The changes of sensitivity and drift rate of a worden gravimeter with time and temperature

Summary The analysis of the readings taken with aWorden gravimeter during fieldwork over a period of four years when compared with tests in a laboratory shows that its behaviour is not dependent on vibration and that the drift can be separated into two distinct parts; an isothermal drift and a thermal drift. The former is remarkably constant over short and long periods of time and is of the order of 0.01 mgal/hour. The latter is complicated and is dependent on the rate of change of the ambient temperature being different in size and sign, for quick and slow changes of temperature. The sensitivity changes slowly with time, 0.1% per year, and is only slightly affected by temperature. Tares or jumps in the readings are very rare. Modifications to the meter are suggested, consisting of the inclusion of a rheostat in the lighting circuit and the attachment of a thermometer to the outside of the instrument. In order to keep the correction for drift to a small size and to increase the accuracy, returns to a base station should be made according to changes in the ambient temperature rather than at fixed time intervals.

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Zusammenfassung Die Analyse der Lesungen einesWorden Gravimeters während einer vierjährigen Periode von Feldmessungen und deren Vergleichung mit den Resultaten einer Prüfung im Laboratorium zeigt, dass sein Verhalten nicht von Erschütterungen abhängt und dass sein Drift in zwei deutlich verschiedene Anteile gespalten werden kann, nämlich einen isothermalen und thermalen Drift. Der erstere Anteil ist bemerkenswert konstant über kurze und längere Perioden und seine Grössenordnung ist 0.01 mgal per Stunde. Der letztere ist kompliziert und hängt von der Schnelligkeit der Änderung der Temperatur der Umgebung ab und ist der Grösse und dem Vorzeichen nach verschieden für rasche und langsame Temperaturänderungen. Die Empfindlichkeit ändert sich langsam mit der Zeit, 0.1% per Jahr, und wird nur wenig durch die Temperatur beeinflusst. Sprünge in den Ablesungen sind sehr selten.Es werden zwei Modifikationen des Gravimeters vorgeschlagen, nämlich die Einschaltung eines Widerstandes im Beleuchtungskreis und die Anbringung eines Thermometers am Instrumentengehäuse. Um die Korrektion wegen Drift klein zu halten und die Genauigkeit zu erhöhen, wird empfohlen, dass das Wiederaufsuchen der Basisstation entsprechend der Änderung der Umgebungstemperatur und nicht in bestimmten, festgelegten Zeitintervallen erfolgen soll.

     

Lo strato base dell'atmosfera come determinante il clima delle Alpi

Zusammenfassung Die gewöhnlichen klimatologischen Betrachtungen insbesondere diejenigen mit Hilfe von Klimakarten beziehen sich auf das Makroklima der Erde. Als Extrem steht das Mikroklima in der üblichen Definition gegenüber. Die von beiden Betrachtungen behandelten Räume sind grössenordnungsmässig so verschieden, dass es zweckmässig ist, zwischen die genannten Klimabereiche noch das Mesoklima einzuschalten. Der Gültigkeitsbereich für die vorgenennten Begriffe wird für das Klima der Hochgebirge besprochen. Die Gebirgsatmosphäre wird als Gegenstand des Makroklimas anzusehen sein. Die Atmosphären der Berghänge und der Täler sind dagegen als Gegenstand des Mesoklimas anzusehen. 1) Die Schneedecke in den Hochgebirgen ist von besonderer Empfindlichkeit gegenüber der vertikalen Verteilung der Temperatur, daher ist die durchschnittliche Lage der Peplopause von entscheidender Bedeutung für die Andauer der Schneedecke in Hochgebirgen. 2) Die Peplopause ist entscheidend für die Vertikalgliederung der unteren Schichten der freien Atmosphäre, sie ist in ähnlicher Weise entscheidend für die Verteikalgliederung im Makroklima der Hochgebirge. Dies lässt sich durch die vertikale Verteilung der relativen Feuchtigkeit besonders deutlich zeigen. 3) Der Charakter der Grundschicht im Bereich der Gebirgsatmosphäre ist beispielsweise entscheidend für die Ausbildung der Gewitter in Hochgebirgen. 4) Die tiefsten Minimatemperaturen in Mitteleuropa wurden auf der Gestettneralm bei Lunz in Niederösterreich beobachtet. Neben den besonderen lokalen Verhältnissen war die Lage der Station oberhalb der Peplopause massgebend. 5) Der Temperaturgegensatz zwischen freier Atmosphäre und Berggipfeln ist verschieden für die Grundschicht einerseits und für die Peplopause und die darüberliegenden Schichten andrerseit. 6) Der Einfluss der Massenerhebungen auf die Gebirgsatmosphäre ist nach neueren Untersuchungen nicht mehr in einer thermischen Begünstigung zu sehen. Dass im Innern des Alpenmassivs Waldgrenze und alpine Schneegrenze höher liegen als in den Randzonen muss auf besondere Verhältnisse im Makroklima des Gebirges zurückgeführt werden und hier wird wiederum die durchschnittliche Lage der Peplopause von Einfluss sein.     

Gegenläufiges Verhalten des Verlaufes von Druck und Temperatur in der Unteren Troposphäre

Zusammenfassung Der vertkkale Temperaturgradient hat bei ausgewahlten Stationen einen jährlichen Gang, der nicht durch den täglichen Temperaturgang erklärbar ist. Die jährliche Temperaturschwankung in Abhängigkeit von der Höhe zeigt ein gegenläufiges Verhalten zwischen den unteren und den mittleren Schichten der Troposphäre. Beide Erscheinungen weisen darauthin, dass man die Troposphäre nicht als eine Schicht von einheitlichem Aufbau ansehen kann. Die interdiurnen Anderungen von Druck und Temperatur in den einzelnen Höhenschichten und ihr gegenläufiges Verhalten zwingen dazu eine untere Schicht in der Troposphäre auszusondern, die scho gelegentlich früher beobachtet und dann als Störungsschicht bezeichnet wurde. Diese Beobachtungen sind aber einer Verallgemeinerung fähig, indem diese untere Schicht als planetarische Erscheinung aufzufassen und als Grundschicht der Atmosphäre zu kennzeichnen ist.

