Ein vollständiges System hydrodynamischer Erhaltungssätze

Zusammenfassung Das System der hydro-thermodynamischen Grundgleichungen idealer barokliner Flüssigkeiten wird für isentrope thermodynamische Zustandsänderungen durch Herleitung neuer konservativer Feldgrößen in ein vollständiges System von Erhaltungsätzen umgewandelt. Außer der spezifischen Entropie und derErtelschen Wirbelgröße (potentielle Vorticity) treten drei weitere hydrodynamische Feldgrößen auf, die individuell-zeitlich konstant und damit konservativ sind. Im Prinzip ist die Herleitung beliebig vieler Erhaltungssätze möglich, doch ist nur eine begrenzte Zahl voneinander unabhängig.Auf die Möglichkeit einer prognostischen Anwendung wird kurz hingewiesen.

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Summary The system of fundamental hydrodynamic and thermodynamic equations of ideal baroclinic fluids is converted for isentropic processes into a complete system of conservation principles, by deriving to new conservative field parameters. In addition to the specific entropy andErtel's formulation of the potential vorticity theorem there appear three further hydrodynamic field parameters which are constant and conservative. In principle, any number of such conservation principles can be derived, howver, only a limited number are independent of each other.The possibility of a prognostic application is suggested.

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Résumé Le système des équations primaires de l'hydro-thermodynamique des fluides baroclines idéaux est transformé ici en un système complet de théorèmes de conservation. Pour ce faire, on se sert de nouvelles grandeurs conservatrices du champ pour définir les changements d'état thermodynamiques isentropes. A part l'entropie spécifique et la grandeur des tourbillons d'Ertel («vorticity» potentielle), on utilise trois autres grandeurs du champ thermodynamique. Celles-ci sont individuellement constantes dans le temps et, par là, conservatrices. En principe, on peut faire appel à un nombre indéterminé de théorèmes de conservation, pourtant, seul un nombre réduit d'entre eux est vraiment indépendant.En outre, on signale brièvement une possibilité d'application de cette théorie aux prévisions météorologiques.

     

Über das Gleichgewicht eines gesättigten Luftteilchens

Zusammenfassung Die exakte Analyse der Gleichgewichtsbedingungen eines gesättigten Luftteilchens bildet den Inhalt unserer kurzen Mitteilung. Die unten durchgeführten Rechnungen beweisen einerseits die Unrichtigkeit einer oft angeführten Aussage über die Gleichgewichtsbedingungen und anderseits beleuchten sie theoretische Beziehungen der Frage, welche in der meteorologischen Fachliteratur bisher noch nicht behandelt wurden.

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Summary An exact analysis is given of the conditions of equilibrium of a saturated air particle. The calculations prove a frequently expressed view on equilibrium conditions to be incorrect and, on the other hand, illustrate the theoretic relations of the question heretofore not yet treated in meteorological literature.

     

Messungen der Strahlungsextinktion mittels eines kugelförmigen Empfängers in der oberflächennahen Eisschicht eines gletschers und im Altschnee

