Misure della radiazione solare diretta a diverse altezze nel versante meridionale delle Alpi

Résumé On a procédé à des mesures simultanées de la radiation en deux stations d'altitude différente (400 et 1100 m/m) sur le versant sud des Alpes. On peut tirer de ces recherches les conclusions suivantes: Aux deux endroits l'intensité est la plus forte par situation de foehn. Les différences d'insolation sont minimum aux jours de foehn, maximum par temps brumeux; dans le rapport des deux radiations on remarque une courbe journalière prononcée.

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Summary Measurements of direct sun radiation were taken contemporaneously by two stations on the south side of the Alps at two different altitudes above sea level, viz. 400 and 1100 meters. From these observations the following results were obtained: The greatest intensities are found in both places when Föhn prevails. The differences between the two stations are smallest on days of Föhn, largest on dusty and damp days. Furthermore, a marked daily march is found in the relation between both radiations.

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Zusammenfassung An zwei Stationen auf der Südseite der Alpen wurden in verschiedenen Meereshöhen (400 und 1100 m/M) zu gleicher Zeit Messungen der direkten Sonnenstrahlung vorgenommen. Aus diesen Untersuchungen geht folgendes hervor: Die grössten Intensitäten werden an beiden Orten bei Föhnlagen gefunden. Die Unterschiede zwischen den Strahlungen an beiden Stationen sind am kleinsten an Föhntagen, am grössten an dunstigen Tagen. Auch zeigt sich in dem Verhältnis beider Strahlungen ein ausgeprägter Tagesgang.

     

La radiazione del sole + cielo a Locarno-Monti

Summary The total radiation from sun and sky upon a horizontal surface is one of the most important elements of climatology. Since 1938 recordings have been made at Locarno-Monti with the Bimetall-Aktinograph Fuess-Robitzsch. In the present publication measurements are elaborated with that instrument, extending over ten years. A comparison of the radiations of the southside of the Swiss Alps with those of the north of Switzerland and in the high Alps shows impressively the extremly favourable conditions of the southern regions: the radiation of Locarno-Monti is very similar to that of the high regions of the Alps and is quite superior to that of the lower parts of northern Switzerland, especially in winter, spring and autumn.

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Zusammenfassung Die Strahlung von Sonne + Himmel auf die horizontale Fläche ist eines der wichtigsten Elemente des Strahlungsklimas. Seit dem Jahre 1938 ist in Locarno-Monti ein Bimetallaktinograph Fuess-Robitzsch in Betrieb. In der vorliegenden Publikation sind zehnjährige Registrierungen mit diesem Instrument verarbeitet worden. Der Vergleich des Strahlungsklimas auf der Südseite der schweizer Alpen mit jenem im schweizerischen Mittelland und im Hochgebirge zeigt eindrücklich die ausserordentlich günstigen Verhältnisse der südlichen Region: das Strahlungsklima von Locarno-Monti hat grosse Aehnlichkeit mit dem des Hochgebirges und ist dem Klima in den Niederungen der Nordschweiz, vor allem im Winter Frühling und Herbst weit überlegen.

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Résumé Le rayonnement global du soleil et du ciel sur une surface horizontale est un des éléments les plus importants du climat de rayonnement. Un actionographe bimétallique Fuess-Robitzsch fonctionne depuis 1938 à Locarno-Monti. La présente étude se base sur le dépouillement de 10 années d'observations faites à l'aide de cet instrument. La comparaison du climat radiatif au Sud des Alpes avec celui du Plateau suisse et de la haute montagne met nettement en évidence les conditions extrêmement favorables de la région sud-alpine; le climat radiatif de Locarno-Monti présente une grande analogie avec celui de la haute montagne, et se révèle bien supérieur à celui des régions basses du Nord de la Suisse, surtout en hiver, au printemps et en automne.

     

Der Jahresgang des Luftdrucks nach Breite und Höhe

Zusammenfassung Die Abhängigkeit des jährlichen Luftdruckganges von geographischer Breite und Seehöhe wird im Durchschnitt für die ganze Nordhalbkugel behandelt. Die beiden ersten Glieder der harmonischen Analyse werden in einem mittleren Meridianprofil nach Amplitude und Phase dargestellt. Im Vergleich zu den früher vonV. Conrad abgeleiteten Ergebnissen bezüglich der Höhenabhängigkeit der ganzund halbjährigen Druckwelle erweist sich deren Gültigkeitsbegrenzung auf die Alpen, woher ja auch das bezügliche Grundmaterial stammt.

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Summary The yearly course of air pressure on the northern hemisphere between sea level and 19 km height is traeted for an average meridian profile. The first two terms of harmonic analyze are represented and discussed in dependance of altitude and geographic latitude. A comparison of the results with those of a similar investigation carried out byV. Conrad shows that the later are valid for the Alps only for which they have been deduced.

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Résumé On traite la marche annuelle de la pression atmosphérique entre le niveau de la mer et une altitude de 19 km pour un profil méridien moyen de l'hémisphère nord. Les premiers termes de l'analyse harmonique sont représentés graphiquement et discutés en fonction de l'altitude et de la latitude géographique. Une comparaison de ces résultats avec ceux d'un travail similaire deV. Conrad demontre que ces derniers ne valent que pour les Alpes d'où sont prises les observations.

     

Beziehungen zwischen Temperatur-und Niederschlagsanomalien

Zusammenfassung Bei der Erklärung des Zustandekommens einer Eiszeit auf der Grundlage der Strahlungskurve vonMilankovitch wird gewöhnlich angenommen, dass warme Winter besonders schneereich sind. Dabei spielt der Gedanke mit, dass die Sättigungskurve des Wasserdampfes mit zunehmender Temperatur ansteigt. Diese Annahme entbehrt der Beobachtungsgrundlage. Es lassen sich Stationen finden, wo häufiger Schnee bei Temperaturen fällt, die höher als die Temperaturen der schneefreien Termine liegen, aber auch umgekehrt Stationen, die bei Schneefall tiefere Lufttemperaturen als ohne Schneefall haben. Auch die Menge des innerhalb 24 oder 12 Stunden gefallenen Niederschlages ist von der Temperatur unabhängig. Es gibt grosse zusammenhängende Gebiete (vor allem maritime Räume höherer Breiten) mit positiven Korrelationskoeffizienten zwischen Wintertemperatur und Winterniederschlag, aber auch grosse zusammenhängende Gebiete (vor allem exzessive Binnenländer) mit negativen Korrelationskoeffizienten. Daran werden Betrachtungen über den Mechanismus der Eiszeitbildung angeschlossen. Die allgemeine Zirkulation muss ganz besonders berücksichtigt werden, was allerdings das Problem sehr kompliziert macht.

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Summary If there is explained on the base ofMilankovitch's curve, how an ice age originates, generally is assumed that warm winters are especially opulent of snow. This might be because the saturation curve of water vapour increases, when temperature is increasing. This assumption however can not be proved by observations. There are stations, where snow falls more often, when temperature is higher than without snow, but vice versa stations, which have lower temperatures during snowfall than without snowfall. The amount, too, of the precipation in 24 or 12 hours is not dependent of the temperature. There are large areas of the earth (especially maritime areas of higher latitudes) with a positive correlation coefficient between winter temperature and winter precipitation, but also large areas (especially excessive continental areas) with a negative correlation coefficient. From this point of view considerations of the mechanism of ice age formation are annexed. It is necessary to have regard to the general circulation of the atmosphere, thereby the problem gets very complicated.

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Résumé En expliquant l'origine d'un âge glacial sur la base de la curve deMilankovitch on suppose généralement que les hivers chauds ont plus de neige que les hivers froids. Cela parce que la tension de saturation de la vapeur d'eau monte avec la température. D'ailleurs cette explication ne s'accorde pas avec les observations. Il y a des stations, dans lesquelles la neige tombe souvent lors de températures de l'air plus hautes que pendant les temps sans neige, mais inversement il y a aussi des stations qui ont une température plus basse en temps avec neige qu'en temps sans neige. Aussi la quantité de précipitation de 24 ou 12 heures n'est pas dépendante de la température. Il y a des grandes districtes de la terre (spécialement les grandes espaces maritimes) avec une correlation positive entre la température et la précipitation de l'hiver, mais aussi des grandes districtes connexés (spécialement les espaces excessivement continentales) avec une correlation negative. Des considérations sur le mecanisme de la formation d'un âge glacial sont rapportées. On doit avoir égard principalement à la circulation générale, mais par cette voie le problème se fait très compliqué.

     

Zur Breitenvariation der kritischen Frequenz der F2-Schicht

Zusammenfassung Durch Vergleich des zeitlichenfo F2-Verlaufs mehrerer europäisch-afrikanischer Stationen wurde der Zusammenhang mit dem Erdmagnetfeld studiert. Für den Tag findet man eine Beziehung zur Inklination, in der Nacht jedoch eher zur Totalintensität.

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Résumé Par comparaison de la variation defoF2 entre plusieures stations en Europe et Afrique la relation entre ce paramètre et le champ magnétique terrestre a été étudiée. De jour on trouve une relation avec l'inclinaison, de nuit plutôt avec l'intensité du champ.

