täglichen Strahlungssumme zwischen bestimmten Stunden einfällt, außerdem werden Kurven für vier Stationen aufgestellt, um den Unterschied zwischen Vormittags- und Nachmittags-Globalstrahlung für zum wahren Mittag symmetrisch gelegene Stundenpaare zu untersuchen. Obgleich diese Kurven auf südafrikanischen Strahlungsmessungen basieren, ermöglicht ihre Form in erster Annäherung auch die Anwendung auf beliebige Orte der Erde und auf alle Jahreszeiten; sie können sowohl auf langjährige Mittelwerte wie auch auf wolkenlose Tage Anwendung finden.

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Résumé A partir des moyennes de mesures portant sur un certain nombre d'années de plusieurs stations de l'Union Sud-Africaine, l'auteur déduit des courbes qui permettent de déterminer la répartition horaire du rayonnement global du soleil et du ciel sur une surface horizontale pour un lieu donné et pour chaque saison. Un diagramme indique quelle est la proportion de la somme diurne du rayonnement entre des heures déterminées. D'autre part il construit des courbes pour quatre stations afin d'examiner la différence entre la rayonnement global du matin et de l'après-midi et cela pour des couples d'heures situées symétriquement par rapport au midi vrai. Bien que ces courbes aient été faites à partir de mesures du rayonnement en Afrique du Sud, à première approximation leur forme permet de les employer également dans d'autres régions de la Terre et pour toutes les saisons. Elles peuvent être utilisées aussi bien pour des moyennes portant sur de nombreuses années que pour les jours sans nuages.

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With 3 Figures     

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

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

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

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

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Mit 23 Textabbildungen

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

Seasonal heat storage in the ocean and heating of the atmosphere

Summary One method of computing the seasonal heat budget of the atmosphere involves the seasonal heat storage in the oceans. On the basis of bathythermograph data and ocean surface temperatures, the heat added to, or released by the ocean was computed month by month. The heat stored in the ocean was then compared withGabites' estimate of the heat added by radiation and by means of the latent heat of water vapor. From this comparison, the heating of the atmosphere was approximated. In middle latitudes, the net heating of the atmosphere is close to zero during most of the year, so that even the sign of the atmospheric heating is in doubt there. During most of the year, the atmosphere undergoes net heating in low latitudes, and net cooling in high latitudes. The excess is removed by motions of the atmosphere and the ocean.

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Zusammenfassung Eine Methode, das jahreszeitliche Wärmebudget der Atmosphäre zu berechnen, hat auch der Wärmespericherung in den Ozeanen Rechnung zu tragen. Auf Grund von Wasserthermographenwerten und Ozeanoberflächentemperaturen wurden die dem Ozean zugeführten oder von ihm abgegebenen Wärmemengen monatsweise berechnet. Die im Ozean gespeicherte Wärme wurde dann mit der vonGabites aufgestellten Schätzung der durch Strahlung und durch die latente Wärme des Wasserdampfs zugeführten Wärmeenge verglichen und von dieser Vergleichung wurde auf die Erwärmung der Atmosphäre geschlossen. In mittleren Breiten liegt der Erwärmungszuwachs der Atmosphäre während des Großteils des Jahres bei Null, so daß sogar das Vorzeichen der Erwärmung zweifelhaft ist. Während des Großteils des Jahres erfährt die Atmosphäre dagegen in niederen Breiten einen Wärmezuwachs, in hohen Breiten einen Überschuß an Abkühlung. Diese Überschüsse werden durch Bewegungsvorgänge in der Atmosphäre und im Ozean verfrachtet.

