Über den planetarischen Austausch der Vorticity und des Rotationsmoments

Zusammenfassung Die VorstellungenW. Ferrels (1861) undC. G. Rossbys (1947) über die Wirkung des planetarischen Meridionalaustausches auf das mittlere West-Ost-Windfeld, welche auf den ersten Blick gegensätzlich erscheinen, sind durchaus miteinander vereinbar. Sowohl das Rotationsmoment (nachFerrel) als auch die absolute Vorticity (nachRossby) treten im weiträumig-meridionalen Austausch als austauschbare Größen auf; das erstere allerdings nur im monotropen Teil dieses Austausches, die letztere nur, soweit keine Massenmischungen vorkommen. Das mittlere planetarische Westwindfeld oberhalb 4 km Höhe kann als Gleichgewichtszustand folgendermaßen erklärt werden: Der polwärts fließende Transport von Westwindimpulsen, den der Austausch des Rotationsmoments (oberhalb 4 km) leistet, ergänzt im Polargebiet den Verlust an Vorticity, welcher dort durch den äquatorwärts fließenden Transport der Vorticity (im Vorticityaustausch) entsteht. Die planetarische Polarfront gewinnt hierdurch einen neuen Aspekt.

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Summary The conceptions ofW. Ferrel (1861) andC. G. Rossby (1947) concerning the effect of the planetary meridional exchange on the average west-east-wind field, which seem to be contrary at the first glance, are absolutely compatible with each other. Both the angular momentum (according toFerrel) and the absolute vorticity (according toRossby) appear as exchangeable values in the world-wide meridional exchange; the first one, however, only in the monotropic part of this exchange, and the latter only as far as no mass mixing takes place. The average planetary field of westerlies above 4 km. a.s.l. can be explained as state of equilibrium as follows: The transport of westwind impulses flowing towards the pole, effected by the angular momentum (above 4 km.), supplies the loss of vorticity in the polar area which there is caused by the transport of vorticity flowing towards the equator. Thereby the planetary polar front obtains a new aspect.

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Résumé Les idées deW. Ferrel (1861) et deC. G. Rossby (1947) relatives à l'effet de l'échange turbulent méridien à l'échelle planétaire sur le champ moyen de vent Ouest-Est qui à première vue paraissent opposées sont pourtant parfaitement conciliables. Le «moment de rotation» (selonFerrel) aussi bien que l'«absolute vorticity» (selonRossby) apparaissent comme des grandeurs échangeables dans l'échange turbulent méridien à grande échelle, le premier il est vrai seulement dans la partie «monotrope» de cet échange, la seconde seulement s'il n'y a pas de mélange de masses. Le champ moyen de vent d'Ouest planétaire au-dessus de 4 km. considéré comme état d'équilibre peut s'expliquer de la manière suivante: le transport vers le pôle d'impulsions de vent d'Ouest que fournit l'échange turbulent du moment de rotation (au-dessus de 4 km.) remplace dans les régions polaires la perte de «vorticity» qui prend naissance dans le transport de celle-ci vers l'équateur (dans l'échange turbulent de vorticity). Le «front polaire planétaire» revêt par là un aspect nouveau.

     

Die Schneehöhen in den Ostalpen und die Bedeutung der winterlichen Temperaturinversion

Zusammenfassung Aus den Beobachtungsergebnissen von ungefähr 400 Stationen wird die Höhenverteilung der mittleren maximalen Schneehöhen für das Gesamtgebiet und für vier nach Luv- oder Leelage und nach Exposition gegen Sonnenstrahlung verschiedene Teilgebiete abgeleitet und in graphischer Darstellung (Abb. 1) veranschaulicht. Dabei zeigt sich, daß in der allgemeinen, aber nicht linearen Zunahme mit der Höhe in 1000 bis 1100 m Höhe eine sprunghafte Abnahme mit der Höhe eingeschaltet ist. Darüber nehmen die maximalen Schneehöhen wieder zu. Aus einer Darstellung der Januarmittel der Temperatur aller Stationen in ihrer Höhenabhängigkeit (Abb. 2) wird ersichtlich, daß in 900 bis 1100 m Höhe eine Inversion liegt, die eine kältere, nebelreiche und strahlungsarme Grundschicht von der Zone des strahlungsreichen winterlichen Höhenklimas trennt und damit auch die sprunghafte Änderung in der Höhenverteilung der mittleren maximalen Schneehöhen erklärt. Die Abweichungen der mittleren maximalen Schneehöhen in den einzelnen Teilgebieten vom Gesamtdurchschnitt sind zum Teil oberhalb und unterhalb der Temperaturinversion verschieden und werden teils aus der Niederschlagsverteilung, teils aber aus dem Einfluß der Temperatur- und Strahlungsfaktoren auf die Konservierung der Schneedecke erklärt.

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Summary From the results of observations, gained in about 400 stations, the distribution of mean maximal snow depths for the whole area and for four portions of it is derived and plotted (Fig. 1). These four portions of area are chosen as to windward or lee side and as to their exposition to insolation. It is shown that the general but not linear increase of snow depth with the altitude in 1000 to 1100 meters is interrupted by a precipitous decrease of depth. Above this altitude the maximal depth of snow is increasing again. The mean temperatures of January in all stations in their dependence on the altitude give the result that in 900 to 1100 meters an inversion can be stated that separates a colder, foggier and less radiated basic layer from the zone of the more radiated winterly high level climate. The precipitous change in the distribution of the mean maximal depth of snow finds in this way its explanation. The departures of the mean maximal depths of snow in the individual portions of the area from the total average are partly different above and below the inversion of the temperature. Those departures are explained partly by the distribution of precipitation and partly by the influence of temperature and radiation upon the lastingness of the snow layers.

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Résumé La distribution de l'épaisseur maximum moyenne de neige pour le territoire entier et les quatre portions du territoire est dérivée et représentée dans un diagramme (fig. 1) des résultats d'observation d'environ 400 stations. Ces quatre portions ont été choisies selon le côté sous le vent ou du vent et d'après leur exposition à l'insolation. Il est démontré que l'accroissement général mais pas linéaire de l'épaisseur de neige avec l'altitude est interompue à 1000 ou 1100 mètres d'altitude par un décroissement précipité de l'épaisseur de neige. Au dessus de cette altitude l'épaisseur maximum de neige s'accroît de nouveau. Les températures moyennes de janvier de toutes les stations et leur dépendance de l'altitude (fig. 2) donnent le résultat qu'en 900 à 1100 mètres une inversion est située, séparant une couche fondamentale plus froide, nébuleuse et pauvre en radiation, de la zone du climat d'altitude hivernal qui est riche en radiation. Avec cela s'explique le changement précipité dans la distribution de l'épaisseur moyenne de neige. Les déviations des épaisseurs maxima moyennes de neige dans les portions diverses du territoire de la moyenne totale diffèrent en partie au-dessus et audessous de l'inversion de température. Ces déviations sont expliquées en partie par la distribution des précipitations et en partie par l'influence de la température et de la radiation sur la conservation des couches de neige.

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Mit 2 Textabbildungen.     