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Die Arbeit entstand während der Zugehörigkeit des Verfassers zum «Service de Prévision Ionosphérique Militaire» (France).     

Le condizioni di nebulosità a Locarno

Summary Observations on cloudiness have been carried on in the Southern part of the Alps at Locarno since 1876. Results covering a 40 years period of averages, frequency curves, clear an cloudy days, fogs, etc. are shown in the following article. The demonstrate the powerful influence exercised by the Alps. Also from the point of view of cloudiness Locarno is shown to be a climatological oasis. Conditions of cloudiness in places like Zurich, Milan and Davos, for instance, are quite different and are less favourable than these of Locarno.

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Zusammenfassung Seit 1876 werden am Südfuss der Alpen in Locarno Bewölkungsbcobachtungen durchgeführt. Die Ergebnisse einer 40-jährigen Periode werden in der vorliegenden Arbeit dargestellt (Durchschnittswerte, Häufigkeitskurven, heitere und trübe Tage, Nebel usw.). Sie zeigen den grossen Einfluss, den die Alpen als Wetterscheide haben. Auch hinsichtlich der Bewölkung stellt Locarno eine klimatische Oase dar. Die Bewölkungsverhältnisse beispielsweise von Zürich, Mailand und Davos sind von denen Locarnos sehr verschieden und bei weitem nicht so günstig.

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Résumé Des observations de la nébulosité se font au Sud des Alpes, à Locarno, depuis 1876. Les résultats d'une période de 40 ans sont publiés dans cet ouvrage (valeurs moyennes, fréquence, jours, sereins et couverts, brouillard, etc.) et démontrent la grande influence des Alpes. Locarno est aussi au point de vue nébulosité une oasis climatique. Les conditions de nébulosité pour Zurich, Milan et Davos, par exemple, sont très différentes de celles de Locarno et ne sont pas aussi favorables.

     

Studie über Höhenschwankungen der F2-Schicht: III

Zusammenfassung Es muss unterschieden werden zwischen den (scheinbaren) Minimalhöhen der F2-Schicht und jenen Höhen, in denen sich das Miximum der Elektronenkonzentration befindt. Es wird gezeist, dass sich für Statinen in Aequatornähe diese beiden Gebiete der F2-Schicht ganz verschieden verhalten; aus der Tatsache, dass die untere Begrenzung mit zunehmender Sonnentätigkeit abwts sinkt, während gleichzeitig die Höhe für die maximale Elektronenkonzentration anwächst, wird auf eine Veränderung der Schichtdicke geschlossen, die von der wechselnden Sonnenaktivität étroite avec l'activité solaire.

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Résumé La distinction entre la hauteur virtuelle minimum de la couche F2 et la hauteur vituelle où se trouve le maximum de la concentration 'eléctronique est nécessaire. On Montre que ces deux régions sont tré différentes pour les stations situées près de l'équateur. Etant donné que la base de la couche F2 s'abaisse pendant la période de croissance du cycle solaire, tandis que la hauteur de la concentraion éléctronique du maximmum augmente, on en conclu que l'épaisseur est soumis à des variations en relation étroite avec l'activité solaire.

     

Über langjährige Temperatur- und Salzgehaltsanomalien im Oberflächenwasser der Irischen See

Zusammenfassung In der vorliegenden Abhandlung wird auf Grund der von Proudman, Gilles und Bowden veröffentlichten hydrographischen Beobachtungen die Frage der langjährigen Temperatur- und Salzgehalts-Änderungen im Rahmen der säkularen Erwärmung der Nordhalbkugel untersucht. Dafür werden vom Verfasser zu den bisher vorliegenden Ergebnissen aus den nordwesteuropäischen Meeren weitere Angaben über anomale hydrographische Zustandsänderungen an der Oberfläche der Irischen See gemacht. Bei der Besprechung der Temperatur- und Salzgehaltsdifferenzen und -anomalien werden Jahre mit stark positiven und negativen Abweichungen herausgestellt. Durch Vergleich mit ähnlichen Ergebnissen in den übrigen europäischen Meeren wird auf die enge Verknüpfung der Irischen See mit diesen hingewiesen. Anhand von vier Beispielen werden die Zusammenhänge zwischen verstärktem Einstrom von Ozeanwasser oder verstärktem Ausstrom von Küstenwasser und den Änderungen der Großwetterlagen über Europa herausgestellt.

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On long period anomalies of temperature and salinity in the surface water of the Irish Sea

Summary Proceeding from the hydrographic observations by J. Proudman [1937, 1943, 1946], D. C. Gilles [1949], K. F. Bowden [1950, 1953], the present paper investigates the long-period variations in temperature and salinity in their relation to the secular temperature rise of the northern hemisphere. To the results available at present from the north-western European seas, further data on anomalous hydrographic changes in the physical condition of the surface water of the Irish Sea are added. When discussing the differences and anomalies of temperature and salinity, emphasis is laid on such years as show pronounced positive and negative departures from the normal. A comparison with similar results from the rest of the European seas reveals the close relation that exists between them and the Irish Sea. Four examples illustrate the relation between the increased inflow of sea water and the increased outflow of coastal water, on the one hand and the changes in the general weather situations over Europe, on the other hand.

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Sur des anomalies à longue durée de la température et de la salinité dans l'eau superficielle de la mer d'Irlande

Résumé Partant des observations hydrographiques publiées par J. Proudman [1937, 1943, 1946], D. C. Gilles [1949] et K. F. Bowden [1950, 1953] le traité actuel étudie les rapports qui existent entre des variations à longue durée de la température et de la salinité et l'augmentation séculaire de la température de l'hémisphère nord. Aux résultats actuels portants sur les mers de l'Europe nord-ouest, l'auteur ajoute de plus amples données sur des changements dans les conditions physiques de l'eau superficielle de la mer d'Irlande. Dans la partie de cet article qui traite des différences et des anomalies de la température et de la salinité, on a mis en relief les années montrant de forts écarts positifs et négatifs. La comparaison avec des résultats analogues portant sur les autres mers Européennes révèle leur intime corrélation avec la mer d'Irlande. Quatre exemples soulignent les relations qui existent entre l'affluence augmentée de l'eau de mer ou l'écoule ment augmenté de l'eau côtière, d'une part, et les variations de la situation météorologique générale audessus de l'Europe, d'autre part.

     

Die kurzwellige Strahlung von Sonne und Himmel auf einen nach Süden orientierten Würfel

Zusammenfassung In Locarno-Monti am Alpensüdfuss wurde von Juni 1961 bis Dezember 1964 die kurzwellige Strahlung von Sonne und Himmel (Globalstrahlung) auf die Flächen eines nach Süden orientierten Würfels registriert. An Hand dieses Materials konnten mittlere Tages- und Jahresgänge der Globalstrahlung für extreme und mittlere Strahlungsbedingungen gewonnen werden. Der Anteil der Strahlungsenergie, die auf eine senkrechte Fläche fällt, an der gesamten Strahlung auf den Würfel, wird von der Orientierung der Wand und der relativen Sonnenscheindauer beeinflusst. Es wurde die Abhängigkeit des Strahlungsgenusses der verschieden orientierten Wände von der relativen Sonnenscheindauer untersucht. Mit Hilfe dieser Zusammenhänge wurden klimatologische Mittelwerte der Globalstrahlung aus langjährigen Mittelwerten der relativen Sonnenscheindauer in Locarno-Monti abgeleitet. Um auch für Stationen, an denen die Globalstrahlung nur auf die horizontale Fläche gemessen wird, jene auf senkrechte Flächen berechnen zu können, werden die Verhältnisse der Strahlung von Sonne und Himmel auf eine Wand zu der auf die horizontale Fläche angegeben.

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Summary Measurements of the short wave radiation of sund and sky (global radiation) on surfaces of a cube orientated to the south have been carried out at Locarno-Monti (Switzerland) from June 1961 to December 1964. These data were used for deducing the annual and daily variations of the global radiation under extreme and average conditions. The percentage of the radiation energy on a vertical surface on the entire radiation on the cube depends on the orientation of the surface and on the relative duration of sunshine. Further researches involve the dependence of the radiation on vertical walls of different orientation on the duration of sunshine. With the aid of these relations and the climatological means of the relative duration of sunshine at Locarno-Monti average values of the global radiation could be determined. In order to calculate the radiation on vertical surfaces for those stations, for which only measurements of the global radiation on a horizontal surface are available, the relations between the radiation on a wall to that on a horizontal surface must be known.