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Résumé Une méthode visant à calcular le bilan thermique annuel de l'atmosphère doit tenir compte de la chaleur mise en réserve dans les mers. Des mesures de température de l'eau de mer en profondeur et en surface permettent d'établir les quantités de chaleur fournies mensuellement à la mer ou enlevée à celle-ci. La chaleur accumulée fut alors comparée à celle qu'estimeGabites en considérant la chaleur fournie par rayonnement et par la chaleur latente de la vapeur d'eau; on en a tiré une conclusion relative au réchauffement de l'atmosphère. Aux latitudes moyennes, l'accroissement de chaleur de cette dernière est voisine de zéro la plus grande partie de l'année, de sorte que même le signe est douteux. Aux latitudes basses par contre l'atmosphère reçoit de la chaleur pendant la plus grande partie de l'année; elle en perd aux latitudes élevées. Ces gains et ces pertes s'équilibrent in globo par les mouvements de l'air et de l'eau.

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With 4 Figures

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Presented at the 11th General Assembly, IUGG (IAM), Toronto, Septemer 1957.

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Dedicated to Dr.Anders K. Ångström on the occasion of his 70th birthday.     

The physics of natural precipitation processes

Summary A critical survey is given of the physical processes responsible for the release of precipitation such as drizzle, rain, snow, and hail in middle and low latitudes. By suitable analyses of long series of airplane observations of characteristic states in layer and shower clouds indications are derived for the type of the efficient physical processes. Investigations carried out at the Imperial College during the last years are discussed in a brief report: studies on the growth of precipitation elements in cloud models and theoretical conditions for the formation of showers are compared with both visual and radar observations.

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Zusammenfassung Die physikalischen Vorgänge, welche für die Auslösung von Nieseln, Regen, Schnee und Hagel in mittleren und niedrigen Breiten der Erde in Frage kommen, werden einer zusammenfassenden Prüfung unterzogen. Mit Hilfe geeigneter Analysen langer Serien von Flugzeugbeobachtungen der charakteristischen Zustände in Schicht- und in Schauerwolken werden Hinweise auf die Art der wirksamen physikalischen Prozesse abgeleitet. In einem kurzen Bericht werden die in den letzten Jahren am Imperial College durchgeführten Arbeiten besprochen: Studien über das Wachstum der Niederschlagselemente in Modell-Wolken und die theoretischen Bedingungen für die Entstehung von Schauern werden mit visuellen und Radar-Beobachtungen verglichen.

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Résumé Etude critique des processus physiques responsables de la formation de la bruine, de la pluie, de la neige et de la grêle aux latitudes moyennes et basses. Des analyses de longues séries d'observations faites en avion des états caractéristiques au sein de nuages strafiés ou cumuliformes permettent de donner des indications sur la nature des phénomènes physiques déterminants. Court aperçu de travaux récents effectués à l'Imperial College: des recherches sur la croissance des germes de précipitations dans les nuages de laboratoire et les bases théoriques de la formation des averses sont comparées aux observations visuelles et par radar.

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With 11 Figures.     

The occurrence of internal tides in the ocean

A brief introductory discussion is given of the importance of internal waves for theoretical and applied oceanography. The temperature series obtained at four oceanographic stations in the North Atlantic are subjected to harmonic analysis and to the expectancy test in order to determine the possible presence of periodic variations coinciding with the length of the principal lunar semidiurnal tide. Only in one case is it possible to regard the computed harmonic coefficients as representative of tidal effects, with a reasonable degree of assurance while in the other three cases any possible tidal effects are either more or less strongly obscured by random variations or absent. Because of the shortness of the existing oceanographic series a completely statisfactory decision concerning the presence or absence of significant variations of tidal character in the observations is impossible. It is pointed out that oceanographic serial observations of longer duration made simultaneously at different stations would lead to substantial progress in the study of internal waves.