Partialwellen in den halb- und vierteltäglichen gezeitenartigen Schwingungen der Atmosphäre

Zusammenfassung Es werden die Formen der möglichen Partialwellen in den atmosphärischen Gezeiten angegeben. Eine Analyse der geographischen Verteilung der halbtäglichen Luftdruckschwankung nach diesen Partialwellen zeigt, daß neben den seit langem bekannten Wellentypen, der wandernden (S ₂ ² ₂) und der stehenden (S ₂ ⁰ ₂) Welle, auch noch eine dritte Welle (S ₂ ³ ₃) mit beachtlicher Amplitude auftritt. Sie besteht aus einem System von drei Hoch- und drei Tiefdruckgebieten (Abb. 2), das in 3/2 Tagen die Erde umkreist. Ein Vergleich zwischen entsprechenden Partialwellen im Druck und in der Temperatur führt zur Aufstellung einer empirischen Resonanzkurve für die thermische Erregung. Ebensolche Analysen wurden für die Ortszeitglieder der vierteltäglichen Druckschwankungen und ihre jahreszeitlichen Variationen durchgeführt.

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Summary The patterns of the possible component waves in the atmospheric tides are described. A decomposition of the geographical distribution of the semidiurnal pressure oscillation into these component waves shows, that there exists a third wave (S ₂ ³ ₃) with appreciable amplitude besides the well known migrating (S ₂ ² ₂) and standing (S ₂ ⁰ ₂) waves. It consists of three high and three low pressure areas (Fig. 2) moving around the earth in 3/2 days. Comparisons between corresponding component waves in the pressure and temperature lead to the establishment of an empirical resonance curve for the thermal excitation. Similar decompositions have been made for the local time waves in the six-hourly pressure oscillations and their seasonal variations.

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Résumé L'auteur expose la structure des ondes partielles de la marée atmosphérique. Une analyse de la distribution géographique de la variation semi-diurne de la pression atmosphérique révèle qu'il existe, outre les ondes migratoires (S ₂ ² ₂) et fixes (S ₂ ⁰ ₂) bien connues, une troisième onde (S ₂ ³ ₃) à amplitude notable. Elle consiste en un système de trois aires de hautes et de basses (Fig. 2) pressions circulant autour du globe en un jour et demi. En comparant les ondes partielles de pression et de température, on peut dresser une courbe empirique de résonnance pour l'excitation thermique. Des analyses analogues ont été faites pour les oscillations d'un quart de jour de la pression et leur variation saisonnière.

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Mit 3 Textabbildungen

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Die Untersuchungen, über die hier berichtet wird, wurden bei einem mehrmonatigen Besuch im Department of Meteorology der New York University angestellt. Dieser Besuch wurde ermöglicht durch Zuwendungen des Geophysics Research Directorate of Air Force Cambridge Research Center, Air Research and Development Command, unter dem Contract No. AF 19 (604)-1006.     

Über den „Taucheffekt” bei der Lichtmessung über und unter Wasser

Zusammenfassung Das Verhältnis der meßbaren Intensitäten in einem Lichtmeßgerät flacher Bauart dicht unter und über Wasser wird Taucheffekt genannt. Dieses Verhältnis weicht von der wahren Relation der Lichtintensitäten innerhalb weiter Grenzen ab. Entsprechend den verschiedenen optisch-geometrischen Bedingungen bei Opal-, Klarglas- und Mattscheiben gibt es drei verschiedenartige Taucheffekte.Opal- und Mattscheiben verhalten sich gegensätzlich, ihre Taucheffektbereiche liegen unterhalb, bzw. oberhalb des gut definierbaren Klarglaswertes. Dieser bildet für Opalglas die obere, für Mattglas die untere Grenze. Die untere Grenze für Opalglas ist annähernd bestimmt, die obere Grenze für Mattglas nicht. Kunststoffgläser mit ihren niedrigeren Brechungszahlen ergeben noch breitere Taucheffektbereiche als Silikatgläser.Das Verhältnis der tatsächlichen Intensitäten liegt im Bereich des Opalglas-Taucheffekts. Es muß daher möglich sein, ein Opalglas herzustellen, mit dem ein Lichtmeßgerät über und unter Wasser richtig zeigt.Opal- und Mattgläser weisen einen Oberflächeneffekt, d. h. einen Totalreflexionsfehler in der Nähe der Wasseroberfläche auf, dessen Zusammenhang mit dem Taucheffekt geklärt wird.Es wird eine einfache Vorrichtung angegeben, um bei Taucheffekt-Bestimmungen den Totalreflexionsfehler zu vermeiden.

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Summary The ratio of light intensities just below and above a water surface as measured by a light meter of disk-shaped design is called immersion effect. This ratio differs within a wide margin from the ratio of the true intensities. According to the different optical-geometrical conditions of light transmission through opal, clear and ground glass three different types of the immersion effect can be distinguished.The immersion effect of opal glass is lower, and that of ground glass higher than the (well defined) value for clear glass. The latter is the upper margin for opal glass, and the lower margin for ground glass. The lower margin for opal glass is approximately defined while the upper margin for ground glass is indefinite. Plastic glasses with their low index of refraction cause an even wider range of the immersion effect than silicate glasses.The true ratio of light intensities lies within the range of the immersion effect of opal glass. Therefore, it should be possible to design a light meter with an opal filter which gives correct readings above and below the water surface.When placed closely beneath the water surface opal and ground glass show an additional surface effect. It is caused by total reflection at the water surface. Its relation to the immersion effect is discussed.A simple device is described which eliminates the surface effect and permits accurate determinations of the immersion effect.

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Résumé Le rapport entre les intensités mesurées par un photomètre plat directement sous la surface de l'eau et au-dessus de celle-ci est appelé «effet de plongée»; il diffère de la relation véritable des intensités lumineuses dans de larges limites. Par suite des propriétés optiques différentes des disques de verre opalin, transparent ou mat, il existe trois effets de plongée différents.Les disques opalins et mats se comportent de façon contraire; leurs domaines d'effet de plongée se trouvent au-dessous et au-dessus de la valeur bien définie correspondant au verre transparent. Celle-ci constitute pour le verre opalin la limite supérieure, pour le verre mat la limite inférieure. La limite inférieure pour le verre opalin est à peu près définie, la limite supérieure pour le verre mat ne l'est pas. Les verres synthétiques à indices bas ont des domaines d'effet de plongée encore plus larges que les verres à silicates.Le rapport véritable des intensités se trouve dans le domaine de l'effet de plongée du verre opalin. Il doit donc être possible de préparer un verre opalin à l'aide duquel un photomètre fonctionne correctement dans et sur l'eau.Les verres opalins et mats présentent un «effet de surface», c'est-àdire une erreur de réflexion totale au voisinage de la surface de l'eau, dont on explique la relation avec l'effet de plongée.On donne un dispositif simple permettant d'éviter l'erreur de réflexion totale.

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Mit 11 Textabbildungen

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Diese Arbeit ist dem Andenken anFranz Sauberer gewidmet. Sie enthält manche Antwort auf methodische Grundfragen, um deren KlärungSauberer stets gewissenhaft bemüht war. Dem lieben, unvergessenen Kollegen sei damit wenigstens in memoriam der Dank erstattet, den ihm der Verfasser für Anregung und Kritik schuldet.     