Zusammenfassung Um bei der Bestimmung des Extinktionskoeffizienten in der oberflächennahen Eisschicht die abschattende Wirkung des Meßgerätes möglichst gering und die Dimensionen des Bohrloches klein halten zu können, wurde ein besonders kleiner Strahlungsempfänger mit kugelförmiger Empfängerfläche gebaut. Als Empfänger wird eine geschwärzte Hohlkugel (4 mm Durchmesser) benützt, womit gleichzeitig eine verkürzte Einstellzeit erreicht wird.Die Messungen zeigen, daß der Extinktionskoeffizient des Gletschereises in der obersten Schicht (2 bis 3 cm Tiefe) etwa den zehnfachen Betrag des in größeren Tiefen (z> 15 cm) gemessenen Wertes besitzt. Sein größter Wert an der Oberfläche beträgt 0,3/cm. Für grobe Abschätzungen kann angenommen werden, daß in der Oberschicht (o bis 15 cm) von einem Zentimeter Eis im Mittel etwa 89% der eindringenden strahlung durchgelassen und 11% absorbiert werden. In tieferen Schichten (z> 15 cm) werden pro Zentimeter Eis 98,2% durchgelassen und 1,8% absorbiert. In der gesamten Oberschicht (0 bis 15 cm) werden etwa 83% der auftretenden Energie absorbiert. In 4 cm Tiefe ist bereits die Hälfte der eindringenden Strahlungsenergie absorbiert und in 180 cm Tiefe ist nur mehr 1% der eindringenden Strahlung vorhanden.Für Messungen im Firnschnee wurde ein empfindlicheres Gerät gebaut, das einen Kugeldurchmesser von 12 mm besitzt. Im Firnbecken des Hintereisferners (3000 m ü. d. M.) wurde damit der Extinktionskoeffizient des Firns zu 0,230/cm (Dichte 0,55 g/cm³) bestimmt. Im Firn werden por Zentimeter 21% der Strahlung absorbiert und 79% durchgelassen. Bis 3 cm Tiefe sind 50% und bis 10 cm Tiefe 90% der eindringenden Strahlung absorbiert. Nur 1% dringt in Tiefen größer als 20 cm ein.Für Messungen in Schichten mit verschiedenen Temperaturen wurde ein Zweikugelelement entwickelt. Die Vergleichslöstelle ist hier in gleicher Weise wie die Meßlöstelle als kugelförmiger Strahlungsempfänger ausgebildet, jedoch mit einer auf Hochglanz polierten Silberschicht überzogen. Die Empfindlichkeit des Zweikugelelementes ist nach der entwickelten Theorie nicht exakt, aber für die praktischen Messungen ausreichend temperaturunabhängig.

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Summary A very small radiation receiver with spherical surface was constructed to render the shading effect of the instrument a minimum and to keep the dimensions of the borehole small when the extinction coefficient in the surface layer of ice is determined. The receiver is a blackened hollow sphere (diameter 4 mm) reaching balancing within short time.Measurements show that the extinction coefficient of the glacier ice in the uppermost layer (2 to 3 cm depth) is about ten times greater than that in deeper layers (below 15 cm). Its maximum value at the surface amounts to 0,3/cm. It can be assumed for rough estimations that in the surface layer (0 to 15 cm) about 89 per cent on the average of the incoming radiation pass through 1 cm ice and that 11 per cent are absorbed. In deeper layers below 15 cm) 98,2 per cent pass through 1 cm and 1.8 per cent are absorbed. Within the entire upper layer (0 to 15 cm) about 83 per cent of the energy are absorbed. At a depth of 4 cm already half of the incoming radiation energy is absorbed and a 180 cm not more than 1 per cent of radiation is left.For measurements in firn snow a more sensitive instrument was constructed With a sphere diameter of 12 mm, which was used to determine the extinction coefficient of the firn in the firn basin of the Hintereisferner (3000 m altitude) the result being 0.230/cm (density 0,55 g/cm³). In firn snow 21 per cent of the radiation are absorbed and 79 per cent transmitted per 1 cm. Down to a depth of 3 cm 50 per cent and at 10 cm 90 per cent of the incoming radiation are absorbed. 1 per cent only is penetrating deeper than 20 cm.For measurements in layers with different temperatures a two-sphere element weas developed. Both the soldered joint for comparison and the measuring solder joint are constructed here in the same manner in form of spherical radiation receivers the first one coated, however, with a highly polished silver surface. The sensitivity of the two-sphere element is, according to the developed theory, not exactly, but for practical measurements sufficiently independent on temperature.

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Résumé L'auteur a mis au point un récepteur particulièrement petit, à surface réceptrice sphérique, en vue de réduire le rôle d'écran de l'appareil lui-même et de maintenir petit l'orifice lors de la détermination du coefficient d'extinction dans la couche de glace superficielle des glaciers. Le récepteur est une sphère creuse noircie (4 mm de diamètre) ce qui abrège le délai d'équilibre.Les measure faites montrent que le coefficient d'extinction de la couche superficielle de glace (2 à 3 cm de profondeur) est environ dix fois plus grands que celui des couches profondes (plus de 15 cm); sa valeur maximum à la surface est de 0,3/cm. Pour des estimations grossières, on peut admettre que dans la couche superficielle (0 à 15 cm) un centimètre de glace laisse passer en moyenne environ 89% du rayonnement incident et en absorbe 11%; dans les couches plus profondes (plus de 15 cm), le 98,2% passe et le 1,8% est absorbé. Dans toute la couche de surface (0 à 15 cm), le 83% environ de l'énergie est absorbé. A 4 cm de profondeur la moitié de l'énergie incidente est déjà absorbée et à 180 cm il n'en subsiste que 1%.Pour les mesures dans la neige de névé, on a construit un instrument plus sensible ayant une sphère de diamètre de 12 mm. C'est par ce moyen que fut déterminé le coefficient d'extinction du névé du Hintereisferner (3000 m) et trouvé égal à 0,230/cm (densité 0,55 g/cm³). Par centimètre de névé, le 21% du rayonnement est absorbé et le 79% passe. Jusqu'à 3 cm de profondeur le 50% est absorbé, et jusqu'à 10 cm le 90%. Le 1% seulement pénètre dans les profondeurs supérieures à 20 cm.Un appareil à deux boules a été conçu pour mesurer la température des différentes couches de glace. La soudure de référence se présente, comme la soudre de mesure, sous forme d'une sphère réceptrice de rayonnement, mais revêtue d'une couche d'argent poli. La sensibilité de l'appareil n'est pas absolument indépendante de la température, mais elle est suffisante pour l'usage preévu.