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Zusammenfassung In einer kurzen Einführung wird die Bedeutung der internen Wellen für die theoretische und die angewandte Ozeanographie besprochen. Die im Nordatlantischen Ozean an vier Stationen erhaltenen Temperaturserien wurden harmonisch analysiert und mittels der Expektanz-methode untersucht, um das Vorhandensein periodischer Schwankungen zu bestimmen, die die Länge der wichtigsten halbtägigen Mond-Tide haben. Nur in einem Falle können die berechneten harmonischen Koeffizienten mit genügender Sicherheit als durch Gezeitenvorgänge hervorgebracht angesehen werden, während in den anderen drei Fällen die möglichen Gezeiteneffekte entweder fehlen oder mehr oder weniger stark durch Zufallsschwankungen verdeckt sind. Wegen der kurzen Dauer der vorhandenen ozeanographischen Beobachtungsreihen ist es unmöglich, eine befriedigende Entscheidung darüber zu treffen, ob Schwankungen von Gezeitencharakter in den Beobachtungen vorhanden sind. Längere ozeanographische Beobachtungsreihen, die gleichzeitig an verschiedenen Stationen angestellt werden, könnten das Studium der internen Wellen sehr wesentlich fördern.

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Résumé Dans une courte introduction, l'auteur discute l'importance qu'ont les vagues internes pour l'océanographie théorique et pratique. Les séries de température obtenues dans quatre stations de l'Atlantique-Nord ont été soumises à l'analyse harmonique et à la «méthode d'expectance», afin de déterminer la présence possible de variations périodiques ayant la longueur des principales marées lunaires semi-diurnes. Les coefficients harmoniques d'une seule station peuvent être considérés comme suffisamment sûrs pour relever du phénomène des marées, tandis que dans les trois autres cas les effets de marée possibles manquent ou sont plus ou moins fortement voilés par des variations accidentelles. Vu la courte durée des dites séries océanographiques, il est impossible de décider clairement si les observations contiennent des variations dues aux marées. Des séries d'observations océanographiques plus longues, effectuées simultanément à différentes stations, seraient aptes à pousser bien en avant l'étude des vagues internes.

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With 3 Figures.

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Contribution from the Woods Hole Oceanographic Institution No. 678. The research reported in this paper was supported by the Office of Naval Research under Contract N6onr-27701 (NR-083-004).     

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

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

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

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

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Mit 4 Textabbildungen.     

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

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

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

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

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With 18 Figures

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

On the transposition of short duration rainfall intensity data in mountainous regions

Summary Maximum rainfall amounts for various durations at low level and high level stations in an area exposed to the same general moisture inflow are compared. It is found that ratios between low level and high level values increase with durations. These ratios are used to obtain frequency analyses of maximum short duration rainfall for high level stations with a relatively short record from available long station records at the lower elevations.

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Zusammenfassung Es werden die maximalen Niederschlagsmengen verschiedener Dauer an Stationen der Niederung und an Höhenstationen, die der gleichen allgemeinen Feuchtezufuhr ausgesetzt sind, miteinander verglichen. Dabei wird festgestellt, daß die Quotienten der Werte beider Arten von Stationen mit der Dauer der Niederschläge zunehmen. Diese Beziehungen werden für eine Frequenzanalyse von Maximalwerten kurzdauernder Niederschläge für Höhenstationen mit relativ kurzen Beobachtungsreihen auf Grund von längeren Beobachtungsreihen von Stationen der Niederung ausgenutzt.

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Résumé On a comparé entre elles les quantités maximum de précipitations de différentes durées relevées à des stations de plaine et de montagne exposées à des afflux généraux d'humidité comparables entre eux. On a alors constaté que les quotients des chiffres relevés aux deux sortes de stations augmentait avec la durée des précipitations. On a alors utilisé cette relation dans l'analyse des fréquences de précipitations maximums de courte durée. On a également pu compléter des séries relativement courtes provenant de stations de montagne au moyen de plus longue séries provenant de stations de plaine.