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Summary The vertical temperature gradient for selectet stations shows an annual variation which cannot be explained by the diurnal variation of temperature. The annual variation of temperature at fixed levels in the lower layers of atmosphere shows a trend opposite to these variations at fixed elevations in the middle layers. This fact indicates that the troposphere cannot be regarded as a layer of uniform structure. The interdiurnal variations of pressure and temperature for the individual levels and their opposite trend compel us to postulate within the troposphere a lower layer as has been observed before in various occasions and then called the layer of disturbation. It is possible to generalize these observations and to conceive of the lower layer as a planetary phenomenon and as the ground layer of the atmosphere.

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Riassunto Il gradiente termico verticale presenta una variazione annuale che non può venir spiegata con la variazione diurna della temperatura. La variazione annuale della temperatura a livelli determinati nei bassi strati dell'atmosfera rivela un andamento opposto a quello che si riscontra negli strati centrali della troposfera. I due fatti dimostrano che la tropofera non può venir considerata come uno strato avente struttura uniforme. Le variazioni interdiurne della pressione e della temperatura nei singoli strati verticali ed il loro comportamento inverso conducono all'esistenza di uno strato inferiore in seno alla troposfera, già prima occasionalmente osservato e definito strato di perturbazione. Simili osservazioni sono atte a venir generalizzate in quanto questo strato inferiore è concepibile come fenomeno planetärio e come strato base dell'atmosfera.

     

A multi-compartment mixing-type cloud chamber for simultaneous determination of ice-nucleus concentration at various temperatures

Summary A cloud chamber for investigating the ice-forming properties of natural and artificial aerosols consisting of three adjacent compartments is described. Each compartment is a mixing-type cloud chamber, each held at a different preselected temperature. The sample to be examined is introduced simultaneously into all compartments and the crystals which form in the compartments, are recorded in a sugar solution. The temperature distribution in the compartments and the composition of the sugar solution are detailed. The connection between the temperature of the sugar solution for melting and growing of ice crystals and for self-crystalisation of the sugar solution and the concentration of the sugar solution is discussed. The measuring procedure is outlined and examples of counts of freezing nuclei in Dublin air are given.

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Zusammenfassung Es wird eine Wolkenkammer zur Untersuchung der eisbildenden Eigenschaften natürlicher und künstlicher Aerosole beschrieben, welche aus drei angrenzenden Abteilen besteht. Jeder Abteil ist eine Mischwolkenkammer, welche auf einer vorher gewählten Temperatur gehalten wird. Die zu untersuchende Aerosolprobe wird gleichzeitig in alle Abteile, von denen jeder eineandere Temperatur hat, eingebracht und die sich bildenden Kristalle werden in einer Zuckerlösung registriert. Die Temperaturverteilung in den Abteilen und die Zusammensetzung der Zuckerlösung werden detailliert. Die Beziehung zwischen der Temperatur der Zuckerlösung für das Schmelzen und Wachsen der Eiskristalle und für die spontane Kristallisation der Zuckerlösung und der Konzentration der Zuckerlösung wird erörtert. Der Messvorgang wird skizziert und einige Resultate von Gefrierkernzählungen in Dublin werden mitgeteilt.

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The research reported in this article has been supported and sponsored by the U.S. Department of Army, through its European Research Office under Contracts DA-91-591-EUC-1282 & 1657.     

The condensation nuclei produced by point discharge

Summary The properties of condensation nuclei generated at a metal point corona discharge have been examined. The threshold voltages for nucleus production and for small ion production are the same. The fraction of the nuclei which is charged is initially small and becomes virtually zero after a few seconds. It is demonstrated that in the non-uniform field near the point there is a force on the nuclei driving them to the point. From determinations of the diffusion coefficient it is tentatively concluded that a portion at least of the nuclei are originally of molecular size. No satisfactory explanation has been found for certain anomalous features of the variations in size and in concentration of the nuclei with time after production.

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Zusammenfassung Es wurden die Eigenschaften von Kondensationskernen untersucht, die durch Koronaentladung von einer Metallspitze erzeugt wurden. Die Spannungsschwelle für die Erzeugung von Kondensationskernen und kleinen Ionen ist die gleiche. Der Bruchteil der Kerne, welche geladen sind, ist anfangs klein und wird nach einigen Sekunden praktisch null. Es wird gezeigt, dass in dem inhomogenen Felde nahe der Spitze eine Kraft auf die Kerne wirkt, welche sie zur Spitze treibt. Aus Bestimmungen des Diffusionskoeffizienten wird versuchsweise geschlossen, dass wenigstens ein Teil der Kerne ursprünglich molekulare Grösse hat. Keine befriedigende Erklärung für gewisse anomale Eigenschaften der zeitlichen Änderungen der Grösse und Konzentration der Kerne nach ihrer Erzeugung wurde gefunden.

     

The photo-electric nucleus counter as hygrometer

Summary Hygrometric measurements on room air were made with aNolan-Pollak nucleus counter from which the lining of blotting paper had been removed. The dew point can be determined from the critical overpressure for condensation on nuclei. Satisfactory agreement with the values given by a ventilated wet and dry bulb hygrometer was obtained. The correction required is small since condensation occurs on ordinary atmospheric nuclei when the temperature is brought to about 0.3°C below the dew point.

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Zusammenfassung Es wurden Feuchtigkeitsmessungen der Zimmerluft mit einemNolan-Pollak Kernzähler gemacht, in welchem das Futter aus Fliesspapier entfernt worden war. Der Taupunkt kann aus dem kritischen Ueberdruck, der für die Kondensation an den Kernen notwendig ist, bestimmt werden. Es wurde zufriedenstellende Uebereinstimmung mit den Angaben eines ventiliertenAssmann-Psychrometers gefunden. Die erforderliche Korrektur ist klein, da die Kondensation an gewöhnlichen Kernen der Luft stattfindet, wenn die Temperatur auf einen um 0.3°C verminderten Taupunkt gebracht wurde.