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Résumé De juin 1961 à décembre 1964, le rayonnement de courtes longueurs d'onde du soleil et du ciel (rayonnement global) a été enregistré à Locarno-Monti, au pied sud des Alpes, au moyen de surfaces réceptrices disposées suivant les faces d'un cube orienté vers le sud. Le matériel de mesure recueilli permet d'établir les variations journalières et saisonnières moyennes du rayonnement global lors de conditions extrêmes et moyennes de rayonnement. Rapportée à l'énergie rayonnante totale interceptée par le cube, la fraction de rayonnement reçue par une certaine face verticale dépend de l'orientation de cette face et de la durée relative d'insolation. On étudie l'influence de cette dernière sur l'éclairement dont jouissent les différentes faces du cube. A l'aide des relations trouvées, on calcule des moyennes climatologiques du rayonnement global à partir de moyennes tirées des longues séries d'enregistrements de la durée relative d'insolation à Locarno-Monti. En donnant encore le rapport des rayonnements du soleil et du ciel reçus respectivement par une surface verticale et par l'horizontale, on rend possible l'évaluation du rayonnement global tombant sur une paroi verticale aux stations où seuls des récepteurs horizontaux sont mis en uvre.

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Riassunto A Locarno-Monti, al piede meridionale delle Alpi, fu registrata dal giugno 1961 al dicembre 1964 la radiazione a onde corte del sole e cielo (radiazione globale) sulle superficie di un cubo orientato verso sud. Partendo da questo materiale poterono essere ricavati gli andamenti medi giornalieri e annuali della radiazione globale per condizioni di radiazione estreme e media. La parte di energia della radiazione, che cade su una superficie verticale, rispetto all'energia totale sul cubo è influenzata dall'orientamento della superficie e dalla durata relative dell'insolazione. È stata studiata la dipendenza tra la radiazione ricevuta dalle superficie diversamente orientate e la durata relativa dell'insolazione. Con l'ausilio di queste relazioni furono calcolati valori medi climatologici della radiazione globale dai valori medi pluriannuali della durata dell'insolazione a Locarno-Monti. Per poter calcolare anche per le stazioni, per le quali la radiazione globale fu misurata solo su una superficie orizzontale, quella su superficie verticali, vengono comunicati i rapporti tra la radiazione sole e cielo su una superficie verticale e la radiazione sulla superficie orizzontale.

     

Eine numerische Approximation der monsunerzeugten Zirkulationen im Arabischen Meer

Zusammenfassung In Anwendung eines einfachen numerischen Zweischichtenmodells auf den Nordteil des Arabischen Meeres wurden Massentransporte, Oberflächen- und Sprungschichtlage unter Vorgabe monsunaler Wind- und Luftdruckverteilungen berechnet. Das Modell basiert auf den vertikal integrierten Kontinuitäts- und Bewegungsgleichungen. Für beide Monsune ergeben sich Massentransportrichtungen und Sprungschichtlageänderungen in qualitativer Übereinstimmung mit den Beobachtungen:Im Falle des SW-Monsuns resultiert eine beachtliche Anhebung der Sprungschicht nicht nur vor der arabischen Küste, sondern in geringerem Maße auch vor der indischen Küste im Bereich starker südöstlicher Oberflächenströmung. — Das Modell für den NE-Monsun enthält den südwestlichen Ausstrom der Oberschicht vor der arabischen Küste ebenso wie den südöstlichen Ausstrom vor der indischen Küste.

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A numerical approximation of the monsoon-generated circulation in the Arabian Sea

Summary By applying a simple two-layered numerical model to the northern part of the Arabian Sea, the mass transports and the elevations of the sea level and the pycnocline have been computed from prescribed monsoonal wind and air pressure distributions. The model is based on the vertically integrated (primitive) equations of motion and continuity; it starts with the ocean at rest. For both the monsoons it gives the mass transports and the elevations in qualitative agreement with known observations:In the case of SW-monsoon we get a considerable elevation of the pycnocline not only in front of the Arabian shore but also a slightly smaller one within the branch of the relatively strong south-eastern surface current that develops near the Indian coast.—The model of the NE-monsoon contains the south-westerly outflow of the surface layer in front of the Arabian coast as well as its south-easterly outflow in front of the Indian coast.

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Une approximation numérique des circulations dues aux moussons dans la mer d'Arabie

Résumé Au moyen d'un simple modèle numérique à deux couches sur la partie Nord de la mer d'Arabie, on a calculé les transports de masses, et les positions des couches superficielles et de transition à partir des distributions de pression atmosphérique et de vent de mousson. Le modèle s'appuie sur l'intégration verticale des équations de continuité et de mouvement. Pour les deux moussons il résulte que les directions des transports de masse et les modifications de position de la couche de transition sont en concordance qualitative avec les observations:Dans le cas de la mousson de SW on trouve une remontée sensible de la couche de transition non seulement devant la côte arabe, mais aussi, dans une moindre mesure, devant la côte indienne dans la zone de fort courant de surface portant au SE. — Le modèle pour la mousson de NE contient le flux de sortie SW de la couche superficielle devant la côte arabe ainsi que le flux de sortie SE devant la côte indienne.

     

A new dynamical Climatology: Its aim and method

Summary By dynamical climatology is understood here the branch of mathematical meteorology which aims at a deduction of the mean properties of the atmospheric perturbations that are compatible with a given mean field of temperature, wind and pressure. First of all, the fundamental equations of the author's theory of perturbations are recalled and a general equation for the pressure variations at sea level is deduced. From this equation the different elements of dynamical climatology are then derived, for instance the stability of the mean field, the mean trajectories of the perturbations, the frequencies with which they are visited, the regions of deepening and filling or of birth and death of the perturbations, etc. These results explain many observational facts and empirical rules about the mean behaviour of the atmospheric disturbances at sea level throughout the year.

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Zusammenfassung Unter dynamischer Klimatologie wird hier der Zweig der mathematischen Meteorologie verstanden, der auf die Ableitung der mittleren Eigenschaften atmosphärischer Störungen, die mit einem gegebenen mittleren Temperatur-, Wind- und Druckfeld vereinbar sind, abzielt. Zunächst wird an die fundamentalen Gleichungen der Störungstheorie des Verfassers erinnert, um dann die allgemeine Gleichun; der Druckschwankungen auf dem Meeresniveau abzuleiten. Diese Gleichung führt dann zur Bestimmung der verschiedenen Elemente der dynamischen Klimatologie, z. B. zur Bestimmung der Stabilität des mittleren Feldes, der mittleren Trajektorien der Störungen, der Häufigkeit, mit welcher diese durchlaufen werden, der Gebiete der Vertiefung und Auffüllung oder des Entstehens und Verschwindens der Störungen usw.

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Résumé On entend ici par climatologie dynamique la partie de la météorologie mathématique qui a pour but la déduction des propriétés moyennes des perturbations atmosphériques qui sont compatibles avec un champ moyen donné de température, vent et pression. Tout d'abord on rappelle les équations fondamentales de la théorie des perturbations de l'auteur et l'on en déduit une équation générale des variations de la pression au niveau de la mer. Cette équation conduit à la détermination des éléments de la climatologie dynamique, tels que la stabilité du champ moyen, les trajectoires moyennes des perturbations, la fréquence avec laquelle elles sont parcourues, les régions de creusement et de comblement ou de naissance et de disparition des perturbations, etc. Ces résultats expliquent de nombreux faits d'observation et des règles empiriques sur le comportement moyen des perturbations atmosphériques au niveau de la mer pour les différentes époques de l'année.

     

Winderzeugte Strömungen im Ozean

Zusammenfassung Es wird gezeigt, daß das Randwertverfahren geeignet ist, um aus einem gegebenen Windfeld für einen abgeschlossenen Teil eines Ozeans den Volumentransport und die Gestalt der Meeresoberfläche zu ermitteln. Neben anderen Beispielen wird für den äquatorialen Teil des Atlantischen Ozeans aus dem Windfeld für den Monat August der Volumentransport und die Gestalt der Meeresoberfläche abgeleitet und das Ergebnis mit den aus Besteckversetzungen und Dichteverteilung gewonnenen Strömungen und der Topographie verglichen. Die Übereinstimmung zwischen den Darstellungen ist befriedigend.

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On wind-driven ocean currents

Summary In this paper it is pointed out that the method of boundary values enables the volume transport as well as the shape of the sea surface to be derived from a given wind field over an enclosed ocean area. In addition to other examples, the two afore-mentioned data are deduced, for the month of August, from the wind field over the equatorial region of the Atlantic and the result is compared with the data on currents computed from ship's sets and density distribution as well as with the topography of the sea surface. There is a rather good agreement between the different representations.

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Au sujet des courants océaniques dus à la pression du vent

Résumé L'auteur démontre que la méthode des valeurs limites permet de déduire le transport de volume et la forme de la surface de la mer d'un champ donné du vent au-dessus d'une région délimitée de la mer. Avec d'autres exemples, les deux données susmentionnées sont dérivées pour le mois d'août du champ du vent au-dessus de la région équatoriale de l'océan Atlantique et le résultat en est à la fois comparé avec les courants calculés de la dérive des bateaux et de la distribution de la densité de l'eau ainsi qu'avec la topographie de la surface. L'accord est assez satisfaisant entre les différentes représentations.