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With 2 Figures     

Einige Meßergebnisse zum Energieumsatz am Erdboden

Zusammenfassung Für den Energieumsatz am Erdboden werden Meßreihen verschiedener Autoren zusammengestellt, getrennt für den Energiegewinn durch kurzwellige Strahlung, den Energieverlust durch langwellige Strahlung und den Energieverbrauch in Richtung Erdboden, Luft und Verdunstung; betrachtet werden Tagessummen für die horizontale Fläche. Für die kurzwellige Strahlung werden die in den einzelnen geographischen Breiten theoretisch zu erwartenden sowie die gemessenen Tagessummen vergleichend betrachtet. Für die langwellige Strahlung werden einige in Hamburg gewonnene Meßergebnisse mitgeteilt. Für den Energieverbrauch zur Erwärmung des Erdbodens und der Luft sowie zur Verdunstung werden die in Quickborn gewonnenen Werte im Vergleich zu den Strahlungsergebnissen diskutiert.

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Summary Series of measurements for the energy exchange at the surface are collected, separately for the energy gain by short-wave radiation, the energy loss by long-wave radiation and the energy consumption in the direction of ground, air and by evaporation; daily totals for a horizontal surface are considered. A comparison of the actually measured and the theoretically expected daily totals of short-wave radiation is made for the different geographical latitudes. For long-wave radiation some results of measurements obtained at Hamburg are referred to. For the energy consumption spent on the heating of the ground and the air and on evaporation the values obtained at the Quickborn observatory are discussed and compared with the results of the radiation measurements.

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Résumé L'auteur a groupé différentes mesures du bilan énergétique au niveau du sol effectuées par plusieurs expérimentateurs; il a classé séparément les gains par rayonnement à courte longueur d'onde, les pertes par rayonnement à grande longueur d'onde ainsi que l'énergie absorbée par le sol, par l'air et par l'évaporation. Il considère les sommes journalières rapportées à une surface horizontale. Comparaison de ces sommes calculées et observées pour diverses latitudes en ce qui concerne le rayonnement court. Séries de mesures du rayonnement long faites à Hambourg. Discussion des quantités d'énergie nécessaires au réchauffement du sol et de l'air et à l'évaporation sur la base des valeurs obtenues à Quickborn.

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Mit 11 Textabbildungen

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

A method for preparing maps of mean daily global radiation

Summary Daily values of global radiation from 10 stations for the period 1950–1960 are used as a base to describe the distribution of the global radiation of solar energy in the Intermontane Basin and Plateau Region of the western United States (including areas of the States from Washington and Idaho in the North to the Mexican frontier in the south). The empirical relations between radiation and more commonly available climatic and geographic variables—percent of possible sunshine, mean daily cloud cover, presence or absence of snow on the ground, optical air mass, and station elevation and latitude—are established through regression and correlation analysis for these stations and used to estimate radiation at 16 additional locations where radiation data are not collected. This provides better geographic coverage than could be obtained from use of radiation data alone. The technique also permits the filling-in of missing data in the records of the 10 stations to provide each with a complete record for the study period. Selected monthly maps of mean daily global radiation are presented for the region.

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Zusammenfassung Tagessummen der Globalstrahlung von 10 Stationen aus der Periode 1950 bis 1960 werden verwendet, um die Verteilung der Globalstrahlung von Sonne und Himmel im Westen der Vereinigten Staaten (Intermontane Basin und Plateau Region, umfassend Gebiete der Staaten von Washington und Idaho im Norden bis zur mexikanischen Grenze, jedoch unter Ausschluß der tieferen Lagen von Kalifornien) darzustellen. Die empirischen Beziehungen zwischen Strahlung und anderen, allgemeiner verfügbaren klimatischen und geographischen Variabeln — wie relative Sonnenscheindauer, Tagesmittel der Himmelsbedeckung, Vorhandensein oder Fehlen einer Schneedecke, optische Luftmasse, Meereshöhe und Breite der Station —werden durch Regressions- und Korrelationsanalyse für diese Stationen aufgestellt und dazu benützt, um für weitere 16 Orte, für welche keine Strahlungsbeobachtungen vorliegen, die Strahlungswerte abzuschätzen. Dadurch wird die geographische Verteilung besser erfaßt als lediglich durch die vorhandenen Strahlungsdaten. Das gleiche Verfahren gestattet auch, fehlende Werte in den Aufzeichnungen der Ausgangsstationen zu ergänzen und dadurch die Reihen zu vervollständigen. Eine Auswahl von Monatskarten der mittleren Tagessumen der Globalstrahlung für das Gebiet wird vorgelegt.