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Mit 8 Textabbildungen.     

Ein thermoelektrischer Strahlungsbilanzmesser zur Bestimmung der in oberflächennahen Eisschichten eines Gletschers absorbierten Strahlungsenergie

Zusammenfassung Zur Untersuchung der Abnahme der Strahlungsbilanz in den oberflächennahen Schichten eines Gletschers wurde ein thermoelektrischer Strahlungsbilanzmesser gebaut. Er hat eine Empfängerfläche von nur 7,5 mm Durchmesser. Durch seine kleine Ausführung wird eine fast störungsfreie Messung der Strahlungsbilanz in der Oberschicht des Eises möglich, woraus eine direkte Berechnung des Energieumsatzes in dieser Schicht erfolgen kann. Weiter werden einige Hinweise zur Berechnung der optimalen Drahtquerschnitte der zwischen den Empfängerflächen befindlichen Thermosäule gegeben.Die in reinem Gletschereis ausgeführten Strahlungsbilanzmessungen ergaben in der oberflächennahen Schicht (0 bis 20 cm) einen mittleren Extinktionskoeffizienten von 0,14 cm^–1. In Tiefen unter 20 cm ist der Extinktionskoeffizient konstant 0,0184 cm^–1. In 1 bis 2 cm Eistiefe sind bereits 50% des Energieangebotes an der Oberfläche absorbiert; in 10 cm Tiefe sind nur noch 10% der Oberflächenenergie vorhanden. Damit nimmt die Strahlungsbilanz in der Oberschicht etwas stärker ab als die Totalstrahlung, die mit einem kugelförmigen Empfänger gemessen wird.

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Summary A thermoelectric instrument was built to investigate the drop of radiation balance in the top ice layers of a glacier. The radiation sensitive area of the instrument has a diameter of no more than 7,5 mm and allows nearly undisturbed measurement of the radiation balance. The data obtained permit a direct calculation of the energy transformations taking place in these layers. Calculations are given of the optimum wire size for the thermoelectric elements between the two receiver plates.Measurements were made in pure glacier ice. The average extinction coefficient in the layers from 0 to 20 cm depth was found to be 0,14 cm^–1. Below that depth the extinction coefficient assumes a constant value of 0,0184 cm^–1. Half of the incident energy is absorbed in the first 1 or 2 cm. At a depth of 10 cm only 10 percent of the energy remain. Thus the radiation balance decreases somewhat more sharply than the short-wave radiation measured with a spherical receiver.

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Résumé On a construit un appareil de mesure thermoélectrique du bilan de rayonnement pour étudier la diminution de ce bilan dans les couches voisines de la surface d'un glacier. Il a une surface réceptrice d'un diamètre de 7,5 mm seulement; sa petitesse permet une mesure du bilan de rayonnement dans la couche superficielle de la glace sans y apporter de trouble essentiel, d'où résulte un calcul direct de l'échange d'énergie dans cette couche. On donne quelques indications concernant le calcul des sections les plus favorables des conducteurs de l'élément thermoélectrique placé entre les surfaces réceptrices.Les mesures faites dans la glace pure de glacier ont fourni pour la couche voisine de la surface (0 à 20 cm) un coefficient moyen d'extinction de 0,14 cm^–1; au-delà de 20 cm, le coefficient est constant et égal à 0,0184 cm^–1. A une profondeur de 1 à 2 cm, le 50% de l'énergie incidente est déjà absorbé, à une profondeur de 10 cm le 90%. Ainsi le bilan de rayonnement diminue dans la couche superficielle un peu plus rapidement que le rayonnement global mesuré par récepteur sphérique.