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

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

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

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

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Mit 7 Textabbildungen     

Über den Strahlungshaushalt der Ozeane auf der Nordhalbkugel

Zusammenfassung Unter Verwendung vorliegender Ergbbnisse von Strahlungsmessungen und kartenmäßiger Darstellungen über Lufttemperatur, Psychrometerdifferenz, Wassertemperatur und Bewölkung wurde eine Abschätzung der Strahlungsbilanz der Ozeane der Nordhalbkugel vorgenommen. Hierbei wurde schrittweise aus Sonnen- und Himmelsstrahlung unter Berücksichtigung der Reflexion und Bewölkung die kurzwellige Strahlungsbilanz und aus der Ausstrahlung und der in einfacher Weise berechneten Gegenstrahlung die langwellige Bilanz gebildet, worauf aus beiden die Gesamtstrahlungsbilanz hergeleitet wurde. Die Karten der Verteilung der Strahlungsbilanz über die Ozeane zeigen, daß im Winter der Einfluß der geographischen Breite vorherrscht, im Sommer hingegen die Bewölkungsverhältnisse bestimmend sind. Im Westen der nördlichen Teile beider Ozeane spiegeln sich die stark abweichenden Wassertemperaturen in der Strahlungsbilanz wider.Ein Vergleich mit den vonAlbrecht für einige Punkte berechneten Strahlungsbilanzen ergibt in unserem Fall meist um 80 bis 120 cal/cm² pro Tag höhere positive Bilanzwerte.

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Summary On the basis of available results of radiation measurements and maps of air temperature, psychrometer difference, water temperature, and cloudiness, the radiation balance of the oceans of the northern hemisphere is estimated. The short-wave radiation balance is gradually determined from solar and sky radiation with due consideration of reflection and cloudiness, whereas the long-wave balance is deduced from outgoing terrestrial radiation and atmospheric radiation, the latter one calculated by a simple method; from both is then derived the total radiation balance. Maps of the distribution of radiation balance over the oceans show the predominant influence of the geographical latitude in winter, whereas conditions of cloudiness are the determining factor in summer. In the west of the northern parts of both oceans the strongly divergent water temperatures become manifest in the radiation balance. A comparison shows that the obtained radiation balances exceed, in most cases, by 80 to 120 cal/cm² per day those calculated for certain points byAlbrecht.

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Résumé Le présent travail représente un essai d'estimation du bilan de rayonnement des océans de l'hémisphère nord sur la base des données disponibles de rayonnement et de cartes de températures, des différences psychrométriques, de la température de l'eau et de la nébulosité. On a établi par approximations successives d'une part le bilan du rayonnement à courte longueur d'onde à l'aide du rayonnement solaire et céleste en tenant compte de la réflexion et de la nébulosité, d'autre part celui du rayonnement à longue longueur d'onde à l'aide des rayonnements terrestre et atmosphérique; les deux conduisent au bilan total. Les cartes représentant la distribution du bilan de rayonnement sur les océans montrent qu'en hiver l'influence de la latitude est prépondérante tandis qu'en été celle de la nébulosité l'emporte. A l'ouest des parties nord des deux océans les anomalies de température de l'eau se répercutent dans le bilan de rayonnement.Une comparaison des résultats obtenus met en évidence un excès de 80 à 120 cal/cm² par jour par rapport aux valeurs du bilan de rayonnement calculées parAlbrecht pour quelques points particuliers.

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Mit 3 Textabbildungen.     

Über den Mechanismus der unperiodischen Schwankungen der allgemeinen Zirkulation der Nordhalbkugel

Zusammenfassung Nach der Methode der Chicagoer Meteorologen-Schule unterscheidet man in der großen allgemeinen Zirkulation der Atmosphäre der gemäßigten Breiten rund um die ganze Nordhalbkugel zwei gegensätzliche Haupttypen: den High Index und den Low Index. Diese Typen beherrschen zeitweise für einige Zeit das Bild der allgemeinen Zirkulation der mittleren und höheren Breiten. Es war nun von Wichtigkeit festzustellen, welche Vorgänge sich in der Atmosphäre beim Übergang von dem einen zum anderen Zirkulationstypus abspielen und wie der innere Mechanismus dieser Umwandlung gestaltet ist. Eine Untersuchung dieser Art bildet den Inhalt der folgenden Arbeit, die ich an der Hand des umfangreichen Materials der Nordhemisphäre des Winterhalbjahres 1951/52 ausgeführt habe.Die Umwandlung eines Low in einen High Index-Typ ist charakterisiert durch folgende Merkmale: Auftreten eines ausgeprägten Druckanstieges und einer gleichzeitig auftretenden Erwärmung in der gesamten Troposphäre über dem subtropischen westlichen Atlantik während der Andauer eines gut ausgeprägten Low Index. Ausbreitung dieses Einflusses (Wärmewelle großräumiger Natur) auf bevorzugter Bahn rund um die Nordhalbkugel. Zerstörung der Kältezungen oder Tröge des Druckfeldes der Low Index-Zirkulation (cut off-Prozesse) und Ausbildung eines mehr zonalen Jetstream in höheren Breiten. Ähnliche Wärmevorstöße stellen sich auch über dem Westpazifik ein, jedoch sind die westatlantischen in der bearbeiteten Jahreszeit stärker, wobei jahreszeitliche Unterschiede bestehen. Das Endresultat des Umwandlungsprozesses ist die Kontraktion des zirkumpolaren Wirbels gegen die höheren Breiten zu bei gleichzeitig beträchtlicher Abkühlung der polaren Atmosphäre.Die Umandlung des High Index-in einen Low Index-Typ wird eingeleitet druch Kälteausbrüche aus dem Polargebiet, das zu dieser Zeit besonders kalte Struktur aufweist (cold dome). Die Hauptausbrüche sind an bestimmte geographische Stellen gebunden (Nordostasien, Alaska-Nordwestkanada, Grönland-Island). Die folgende Ausbildung von Kaltluftzungen mit entsprechend dazwischen liegenden Wärmevorstößen aus Süden ist begleitet von einer starken Mäanderung (Wellenbildung) im Jetstream, dessen mittlere Lage nun südlicher ist. Die Folge dieser Bildungen ist die Verdrängung der Kaltluft aus dem Polargebiet und ihre Verlagerung in mehrere Kältezentren (Nordostsibirien, Nordostkanada und Nordeuropa) bei gleichzeitiger Erwärmung des Polargebietes.Die mit den Umwandlungsprozessen auftretenden Temperaturschwankungen in der Tropo- und Stratosphäre konnten an Hand der zweimal täglichen Radiosondenaufstiege auf Ellesmere-Island eingehend untersucht werden und zeigten in Bestätigung der früher erwähnten Feststellungen in eindrucksvoller Weise das thermische Verhalten der Polarkalotte bei solchen großräumigen Schwankungen der allgemeinen Zirkulation.Es konnte einwandfrei festgestellt werden daß diese Übergänge von einem zum anderen konträren Zirkulationstyp stets in derselben Weise vor sich gehen und einen derartigen, fast gesetzmäßigen Ablauf zeigen, daß eine Verwendung der Ergebnisse für lang- und mittelfristige Prognosen möglich erscheint. Einzig und allein die Intensität des Ablaufvorganges unterliegt Schwankungen, die scheinbar vom vorhergehenden Zustandsbild der allgemeinen Zirkulation der mittleren Breiten und von der Intensität der Wärmewelle aus den Subtropen abhängt.