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Résumé Pour représenter la répartition du rayonnement global du soleil et du ciel dans l'ouest des Etats-Unis, on s'est servi des sommes journalières du dit rayonnement recueillies à 10 stations pendant la période allant de 1950 à 1960. La région considérée comprend les bassins versants et les hauts plateaux s'étendant des Etats de Washington et de l'Idaho au nord jusqu'à la frontière du Méxique au sud, mais à l'exception des terres basses de la Californie. Afin d'estimer les valeurs de la radiation globale en 16 stations différentes, mais où elle n'est pas mesurée, on s'est servi de rapports empiriques entre la dite radiation et les éléments météorologiques ou géographiques généralement disponibles. Ceux-ci sont: la durée d'insolation relative, la nébulosité journalière moyenne, la présence ou l'absence d'une couche de neige, l'épaisseur optique de la masse d'air, l'altitude et la latitude du lieu. Les rapports empiriques utilisés sont calculés au moyen d'une analyse en régressions et en corrélations. On peut alors mieux se rendre compte de la répartition géographique réelle de la radiation globale qu'en se servant des seuls relevés effectués. Les mêmes procédés permettent en outre de combler les lacunes que présentent les mesures faites aux stations de base afin d'obtenir des séries complètes pour la période entière. On présente enfin un choix de cartes de la région, cartes contenant les moyennes mensuelles de la somme journalière de la radiation globale.

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With 12 Figures     

Zur Realität der Zerlegung von Häufigkeitsverteilungen in Normalkurven

Zusammenfassung Für eine Reihe von Stationen wird die Häufigkeitsverteilung langjähriger täglicher Niederschlagswerte in Normalkurven zerlegt; diese Zerlegung wurde nach einer vom Autor stammenden Methode sowie unabhängig davon nach einer Methode vonDoetsch durchgeführt. Die nach beiden Methoden berechneten 20 Beispiele ergeben nur in zwei Fällen eine schlechte Übereinstimmung, welche durch die größere Auflösefähigkeit der MethodeDoetsch bedingt ist. Es kann gefolgert werden, daß für meteorologische Zwecke die vom Autor vorgeschlagene Methode besser geeignet ist und daß in allen Fällen eine unabhängige Zerlegung möglich ist, in denen sich ein Kollektiv zwingend erfassen läßt, wobei dieses nicht immer das Randkollektiv zu sein braucht.

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Summary The frequency distribution of the daily amounts of many years' precipitation of a series of stations is split up into normal curves; this split is made by a method of the author and independently by one ofDoetsch. 20 examples are computed by means of the two methods and an insufficient concordance results only in two cases; these are due to the greater capacity of disintegration by the method ofDoetsch. It can be concluded that for meteorological purposes the method of the author is better and that in all cases an independent split is possible, where one collective can be embraced whereat this needs not necessarily be a marginal collective.

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Résumé Pour une série de stations, on démontre la décomposition en courbes normales de la répartition de la fréquence des hauteurs diurnes des précipitations. Ce procédé fut effectué indépendamment à l'aide d'une méthode développée par l'auteur d'une part et d'une méthode deDoetsch d'autre part. Les 20 exemples soumis aux deux méthodes concordent bien, excepté dans deux cas, ce qui d'ailleurs est dû au plus grand pouvoir de décomposition de la méthodeDoetsch. Il semble que la méthode de l'auteur convienne mieux aux besoins de la météorologie. D'autre part, cette décomposition est possible indépendamment dans tous les cas où un collectif peut être compris sans qu'il doive toujours s'agir ici d'un collectif marginal.