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Mit 4 Textabbildungen

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Dem Gedenken an Dr.Franz Sauberer gewidmet.     

Zusammenhang zwischen dem räumlichen und zeitlichen Mittel eines Geschwindigkeitsfeldes in einer autobarotropen Strömung

Zusammenfassung An Hand eines partikulären Integrals der divergenzfreien Vorticity-Gleichung werden Zusammenhänge zwischen dem räumlichen und dem zeitlichen Mittel des Geschwindigkeitsfeldes in einer autobarotropen Strömung untersucht. Es werden für eine barotrop geschichtete Atmosphäre Bedingungen hergeleitet, unter denen das räumliche Mittel gleich dem zeitlichen Mittel gesetzt werden kann.

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Summary Relations between the space and time means of the velocity field in an autobarotropic current are studied by means of a particular integral of the divergence-free vorticity equation. Conditions for a barotropic atmosphere are derived under which time mean and space mean can be considered equal.

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Résumé Grâce à une intégration particulière de l'équation de vorticité sans divergence, l'auteur peut étudier les relations entre les moyennes spatiales et temporelles du champ de vitesse d'un courant autobarotrope. Il en déduit les conditions sous lesquelles dans une atmosphère barotrope on peut égaler la moyenne spatiale et la moyenne temporelle.

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Mit 5 Textabbildungen     

Die Westwärts-Intensivierung des Polarfront-Jetstream in den Winkel zwischen Polarfront und Tropopause an der Ostseite eines polaren Kälteausbruchs,eine Erweiterung des klassischen Grenzflächenproblems von Margules

Zusammenfassung Es wird eine auf rein dynamischen Grundlagen beruhende Erklärung für die starke Westwärts-Intensivierung des Polar-front-Jetstream in den Winkel zwischen der geneigten Polarfrontfläche und der gegengeneigten Tropopause an der Ostflanke eines polaren Kälteausbruches gegeben.Eine gewisse Ähnlichkeit des Atmosphärenaufbaues mit dem Aufbau des Ozeans im Stromstrich des Golfstromes führt dazu, die Trägheitsgrenzschichten-Theorie vonJ. Charney [1] auf ein solches atmosphärisches System anzuwenden. Ein dreigeschichtetes Atmosphärenmodell wird entwickelt, und für dieses werden Bewegungsgleichungen abgeleitet, die es erlauben, das Problem entsprechend dem LösungsgangCharneys zu behandeln.Der Vergleich mit den aus den Beobachtungen abgeleiteten Neigungen der Polarfront und der Tropopause und der beobachteten Westwärts-Intensivierung des Stromes fällt sehr befriedigend aus. Diese Theorie erfaßt selbstverständlich nur die rein dynamische Seite der Erscheinung und berücksichtigt den sicher wichtigen Beitrag der thermodynamischen Prozesse durch die Verwendung des rohen Modells nur näherungsweise.

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Summary Based on purely dynamical reasoning an explanation for the strong westward-intensification of the polarfront jetstream into the angle between the inclined polarfront surface and the opposite inclined tropopause on the eastern side of an outbreak of cold polar air is presented.Certain similarity of the structure of the atmosphere with that of the ocean in the main core of the gulf stream has guided me to apply the inertial boundary layer theory ofJ. Charney [1] to such an atmospheric system. A three-layered model of the atmosphere has been developed and corresponding equations of motion were derived, which allow to handle the problem according to the solution ofCharney.The comparison with the slopes of polarfront and tropopause according to the observations and with the observed westward intensification of the flow is rather satisfactory. However, we must understand that this theory only considers the dynamical side of the phenomenon and does only approximately account for the important contribution of thermodynamic processes by the use of the rather simple model.