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Summary Following the method of the Chicago meteorological school two contrary main types are distinguished in the general circulation of the atmosphere of medium latitudes around the whole Northern Hemisphere: the High Index and the Low Index. From time to time these types dominate, for certain periods, the pattern of the general circulation of medium and higher latitudes. It was important to establish the atmospheric processes taking place with the transition from one to the other type of circulation and to throw light upon the inner mechanism of this transformation. This paper contains such a study I carried out making use of the extensive material of observations on the Northern Hemisphere during the winter half year 1951/52.The transformation of a Low into a High Index type is characterized by the following points: occurrence of a pronounced increase of pressure and a simultaneous warming of the whole troposphere above the subtropical western Atlantic as long as a strongly marked Low Index lasts; expansion of this influence (warm wave of vast extension) on a preferred course around the Northern Hemisphere; destruction of the cold air tongues or troughs of the pressure field of the Low Index circulation (cut-off processes) and formation of a more zonal jetstream in higher latitudes. Similar advances of warm air take place also above the western Pacific, the Westatlantic ones, however, being stronger during the season under consideration. There exist seasonal differences. The final result of the transformation process is the contraction of the circumpolar whirl towards higher latitudes, accompanied by a considerable cooling of the polar atmosphere.Transformation of a High Index into a Low Index type starts with outbreaks of cold air from the polar region which, at this time, shows a particularly coil structure (cold dome). The main outbreaks are closely connected with determined geographical regions (Northeast Asia, Alaska-Northwest Canada, Greenland-Iceland). Subsequent formation of cold air tongues between which warm air advances from the South is associated with a strong meandering (undulation) of the jetstream the average position of which then has moved southward. The consequence of such formations is the displacement of cold air from the polar region and its transport to different centers of cold air (Northeast Siberia, Northeast Canada, and Northern Europe), with simultaneous warming of the polar region.The temperature variations in the troposphere and stratosphere occurring in connection with the transformation processes could be studied in detail by evaluation of the records of the Ellesmere-Island radiosonde ascents which are carried out twice a day. They showed most impressively the thermic conditions of the polar cap during such large-scale variations of the general circulation, thereby confirming the above mentioned views.It could be readily established that such transitions from one to the other contrary type of circulation always take place in the same way and show such a regular course as to render possible application of the results to long and middle-term forecasts. The intensity of the transition process only undergoes variations seemingly depending on the precedent state of the general circulation of medium latitudes and on the intensity of the warm wave from the Subtropics.

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Résumé Selon les vues de l'école de Chicago, on distingue deux types opposés de circulation générale de l'atmosphère des latitudes moyennes, désignés respectivement par les types «high index» et «low index» qui caractérisent pendant un certain laps de temps l'image de la circulation générale des latitudes moyennes et hautes. Il était intéressant de déterminer la nature des phénomènes accompagnant le passage d'un type à l'autre et de mettre en lumière le mécanisme de ce changement. La présente étude, élaborée sur la base du vaste matériel d'observations de l'hémisphère Nord de l'hiver 1951/52 constitue un essai dans ce sens.La transformation d'un type low index en un type high index présente les caractères suivants: hausse marquée de pression accompagnée d'un réchauffement de toute la troposphère de la partie subtropicale ouest de l'Atlantique apparaissant pendant la durée d'un type bien développé à low index; extension de cette vague de chaleur à grande échelle sur un parcours privilégié, tout autour de l'hémisphère Nord; destruction des langues d'air froin et des couloirs dépressionnaires de la circulation low index et formation d'un jet stream plus zonal aux hautes latitudes. Il existe également de telles poussées chaudes sur le Pacifique occidental, mais moins puissantes que celles de l'Atlantique, sour réserve de variations saisonnières. Le résultat final est la contraction du tourbillon circumpolaire vers les latitudes élevées, accompagnée d'un refroidissement notable de l'atmosphère polaire.La transformation d'un type high index en un type low index débute par des invasions froides venant du domaine polaire particulièrement froid à ce moment; les invasions principales intéressent particulièrement froid régions déterminées (Nord-Est de l'Asie, Alaska et Nord-Ouest du Canada, Groenland et Islande). La formation subséquente de langues d'air froid séparées par des poussées chaudes du Sud est accompagnée d'une forte déformation ondulatoire (allure méandrique) du jet stream qui, dans ces conditions, se déplace vers le Sud. Il s'ensuit une dispersion de la calotte froide polaire en plusieurs centres froids (Nord-Est de la Sibérie et du Canada, Europe septentrionale) et un réchauffement de l'atmosphère polaire.Les variations de température de la troposphère et de la stratosphère dues à ces processus ont pu être étudiées à fond à l'aide des radiosondages bi-journaliers effectués à Ellesmere-Island et elles ont confirmé d'une façon éclatante les modifications thermiques de la calotte polaire au cours de ces vastes mouvements atmosphériques.On a pu clairement montrer que les passages de l'un à l'autre type de circulation se font toujours de la même façon et cela avec une telle régularité qu'une application à la prévision à longue ou moyenne échéance paraît possible. Seule l'intensité des phénomènes présente des variations qui dépendent apparemment de l'état initial de la circulation des latitudes moyennes et de l'intensité de la poussée chaude subtropicale.

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Mit 13 Textabbildungen.     

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

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

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

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

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Mit 4 Textabbildungen.     

Über den Einfluß der Witterung auf den Schwefelstoffwechsel von Kaninchen

Zusammenfassung Während vier Monaten wurde der Harn einer Anzahl von Kaninchen, die radioaktiv markiertes Natriumsulfat (Na ₂ S ³⁵ O ₄) erhalten hatten, täglich auf seine Aktivität geprüft. Es ergab sich, daß an gewissen Tagen deutlich mehr Schwefel ausgeschieden wurde als normalerweise. Die Analyse führte zu der Feststellung, daß es sich durchwegs um Kaltfronttage handelte, die sowohl vor wie nach dem Durchzug polare Luftkörper aufwiesen; die fünf Kaltfronten mit tropischer Ausgangslage dagegen hatten keine biotrope Wirkung auf den Schwefelstoffwechsel.

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Summary During four months the urine of a certain number of rabbits, which had received radioactively marked sodium-sulphate (Na ₂ S ³⁵ O ₄), has been examined daily as to its activity. It resulted that on certain days the secretion of sulphur was distinctly above the normal value. This was the case on all cold front days, which had a polar air mass before as well as after their passage. The five cold fronts following a tropical air mass on the other hand produced no biotropic effect on the sulphur metabolism.