     

New calibration of photo-electric nucleus counters

Summary A new calibration of the improved version of a photo-electric nucleus counter with a fog-tube of 3.85 cm air-column diameter and blotting-paper lining and of a photo-electric counter Model 1957 with air-column diameter of 2.5 cm and ceramic lining was carried out by adjusting the calibration curve of 1946 with reference to the considerably improved absolute (Aitken type) counter with stereophotomicrographic recording.The experimental arrangement for the calibration, the method of sampling, the nuclei used, the procedure of measuring, the evaluation of the measurements with the photo-electric and photographic counter are discussed and the effect of dampness of the graticule in the photographic counter and the influence of the ambient or initial temperature on the concentration measurements with both types of counters have been theoretically and experimentally investigated. On account of the considerable influence of the dampness of the graticule on the counting results we have used exclusively for this new calibration, measurements on a sufficiently damp graticule.The deduction of the new calibration tables consisting in the, adjustment of 7 fundamental points of the old calibration curve, is described. The agreement of the adjusted values for the two photoelectric counters with different air-column diameters and linings which refer to the same concentration, is very good; the maximum difference is less than 2%. Basic values of concentration curves for photo-electric counters with air-column diameter of 3.85 cm fitted with blotting-paper lining and of 2.5 cm diameter with ceramic lining. The new calibration is valid for an ambient temperature of 20°C.

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Zusammenfassung Es wurde eine Eichung des verbesserten photo-elektrischen Kernzählers mit einem Nebelrohr von 3.85 cm Durchmesser seiner Luftsäule und einem Futter aus Löschpapier und eines photo-elektrischen Kernzählers Modell 1957 mit einem Luftsäulendurchmesser von 2.5 cm und unglasiertem Tonfutter in der Weisedurchgeführt, dass die Eichkurve des Jahres 1946 mit Hilfe von Messungen des Beträchtlich verbesserten absoluten Kernzählers mit stereo-mikrophotographischer Registrierung adjustiert wurde.Die experimentelle Anordnung bei der Eichung, die Natur der zur Eichung verwendeten Kerne und ihre Stichprobenentnahme, die Methode der Messung mit dem photo-elektrischen und photographischen Kernzähler während der Eichung und die Auswertung der Messungen werden diskutiert. Es wurde ferner der Einfluss der Feuchtigkeit der Zählplatte im photographischen Kernzähler, und der Effekt der Anfangstemperatur oder der Temperatur der Umgebung auf die messungen der Konzentration mit beiden Typen von Kernzählern theoretisch und experimentell untersucht. Wegen des beträchtlichen Einflusses der Feuchtigkeit der Zählplatte auf die Resultate der Kernzählungen wurden für die neue Eichung ausschliesslich Messungen mit hinreichend feuchter Zählplatte benützt.Der bei der Ableitung der neuen Eichtabelle benützte Vorgang wird beschrieben. Er besteht in der Adjustierung von 7 Fundamentalpunkten der alten Eichkurve. Die Übereinstimmung der adjustierten Werte für die zwei photo-elektrischen Kernzähler mit verschiedenem Luftsäulendurchmesser und verschiedener Auskleidung, welche sich auf die gleiche Konzentration beziehen, ist sehr gut; die grösste Differenz ist kleiner als 2%.Grundwerte der Konzentration für 22 Extinktionen werden mitgeteilt, welche für die Konstruktion der neuen Eichkurven von photo-elektrischen Kernzählern mit einem Luftsäulendurchmesser von 3.85 cm und Fliesspapierauskleidung und von 2.5 cm Durchmesser und Tonfutter hinreichen.Die neue Eichung gilt für eine Temperatur der Umgebung der Kernzähler von 20°C.

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The research reported in this article has been sponsored and supported in part by the Geophysics Directorate of the Air Force Cambridge Research Center, Air Research and Development Command, United States Air Force, under Contract AF 61(052)-26, through the European Office, ARDC in Brussels.     

Ergebnisse luftelektrischer Messungen auf dem Zugspitzplatt in 2500 m Seehöhe

Zusammenfassung Zur Klärung spezieller Fragen wurde zusätzlich zu unseren laufenden synoptisch-luftelektrischen Registrierungen im Zugspitzgebiet (Wettersteingebirge, Bayerische Alpen) eine Meßexkursion in das «Zugspitzplatt» ausgeführt (August 1954). Es wurden auf dieser Hochfläche in 2500 m NN Registrierungen des Potentialgradienten, sowie Messungen der polaren Luftleitfähigkeiten mit Hilfe tragbarer Geräte ausgeführt. Durch eingehenden Vergleich der Potential-Registrierungen auf dem Zugspitzgipfel (Z) mit denen auf dem Zugspitzplatt (P) konnte festgestellt werden, dass die auf dem Berggipfel gewonnenen Messwerte, trotz ausgesetzter Lage der Station, als repräsentativ und frei von störenden Nebenerscheinungen angesehen werden können.Die frühere Feststellung, dass während Schneefall das luftelektrische Feld positiv, während Regen aber negativ gerichtet ist, wurde auch für diese Seehöhe (StationP) bestätigt. An Tagen mit ausgeprägter Konvektion ist das austauschbedingte Hochtragen von Kernen und Grossionen bis in die Höhe von 2500 m deutlich an der Abweichung des Tagesganges der Feldstärke beiP von dem am Gipfel gemessenen Gang festzustellen. Bei Nebel, der aus tiefer liegenden Wolkenniveaus (Str, Str-cu) hochgetragen wird, verhalten sich Potentialgradient und polare Leitfähigkeiten an StationP wie in geringen Seehöhen. Kommt die StationP in den Bereich abwärtsgerichteter Strömungen, so treten gelegentlich deutliche, isolierte Anstiege allein der negativen Leitfähigkeit auf. Es wurde festgestellt, dass die Unterseite einer stehenden, linsenförmigen Hinderniswolke negative Raumladungen, deren Oberseite jedoch wahrscheinlich positive Raumladungen trägt. An der Ober- bzw. Vorderseite dieser Wolke konnten deutlich isolierte Anstiege der negativen Leitfähigkeit festgestellt werden.