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Résumé L'auteur tente d'expliquer du point de vue purement dynamique l'intensification vers l'Ouest du jet situé dans l'angle compris entre le front polaire et la tropopause d'inclinaison contraire, sur le flanc oriental d'un afflux d'air polaire.Une certaine analogie entre la structure de l'atmosphère et celle de l'océan à l'endroit du Gulf-stream incite à appliquer au cas évoqué ici la théorie de la couche limite d'inertie deJ. Charney [1]. On imagine un type d'atmosphère à trois couches pour lequel on établit les équations du mouvement permettant de traiter le problème en cause à l'aide du procédé deJ. Charney.Les observations concernant l'inclinaison du front polaire et de la tropopause ainsi que celles de l'intensification du jet vers l'Ouest confirment la théorie de façon très satisfaisante. Cette dernière, purement dynamique, ne tient compte que d'une manière approchée des processus thermodynamiques sans doute importants.

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Mit 7 Textabbildungen     

Untersuchung über räumlich kohärente und singuläre Tagesniederschläge

Zusammenfassung Ziel der Untersuchung ist eine quantitative Aufspaltung der Neiderschläge in eine räumlich kohärente und eine räumlich singuläre Komponente. Als Tage mit kohärentem Niederschlag gelten jene, an denen an allen für repräsentativ erklärten Stationen eines abgegrenzten Gebietes Niederschläge während eines Beobachtungstages fallen; alle übrigen Niederschläge werden als räumlich singuläre bezeichnet. Die Abhängigkeit der Aufspaltungsergebnisse von der Größe der Bezugsgebiete wird ebenfalls systematisch untersucht. Schließlich werden noch die Ergebnisse einer Auszählung von Häufigkeitsstufen des kohärenten und des singulären Niederschlagsanteiles diskutiert.Im Durchschnitt des gesamten Untersuchungsgebietes steigt bei systematischer Ausdehnung des Bezugsgebietes der Anteil der Tage mit singulärem Niederschlag von zwei Drittel auf neun Zehntel der Gesamtzahl der Niederschlagstage, während dabei der singuläre Anteil an der Gesamtniederschlagsmenge von 15% auf 75% wächst. Die Niederschlagsdichte nimmt dabei beim kohärenten Anteil von 8,2 mm auf 14,9 mm je Tag, beim singulären Anteil von 2,8 mm auf 5,5 mm je Tag zu. Schließlich ist noch ersichtlich, daß die charakteristischen Züge der Niederschlagsverteilung durch die kohärente Komponente bewirkt werden.

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Summary The aim of this investigation is to divide precipitations quantitatively into a component coherent in space and component singular with regard to space. Days with coherent precipitation are considered those on which precipitations occur at all representative stations of a definite region during an observation day; all other precipitations are denoted singular in space. A systematic investigation is made of how results of division depend on the extension of the regions referred to. Finally, results of frequency statistics of the coherent and the singular portions of precipitation are discussed. On the average of the total region covered by this investigation the percentage of days with singular precipitation increases, if the test region is systematically extended, from two thirds to nine tenths of the total number of precipitation days, the singular percentage of the total amount of precipitation growing from 15 per cent to 75 per cent. Density of precipitation increases, with the coherent component, from 8,2 mm to 14,9 mm per day and, with the singular portion, from 2,8 mm to 5,5 mm per day. At last, the characteristic features of the distribution of precipitation are shown to be caused by the coherent component.

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Résumé Le but de cette étude est de séparer les précipitations en deux groupes selon leur distribution dans l'espace. Les jours à précipitations «cohérentes» sont ceux pour lesquels toutes les stations représentatives d'une région donnée ont mesuré de la pluie; les jours où cette condition n'est pas remplie, les précipitations sont dites «éparses». On examine l'effet de la grandeur du territoire sur le résultat de la discrimination, puis on soumet les valeurs des deux catégories à l'examen statistique par classes.En moyenne, le nombre de jours à précipitations éparses augmente de 2/3 à 9/10 du nombre total de jours pluvieux lorsqu'on accroît le territoire d'essai; la hauteur d'eau y relative passe alors de 15 à 75% du total recueilli. En même temps la densité de pluie des précipitations cohérentes passe de 8,2 à 14,9 mm par jour, et de 2,8 à 5,5 mm par jour pour les précipitations éparses. On constate enfin que les traits caractéristiques de la répartition des pluies sont déterminés par leur fraction cohérente.