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Résumé L'urine d'un certain nombre de lapins, qui avaient reçu du sodium sulfaté (Na ₂ S ³⁵ O ₄) à marquage radio-actif a été examiné chaque jour quant à son activité. Il s'est avéré qu' à certains jours la sécrétion de soufre était remarquablement au-dessus de la valeur ordinaire. L'analyse a montré qu' à ces jours passaient des fronts froids qui été précédés et suivis de masses d'air polaire; en revanche, les cinq fronts froids qui, suivaient des masses d'air tropical n'avaient aucune influence biotropique sur le métabolisme sulfureux.

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Mit 4 Textabbildungen     

Eigentümlichkeiten der Niederschlagsverhältnisse im Norden und Süden der Schweizer Alpen,dargestellt durch die Niederschlagswahrscheinlichkeit von Basel,St. Gotthard und Lugano

Zusammenfassung Die Häufigkeitsverteilung der Tageswerte des Niederschlags können als meteorologisch echte Wahrscheinlichkeiten aufgefaßt werden, sofern die Klasseneinteilung nach einer logarithmischen Skala vorgenommen wird. Derartige Niederschlagswahrscheinlichkeiten stellen Mischungen von Normalverteilungen nachGauss dar, die sich nach besonderen Methoden entmischen lassen. Die Prozentanteile und die Intensitäten der Mittelwerte der Teilkollektive zeigen nun klimatisch bedingte Unterschiede, ohne daß über deren physikalische Ursachen zur Zeit noch Genaueres ausgesagt werden kann. Diese Tatsache wird am Beispiel dreier Stationen aus der Schweiz vorgeführt, wodurch ein quantitativer Beitrag zum Problem des Einflusses der markanten Wetterscheide der Schweizer Alpen auf die Niederschlagsverteilung beiderseits des Gebirges geleistet wird.

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Summary The frequency distributions of the daily sums of precipitation can be considered as real meteorological possibilities so far as the classification is made in a logarithmical scale. Such probabilities of precipitation represent mixings ofGaussian normal distributions which can be separated by special methods. The percentages and the intensities of the mean values of the partial collectives show differences dependent on the climatic conditions whose physical origin cannot vet be analyzed. This fact is presented by an example of three stations in Switzerland, which provides a quantitative contribution to the problem of the influence of the meteorological septum of the Swiss Alps on the distribution of precipitation on either side of this mountain-chain.

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Résumé Les réparitions de la fréquence des hauteurs journalières des précipitations peuvent être considérées comme étant des probabilités météorologiques réelles pour autant qu'elles soient classifiées selon une échelle logarithmique. De pareilles probabilités des précipitations représentent en somme des mélanges de répartitions normales deGauss que l'on peut démêler à l'aide de méthodes particulières. Les parts en pourcents et les intensités des valeurs moyennes des collectifs partiels montrent alors des différences d'origine climatique, sans qu'il soit encore possible d'émettre des suppositions exactes quant à leur origine physique. L'example de trois stations suisses illustre ces constantions et approte, au point de vue quantitatif, une contribution au problème de l'influence des Alpes suisses comme limite météorologique importante sur la répartition des précipitations des deux côtés de cette chaîne de montagne.

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Mit 9 Textabbildungen     

Über den Zusammenhang zwischen Labilitätsenergie und Gewitterbildung in den Nordalpen

Zusammenfassung Auf Grund der Radiosondenaufstiege von Friedrichshafen am Bodensee werden die Zusammenh?nge zwischen der Labilit?tsenergie und der Gewittert?tigkeit in Tirol und Vorarlberg im Sommer 1947 untersucht. Im Durchschnitt zeigt sich eine deutliche Zunahme der Gewitterh?ufigkeit mit steigender Labilit?t. Einzelf?lle mit davon abweichendem Verhalten erkl?ren sich aus der Wetterlage und aus lokalen Besonderheiten im Gebirge. Auch der Tagesgang der Gewittert?tigkeit ist von der Labilit?tsenergie abh?ngig.

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Summary This is a study on the relations between the energy of instability and thunderstorm activity in Tyrol and Vorarlberg in summer 1947, on the base of radio sonde measurements at Friedrichshafen on the Lake of Constance. On the average, there is a marked increase of thunderstorm frequency with rising instability. Exceptional cases can be explained by the particular weather situation and local influences of the mountains. The diurnal variation of thunderstorm activity as well depends on the energy of instability.

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Résumé A l'aide des radio-sondages de Friedrichshafen sur le lac de Constance on examine les relations entre l'énergie pseudolabile et l'activité orageuse dans le Tirol et le Vorarlberg pendant l'été 1947. On constate en moyenne que la fréquence des orages cro?t avec la pseudolabilité. Il y a des exceptions qui s'expliquent par la situation météorologique générale et par des particularités locales en montagne. La variation diurne de l'activité orageuse dépend également de l'énergie pseudolabile.

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Mit 1 Textabbildung.     

Untersuchung der atmosphärischen Trübung in Basel und ihrer Abhängigkeit von den Wetterlagen

Zusammenfassung Die Ergebnisse von Trübungsbestimmungen mit Aktinometern in Basel aus den Jahren 1958–1960 werden im Zusammenhang mit den Witterungslagen bearbeitet. Bei einem durchschnittlichen Wert vonB=0,127 ergeben sich für Föhnlagen sowie für Hochdrucklagen mittlere Werte von 0,090–0,100, für flache Druckverteilung und für Advektionslagen kontinentaler Luft solche von 0,140–0,170. Maritime Luftmassen zeigen durchwegs geringere Trübung als kontinentale, was auf einen Unterschied der mitgebrachten Trübung hinweist; daneben spielen aber auch die Unterschiede der Durchmischung eine wesentliche Rolle.Es zeigt sich, daß die Trübung sowohl von den Boden- als auch von den Höhenwinden abhängig ist. Während der Höhenwind eher indirekt als Indikator für die Witterungslagen auftritt, die unterschiedliche Bedingungen für die Trübungsanhäufung und auch für den großräumigen Trübungstransport bringen, treten die Bodenwinde als direkte Möglichkeiten des Trübungstransports in Erscheinung. Vor allem bei Abwesenheit großräumiger Luftmassenadvektion während mehrerer Tage tritt der Einfluß der Bodenwinde stark hervor. In dieser Situation können auch recht bedeutende Unterschiede innerhalb des Stadtgebietes mit Maxima im Lee der Trübungsquellen beobachtet werden, wie die Bearbeitung von Meßfahrten der Jahre 1963–1965 zeigt.

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Investigation on the atmospheric turbidity at Basle and its relations with the weather situations

Summary The results of turbidity measurements undertaken at Basle in the years 1958 to 1960 by means of actinometers are discussed in their relations with the weather situations. Whereas the overall average value isB=0.127, the mean values for foehn and for high pressure situations are between 0.090 and 0.100; for flat pressure distribution and for situations of advection of continental air they amount to 0.140–0.170. Maritime air masses generally show smaller turbidity than continental ones, what indicates differences of the turbidity advected; besides, differences of air mixing may play a considerable rôle too.It is a feature that the turbidity depends on the surface winds as well as on the uper winds. While the upper winds are a more indirect indicator of the weather situations which produce different conditions for the accumulation and for the large-scale transport of turbidity, the surface winds are more effective for the transport of turbidity. Especially during the absence of large-scale air mass advection during a few days, the effect of surface winds becomes predominent. In such situations important differences within the town can be observed with maxima in the lee of the turbidity sources, what could be stated by means of measuring trips in 1963–1965.