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Summary Besides our continuous synoptic records of the air-electric elements in the region of the Zugspitze (Wetterstein Mountains, Bavarian Alps) a measuring excursion has been undertaken to the «Zugspitzplatt» in order to clarify some special questions (August 1954). On this plateau, 2500 meters above sea level, readings of the potential gradient have been recorded with a transportable instrument and the polar conductivities of the air have been measured. Comparing exactly the readings recorded on the Zugspitze-Peak (Z, 2963 meters above sea level) with those recorded on the Zugspitzplatt (P) we could show that the values measured on the peak — in spite of the exposed situation of this station — have to be considered as representative and free from disturbing secondary phenomena.Our former observation that the accessory potential gradient during snow-fall has a positive sign, and during rain shows a negative one, has been confirmed. On days when convection prevails, the deviation of the diurnal variation of the potential gradient onP from the diurnal variation onZ indicates distinctly the elevation up to 2500 m, caused by the exchance, of nuclei and large ions. During fog lifted up from lower cloud levels (stratus, stratocumulus) potential gradient and polar conductivities on stationP show the same behaviour as in low altitudes. If stationP is reached by descending currents, the negative conductivity sometimes is clearly observed to rise separately. It has been noticed that on the base of a standing lenticular crest cloud there are free electric charges of negative sign, and on the upper surface, probably, positive ones. On the surface or fore part of these clouds a separate increase of the negative conductivity could be measured distinctly.

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Aus der Physikalisch-Bioklimatische Forschungsstelle München AB 830. The research reported in this article has been sponsored by the Geophysics Research Directoriate of the Air Force Cambridge Research Center,Air Research and development Command, United States Air Force, under contract AF (514)-732-C, through the European Office, ARDC.     

On condensation nuclei produced at heated surfaces

Summary An investigation of heated surfaces of glass, metal and oil as sources of condensation nuclei is reported. Below a certain transition temperature the nucleus production is of a temporary nature and decreases to zero with the continued heating of the surface. Above this temperature, however, the nucleus production does not change with time. The transition temperature varies with the material of the surface and is not always associated with the onset of incandescence. The nuclei produced at the lower temperatures have a radius of about 10^–5 cm and, on production, are mainly uncharged. Electric light bulbs can produce appreciable numbers of these nuclei.

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Zusammenfassung Es wird über eine Untersuchung von geheizten Glas-, Metall-und Öloberflächen als Quelle von Kondensationskernen berichtet. Unterhalb einer gewissen Übergangstemperatur ist die Kernerzeugung unbeständig und sinkt bei fortgesetzter Heizung der Oberfläche auf null. Oberhalb dieser Temperatur ändert sich die Kernproduktion nicht mit der Zeit. Es wurde gefunden, dass sich die Übergangstemperatur mit dem Material der Oberfläche ändert und nicht immer mit dem Beginn des Glühens assoziiert ist. Die Kerne, welche bei den niedrigeren Temperaturen erzeugt werden, haben einen mittleren Radius von ungefähr 10^–5 cm und sind bei ihrem Entstehen grösstenteils ungeladen. Elektrische Glühlampenkönnen eine beträchtliche Zahl dieser Kerne erzeugen.

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Note: The research reported in this document has been sponsored in part by the Office, Chief of Research and Development, U.S. Department of Army, through its European Office under Contract No. DA-91-508-EUC-194.     

Die sphärische Hyperbel

Zusammenfassung Es wird das Ergebnis einer mathematischen Untersuchung über sphärische Hyperbeln und Ellipsen mitgeteilt, nach denen solche Hyperbeln und Ellipsen mit gleichen Breenpunkten ein System rechtwinkliger hyperbolischer Koordinaten auf der Erde ergeben. Dabei sind Hyperbeln, deren Brennstrahldifferenzu beträgt, zugleich Ellipsen mit der Brennstrahlsummes=180°-u in einem System, das sich ergibt, wenn man statt des einen Brennpunktes seinen Gegenpunkt auf der Erde wählt. Ordnet man auf der Erde Sender so an, daß sie die Ecken eines Oktaeders auf der Kugel bilden, so läßt sich durch geeignete Empfangsgeräte überall auf der Erde eine laufende Ortung für Schiffe und Luftfahrzeuge durchführen, die von jedem Wettereinfluß frei ist und bei Tag und Nacht angewendet werden kann. Das hyperbolische Koordinatennetz kann, unabhängig von der Zeit, in Karten eingezeichnet werden und die geographischen Koordinaten ersetzen, so daß für die Praxis jede Ortsberechnung überflüssig ist.

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The spherical hyperbola

Summary As a result of a mathematical investigation of spherical hyperbolae and ellipses it is shown in the following paper that these curves, when confocal, form a system of rectangular coordinates on the globe. Hyperbolae whose difference of focal radii isu are identic with ellipses whose sum of focal radii iss=180°-u in the system that results if one of the focuses is replaced by its antipodal point. A world-wide network of sending stations arranged on the solid angles of an octahedron will allow the ascertaining of position by ships and aircraft independent of weather at all hours of day and night. Independent of time the grid of hyperbolic coordinates can be entered on charts and replace the geographical,coordinates, practically superseding any calculation of position.

     

La classification des alpes au point de vue meteorologique

Summary On the strength of former chiefly proper studies the lecture has given a picture about the meteorological arrangement of the Alps in the horizontal and in the vertical direction. The conceptions were demonstrated by graphical and cartographical representations. The scheme of the stratification of the mountains atmosphere is as follows: 1) Theslope-atmosphere as the zone nearest the ground, a few hectometers thick, with the temperature conditions the most influenced by the ground and with the different forms of the thermical slope-winds. 2) Thevalley-atmosphere as the part of the air beded in the deepenings of the mountain where the convection generally is relatively strong and where is the scene of the system of valley-winds. 3) Themountain-atmosphere as the part of the atmosphere superposed over the montains massive and influenced by him either thermically (particular diurnal variation of the temperature, deformation of the tropopause) or dynamically (anti-valley-winds, current of obstacles). 4) Thefree atmosphere as the rest part of the atmosphere undisturbed by the mountain. The boundaries of the different parts vary with the time and the locality. In regard of the fields of the different meteorological elements there exist the following division inlongitudinal zones of the Alps: 1) central zone; 2) northerly and southerly border zone; 3) northerly and southerly foreland zone. Their caracteristics relative to the most important meteorological elements are shown in the table at the end of this paper.