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Mit 6 Textabbildungen     

Der Einfluß eines Wasserfalles auf die Luftfeuchtigkeit der Umgebung

Zusammenfassung Registrierungen der Feuchtigkeit an einer Station, die im Talkessel von Krimml (Land Salzburg) 1,5 km von den gro\en Wasserfällen entfernt gelegen ist, ergaben im Vergleich mit benachbarten Stationen, daß dort der Feuchtigkeitsgehalt der Luft viel höher ist, als der Höhenlage des Ortes entspricht (Tab. 2). Die relative Feuchtigkeit ist namentlich tagsüber viel zu hoch (Abb. 1). Der Dampfdruck zeigt im Tagesgang auch im Sommer nur ein einfaches Maximum, ähnlich wie Bergstationen (Abb. 2). Diese abnormalen Feuchtigkeitsverhältnisse werden auf die Nähe der großen Krimmler Wasserfälle zurückgeführt, deren Wirkung sich über einen großen Teil des Kessels erstreckt.

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Summary Humidity records at a station situated in the Krimml valley (province of Salzburg) at a distance of 1,5 km from the big water falls showed, in comparison with neighbouring stations, a much higher moisture content of the air than would correspond to the height of the place (Tab. 2). The relative humidity is much too high, particularly in the day-time (Fig. 1). The vapor pressure shows, similar to mountain-stations only a simple maximum in its diurnal variation also in summer (Fig. 2). These abnormal humidity conditions are accounted for by the neighbourhood of the big Krimml water-falls whose effect extends over a great part of the valley.

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Résumé Des enregistrements de l'humidité à une station située dans la vallée encaissée de Krimml (province de Salzbourg) à la distance de 1,5 km des cataractes montraient, en comparaison avec des stations voisines, un état hygrométrique beaucoup plus haut de celui qui correspond à l'altitude de la place (Tab. 2). L'humidité relative est trop haute spécialement pendant le jour (Fig. 1). La pression de vapeur montre seulement un maximum simple dans la variation diurne aussi en été, ressembland à les stations de montagne (Fig. 2). Cettes conditions anormales de l'humidité sont interprétées par le voisinage des cataractes de Krimml dont l'effet s'étend à une grande partie de la vallée encaissée.

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Mit 2 Textabbildungen.     

Die Globalstrahlung eines Südhanges von 25° Neigung

Zusammenfassung Mit Hilfe eines geneigt aufgestellten Bimetallaktinographen nach Robitzsch wurde die Globalstrahlung (Sonne+Himmel) eines 25° steilen Südhanges registriert und mit jener der Horizontalfläche verglichen. Der Südhang erhält zu allen Jahreszeiten mehr Strahlung als die horizontale Fläche, ganz besonders aber im Winterhalbjahre.

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Summary The global radiation of sun and sky on a horizontal surface incoming on a southern slope of 25° inclination has been recorded by a bimetallic Robitzsch actinograph and compared with the radiation falling on a horizontal surface. The southern slope receives in every season more radiation than the horizontal surface, especially during the winter half-year.

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Résumé On a enregistré, au moyen d'un actinographe bimétallique de Robitzsch, le rayonnement global (soleil+ciel) d'une pente inclinée de 25° vers le sud et comparé avec la radiation tombant sur une surface horizontale. La pente sud reçoit en toutes saisons davantage de radiation que la surface horizontale, tout particulièrement d'octobre à avril.

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Mit 3 Textabbildungen     

Über den nächtlichen Wärmeumsatz der gefrorenen Gletscheroberfläche

Zusammenfassung Nach Messungen am Vernagtferner (Ötztaler Alpen) in ungefähr 3000 m Höhe wird der nächtliche Wärmeumsatz der gefrorenen Gletscheroberfläche studiert. Es zeigt sich, daß die Schmelzwärme des gefrierenden Wassers als wesentliches Teilglied der Wärmebilanz in derselben Größenordnung in Erscheinung tritt wie der fühlbare Wärmestrom aus der Luft zum Eis. Schon ein sehr geringer Schmelzwassergehalt des Eises (geschätzt 0,026 g cm^–3) bedeutet für den nächtlichen Energieumsatz eine beeutende Wärmequelle. Die Abkühlung des Eises drint in klaren Nächten etwa 10 bis 15 cm in das Eis ein und kann mit 10 bis 15 cal cm^–2 angegeben werden. Theoretische Ansätze zeigen, daß die nach Frostnächten beobachtete Verzögerung des Beginns des Schmelzvorganges an der Oberfläche bei beginnender kurzwelliger Einstrahlung durch die Annahme eines Absorptionskoeffizienten des Gletschereises von etwa 0,15 cm^–1 auch quantitativ erklärt werden kann. Die Berechnung der Temperaturänderung des Eises nach Frostnächten wurde auf allgemeinere Störfunktionen erweitert.