     

The Antarctic circumpolar current and its influence on the Earth's rotation

Summary At least in case of semidiurnal tides, theirmotions contain most of their relative angular momentum. There are other periodic currents in the ocean with cycles of months to years which may influence the Earth's rotation within such time scales. These currents are mainly due to seasonal or climatic variations of the wind stress and the water mass distribution in the oceans. The main question is: how much of the oceanic angular momentum is temporarily stored within the oceans and what is the time scale of the transfer to the solid Earth. As an example, we have estimated the phase and the amplitude of the angular momentum which is stored in the Antarctic Circumpolar Current. Its phase resembles the one of the whole observed semiannual discrepancy in the angular momentum budget of the solid Earth plus the atmosphere; the amplitudes are comparable.

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Der Antarktische Ringstrom und sein Einfluß auf die Erdrotation

Zusammenfassung Zumindest im Fall der halbtägigen Gezeiten der Ozeane enthalten derenBewegungen den größten Teil ihres variablen Drehimpulses. Andere periodische Meeresströmungen mit Perioden von Monaten bis Jahren könnten die Erdrotation ebenfalls beeinflussen. Solche Strömungen werden vor allem durch jahreszeitliche oder klimatische Veränderungen der Schubspannung des Windes und der Wasserstände verursacht. Die Hauptfrage ist jedenfalls diese: Wieviel Drehimpuls ist in jeder Phase in den Ozeanen gespeichert, und in welcher Zeit wird er mit der festen Erde ausgetauscht. Als Beispiel haben wir Phase und Amplitude des Drehimpulses abgeschätzt, der im Antarktischen Ringstrom enthalten ist. Diese Werte wurden mit den entsprechenden der Diskrepanz verglichen, die in der Bilanz feste Erde plus Atmosphäre offen bleibt. Die Phasen stimmen gut überein, und die Amplituden sind vergleichbar.

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Le courant circumpolaire antarctique et son influence sur la rotation de la terre

Résumé Au moins dans le cas des marées semi-diurnes lesmouvements des océans «contiennent» la plus grande partie de la variabilité de la quantité de moment angulaire de la terre. D'autres courants océaniques périodiques dont la période varie du mois à l'année peuvent aussi avoir une influence sur la rotation de la terre. De tels courants sont avant tout provoqués par des variations saisonnières ou climatiques de la tension superficielle due aux vents et des niveaux d'eau dans les océans. La question principale est en tout cas la suivante: quelle est à chaque phase la quantité de moment angulaire stockée dans les océans et en combien de temps est-elle échangée avec la masse solide de la terre. A titre d'exemple, nous avons évalué la phase et l'amplitude de la quantité de moment angulaire stockée dans le courant circumpolaire antarctique. Ces valeurs furent comparées aux valeurs correspondantes de l'anomalie qui subsiste dans le bilan terre solide plus atmosphère. Les phases sont concordantes et les amplitudes sont comparables.

     

Schwankungen im Wasserhaushalt der Ostsee

Zusammenfassung Durch die gleichzeitige Berücksichtigung aller Komponenten des Wasserhaushaltes der Ostsee wird das Zusammenwirken von Süßwasserzufuhr, Wasserstandsänderungen und Wasseraustausch mit der Nordsee einer Analyse unterzogen. Dabei wird der Einfluß der atmosphärischen Zirkulation und der Gang des Wasserstandes erklärt. Die Behandlung der vollständigen monatlichen Bilanz durch fünf Jahre zeigt, daß die Abweichungen von diesem Jahresgang erheblich sind. Der Wasseraustausch wird durch die Wasserbewegungen an der Oberfläche in den Belten und dem Sund repräsentativ wiedergegeben. Der Wasseraustausch ist intensiver als bisher angenommen. Die langjährigen Schwankungen der Haushaltsgrößen werden untersucht. Es wird gezeigt, daß die atmosphärische Zirkulation auf dem Wege über die Niederschläge und die Süßwasserzufuhr Schwankungen des Ausstroms bewirkt. Andererseits wirkt sie direkt auf den Wasserstand und durch Veränderungen der Intensität des Wasseraustausches auf den Salzgehalt ein. Eine Abschätzung des Salzhaushaltes der Ostsee wird gegeben.

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On fluctuations of the water volume of the Baltic

Summary The combined effects of fresh water influx, variations of sea level, and water exchange with the North Sea are analysed by simultaneously taking into account all components of the water volume of the Baltic Sea. The influence of the atmospheric circulation and of the variations of sea level are explained. The diseussion of the complete monthly water balance over a five years' period shows considerable departures from the annual variation of sea level. The surface currents in the Great and the Little Belt and in the Sound give a representative picture of the water exchange with the North Sea which is revealed to be more intensive than it was hitherto supposed to be. The secular fluctuations of the water volume are studied. Through the medium of precipitation and influx of fresh water the atmospheric circulation causes fluctuations in the outflow from the Baltic. On the other hand, the atmospheric circulation exercises a direct influence on the sea level and — owing to variations in the intensity of water exchange — an indirect one on the salinity. The salinity balance of the Baltic is evaluated.

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Sur les fluctuations du volume d'eau de la mer Baltique

Résumé En tenant compte de toutes les composantes du volume d'eau de la mer Baltique on fait l'analyse des effets réunis des affluences d'eau douce, des variations du niveau de la mer et le l'échange d'eau avec la mer du Nord. On explique l'influence de la circulation atmosphérique et de la variation du niveau de la mer. L'étude du bilan mensuel complet portant sur cinq années montre que les déviations de la marche annuelle sont considérables. Les courants de surface dans le Grand et le Petit Belt et le Sund donnent une image représentative de l'échange d'eau qui est plus intensif qu'on ne l'a supposé jusqu'ici. Les fluctuations séculaires des composantes du volume d'eau sont étudiées. On montre que par l'inter-médiaire des précipitations et de l'affluence d'eau douce la circulation atmosphérique donne lieu à des variations de l'écoulement de la mer Baltique. D'autre part, la circulation atmosphérique exerce une influence directe sur le niveau de la mer et, par suite des variations de l'intensité de l'échange d'eau, elle a une influence indirecte sur la salinité. Le bilan de la salinité est évalué.

     

Neue Untersuchungsergebnisse über die Zusammenhänge des Grosswetters mit dem Sonnenfleckenzyklus

Zusammenfassung In der Untersuchung werden neue Belege dafür erbracht, daß ungefähr zwei Jahre vor den Maxima und Minima der Sonnenflecken sowie 1 1/4 bis 2 Jahre nach den Maxima die subtropischen Hochdruckgürtel verstärkt und polwärts verschoben sind, und im Sommer der Nordhalbkugel das Luftdruckgefälle von dem verlagerten Hochdruckgürtel neach dem Polargebiet gesteigert ist. Auf Grund der sommerlichen Niederschlagsmengen in Mitteleuropa und des mittleren Sommerluftdrucks in Edinburgh werden die Abschnitte des Sonnenfleckenzyklus, in denen der subtropische Hochdruckgürtel polwärts verschoben ist, genauer festgestellt und der Abstand des Anfangs und Endes dieser Abschnitte vom nächstgelegenen Sonnenfleckenextrem nicht in Jahren, sondern in Bruchteilen des Abstandes des vorausgehenden Fleckenextrems vom nachfolgenden Fleckenextrem angegeben. Dadurch finden die Abweichungen in anomalen Fleckenzyklen eine Erklärung. Schließlich wird eine Kurve der mittleren jährlichen Wachstumsringe von 10 mitteleuropäischen Fichten während eines fast 200-jährigen Zeitraums gezeigt. Aus der Kurve geht mit aller Deutlichkeit die. Unrichtigkeit der Behauptung hervor, daß in den Jahresringen alter Bäume die 11-jährige Sonnenfleckenperiode enthalten sei. Mindestens gilt das nicht für Mitteleuropa. Dagegen kommt die Doppel- oder Dreifachschwankung des Niederschlags innerhalb des Sonnenfleckenzyklus in der Kurve gut zum Ausdruck.

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Summary The study presents new evidence for the fact that approximately two years prior to the occurrence of maxima and minima of the sunspots, also 1 1/4 to 2 years after the occurrence of maxima, the subtropical high-pressure belts are strengthened and shifted toward the poles, and further that the pressure gradient increases from the high-pressure belt toward the polar region in the summer of the Northern Hemisphere. Based on the summerly amounts of precipitation in Central Europe and average summerly atmospheric pressures in Edinburgh, the intervals of the sunspot cycle, during which the subtropical high-pressure belt is shifted toward the poles, are determined more precisely. The distance of beginning and end of these intervals from the nearest sunspot extreme is expressed in fractions of the distance from the preceding sunspot extreme to the following one, rather than in years. Thus, the departures in anomalous sunspot cycles find their explanation. Finally a chart shows the average annual rings of 10 Central European spruces during a period of almost 200 years. This chart clearly demonstrates the incorrectness of the assertion that the 11-years' sunspot period can be found in annual rings of old trees. This is at least not true in Central Europe. On the other hand the chart expresses well the double or triple variation of precipitations within the sunspot cycle.