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Zusammenfassung Der Vortrag gab auf Grund früherer, vorwiegend eigener-Arbeiten eine Zusammenschau der meteorologischen Gliederung der Alpen in vertikaler-und horizontaler Hinsicht und belegte die entwickelten Vorstellungen durch figürliche und Kartendarstellungen. Folgendes Schema des Schichtenbaus der Gebirgsatmosphäre hat sich ergeben: 1)Hangatmosphäre als unterste, wenige Hektometer dicke zone mit den am stärksten bodenbeeinflussten Temperaturverhältnissen und den verschiedenen Formen der thermisch bedingten Hangwinde; 2)Talatmosphäre als die in die konkaven Gebirgsformen eingebettete Luftmasse mit einer im allgemeinen kräftigen konvektiven Durchmischung und dem System der eigentlichen Talwinde; 3)Gebirgsatmosphäre als der dem Gebirgsmassiv überlagerte und von ihm noch irgendwie-thermisch (selbständiger Tagesgang der Temperatur, Deformation der Tropopause) oder dynamisch (Antitalwind, Hindernisströmung)—beeinflusste Teil der Luft; 4)freie Atmosphäre als das vom Gebirge ungestörte Luftmeer. Die Grenzen zwischen den einzelnen Gliedern sind örtlich und zeitlich variabel und meist unscharf. Hinsichtlich der Felder der verschiedenen meteorologischen Elemente trifft man in den Alpen vorwiegend folgendelängszonale Gliederung: 1) Zentralzone; 2) nördliche und südliche Randzone; 3) nördliche und südliche Vorlandzone. Ihre Charakteristika hinsichtlich des Verhaltens der wichtigsten meteorologischen Elemente sind in der Tafel am Schlusse der Arbeit zusammengestellt.

     

The influence of pressure and temperature on the counting of condensation nuclei

Summary When dealing with the influence of pressure on the counting of condensation nuclei we have to distinguish between the influence of expansion ratio applied in the counting instrument and a phenomenon calledSchlarb effect according to which the counts of nuclei made at a reduced pressure are considerably lower than the expected concentration computed from the pressure ratio.Our investigation of the influence of overpressure (super-saturation) on the counting of nuclei by means of an Aitken type absolute counter with stereo-photomicrographic recording showed that the percentage number of droplets in the first shower decreases and in the subsequent showers increases when the overpressure decreases from 160 to 80 mm Hg. Furthermore, a reduction of overpressure from 160 to 80 mm corresponding to a reduction of pressure expansion ratio from 1.21 to 1.11 (or super-saturation from 345 to 195%), reduces the total counts on the average by 24%, in good agreement with findings byFoitzik in 1950 who used a large Scholz counter for his experiments.Regarding theSchlarb effect we found that the anomalies in measuring concentrations of condensation nuclei are considerable when the conditions are very different from those under which the calibration of a photo-electric counter was established. The percentage reduction of the expected concentration increases with decreasing pressure; it increases, in the average of all cases, from 30 to 58% when the pressure decreases from 600 to 200 mm Hg. At all pressures the reduction with small nuclei is somewhat bigger than with large nuclei, and with decreasing pressure the difference of the effect for small and large nuclei increases.Experiments with a big container of 283 litres in which the total loss due to diffusion and sedimentation during the experiments never exceeded 1% and no losses by fog formation during evacuation can occur, showed that the reduction produced by theSchlarb effect increases with increasing concentration when the pressure is lowered to half. The average percentage reduction of the expected concentration at 380 mm Hg was for concentrations of 70 to 410 nuclei/cm³ 20% and for concentrations of 18900 to 4400 nuclei/cm³ 52%.Our experiments proved also that at the lower pressure the nuclei not counted are present, but for some reason do not act as nuclei for condensation. The loss of 7% found may be attributed to unavoidable waste during evacuating the big container and subsequent filling it with filtered air.Of the two possible ways of eliminating theSchlarb pressure effect, only the one increasing the pressure with filtered air to a standard pressure of a large sample, quickly drawn into a big container, can be recommended. The other method, increasing the pressure in the fog-tube of a photo-electric counter which contains the nuclei sampled at lower pressure, must be rejected because the number of nuclei recovered after restoration of the initial pressure depends very much on the speed with which the lower pressure is raised to the initial pressure. The very different concentrations obtained are due to a different distribution of nucleus concentration and fog-density along the lightpath after expansion, which is caused by the different speed of the filtered air rushing-in and is difficult to control or standardize.