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Mit 10 Abbildungen     

Theorie der räumlichen und zeitlichen Mittelbildung einer beliebigen Feldfunktion und ihre Anwendung in der Meteorologie

Zusammenfassung Durch Untersuchung des Zusammenhanges zwischen dem Zeit- und dem Raummittelfeld einer beliebigen Feldfunktion wurde folgende Beziehung gefunden: Existiert zwischen dem Zeit- und Raummittel einer Feldfunktion ein Äquivalenzprinzip, so genügt diese Funktion einer homogenen Wellengleichung mit der Geschwindigkeit der Welle (im zweidimensionalen Fall). s und t sind hiebei die Raumbzw. Zeitinkremente der räumlichen bzw. zeitlichen Mittelung der Feldfunktion. Diese Feststellung gilt auch umgekehrt: falls eine Raum-Zeitfunktion einer Wellengleichung mit genügt, so gilt für das Raum- und Zeitmittel der Funktion mit s und t als die dazugehörigen Inkremente ein Äquivalenzprinzip. Ist die Geschwindigkeit der Welle , so besteht zwischen dem Raum- und Zeitmittel einer Feldfunktion eine allgemeinere lineare Beziehung, die genau bestimmbar ist. DaH. Reuter für das Geopotential einer Druckfläche ein Äquivalenzprinzip von Raum- und Zeitmittel statistisch nachweisen konnte, muß auf Grund der oben erwähnten Ergebnisse geschlossen werden, daß in der Atmosphäre Wellen- bzw. Schwingungsvorgänge (lineare Vorgänge) sehr häufig vorkommen. Es kann nachgewiesen werden, daß gewisse partikuläre Integrale der divergenzfreien Vorticitygleichung (z. B. Rossby-Lösung) gleichzeitig auch Lösungen der homogenen Wellengleichung sind. Für diese Lösungen werden die Bedingungen für ein Äquivalenzprinzip von Raum- und Zeitmittel ausführlich diskutiert.Weiters kann gezeigt werden, daß man mittels des Äquivalenzprinzipes die homogene Wellengleichung sehr einfach numerisch oder graphisch integrieren kann. Diese Tatsache wird zur Konstruktion von Vorhersagekarten im 500 mb-Niveau verwendet. Allerdings muß bei einer solchen Integration die Geschwindigkeit des Feldes bekannt sein. Diese Geschwindigkeit wird daher entweder durch Extrapolation oder mittels derRossby-Formel unter Zuhilfenahme der zonalen Windkomponenten ermittelt. Naturgemaß können aber durch eine solche Methode der Vorhersage barokline Entwicklungen nicht erfaßt werden. Ferner werden noch Vorschläge zur Verbesserung der Methode zur Vorhersage von Mittelkarten nachH. Reuter ausgearbeitet.

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Summary An investigation of the correlation between time means and space means of an arbitrary field function renders the following relationship: If the time and space means of a field function follow a principle of equivalence, this field function satisfies a homogeneous wave equation, with a wave velocity (in the two-dimensional case). s and t are the grid distance and time interval used in calculating the space and time averages of the field. The above statement may also be reversed: if a function of space and time satisfies a wave equation with , the space and time means (increments s and t) follow a principle of equivalence. If the wave velocity , the space and time means of the field function can be represented accurately by a linear general equation.The existence of a principle of equivalence between space and time means of the geopotential field of a constant pressure level has been proved statistically byH. Reuter. In view of the present results, this equivalence suggests that wave processes must be rather common in the atmosphere. It can be shown that certain particular integrals of the non-divergence vorticity equation (e. g. theRossby-solution) are also solutions of the homogeneous wave equation. For these solutions, the conditions of a principle of equivalence of space and time means are discussed in detail.Further, it can be shown that, by means of the principle of equivalence, the homogeneous wave equation may easily be integrated, either numerically or graphically. These findings were utilized in constructing prognostic charts of the 500 mb level. Integration of the wave equation is only possible if the velocity of the field is known. It can be found either by extrapolation in time, or by means of theRossby formula and the zonal wind component. Of course, the prognostic method described here does not cover baroclinic developments. Finally, several suggestions are made to improveH. Reuter's method of extended forecasting.

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Résumé En recherchant la connexion entre les champs des moyennes temporelles et spatiales d'une fonction de champ quelconque on atrouvé le rapport suivant: Si la moyenne temporelle et la moyenne spatiale d'une fonction de champ obéissent à un principe d'équivalence, cette fonction satisfait une équation des ondes, la vitesse de l'onde (dans le cas à deux dimensions) étant . Ici, s indique la dimension du carrelage et t la différence du temps au calcul des moyennes spatiales et temporelles dans le champ. Cette règle est aussi reversible: si une fonction spatiale et temporelle satisfait une équation des ondes avec . un principe d'équivalence est applicable pour les moyennes spatiales et temporelles en employant les différences s et t. Si la vitesse de l'onde , une relation linéaire et plus générale existe entre la moyenne spatiale et temporelle, laquelle peut être déterminée précisément.CommeH. Reuter pouvait prouver par la statistique un principe d'équivalence entre des moyennes spatiales et temporelles dans un champ du géopotentiel d'un niveau isobarique, il faut conclure en raison des résultats mentionnés ci-dessus que dans l'atmosphre les événements ondulatoires ou de l'oscillation (évéments linéaires) sont très fréquents. On peut prouver que certaines intégrales particulières de l'équation de vorticity sans divergence (par exemple: solution deRossby) sont simultanément aussi des solutions de l'équation homogéne des ondes. Pour ces solutions-là les conditions pour un principe de l'équivalence entre les moyennes spatiales et temporelles sont discutées en détail.En outre on peut montrer qu'on peut intégrer l'équation homogène des ondes bien facilement numériquement ou d'une manière graphique au moyen du principe de l'équivalence. Ce fait est appliqué pour la construction des cartes de prévision au niveau de 500 mb. Cependant il faut connaître la vitesse du champ pour une telle intégration. On trouve cette vitesse par extrapolation ou au moyen de la formule deRossby en s'appuyant sur les composantes zonales du vent. Mais il faut dire que les évolutions baroclines ne peuvent pas être saisies par une telle méthode de prévision. De plus l'auteur propose des amendements de la méthode de prévision des cartes moyennes selonReuter.