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Résumé La recherche nous fournit des preuves nouvelles pour le fait qu'à peu près deux ans avant les maxima et avant les minima des taches solaires, de même que 1 1/4 à 2 ans après les maxima, les zones subtropicales de haute pression sont renforcées et déplacées vers les pôles, et que le gradient de pression atmosphérique de la zone des hautes pressions déplacées vers la région polaire est plus fort dans l'été de l'Hémisphère Nord. Les intervaux du cycle des taches solaires — dans lesquels la zone subtropicale des hautes pressions est déplacée vers le pôle — sont fixés plus exactement par les quantités des précipitations dans l'Europe Centrale pendant l'été et par la pression atmosphérique moyenne d'été à Edinburgh. La distance du début et de la fin de ces intervaux de l'extrême des taches solaires le plus proche n'est pas exprimée par des ans, mais par des fractions de la distance de l'extrême des taches solaires précédent et de celui qui suit. Ce fait explique également les déviations dans des cycles des taches solaires anomaux. Enfin le diagramme des cernes moyens de dix sapins rouges de l'Europe Centrale pendant une époque de presque 200 ans est présenté. Ce diagramme nous montre nettement que l'on ne peut pas se tier à la thèse, que les cernes des vieilles arbres contiennent la période des taches solaires de onze ans. Au moins cette thèse n'est pas valable pour l'Europe Centrale. De l'autre côté ce diagramme exprime bien la double ou triple variation des précipitations au cours du cycle des taches solaires.

     

A detailed comparison of theoretical wave spectra and wave forecasting methods

Summary Theoretical wave spectra derived by J. Darbyshire and G. Neumann, and a modification of Neumann's results by H. U. Roll and G. Fischer are compared with a carefully computed observed spectrum and with average period, significant height, and slope observations. Observations of waves for one of the two most intense storms in the North Pacific for a 35 year period are compared with forecasts made by the Sverdrup-Munk-Bretschneider wave forecasting method, the Pierson-Neumann-James-method, and the Darbyshire method.It is shown that the Neumann spectrum agrees best with the observed spectrum. It correctly predicts the significant height, and it is consistent with average period considerations, with sea surface slope considerations, and with the properties that the sea should have when photographed. Moreover, for wave observations for one of the most intense storms in the North Pacific the Sverdrup-Munk-Bretschneider and Pierson-Neumann-James-method agree within a few feet for the significant height. The Darbyshire method is too low by more than 12 feet although the sea was not fully developed, and it would have forecast a fully developed sea.The Roll-Fischer modification leads to discrepancies with the observable characteristics of the composite wave pattern which cannot be resolved by changing the constant of the spectral function in order to adjust the total wave energy to suit the wave height characteristics.Résumé Des spectres théorétiques des vagues derivées par J. Darbyshire et G. Neumann ainsi qu'une modification par Roll-Fischer des spectres proposés par G. Neumann sont comparés à un spectre soigneusement calculé à partir des enregistrements des vagues. Les valeurs de la période moyenne apparente, de la hauteur significative des vagues et de l'angle d'inclinaison des vagues, à dériver des spectres théorétiques, permettent de les mettre en parallèle avec des observations. De plus, on confronte des observations des vagues, prises des enregistrements d'une des deux tempêtes les plus fortes qui se sont produites pendant les dernières 35 années en océan Pacifique Nord, avec les résultats obtenus grâce aux méthodes de prévision des vagues de Sverdrup-Munk-Bretschneider, de Pierson-Neumann-James et de Darbyshire.Il se montra que le spectre d'après Neumann se rapproche le plus du spectre observé. Ses résultats correspondent aux observations de l'énergie totale de la mer agitée, aux considérations de la période moyenne, à l'angle d'inclinaison des vagues et aux propriétés statistiques de la surface de la mer agitée, comme elles se laissent dériver des photographies stéréophotogrammétriques. Des observations des vagues, provenant d'une des tempêtes les plus fortes en océan Pacifique Nord, correspondent également à quelques pieds près aux prévisions effectuées d'après les méthodes de Sverdrup-Munk-Bretschneider et de Pierson-Neumann-James. Au contraire, l'application de la méthode de Darbyshire donne des hauteurs trop faibles de 12 pieds bien que cette méthode eût prédit l'entrée d'un développement complet de l'agitation de la mer en vue des conditions données par la tempête. En réalité, la mer n'atteignit pas l'état d'une agitation complètement développée et le résultat de la prévision d'après la méthode de Darbyshire eut différé encore plus fort de l'agitation réelle complètement développée de la mer, vu la grande force des vents.La modification d'après Roll-Fischer entraîne des contradictions par rapport à certaines caractéristiques de l'agitation complexe de la mer, accessibles à l'observation. Une modification de la constante de la fonction spectrale ne peut pas faire disparaître ces contradictions lors même que l'on essayerait à adapter à la caractéristique des hauteurs des vagues l'énergie totale de l'agitation de la mer.Résultats des prévisions de l'agitation de la mer. — On compare différentes méthodes en tant qu'elles se basent sur des spectres des vagues et on trouve que la méthode proposée en 1955 par Pierson-Neumann-James semble s'accorder le mieux avec les conditions observées. Cela se vérifie particulièrement lorsqu'on considère un grand nombre de situations météorologiques et des conditions de la mer agitée, offrant le plus de différences et d'extrêmes possibles.

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Ausführliche Gegenüberstellung von theoretischen Wellenspektren und Methoden für die Seegangsvorhersage

Zusammenfassung Theoretische Wellenspektren nach Darbyshire und Neumann sowie nach der von Roll-Fischer vorgeschlagenen Änderung der Neumann-Spektren werden mit einem aus Seegangsregistrierungen sorgfältig berechneten Spektrum verglichen. Die aus den theoretischen Spektren abzuleitenden Werte für die mittlere scheinbare Periode, die kennzeichnende Wellenhöhe und die Neigungswinkel der wellenbewegten Meeresoberfläche lassen einen Vergleich mit den Beobachtungen zu. Außerdem werden Wellenbeobachtungen von einem der beiden stärksten Stürme innerhalb der letzten 35 Jahre im Nordpazifik den Resultaten der Seegangsvorhersage-Methoden nach Sverdrup-Munk-Bretschneider, Pierson-Neumann-James und Darbyshire gegenübergestellt.Es zeigt sich, daß das Neumann-Spektrum dem beobachteten Spektrum am nächsten kommt. Es stimmt überein mit der beobachteten Gesamtenergie des Seeganges, mit Betrachtungen über die mittlere Periode, die Neigungswinkel der Wellen und den statistischen Eigenschaften der wellenbewegten Meeresoberfläche, die man z.B. aus stereophotogrammetrischen Aufnahmen ableiten kann. Auch die Wellenbeobachtungen in einem der stärksten Stürme im Nordpazifik stimmen bis auf wenige Fuß mit den Vorausberechnungen nach den Methoden von Sverdrup-Munk-Bretschneider und Pierson-Neumann-James überein. Dagegen fallen die Höhen nach der Darbyshire-Methode um mehr als 12 Fuß zu niedrig aus, obwohl diese Methode den Seegang unter den im Sturm herrschenden Bedingungen als voll ausgereift angibt. Tatsächlich war der Seegang aber nicht voll entwickelt, und der Unterschied gegen die Darbyshire-Methode würde für voll ausgereifte See bei den hohen Windstärken noch größer sein.Die Roll-Fischer-Modifikation des Neumann-Spektrums führt zu Widersprüchen mit gewissen Eigenschaften des komplexen Seeganges, die der Beobachtung zugänglich sind. Diese Widersprüche lassen sich auch dann nicht durch Änderung der Konstanten der Spektralfunktion beseitigen, wenn man die Gesamtenergie das Seeganges der Wellenhöhencharakteristik anzupassen versucht.Ergebnisse der Seegangsvorhersage. — Methoden, soweit sie auf Wellenspektren gegründet sind, werden miteinander verglichen. Die von den Verfassern 1955 vorgeschlagene Methode scheint den beobachteten Verhältnissen am nächsten zu kommen. Dies zeigt sich besonders, wenn möglichst verschiedene und extreme Wetterlagen und Seegangsverhältnisse betrachtet werden.

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Comparaison détaillée des spectres théorétiques des vagues et des méthodes de prévision des vagues

     

Kondensationskernzählung in Payerne 1953

Zusammenfassung Die Kondensationskernzählung in Payerne mit dem automatisch registrierenden Kernzähler vonF. Verzár ergab folgende Resultate: 1) Im Jahresverlauf weisen die Monate April bis Oktober bedeutend grössere Kernzahlen auf als die restlichen Monate, dies im Gegensatz zu städtischen Messungen. 2) Es besteht ein ausgesprochen deutlicher Tagesgang der Kernzahl mit Maxima nach Sonnenaufund Untergang. 3) Die Kernzahl der Luftmassen ist von der Jahreszeit abhängig.

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Summary The continuous recording during a year of condensation nuclei with the automatic counter ofVerzár at Payerne, situated in a typical agricultural country, shows the following results: 1) The number of nuclei reaches a first maximum in April and a second in October. 2) The diurnal variation of nuclei shows two high peaks at sunrise and at sunset. 3) Typical changes in nuclear content with airmass are founded but these relations depends highly from season.