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Zusammenfassung Bei der Untersuchung des Einflusses des Druckes auf die Zählung der Kondensations-Kerne haben wir zwei Fälle zu unterscheiden: den Einfluss des Expansionsverhältnisses im Kernzähler und ein Phänomen,Schlarb-Effekt, demzufolge die Zahl der Kerne, welche bei reduziertem Druck gefunden wird, beträchtlich kleiner ist, als man entsprechend dem Verhältnis der Drucke erwarten würde.Unsere Untersuchung des Einflusses des Überdruckes (der Übersättigung) auf die Zählung der Kerne mittels eines absoluten Kernzählers (vom Aitken Typus) mit mikrophotographischer Registrierung zeigte, dass die perzentuelle Zahl der Tröpfchen im ersten Schauer abnimmt und in den darauffolgenden Schauern zunimmt, wenn der Überdruck von 160 auf 80 mm Hg abnimmt. Eine Verminderung des Überdruckes von 160 auf 80 mm, welche einer Reduktion des Expansions-Druckverhältnisses von 1.21 auf 1.11 (oder der Übersättigung von 345 auf 195%) entspricht, setzt die Zahl der gemessenen Kerne im Mittel um 24% herab. Dies ist in guter Übereinstimmung mit den Befunden vonFoitzik im Jahre 1950, der für seine Experimente einen grossen Scholz Kernzähler verwendete.Bezüglich desSchlarb-Effekts fanden wir, dass die Abweichungen der gemessenen Konzentrationen von Kondensationskernen beträchtlich sind, wenn die Bedingungen, unter denen die Messungen angestellt werden, sehr verschieden sind von denen, unter welchen die Eichung des photo-elektrischen Kernzählers ausgeführt wurde. Die perzentuelle Herabsetzung der erwarteten Konzentration wächst mit abnehmendem Druck; sie wächst im Mittel aller Fälle von 30 auf 58%, wenn der Druck von 600 auf 200 mm Hg abnimmt. Bei allen Drucken ist die Verminderung etwas grösser bei kleinen Kernen als bei grossen, und mit abnehmendem Druck wächst die Differenz des Effekts für kleine und grosse Kerne.Wir haben ferner Experimente mit einem grossen Gefäss von 283 Litern Inhalt ausgeführt, in welchem die durch Diffusion und Sedimentation verursachten Gesamtverluste während unserer Experimente niemals 1% überstiegen haben und keine Verluste durch Nebelbildung während des Auspumpens vorgekommen sind. Die Resultate dieser Experimente zeigen, dass die durch denSchlarb-Effekt erzeugte Reduktion mit zunehmender Konzentration zunimmt, wenn der Druck auf die Hälfte gesenkt wird. Die mittlere perzentuelle Reduktion der erwarteten Konzentration betrug bei 380 mm Hg 20% für Konzentrationen zwischen 70 und 410 Kernen pro cm³, und 52% für solche von 18900 bis 44000 Kernen.Unsere Experimente haben bewiesen, dass bei niedrigerem Druck die nicht gezählten Kerne vorhanden sind, aber aus irgendwelchen Gründen nicht als Zentren der Kondensation wirken. Der gefundene Verlust von 7% kann wohl dem unvermeidlichen Schwund während der Auspumpens des grossen Gefässes und der nachträglichen Füllung mit filtrierter Luft zugeschrieben werden.Es gibt zwei Wege, den Druckeffekt nachSchlarb zu beseitigen: Der erste, der allein empfohlen werden kann, bringt den Druck einer grossen, rasch in ein Gefäss von beträchtlicher Grösse gesaugten Probe mittels filtrierter Luft auf Normaldruck. Der zweite, bei dem der Druck im Nebelrohr eines photo-elektrischen Kernzählers, welcher die bei niedrigerem Druck gesammelte Probe enthält, auf Normaldruck gebracht wird, muss abgelehnt werden, da die Zahl der Kerne, welche nach Wiederherstellung des Ausgangsdruckes gefunden werde, sehr von der Geschwindigkeit abhängt, mit der der niedrigere Druck auf den ursprünglichen gebracht wird. Die sehr verschiedenen Konzentrationen, welche erhalten werden, sind durch die verschiedene Verteilung der Kernkonzentration und daher der Nebeldichte entlang des Lichtstrahles nach der Expansion bedingt; diese komplizierte Verteilung der Nebeldichte ist durch die verschiedene Geschwindigkeit, mit der die filtrierte Luft ins Nebelrohr strömt, verursacht, welche sich schwer steuern oder standardisieren lässt.

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The research reported in this article has been sponsored and supported 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 No. AF 61 (052) - 26 and Supplemental Agreement Nos. 1 & 2, through the European Office, ARDC in Brussels.     

Die anomale Jahresschwankung des Wärmeinhalts im Englischen Kanal,ihre Ursachen und Auswirkungen

Zusammenfassung Es wird der Nachweis erbracht, da die Zunahme des Wärmeinhalts im Englischen Kanal vom winterlichen Minimum bis zum sommerlichen Maximum den Wärmeumsatz zwischen Atmosphäre und Hydrosphäre in dem gleichen Zeitraum wesentlich übersteigt. Zum Teil ist sie sogar gröer, als Sonnen- und Himmelsstrahlung bedingen können. Ein vielseitiges Beobachtungsmaterial erlaubt es, enge kausale Verknüpfungen mehrerer hydrosphärischer und atmosphärischer Vorgänge im Kanal aufzuzeigen, die zu diesem scheinbaren Paradoxon beitragen. Sie lassen sich letzten Endes alle auf das Zusammenwirken der starken Gezeitenstrommischung, die innerhalb des Kanals jede thermische Schichtung des Wassers auflöst; mit dem Wasserhaushalt des Kanals zurückführen. Damit ist zugleich an einem Beispiele gezeigt, unter welch en Voraussetzungen und auf welchen Wegen die Gezeiten des Meeres Einflüsse auf die hydrographischen und klimatischen Verhältnisse eines Seegebietes ausüben können.

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The anomalous annual variation of heat content in the water of the English Channel, its causes and effects

Summary The increase of heat content in the water of the English Channel from its minimum in winter to its maximum in summer (W ) is proved considerably to exceed the exchange of heat between air and water in the same period. Even the whole effect of the radiation of sun and sky is not sufficient to explain this phenomenon. By aid of a large and manifold mass of observations, close causal interrelations between several hydrospheric and atmospheric processes can be pointed out which contribute to this apparent paradox.

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Herrn Prof. Dr. G. Wüst zu seinem 60. Geburtstag in Verehrung gewidmet.     

Oceanic thunderstorms

Summary The oceanic thunderstorm has long been a difficult phenomenon to investigate. The diurnal variation of these storms together with that of land based storms is essential in providing the statistical correlation between global thunderstorm activity and oceanic potential gradients upon which the classical explanation of the maintenance of the earth's electric charge is based. A data base of over seven million synoptic observations by ships throughout the world ocean has been analyzed to give a fresh approach and insight to the universal time variation of ocean areas affected by thunderstorms. According to these data, the annual average of this ocean area has a mean of 202×10⁴ km² with a diurnal peak of 240×10⁴ km² in the interval of 1800 to 2400 GMT. A diurnal minimum is observed to be 167×10⁴ km² in the interval of 0600 to 1200 GMT.

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Zusammenfassung Es war lange Zeit schwierig, die ozeanischen Gewitter zu untersuchen. Die klassische Erklärung für die Aufrechterhaltung der elektrischen Erdladung gründet sich auf den Zusammenhang zwischen dem luftelektrischen Potentialgefälle auf See und der weltweiten Gewittertätigkeit, wofür die Kenntnis der Tagesgänge der Gewitter über Land und über den Ozean eine wichtige Voraussetzung bilden. Beobachtungsmaterial mit mehr als sieben Millionen synoptischen Beobachtungen — gewonen von Schiffen auf allen Ozeanen — wurde ausgewertet um auf eine neue Weise die von Gewittern bedeckten ozeanischen Flächengrösse in ihrer nach Weltzeit verlaufenden Variation zu untersuchen. Es stellt sich heraus dass das Jahresmittel dieser Flächengrösse bei 202·10⁴ km² liegt, mit einem tageszeitlichen Höchstwert von 240·10⁴ km² in der Zeit zwischen 1800 und 2400 GMT. Ein tageszeitlicher Mindestwert wurde zu 167·10⁴ km² gefunden, welcher zwischen 0600 und 1200 GMT auftritt.