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Mit 16 Textabbildungen     

Über den Zusammenhang der interdiurnen Veränderlichkeit mit der Dispersion des Luftdruckes

Zusammenfassung Ausgehend von einer Häufigkeitsverteilung der stündlichen Luftdruckschwankungen in der Gaußschen Form wird eine Verteilung für die täglichen Druckänderungen abgeleitet und der Zusammenhang mit der Häufigkeitsverteilung des Luftdruckes hergestellt. Dabei wird die Abhängigkeit des Mittelwertes der Druckschwankungen vom Barometerstand von Bedeutung. Eine solche empirische Ermittlung wurde für Wien in erster Näherung durchgeführt. Auf Grund des erwähnten Zusammenhanges kann die interdiurne Veränderlichkeit durch die Dispersion der Luftdruckhäufigkeitsverteilung ausgedrückt werden, was wiederum den beobachteten Parallelismus zwischen den Linien gleicher Dispersion und gleicher interdiurner Veränderlichkeit wiedergibt. Der errechnete Wert für die interdiurne Veränderlichkeit des Luftdruckes von Wien wird mit dem beobachteten verglichen.

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Summary Starting from a distribution of the hourly variations of atmospheric pressure according to Gauß a distribution for the daily variations is deduced and a connexion with the distribution of pressure is effected. With regard to these considerations the dependence of the mean value of the variations of pressure on the height of the barometer is important. In first approximation a statement of this mean value was made for Vienna. In consequence of the above mentioned connexion the mean value of the daily variations of pressure can be expressed by the dispersion of the distribution of pressure. Thus the observed parallelism between the isolines of the dispersion and those of the interdiurnal variability becomes understandable. The calculated and the observed value of the interdiurnal variability of pressu e at Vienna are compared with one another.

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Résumé Partant d'une distribution des fréquences des variations horaires de la pression atmosphérique selon la loi de Gauss, l'auteur en déduit une distribution des variations interdiurnes comparées à la distribution des fréquences de la pression elle-même. La valeur moyenne des variations de pression dépend de la hauteur barométrique. Vienne fait l'objet d'une telle recherche empirique en première approximation. Se fondant sur la relation mentionnée, on peut exprimer la variabilité interdiurne par la dispersion de la distribution des fréquences de la pression, ce qui met de nouveau en évidence le parallélisme observé entre les isolignes de la dispersion et celles de la variation interdiurne. On compare la valuer calculée de la variabilité interdiurne pour Vienne avec les valeurs observées.

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Mit 2 Textabbildungen.     

Über den Einfluß der Bodenfeuchtigkeit auf geoelektrische Tiefenmessunen

Zusammenfassung Verschiedene Beobachtungen einer an sich schon naheliegenden Beeinflussung des speizifischen Widerstandes des Bodens durch wechselnden Wassergehalt bilden den Anlaß zur Konstruktion einer neuen Art von Zweischichtkurven unter der Annahme, daß der spezifische Widerstand der obersten Schichte nach einem exponentiellen Gesetz variiert. Diese Wiederstandskurven werden mit den bekannten Zweischicht-und Dreischichtkurven verglichen und an einigen Beispielen die Fehler angegeben, die man für die Tiefenangaben begeht, wenn man jene mit Hilfe der letzteren auswertet. Für ihre Klassifikation erweist sich die Lage ihrer Asymptoten als maßgebend. Durch diese neuen Widerstandskurven dürften vielleicht in manchen Fällen die Widersprüche zwischen den Ergebnissen der geoelektrischen Tiefenmessungen und der Bohrungen beseitigt werden können.

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Summary Observations concerning the obvious influence of varying water contents upon the specific resistance of the soil led to the construction of a new species of double-layer curves, assuming that the specific resistance of the uppermonst layer obeys an exponental law. These resistance curves are confornted with the known double and triple-layer curves and, by means of several examples, the erros of depth easurements caused by applying the latter curves are indicated. The position of their asymptotes results to be a determining factor for their classification. In different cases the divergences between geoelectric measurements and results of boring may be eliminated by making use of these new resistance curves.

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Résumé Différentes observations d'une influence—prévisible a priori—de la teneur variable en eau sur la résistance spécifique dsu sol fournissent l'occasion d'établir de nouveaux types de courbes de résistance de couches doubles, dans l'hypothèse que la résistance des couches supérieures varie selon une loi exponentielle. On compare ces courbes de résistance aux courbes connues de couches doubles ou triples, et on donne des exemples d'errerus commises dans les indications de profondeur lorsqu'on les tire de ces courbes. Pour la classification des courbes la position des asymptotes est déterminante. On pourra peut-être sur la base de ces nouvelles courbes expliquer dans bien des cas les divergences existant entre les résultats de calculs de profondeur par des méthodes géoélectriques et ceux que donnent les forages directs.

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Mit 5 Textabbildungen.     

Messung der atmosphärischen Gegenstrahlung und Wasserdampfabsorption auf der Hochalpinen Forschungsstation Jungfraujoch

Zusammenfassung Zur Messung der atmosphärischen Gegenstrahlung im Spektralbereich von 7,5 bis 26 bei geringem Wasserdampfgehalt der Atmosphäre wurde ein Gitterspektrograph auf der Hochalpinen Forschungsstation Jungfraujoch eingesetzt. Gleichzeitig wurde der totale Wasserdampfgehalt der Atmosphäre optisch kontrolliert. Hierzu wurde ein Interferenzfilter-Aktinograph verwendet, der die Absorption der Sonnenstrahlung in der 1,38 -Wasserdampfbande mißt. Die Geräte werden beschrieben und die Eichverfahren erläutert. Als erste Ergebnisse werden einige Emissionsspektren und Tagesgänge des totalen Wasserdampfgehaltes gezeigt.Summary For measuring the atmospheric radiation within the spectral region from 7,5 to 26 at small amounts of precipitable water, a grating spectrometer was put into action at the Hochalpine Forschungsstation Jungfraujoch. At the same time the amount of precipitable water was optically controlled by means of an interference filter actinograph, which measures the absorption of sun radiation within the 1,38 -water vapour band. The equipment and its calibration is described. As first results some emission-spectra and diurnal variations of precipitable water are given.

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Résumé Un spectrographe à réseau a été utilisé à la station de recherches alpines du Jungfraujoch pour mesurer le rayonnement atmosphérique dans la bande spectrale située entre 7,5 et 26 de longueur d'ondes pour une faible concentration en vapeur d'eau de l'atmosphère. On a contrôlé simultanément, par procédé optique, la teneur totale en vapeur d'eau de l'atmosphère. Pour ce faire, on s'est servi d'un actinographe muni d'un filtre à interférences qui mesure l'absorption du rayonnement solaire dans la bande de 1,38 (vapeur d'eau). Les appareils sont décrits ici ainsi que la méthode d'étalonnage qui s'y rapporte. Comme premiers résultats, on présente quelques spectres d'émission ainsi que des courbes diurnes de la teneur totale de l'atmosphère en vapeur d'eau.

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Mit 6 Textabbildungen

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Vortrag, gehalten auf der meteorologischen Tagung in Rauris, Österreich, 7. bis 9. September 1961.Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung der Cambridge Research Laboratories, OAR, durch das European Office, Aerospace Research, United States Air Force, durchgeführt.     