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Résumé La mesure des noyaux de condensation à Payerne pendant l'année 1953 avec le compteur automatique et enregistreur deF. Verzár a donné les résultats suivants: 1) Le nombre des noyaux de condensation est beaucoup plus grand pour les mois d'avril à octobre que pour le reste de l'année. Ceci est en contradiction avec les mesures faites à ce jour dans les villes. 2) Le nombre des noyaux de condensation subit un rythme journalier très prononcé avec des maxima après le lever et le coucher du soleil. 3) Le nombre des noyaux pour une masse d'air distincte varie avec la saison.

     

Potential applications of ERS-1 SAR data in near real-time

Summary Some important principles of remote sensing using synthetic aperture radar data (SAR data) from the first European Remote Sensing Satellite ERS-1 are explained. Examples illustrate the potential applications of satellite radar information. The possibility of using near-on-line processed remote information for operational purposes is discussed in particular.The satellite information used was received, processed and presented to the visitors of the exhibition which took place as part of the 1992 International Space Year (ISY) at the Bonn offices of the EEC. The BSH and DLR co-operated with DARA and TELEKOM. The intention was to familiarize a broader public with the potential of remote sensing and to stress the necessity of using space technology in combatting environmental problems.

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Zum Nutzungspotential von ERS-1-AAR-Daten in naher Echtzeit

Zusammenfassung Im vorliegenden Beitrag werden einige wichtige Grundlagen der Fernerkundung mit SAR-Daten des Ersten Europäischen Fernerkundungssatelliten ERS-1 erläutert und anhand einiger ausgewählter Beispiele Möglichkeiten der Nutzanwendung von Radar-Daten aufgezeigt. Dabei werden besonders die Möglichkeiten eines Nahe-Echtzeit-Einsatzes unter operationellen Gesichtspunkten aufgegriffen und diskutiert.Die verwendeten Daten wurden während einer Präsentation in der Vertretung der Kommission der Europäischen Gemeinschaft in Bonn anläßlich einer Veranstaltung zum Internationalen Weltraumjahr 1992 (ISY) von der BDDN-Fast-Delivery-Station des Bundesamts für Seeschiffahrt und Hydrographie (BSH) in Zusammenarbeit mit der Deutschen Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der TELEKOM aufgezeichnet, digital verarbeitet und den Besuchern der Ausstellung vorgestellt. Im Vordergrund stand, das Potential der Fernerkundung einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen und die Notwendigkeit der Raumfahrt zur Erkundung unserer Umwelt zu bekräftigen.

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Le potentiel d'application des données ERS-1 SAR en utilisation presqueimmédiate

Résumé Des propriétés importantes du radar d'ouverture synthétique du premier satellite européen ERS-1 d'observation de la Terre sont présentées. Des exemples choisis illustrent les possibilités d'utilisation appliquée de l'information radar. La possibilité d'une exploitation en temps très légèrement différé sous des aspects opérationnels est démontrée.L'information du satellite ERS-1 a été reçue, traitée et archivée lors d'une présentation à la Commission de la Communauté Européene à Bonn. À l'occasion de la manifestation de l'année internationale de l'espace 1992 (ISY), avec le concours de l'Agence Maritime et Hydrographique Fédérale (BSH), en coopération avec le Centre Allemand de Recherches Aérospatiales (DLR) et les TELEKOM. Le but était de présenter au public les possibilités de la télédétection et de montrer la nécessité de l'usage de la technologie pour aider à résoudre les problèmes de l'environment.

     

Die Deutung der Steingründe in der Nordsee als Endmoränen

Zusammenfassung Die in der Nordsee vorkommenden und in den Fischereikarten ausgeschiedenen Steingründe werden als Reste von Endmoränen gedeutet, die teils mit dem Warthestadium und teils mit der Weichseleiszeit in Zusammenhang stehen sollen. Sie schließen sich an die entsprechenden Bildungen auf dem festen Lande an und liegen wie dort auf ansteigendem Gelände, soweit sie zur Weichseleiszeit gehören. Die Anhäufungen von Steinen, Kies und grobem Sand entsprechen dem Aufbau der festländischen Endmoränen, sie können aber auch durch den marinen Abbau weiter angereichert worden sein. Der Abbau hat die Moränenhügel nicht immer völlig einebnen können, daher sind in den Steingebietzonen besonders häufig örtliche Erhebungen vorhanden. Der Verlauf der Zonen und damit der Eisrandlagen ist kartenmäßig dargestellt worden.

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The stony grounds in the North Sea interpreted as end moraines

Summary In the author's conception the stony grounds found in the North Sea and entered on fishermen's charts may be regarded as residues of end moraines which are brought into relation partly with the Warthe and partly with the Vistula stages of the glacial period. These end moraines link up with the corresponding formations on the continent and are likewise located on sloping grounds as far as they belong to the Vistula glacial period. The accumulations of stones, shingle, and coarse sands are in conformity with the structure of moraines on the continent, they may, however, have been furthermore augmented by marine destruction. The destructive processes have not always been able to completely level down the hills of the moraines, which accounts for the frequent occurrence of local elevations in the zones of stony grounds. These zones, i. e. the locations of the ice rims are inserted on a chart.

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L'interprétation des fonds pierreux de la mer du Nord comme des moraines frontales

Résumé Suivant l'explication de l'auteur les fonds pierreux qui se trouvent dans la mer du Nord et qui sont signalés sur les cartes de pêche pourraient être regardés comme des résidus de moraines frontales qui ont rapport d'une part avec l'époque glaciale de la Warthe et d'autre part avec celle de la Vistule. Ces fonds pierreux se continuent dans les formations correspondantes du continent et comme celles-ci ils se trouvent aux terrains montants en tant qu'ils appartiennent à l'époque glaciale de la Vistule. Les accumulations de pierres, de graviers et de gros grains de sable ont la même structure comme les moraines frontales continentales, cependant il est possible que la destruction marine ait ultérieurement contribué à l'accumulation des pierres. La destruction marine n'a pas toujours été capable d'aplanir tout à fait les collines de moraine, et pour cette raison on trouve beaucoup d'élévations locales dans les zones pierreuses. Ces zones, c'est à dire les anciens bords glaciaux, sont signalées sur une carte.

     

Hydrographische Betrachtungen über die regionale Verteilung der mittleren Eisvorbereitungs- und Eisabschmelzzeit in der Deutschen Bucht und der westlichen Ostsee mit Karten