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Mit 6 Textabbildungen     

Über die Bewertung der Schneeverhältnisse alpiner Orte auf Grund der Abhängigkeit der Andauer der Schneedecke,der mittleren maximalen Schneehöhe und ihrer Eintrittszeit von der Seehöhe

Zusammenfassung Für 64 Stationen wurde die mittlere Eintrittszeit der maximalen Schneehöhe ermittelt und ihre Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren untersucht. In Abhängigkeit von der Seehöhe zeigt diese Eintrittszeit einen der mittleren maximalen Schneehöhe ähnlichen Gang: sie verschiebt sich mit zunehmender Seehöhe zum Sommer hin, oberhalb 1300 m fast linear; zwischen 900 und 1200 m Seehöhe jedoch verschiebt sich die Eintrittszeit nur wenig.Mittlere maximale Schneehöhe und ihre Eintrittszeit zeigen in ihren Einzelwerten guten stochastischen Zusammenhang mit dem Schneeanteil an der Jahresniederschlagsmenge. Weniger gut ist der Zusammenhang mit der Seehöhe, am schlechtesten mit der Jahresniederschlagsmenge.Aus den Normalkurven lassen sich für jede Station diejenigen Seehöhen ermitteln, in denen die Andauer der Schneedecke, die mittlere maximale Schneehöhe und ihre Eintrittszeit normal wären. Diese Normalhöhen sind wertvolle Größen zur Charakterisierung der Schneedeckenverhältnisse, z. B. von Wintersportplätzen. Da die Anomalien dieser drei Schneedeckengrößen in der Mehrzahl der Fälle von gleichem Vorzeichen sind, lassen sich die Schneeverhältnisse häufig durch ein Normalhöhenmittel aus den Normalhöhen bezüglich Andauer, Betrag und Eintrittszeit der größten Schneehöhe kennzeichnen.

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Summary The average date of the maximum of snow-depth has been calculated for 64 stations and its dependence on different factors investigated. As a function of the altitude this date shows a variation similar to that of the mean maximum of snow-depth: with increasing height it is moving towards summer, above 1300 m in an almost linear way, whereas between 900 and 1200 m there is no great variation at all. The values of the mean maximum of snow-depth and of its date have individually nearly the same probability as the snow fraction of the yearly precipitation. Not so good is the connection with the altitude and still worse that with the yearly precipitation. It is possible to deduce from the standard curves for every station the altitude at which the duration of snow-cover, the mean maximum of snow-depth and its date would be normal. These normal altitudes are valuable terms for the characterization of conditions of snow-cover, e. g. at places for winter sports. The anomalies of these three, terms of snow-cover having mostly the same sign, the snow conditions can be often described by the average value of the normal altitudes for duration, amount, and date of the maximum of snow-depth.

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Résumé L'auteur a établi pour 64 stations l'époque moyenne de la hauteur maximum de la couche de neige gisante et a étudié sa relation avec divers facteurs. En fonction de l'altitude, cette époque varie dans le même sens que la hauteur moyenne de la couche maximum de neige: elle recule vers l'été avec l'altitude, presque linéairement au-dessus de 1300 m; entre 900 et 1200 m, l'époque ne se déplace que peu. Les valeurs moyennes de la couche maximum de neige et leur époque présentent individuellement la même probabilité que la fraction neigeuse des précipitations annuelles; la relation est moins bonne avec l'altitude, et encore moins avec la quantité annuelle des précipitations. Des courbes établies, on peut déduire pour chaque station les altitudes auxquelles la durée de l'enneigement, la moyenne de la couche maximum et son époque seraient dites normales. Ces altitudes sont utiles pour caractériser les conditions de la neige, par exemple dans les stations de sports d'hiver. Comme les anomalies de ces trois facteurs ont en général le même signe, il est possible de décrire les conditions de l'enneigement (durée, hauteur et époque) à l'aide des valeurs normales ainsi calculées.

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Mit 2 Textabbildungen.