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Summary On the basis of measurements carried out on the Vernagtferner (Oetztal Alps) at approximately 3000 m altitude the nocturnal heat balance of the frozen glacier surface is discussed. It was found that the heat of fusion of the freezing water is an essential component of the heat balance showing the same order of magnitude as the heat current from air to ice. A very small melting-water content in the ice (estimated 0,026 g·cm^–3) means quite aconsiderable source of heat for the nocturnal energy exchange. In clear nights, the cooling of the ice reaches depths of 10 to 15 cm and amounts to 10 to 15 cal. cm^–2. Theoretical considerations show that the delay of the beginning of the melting-process at the surface observed after frost nights, when short-wave radiation is setting in, can be explained also quantitatively by assuming an absorption coefficient of the glacier ice of about 0,15 cm^–1. The calculation of the temperature variation of the ice after frost nights is extended to more generalized perturbation functions.

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Résumé L'auteur présente une étude des échanges calorifiques nocturnes de la surface glaciaire d'après des mesures effectuées à environ 3000 m. d'altitude sur le Vernagtferner dans les Alpes de l'Oetztal. On constate que la chaleur de solidification de l'eau représente dans le bilan thermique un facteur ordre de grandeur que l'apport de chaleur de l'air à la glace. Une faible teneur de la glace en eau de fusion (estimée à 0,026 g · cm^–3) constitue pour les échanges calorifiques nocturnes déjà une source de chaleur appréciable. Le refroidissement de la glace par nuits claires se fait sentir jusqu'à 10 à 15 cm de profondeur et représente environ 10 à 15 cal·cm^–2. Des considérations théoriques montrent que le retard du début de la fusion superficielle après des nuits à gelée, dèe que commence le rayonnement à courte longueur d'onde, s'explique quantitativement en admettant und coefficient d'absorption de la glace d'environ 0,15 cm^–1. L'auteur calcule la variation de température de la glace après des nuits à gelés au moyen de fonctions généralisées de perturbation.

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Mit 4 Textabbildungen.     

Die Temperaturänderungen in der freien Atmosphäre bei Niederschlägen

Zusammenfassung Aus den täglich zweimal durchgeführten Radiosondenaufstiegen in Wien wurden die Temperaturänderungen am Boden und in verschiedenen Höhenstufen der Troposphäre berechnet, die zwischen 4 und 16 Uhr MEZ und zwischen 16 und 4 Uhr MEZ eintreten, wenn in diesen Zeiten Niederschläge gefallen sind. Es wurden Mittelwerte für positive und für negative Temperaturänderungen getrennt für die einzelnen Jahreszeiten berechnet und ihre Häufigkeiten sowie Häufigkeitsverteilungen der Beträge dieser Temperaturänderungen angegeben. Diese Untersuchung wurde für Kaltfront-und für Warmfrontniederschläge gesondert durchgeführt. Es wurde auch die Art der gleichzeitigen Temperaturänderungen in den anderen Höhenstufen bei positiven bzw. negativen Temperaturänderungen im 850 mb-Niveau statistisch festgestellt. Dasselbe wurde mit Bezugnahme auf die positiven und negativen Temperaturänderungen vom 500 mb-Niveau gemacht. Die Ergebnisse werden eingehend diskutiert.

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Summary The radiosonde observations (two daily) of Vienna were used to compute the changes in temperature at the surface and at various higher levels of the troposphere between 04 and 16 hours and between 16 and 04 hours, if there had been precipitations during this time. The means of positive and negative temperature changes for the individual seasons, their frequency, as well as the frequency distribution of their amounts are given. These data were investigated separately for precipitation connected with the passage of cold and warm fronts. In addition, a statistical analysis was made of the type of the simultaneous positive and negative temperature changes in other levels for positive and negative temperature variations in the 850 mb-level. The same was done with reference to the temperature variations in the 500 mb-level. The results of these analyses are discussed in detail.