Zusammenfassung Auf Grund der für die einzelnen Eisbeobachtungsstationen berechneten Zentralwerte (Z.W.) werden Karten mit der regionalen Verteilung der mittleren Eisvorbereitungs- und -abschmelzzeit vorgelegt (s. Abb. 1–3). Das Beobachtungsmaterial der Eismelde- und Klimastationen umfaßt die Periode 1920/21–1953/54.Im allgemeinen nimmt die Länge der Eisvorbereitungszeit mit der Entfernung von der Küste zu, diejenige der Eisabschmelzzeit nimmt seewärts ab. In der Ostsee ist die Abschmelzzeit in eisreichen Wintern größer als in normalen Wintern.Bestimmte Grenzlinien für die Gebiete gleicher Vorbereitungs- und Abschmelzzeit fallen mit charakteristischen Tiefenlinien zusammen.Die Topographie der Wattenmeere, Flußmündungen und der offenen Seegebiete in der Deutschen Bucht sowie der Förden und Belte in der westlichen Ostsee spiegelt sich in der regionalen Anordnung der Gebiete gleicher Vorbereitungs- und Abschmelzzeiten wider.Für eine Erklärung des unterschiedlichen Verhaltens der Vorbereitungs- und Abschmelzzeiten in der Nordsee werden neben den bereits benutzten hydrographischen Faktoren wie Wassertiefe und Wassertemperatur (E. Goedecke [1957]) die Salzgehaltsverteilung (s. Abb. 4–7) und das zugehörige Bild der wahrscheinlichen Wasserversetzungen in der Deutschen Bucht herangezogen.Die einzelnen Größen der Eisvorbereitungszeit zeigen einen auffälligen Gegensatz zwischen der ostfriesischen und nordfriesischen Küste. Im Winter setzt relativ warmes und salzreiches Nordseewasser vorwiegend an der ostfriesischen Küste in die Bucht hinein, relativ kaltes und salzarmes Küstenwasser vorwiegend an der nordfriesischen Küste aus der Bucht heraus. Diese hydrographischen Verhältnisse bedingen, daß die seewärtige Eisentwicklung an der ostfriesischen Seite gebremst, an der nordfriesischen Seite gefördert wird.Ein weiterer Gegensatz in bezug auf Eisvorbereitungszeit besteht zwischen den Wattenmeeren und großen Flußmündungen. Da das Nordseewasser tief in die Mündungsgebiete der Elbe und Weser eindringen kann, tritt die örtliche Vereisung dort später ein als in den Wattenmeeren.Die Ergebnisse für die Eisabschmelzzeit sind in die Gruppen normale und eisreiche Winter aufgeteilt worden.In Bezug auf diese Zeitspanne bleibt der Gegensatz zwischen der ostfriesischen und nordfriesischen Küste erhalten, stellenweise ist er noch schärfer ausgeprägt als bei der Vorbereitungszeit. Die vor der ostfriesischen Küste entlangsetzende Nordseeströmung verursacht sowohl in normalen als auch in eisreichen Wintern ein rasches Abschmelzen des Eises in den Wattenmeeren und vor den Inseln. An der nordfriesischen Küste dagegen wird die Abschmelzperiode durch den Abfluß der Schmelzwässer aus den inneren Küstengebieten verlängert.Der Nord-Ostsee-Kanal hat relativ große Eisvorbereitungs- und -abschmelzzeiten. Durch intensive Vermischung von salzhaltigerem Tiefen- mit salzärmerem Oberflächenwasser wird die Eisbildung verzögert. Während der Abschmelzperiode ist im Kanal eine ausgeprägte Stromschichtung vorhanden. Im östlichen Kanalabschnitt tritt infolge rascherer Erwärmung und Salzgehaltserhöhung des Oberflächenwassers ein frühzeitigeres Abschmelzen des Eises ein als im westlichen Teil des Kanals.Für die Erklärung des entsprechenden Verhaltens in der westlichen Ostsee wird ein hydrographisches Gesamtbild auf dynamischer Grundlage in Verbindung mit den mittleren Daten für Eisbeginn und Eisende benutzt (s. Tabelle 1 und 2).Durch den Einfluß stationärer Ostwetterlagen werden langdauernde Ausstromlagen und zugleich eine Verlagerung der Beltseefront nach Westen hervorgerufen. Während dieser Zeiten dringt kaltes und salzarmes Ostseewasser an der Oberfläche in die Buchten und Förden ein. Die verschiedenartige Stärke und Dauer der von Ost nach West fortschreitenden Aussüßung der westlichen Ostsee im Zusammenhang mit der stetigen Abkühlung der Luft- und Wasserschichten bedingen das unterschiedliche Verhalten der einzelnen Küsten- und Seegebiete in bezug auf Eisvorbereitungs- und -abschmelzzeit. Diese meteorologisch-hydrographische Abhängigkeit der Eisentwicklung spiegelt sich in der zeitlichen Aufeinanderfolge der Ver- und Enteisungsdaten wider. Die relativ hohen Strömungsgeschwindigkeiten in den Belten und Sunden sind für die relativ großen Eisvorbereitungszeiten in diesen Meeresdurchlässen verantwortlich zu machen. Die Eisentwicklung in den inneren Küstenteilen, in welchen außer den Faktoren wie Temperatur, Salzgehalt und Strömungen vor allem die jeweilige Wassertiefe maßgebend ist, drückt sich durch kleinere Vorbereitungszeiten aus.Während der Eisabschmelzperiode werden unter dem Einfluß stationärer NW-Wetterlagen langdauernde Einstromlagen und gleichzeitig eine Verlagerung der Beltseefront nach Osten hervorgerufen. Das durch die Belte verschieden rasche Eindringen von relativ wärmerem und salzreicherem Nordseewasser in die Buchten und Förden verursacht die unterschiedlichen Abschmelzzeiten in den einzelnen Küstengebieten. Die verhältnismäßig rasche Vermischung von Nord- und Ostseewasser bedingt in normalen Eiswintern kleinere Abschmelzzeiten. In eisreichen Wintern dagegen sind die Abschmelzzeiten dicht unter der Küste kleiner als in küstenfernen Gebieten. Dieses Verhalten wird durch die Erscheinung des Auftriebwassers in den inneren Buchten und Förden erklärt. Durch die Wirkung ablandiger Winde steigt relativ warmes und salzreiches Wasser an die Oberfläche empor und beschleunigt den Prozeß der Eisauflösung in den inneren Küstenteilen. Da sich das Eis in den äußeren Buchten und Förden sowie an bestimmten Stellen innerhalb der Belte und der offenen See noch längere Zeit hält, sind in diesen Gebieten natürlich größere Abschmelzzeiten zu verzeichnen als an der Küste.Zum Schluß werden einzelne Werte der Eisvorbereitungszeit einer kritischen Betrachtung auf hydrographischer Basis unterworfen. Dabei werden die Vorbereitungszeiten in Gebieten mit ortseigenem (autochthonem) Eis denen in Gebieten mit ortsfremdem (allochthonem) Eis gegenübergestellt. An den Beispielen des Eisauftretens in den Helgoländer Gewässern und der im Februar 1947 in der südöstlichen Nordsee weiträumig nach Westen vorgestoßenen Vereisung wird unter Berücksichtigung der vorhandenen hydrographischen Beobachtungen und Erfahrungen (s. Abb. 8 und Tabelle 3–5) gezeigt, daß eine Bestimmung der Eisvorbereitungszeit in diesen Gewässern nur dann sinnvoll erscheint und diese Größe selbst an Wahrscheinlichkeit gewinnt, wenn das Vorhandensein einer sogenannten Eisträgerschicht anhand von Temperatur und Salzgehalt tatsächlich nachgewiesen werden kann.Abschließend wird betont, daß es keine Schwierigkeit bereitet, die regionale Darstellung der Eisvorbereitungs- und -abschmelzzeit unter rein hydrographischen Gesichtspunkten zu interpretieren.

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Hydrographic considerations, accompanied by charts, on the regional distribution of the mean preparatory periods of ice generation and ice melting in the German Bight and in the western Baltic Sea

Summary Charts showing the regional distribution of mean preparatory periods of ice generation and ice melting (figs. 1–3), are presented; they are based on the median values (Z. W.) calculated from the existing ice observation stations. The observational material from the ice reporting- and climate stations covers the period from 1920/21 to 1953/54.As a rule, duration of ice generation increases, duration of ice melting decreases with the distance from the coast. In the Baltic melting requires more time in winters rich in ice than it does in normal winters.Certain boundary lines between adjacent regions of equal duration of ice generation and ice melting are found to coincide with characteristic depth contours.The topography of the wadden seas, estuaries and open sea regions in the German Bight as well as that of the fjords and Belt-Seas in the western Baltic Sea finds itself reflected in the regional distribution of areas of equal duration of ice generation and ice melting.The dissimilar duration of ice generation and ice melting in the North Sea is explained to be due, in addition to the hydrographic factors of water depth and water temperature, already referred to (E. Goedecke [1957]), to distribution of salinity, (figs. 4–7) as well as to supposed water movements in the German Bight associated with these factors.The single values of the period of ice generating on the East Frisian coast are in striking contrast to those observed on the North Frisian coast. In winter, the inflow of relatively warm North Sea water of high salinity preferrably enters the German Bight on the East Frisian coast, while the relatively cold coastal water of low salinity preferrably leaves the German Bight on the North Frisian coast. These hydrographic conditions cause ice generation to be reduced in its seaward extension on the East Frisian coast and to be increased on the North Frisian coast.Another contrast is observed between the duration of ice generation in the wadden seas and in the great estuaries. In contrast to the wadden seas, local ice generation in the estuaries is delayed owing to the North Sea water moving far into the mouths of the Elbe and Weser rivers.The results with reference to the duration of ice melting are classified in two groups, i. e. in normal winters and in winters rich in ice.The contrast existing between the East Frisian and the North Frisian coast with regard to the duration of ice generation again manifests itself in the duration of ice melting, at some places it even intensifies compared with the duration of ice generation. In normal winters as well as in winters rich in ice, the melting process in the wadden seas and round about the islands is accelerated by the influence of the North sea water flowing along the East Frisian coast. On the North Frisian coast, however, the duration of the melting process is prolonged by the discharge of melting snow and ice from the interior of the litoral regions.Ice generation and ice melting in the Kiel Canal extends over relatively long periods. The intensive mixing of saliferous water from great depths with surface water of less salinity has a retardatory effect on ice generation. During the period of ice melting the Canal water shows a pronounced stratification. In the eastern part of the Canal, ice melting sets in at an earlier date than in the western part, owing to a faster warming and an increase in salinity of the surface water.With the view of explaining adequate processes in the western Baltic Sea, a general hydrographic outline on a dynamic basis as well as mean times of beginning and termination of ice generation and ice melting are used (tables 1 and 2).Caused by the effect of stationary weather situations with easterly winds, an outflow from the Baltic of long duration associated with a shifting of the Belt Sea front to the West are produced. During such periods, cold Baltic Sea water of low salinity invades the surface layers of the bays and fjords. The different strength and duration of the predominance of water poor in salinity, proceeding from east to west in the western Baltic Sea, along with a continuous cooling of the air- and water layers are the cause of the dissimilar behaviour of the various coastal regions and sea areas with regard to the duration of ice generation and ice melting. The dependency of ice generation and ice melting on meteorological and hydrographical factors is reflected in the chronological sequence of the dates of icing up and melting. The relatively high current velocities in the Belt Seas and the Sound are responsible for the comparatively long duration of ice generation in these straits. Ice generation in the interior parts of the bays and fjords, where in addition to the factors of temperature, salinity, and currents, before all, the individual water depths exercise a decisive influence, is characterized by shorter periods.Under the influence of stationary weather situations with north-westerly winds, an inflow of long duration and a simultaneous shifting to the east of the Belt Sea front are produced during the melting period. The different speed at which the relatively warm, saliferous North Sea water flows through the Belt Seas, invading the bays and fjords of the western Baltic Sea, explains the difference in length of the melting periods in the individual coastal regions. In normal winters, the melting process is accelerated by the comparatively rapid mixing of North Sea water with water from the Baltic Sea. However, in winters rich in ice, melting near the coast goes on at a quicker rate than it does in regions far off from the coast. This phenomenon is explained by the occurrence of upwelling water in the interior parts of the bays and fjords. Due to the effect of offshore winds, relatively warm and saliferous water ascends to the surface accelerating the melting process in the interior parts of the bays. Since the ice in the external parts of the bays and fjords as well as at certain places in the Belt Seas and in the open sea still keeps for some time, melting in these regions extends over somewhat longer periods than it does in regions near the coast.Some values arrived at for the period of ice generation are examined from a hydrographic aspect and, in so doing, the duration of ice generation in regions with autochthonal ice is compared to those with allochthonal ice. The two examples concerning the occurrence of ice in the Heligoland waters and the far reaching western extent of ice in the south-eastern North Sea in 1947, show that, considering the available hydrographic observations and experiences (fig. 8, and tables 3–5), a determination of the duration of ice generation in these waters appears to be reasonable and may gain in probability only if the presence of a so called ice carrying layer can be actually verified by means of temperature and salinity measurements.It may be underlined that the interpretation of regional representation of the periods of ice generation and ice melting, from a purely hydrographic point of view, does not present any difficulties.