     

The influence of air-flow on the determination of the diffusion coefficient of heterogeneous aerosols by the dynamic method

Summary The influence of heterogeneity on the determination of the diffusion coefficient by the dynamic method is investigated for polydisperse aerosols with various Gaussian particle size distributions.It is further shown, theoretically and experimentally, that the misapplication ofGormley's formula to polydisperse aerosols must give different apparent diffusion coefficients when they are determined with the same air-flow by two batteries having different dimensions and numbers of channels. On the other hand, the apparent diffusion coefficients as measured by two diffusion batteries with different constants can be equalized by selecting the air-flows through the batteries so that (a/3.77bLc)Q for the two batteries is constant wherea, b, L are the dimensions of the channels,c their number andQ the air-flow.The dependence of the apparent diffusion coefficient on air-flow was tested in a new experimental set-up with reduced length of connecting tubing of anti-static rubber. The results of these experiments confirm previous findings.

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Zusammenfassung Der Einfluss der Heterogenität auf die Bestimmung des Diffusionskoeffizienten mit der dynamischen Methode wurde für polydisperse Aerosole mit verschiedenen Gauss-schen Verteilungen der Teilchengrösse untersucht.Es wurde weiter theoretisch und experimentell gezeigt, dass die unzulässige Anwendung vonGormley's Formel auf polydisperse Aerosole verschiedene virtuelle Diffusionskoeffizienten geben muss, wenn sie mit der gleichen Luftstromgeschwindigkeit mittels zweier Diffusions-Batterien bestimmt werden, welche verschiedene Dimensionen und Anzahl von Kanälen haben. Andererseits können die virtuellen Diffusionskoeffizienten, wie sie mittels zweier Batterien mit verschiedenen Konstanten erhalten werden, einander angeglichen werden, wenn man die Luftstromgeschwindigkeit durch die Batterien so wählt, dass (a/3.77bLc)Q für die beiden Batterien konstant ist, wobeia, b, L die Dimensionen der Kanäle,c ihre Zahl undQ die Luftstromgeschwindigkeit bezeichnen.Die Abhängigkeit des virtuellen Diffusionskoeffizienten vom Luftstrom wurde in einer neuen experimentellen Anordnung mit reduzierter Länge der Verbindungs-Schläuche aus anti-statischem Material geprüft. Die Resultate dieser Experimente bestätigen frühere Befunde.

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The research reported in this article has been sponsored and supported 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 No. AF 61(052)-26 and Supplemental Agreement No. 1, through the European Office, ARDC in Brussels.     

Einige Probleme der geoelektrischen Bodenverfestigung

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

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

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

Beziehungen zwischen Globalstrahlung,Sonnenscheindauer und Bewölkung

Zusammenfassung Es werden Zusammenhänge zwischen der Globalstrahlung, der relativen Sonnenscheindauer und der Bewölkung diskutiert. Das Verhältnis der Globalstrahlung bei völlig bedecktem Himmel zur Globalstrahlung bei völliger Wolkenlosigkeit ist eine klar definierte geophysikalische Grösse, die offenbar über grössere Räume hinweg konstant ist. Sie zeigt einen schwachen verständlichen Jahresgang und hat eine physikalische Bedeutung, indem sie die Struktur der Bewölkung charakterisiert. Die Konstante «a» derÅngströmschem GleichungI _M =I ₀[1+(1–a)M] ist demgegenüber in hohem Masse von der Art der Berechnung abhängig. Sie hat nur die Bedeutung einer Konstanten in einer Interpolationsformel. Dabei ist die Voraussetzung des linearen Zusammenhanges zwischen Globalstrahlung und Bewölkung oder relativer Sonnenscheindauer in Bochum nur in bescheidenem Masse erfüllt. Es werden eine Reihe von Zahlenwerten füra und das Verhältnis der Globalstrahlung bei bedecktem und wolkenfreiem Himmel mitgeteilt.

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Summary Some relations between the total radiation of sun and sky, the sunshine and the cloudiness are discussed. The relation of the total radiation on completely overcast days and on perfectly clear days is a well defined geophysical quantity, wich is constant about rather a large area of the earth. It has a slight but intellegible annual variation and has a physical meaning characterizing the structure of the clouds. Compared to this the constant ofÅngström's equationI _M =I ₀[1+(1–a)M] largely depends on how it is calculated. It is only the coefficient of a formula of interpolation. The supposing of a linear connection between the total incoming radiation and the cloudiness or the relative duration of sunshine is only fullfilled in a moderate degree. Some figures of «a» and the relation above mentioned are given.

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Résumé Les relations entre la radiation globale du soleil et du ciel, la durée de l'insolation et la nébulosité sont discuté. La proportion entre la radiation globale du ciel totalement couvert et du ciel totalement éclairci est une grandeur géophysique bien definie, laquelle est constante pour un éspace de la terre assez grand. Elle a une variation annuelle petite mais explicable et elle peut characteriser la structure moyenne des nuages. D'autre côté la constante «a» de l'équation deÅngström I _M =I ₀[1+(1–a)M] est très dependante du procès du calcul, elle est seulement la constante d'une équation d'interpolation. La supposition d'une relation linéaire entre la radiation globale et la nébulosité ou la durée rélative de l'insolation est remplie seulement en mesure réduite. Quelques valeurs du facteur «a» et de la proportion susmentionnée sont données.