Klimatologische Untersuchung über die geographische Verteilung der Globalstrahlung und der diffusen Himmelsstrahlung

Zusammenfassung Die vorliegende strahlungsklimatologische Studie verfolgt den Zweck, ausschließlich auf Grund von Meßergebnissen anhand ausgewählter Beispiele gegensätzlicher Großaumklimate zunächst die typischen Eigenschaften des Jahresganges der Globalstrahlung (T) und der diffusen Himmelsstrahlung (D) zu untersuchen. In Ergänzung hierzu werden häufigkeitsstatistische Betrachtungen über die Eigenheiten im Verhalten dieser Strahlungselemente im Bereich verschieden beschaffener geographischer Räume angestellt. Dabei zeigt sich, daß neben dem jahreszeitlichen Ablauf auch die Häufigkeitsverteilungen vonT undD sich zur Klimatypisierung heranziehen lassen. Ein besonderes Interesse beansprucht der jahreszeitliche Verlauf des VerhältnissesD/T in den Hauptklimazonen der Erde. Ferner wird die Breitenabhängigkeit der Globalstrahlung (T), der diffusen Himmelsstrahlung (D) und des VerhältnissesD/T behandelt. Hinsichtlich der Höhenabhängigkeit ergibt sich auf Grund des Verhaltens vonT undD für die gemäßigten Breiten eine Abnahme des QuotientenD/T. Den Abschluß bilden strahlungsklimatologische Überlegungen zur Frage der Abhängigkeit des VerhältnissesD/T von der Sonnenscheindauer im Bereich charakteristischer Klimazonen der Erde.

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Summary The present study of radiation climatology, exclusively basing on results of measurements, presents selected examples of contrary large-scale climatic conditions and examines the typical features of the annual variation of global radiation (T) and diffuse sky radiation (D). Supplementary considerations on frequency statistics refer to the peculiarities in the behaviour of these two radiation elements in different geographical areas. It results that beside the seasonal variation frequency distributions ofT andD can be used for a characterization of radiation climates. The seasonal variation of the characteristic ratioD/T in the main climatic zones of the earth is of particular interest. Furthermore, the latitudinal dependency of global radiation (T), diffuse sky radiation (D) and of the ratioD/T is discussed. As to the dependence on altitude the ratioD/T shows a decrease in temperate latitudes on account of the behaviour ofD andT. Finally climatological reflections on the dependence of the ratioD/T on the duration of sunshine in characteristic climatic regions of the earth are discussed.

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Résumé La présente étude de la climatologie du rayonnement a pour but de déterminer les propriétés typiques de l'évolution annuelle du rayonnement global (T) et du rayonnement diffus du ciel (D) et cela exclusivement sur la base de mesures faites et d'exemples choisis parmi des climats très différenciés. En complément, on prend en considération des statistiques de la fréquence des particularités de ces deux éléments à l'intérieur d'aires géographiques de climats divers. On en déduit que, à côté de l'évolution annuelle, la répartition des fréquences deT et deD permettent d'établir le type du climat. L'évolution saisonnière du rapportD/T est tout spécialement intéressant dans les principales zones climatiques de la terre. On considère ensuite la dépendance du rayonnement global (T), du rayonnement diffus du ciel (D) et du rapportD/T de la latitude du lieu. Dans les zones tempérées, le quotientD/T diminue avec l'altitude. L'auteur termine par des réflexions concernant la climatologie du rayonnement en relation avec la dépendance du rapportD/T de la durée d'insolation dans des zones climatiques caractéristiques de notre planète.

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Mit 12 Textabbildungen     

Übergradientische Winde in der Nullschicht und das Problem der Strahlströme

Zusammenfassung Aus der Auswertung interdiurner Temperaturänderungen wurde in früheren Untersuchungen auf einen zum hohen Druck gerichteten ageostrophischen Massenfluß in der Nullschicht (Nullschichteffekt) geschlossen. Aus der Arbeitshypothese, daß die Stärke des Nullschichteffekts proportional zum horizontalen Druckgradienten sei, konnten in Übereinstimmung mit der Erfahrung mehrere atmosphärische Erscheinungen gefolgert werden.In der vorliegenden Untersuchung wurden durch Windauswertungen die durch Temperaturauswertung gefundenen Ergebnisse bestätigt und erweitert. Insbesondere ergab sich, daß die Windmaxima in der freien Atmosphäre im Mittel übergradientische Werte aufweisen (Abb. 5a und 6). Damit erweist sich die Nullschicht als Schicht übergradientischer Winde, ebenso müssen in den Strahlströmen als Erscheinungen der Nullschicht übergradientische Winde gefolgert werden. Die Proportionalität zwischen der Stärke des Nullschichteffekts und dem horizontalen Druckgradienten konnte statistisch nachgewiesen werden (Abb. 8). Die Dynamik eines Strahlstroms ergibt sich aus dem Zusammenwirken des gradient-proportionalen Nullschichteffekts und der Konvergenz- und Divergenzeffekte. Die bereits früher gefolgerte mittlere indirekte thermische Zirkulation im Bereich eines Strahlstroms außerhalb des Einzugsgebiets (absinkende Warmluft, aufsteigende Kaltluft) wird bestätigt.

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Summary Evaluation of interdiurnal temperature variations led in former investigations to the assumption of an ageostrophic mass flow in the zero layer (Nullschicht) directed towards high pressure. Starting from the hypothesis that the intensity of the zero layer effect (Nullschichteffekt) is proportional to the horizontal pressure gradient several atmospheric phenomena could be deduced in accordance with experience. In this investigation the results found by temperature evaluation were confirmed and completed by evaluations of wind observations. In particular it was found that wind maxima in the free atmosphere exceed, on the average, the values of the gradient wind (Fig. 5a and 6). Thus the zero layer turns out to be the layer of supergradient winds, moreover, supergradient winds must occur within jetstreams as effect of the zero layer. Proportionality between intensity of the zero layer and horizontal pressure gradient could be proved statistically (Fig. 8). The dynamics of a jetstream is the result of the concurrence of both the zero layer effect being proportional to the gradient and convergence and divergence effects. The mean indirect thermic circulation within the range of the jetstream outside the sphere of alimentation (sinking warm air, rising cold air) as already previously concluded is established.

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Résumé Dans de précédentes recherches l'étude de variations interdiurnes de température a conduit à admettre un flux de masse non géostrophique dans la couche neutre (Nullschicht), dirigé vers les hautes pressions. Partant de l'hypothèse que l'intensité de l'effet de la couche neutre (Nullschichteffekt) est proportionnelle au gradient horizontal de pression, on a pu vérifier plusieurs phénomènes atmosphériques.Dans la présente étude, les résultats trouvés par le moyen des températures ont été vérifiés et élargis par des mesures de vent. On a constaté que les maxima de vent dans l'atmosphère libre présentent en moyenne des valeurs supérieures à celles du gradient (Fig. 5a et 6). Par cela, la couche neutre se révèle être une région de vents supérieurs à ceux du gradient et c'est le même cas pour le jet stream. La statistique vérifie la proportionnalité entre l'intensité de l'effet de la couche neutre et le gradient horizontal de pression (Fig. 8). La dynamique d'un jet stream résulte de cet effet de la couche neutre et des effets de convergence et de divergence. On vérifie par là-même la circulation thermique indirecte moyenne remarquée précédemment dans le domaine d'un jet stream à l'extérieur de la région d'alimentation (air chaud subsident, air froid ascendant).

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Mit 10 Textabbildungen.