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Considérations hydrographiques, accompagnées de cartes, sur la distribution régionale de la période moyenne de congélation et de fusion de la glace en baie Allemande et en mer Baltique

Résumé On présente des cartes donnant la distribution régionale des périodes moyennes preparatives de congélation et de fusion de la glace (figs. 1–3). Cette distribution est derivée des valeurs médianes (Z. W.) calculées pour les stations d'observation de la glace. Les données d'observations effectuées par les stations de signalisation de la glace et par les stations climatiques comprennent la période de 1920/21 à 1953/54.En général, la durée de la congélation de la glace se prolonge tandis que la durée de la fusion de la glace se diminue à mesure que la distance de la côte augmente. En mer Baltique, la période de fusion de la glace est plus longue en hivers abondant en glace qu'elle n'est en hivers hormaux.Certaines lignes désignant des régions à périodes égales de congélation ou de fusion de la glace s'accordent avec des isobathes caractéristiques.La topographie de la mer des Wadden, des estuaires et du fond de la pleine mer en baie Allemande ainsi que la topographie des fiords et du Grand et du Petit Belt à l'ouest de la mer Baltique correspond à la distribution des régions à durée égale de congélation et de fusion de la glace.La durée préparative différente de congélation et de fusion de la glace est expliquée être due putreà l'effet des facteurs hydrographiques comme la profondeur et la température de l'eau déjà praités (E. Goedecke [1957]) à la répartition de la salinité et, enfin, en baie Allemande, aux nouvements présumables de l'eau associés à ces facteurs (figs. 4–7).Les valeurs individuelles de la période préparative de congélation de la glace sur la côte de a Frise orientale contrastent d'une manière frappante à celles que l'on rencontre sur la côte de la Frise septentrionale. En hiver, l'afflux de l'eau relativement chaude à haute salinité, venant de la mer du Nord, entre de préférence dans la baie Allemande sur la côte de la Frise orientale tandis que l'eau côtière relativement froide quitte de préférence la baie Allemande sur la côte de la Frise septentrionale. Ces conditions hydrographiques attínuent le procès de congélation en direction vers la mer sur la côte de la Frise orientale et le renforcent en direction vers la mer sur la, côte de la Frise septentrionale.Un autre contraste relatif à la durée de la congélation se manifeste en mer des Wadden et dans les grands estuaires. Contrairement à la mer des Wadden, la congélation locale dans les estuaires est retardée par la présence de l'eau de la mer du Nord se propagageant profondement dans les embouchures des rivières de l'Elbe et de la Weser.Les résultats obtenus des observations des périodes de fusion sont classifiés en deux groupes, c. a. d. en «hivers normaux» et en «hivers abondant en glace».Le contraste constaté par rapport à la période de congélation sur les côtes de la Frise orientale et septentrionale se répète par rapport à la période de fusion, à quelques endroits ce contraste même intensifie vis-à-vis la période de congélation. En hivers normaux ainsi qu'en hivers abondant en glace, la fusion de la glace en mer des Wadden et au voisinage des îles est accélérée sous l'influence de l'eau de la mer du Nord longeant la côte de la Frise orientale. Par contre, sur la côte de la Frise septentrionale la période de fusion se prolonge grâce à l'écoulement des eaux de fonte originaires de la région littorale.Les périodes préparatives de congélation et de fusion de la glace au canal de la mer du Nord à la mer Baltique sont relativement longues. Le mélange intensif des eaux profondes de haute salinité avec des eaux de surface de faible salinité exerce un effet retardateur sur la congélation. Pendant la période de fusion, les eaux du Canal montrent une stratification prononcée. La glace de la partie occidentale du Canal entre en fusion à un date plus avancé que celle de la partie orientale grâce à la plus grande vitesse de rechauffement et à la salinité élevée des eaux de surface.Pour expliquer les processus analogues en mer Baltique occidentale, on présente une vue d'ensemble (tableaux 1 et 2) résumant d'un aspect dynamique les facteurs généraux hydrographiques et indiquant les dátes moyennes du début et de la fin de la congélation et de la fusion de la glace.Causé par l'effet des situations météorologiques stationnaires, associées aux vents d'est (l'effet du régime stationnaire d'est), il se produit à partir de la mer Baltique un écoulement de longue durée accompagné d'un déplacement vers l'ouest des fronts du Grand et du Petit Belt. Pendant de telles périodes, des eaux froides de faible salinité, provenant de la mer Baltique, pénètrent les couches superficielles des baies et des fiords. L'intensité et la durée différente de la prédominance des eaux de faible salinité qui se propagent de l'est à l'ouest dans la mer Baltique occidentale et le refroidissement continu des couches d'air et d'eau donnent lieu tant au comportement hétérogène des zones individuelles de la côte et de la pleine mer qu' à la durée différente des périodes de congélation et de fusion de la glace. Cette dépendance de conditions météorologiques et hydrographiques, à laquelle la formation de la glace est soumise, se retrouve dans la succession chronologique des dates de la congélation et de la fusion. La vitesse relativement forte des courants dans le Grand et le Petit Belt et dans le Sund sont à l'origine des périodes relativement longues de congélation dans ces étroits. La formation de la glace dans les parties intérieures des baies et fiords où à côté des facteurs comme la température, la salinité et les courants surtout la profondeur plus ou moins forte exerce une influence décisive, se distingue des périodes préparatives plus courtes de congélation.Sous l'action du régime du nord-ouest se produit, pendant la période de fusion, un afflux de longue durée et un déplacement simultané vers l'est des fronts du Petit et du Grand Belt. Comme la vitesse de propagation dans le Grand Belt est supérieure à celle dans le Petit Belt, il en résulte que les eaux relativement chaudes et de salinité élevée de la mer du Nord arrivent aux baies et aux fiords de la mer Baltique à différentes dates d'où s'ensuit la longueur différente des périodes de fusion dans les diverses régions côtières. En hivers normaux, la période de fusion se raccourcit par suite du mélange relativement vite des eaux de la mer du Nord avec celles de la mer Baltique. Au contraire, en hivers abandonnant en glace, la fusion près de la côte se fait à une vitesse supérieure à celle que l'on rencontre en régions à grande distance de la côte. Ce phénomène est dû à la présence de la remontée des eaux profondes dans les parties intérieures des baies et fiords. Sous l'effet des vents de terre des eaux relativement chaudes et de forte salinité remontent à la surface, où elles accélèrent la fusion de la glace dans les parties intérieures des baies et des fiords. Comme la glace aux parties extérieures des baies et des fiords ainsi qu'à certains endroits du Petit et du Grand Belt et de la pleine mer se maintient encore quelque temps, la période de fusion s'y prolonge plus qu'elle ne fait aux régions près de la côte.Enfin, en examinant d'un aspect hydrographique plusieurs valeurs des périodes de congélation, on met en parallèle, d'une part les périodes de congélation rencontrées en zone aux glaces autochtones, d'autre part avec les périodes de congélation trouvées en zones aux glaces allochtones. Les deux exemples qui exposent la présence de la glace aux parages d'Helgoland et la grande étendue occidentale de la glace dans la partie sud-est de la mer du Nord en 1947, montrent que, compte tenu des observations; hydrographiques disponibles et des expériences faites (voir fig. 8, tableaux 3–5), la détermination de la période de congélation dans ces parages semble être raisonnable et gagne en probabilité seulement en cas que la présence d'une «couche dite portant de la glace« soit vraiment vérifiée au moyen des mesures de la température et de la salinité.Il convient de souligner ici que l'interprétation d'un point de vue purement hydrographique de la représentation régionale des périodes de congélation préparative et de fusion de la glace ne présente aucunes difficultés.