     

Die Höhen- und Zeitabhängigkeit des Austauschkoeffizienten in der Bodenschicht

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

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

     

Zur Berechnung der latenten und fürhlbaren Wärmeströme von der Meeresoberfläche an die Luft

Zusammenfassung Ausgehend von der Temperaturänderung eines Einheitsvolumens einer inkompressiblen Strömung werden die Gleichungen für den Transport von Bewegungsgröße und von fühlbarer und latenter Wärme bestimmt. Mit der Annahme, daß die Temperaturschichtung in den untersten 10 cm vernachlässigbar ist, kann man aus den vorhandenen Messungen der Schubspannung bei adiabatischer Schichtung die Schubspannung bei nichtadiabatischer Schichtung berechnen, wenn man voraussetzt, daß die Windgeschwindigkeit einem Potenzgesetz der Höhe gehorcht und die Schubspannung höhenkonstant ist. Aus diesen Schubspannungswerten kann man den turbulenten Diffusionskoeffizienten für den Transport von Bewegungsgröße bestimmen. Nimmt man weiter an, daß sich die turbulenten Diffusionskoeffizienten für die drei Transporte nicht unterscheiden und daß auch die Temperatur und Feuchte einem Potenzgesetz der Höhe gehorchen, dann kann man aus den Temperatur-und Feuchtemessungen in zwei Höhen und einer Windgeschwindigkeitsmessung den fühlbaren und latenten Wärmestrom berechnen. Ein Vergleich mit denJacobs'schen Formeln für die Verdunstung und den Transport von fühlbarer Wärme zeigt, daß die Ergebnisse nur für mittlere Windgeschwindigkeiten gut übereinstimmen. Für höhere Windstärken liefern dieJacobs'schen Formeln viel zu kleine Werte.

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Summary From the change of potential temperature of unit volume of an incompressible fluid, the transport equation for sensible and latent heat and for momentum have been determined. Neglecting the influence of temperature stratification on the lowest 10 cm and assuming the wind speed to follow a power law of height and the shearing stress to be independent of height, it is possible to determine the shearing stress for nonadiabatic conditions from the measurements of the shearing stress for adiabatic stratification. From the shearing stress one may determine the eddy diffusivityK(z). Assuming the three coefficients for turbulent diffusion to be identical and the temperature and humidity to follow a power law of height, one can determine the latent and sensible heat transfer from temperature and humidity measurements at two heights and one wind speed measurement. Comparison withJacobs's formulas for the evaporation and sensible heat transfer shows that the results agree only for medium wind speed. For larger wind velocitiesJacobs's formulas yield much too low values.

     

A condensation nuclei counter with photographic recording

Summary A condensation nuclei counter based onAitken's principle is described and depicted. It permits simultaneous observations of the graticule by two persons or the observation of the graticule by one person and the synchroeous photographic recording of the droplets on 35 mm film strip or single plates. With one exposure, the droplets on 24 squares of the millimetre graticule can be recorded so that a repetition of the necessary operations required by other counters in order to obtain an average count becomes superfluous and the time taken for one experiment is reduced to three quarters of a minute. The limitation to five droplets per square mm recommended for all hitherto existing nuclei counters with eye observations is removed when the droplets and the graticule are photographed. By the use of a special sealing arrangement and by employment of vacuum taps which proved most satisfactory with the previous construction of a photo-electric nuclei counter, leakages are practically impossible. The glass windows of the receiver are interchangeable with plates of conducting glass which can be heated by the passage of an electric current. The construction ensures that the 1 cm distance above the graticule is always maintained, independent of the tightening of the sealing arrangement. The receiver is equipped with a stirrer operated from outside by a permanent magnet. Two easily detached pumps are provided; one for purifying the air in the receiver and for the dilatation, the other for sucking the sample of impure air into the receiver. The adiabatic cooling in the receiver can be produced e. g. by means of an expansion pump. The method of measuring is discussed. Examples of records are reproduced. Applications and the development of a fully automatic recording nuclei counter are indicated.

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Zusammenfassung Ein Kernzähler, derAitkens Prinzip benützt, wird beschrieben und abgebildet. Er gestattet die gleichzeitige Beobachtung des Zählglases durch zwei Personen oder die Beobachtung des Zählglases durch eine Person und die gleichzeitige photographische Registrierung der Tröpfchen auf Kino-Normalfilm (von 35 mm) oder Platten. Miteiner Aufnahme können die Tröpfchen auf 24 Quadraten des in Quadratmillimeter geteilten Zählglases festgehalten werden, so dass eine Wiederholung der erforderlichen Operationen, welche bei allen anderen Kernzählern vorgeschrieben sind, um Mittelwerte der Einselzählungen zu erhalten, überflüssig ist und die Dauereines vollständigen Experimentes auf dreiviertel Minuten reduziert wird. Die Beschränkung auf fünf Tröpfchen per Quadratmillimeter, welche für die meisten bisherigen Kernzähler bei Augenbeobachtungen empfohlen wird, wird aufgehoben, wenn die Tröpfchen und das Zählglas photographiert werden. Durch eine spezielle Dichtungseinrichtung und durch Verwendung von Vakuum-Hähnen, welche sich bei der Konstruktion eines photo-elektrischen Kernzählers so sehr bewährt haben, ist Undichtwerden des Rezipienten praktisch unmöglich. Die Spiegelglasfenster des Rezipienten können gegen solche aus leitendem Glas ausgetauscht werden, welche mittels eines durch sie geschickten elektrischen Stromes geheizt werden können. Die Konstruktion gewährleistet, dass der Abstand (1 cm) oberhalb des Zählglases stets erhalten bleibt, unabhängig vom Drucke, der auf die Dichtung ausgeübt wird. Der Rezipient ist mit einem Rührer ausgestattet, der von aussen durch einen permanenten Magneten betätigt wird. Es sind zwei Pumpen vorgesehen, die leicht abnomontiert werden können; die eine ist für die Reinigung der Luft im Rezipienten und für die Dilatation zur Herbeiführung des Tropfenfalles bestimmt, die andere dient zum Einsaugen der zu untersuchenden Luftprobe in den Rezipienten. Die adiabatische Abkühlung im Rezipienten kann z.B. mittels der Dilatationspumpe erzeugt werden. Die Messmethode wird beschrieben. Probe von photographischen Registrierungen der Tröpfchen auf dem Zählglase werden reproduziert. Einige Anwendungen und die Entwicklung eines voll-automatisch registrierenden Kernzählers wird angedeutet.