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Résumé A partir des radio-sondages effectués à Vienne deux fois par jour l'auteur a calculé les variations de température entre 4 et 16 h. et entre 16 et 4 h. au sol et à différents niveaux de la troposphère lorsque pendant ces intervalles il y avait eu précipitation. Il a calculé les valeurs moyennes des variations positives et négatives pour chaque saison ainsi que leurs fréquences et les distributions de fréquences des montants de ces variations. Les précipitations des fronts froids et des fronts chauds ont été traitées séparément. La statistique comprend encore la nature des variations simultanées de température à différents niveaux pour des variations positives ou négatives à celui de 850 mb.; le même examen s'applique au niveau de 500 mb. Discussion des résultats.

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Herrn Prof. Dr.H. Ficker zum 75. Geburtstag gewidmet.     

Zur Abhängigkeit des Aerosolpartikelspektrums von meteorologischen Vorgängen und Zuständen

Zusammenfassung An einer alpinen Talstation wurde eine zweijährige kontinuierliche Meßreihe des Aerosolpartikelspektrums mit einem dreistufigen Kaskadenimpaktor durchgeführt. Anhand der Ergebnisse wurde der Einfluß verschiedener meteorologischer Parameter, vor allem die washout-Wirkung der verschiedenen Niederschlagstypen (gleichmäßiger und schauerartiger Regen bzw. Schneefall) auf die Partikelgrößenverteilung untersucht.

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Summary Continuous measurements of the aerosol-size spectrum were conducted throughout two years at a fixed location in an Alpine valley (Garmisch, 730 m a. s. l.), using a three-stage cascade impactor. The resulting data were used to determine the effects of meteorological conditions and especially the washout effect exerted by various kinds of precipitation (steady rainfall, steady snowfall and rain or snow showers) on the aerosol particle size spectrum.

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Résumé Durant deux années, on a effectué de façon continue des mesures du spectre des particules composant l'aérosole. Ces mesures ont été faites au moyen d'un appareil enregistrant les impacts des dites particules selon trois paliers distincts. Au vu des résultats, on a étudié l'influence de divers paramètres météorologiques sur la réparition des grosseurs de particules. Dans cette étude, on a spécialement tenu compte de l'effet de lavage des différents types de précipitations (pluie continue, averses, chutes de neige).

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Mit 12 Textabbildungen     

Strahlungsmessungen als Hilfsmittel zur Diagnose atmosphärischer Zustände und Vorgänge

Zusammenfassung An einem umfangreichen Beobachtungsmaterial besonders der zenitalen Himmelsstrahlung wird die Brauchbarkeit von Strahlungsmessungen mit verschiedenen Empfängern für die Überwachung atmosphärischer Trübungsverhältnisse und der Struktur der Trübung erprobt. Der Einfluß der selektiven Eigenschaften der einzelnen Empfängertypen auf die Meßvorgänge wird eingehend erörtert. Es wird gezeigt, daß Polarisations-und Farbwerte der zenitalen Himmelsstrahlung, die mit verhältnismäßig einfachen Mitteln (Selen-Photoelementen) gewonnen werden können, schon wesentliche Einblicke in den Trübungscharakter der Atmosphäre ermöglichen. Eine Verfeinerung der Analyse ist durch Intensitäts- und Polarisationsmessungen in engen Spektralbereichen, wie sie durch Verwendung von Interferenzfiltern in Verbindung mit Photomultipliern möglich sind, zu erreichen. Im Hinblick auf die noch unbefriedigende Bestimmung des Gesamtwasserdampfgehalts aus den atmosphärischen Absorptionsbanden bei durchgehender Strahlung wird auf die Möglichkeit, sie durch Messung der langwelligen Ausstrahlung zu kontrollieren und zu verbessern, hingewiesen.

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Summary On the basis of an extensive material of observations, in particular of zentithal sky radiation, the applicability of radiation measurements with different receivers for the control of atmospheric turbidity conditions and the structure of turbidity is investigated. The influence of the selective prpperties of the different receiver types on the measuring processes is discussed in detail. It is shown that polarisation and colour values of zenithal sky radiation obtainable by relatively simple means (selenium rectifier cells) give considerable insight into the character of atmospheric turbidity. An improvement of the analysis can be reached by measurements of intensity and polarisation within small spectral ranges such as are possible by applygin interference filters in combination with photomultipliers. With regard to the yet unsatisfactory determination of total water vapour contents from the atmospheric absorption bands of transmitted radiation the possibility is emphasized to control and improve it by measuring the outgoing long-wave radiation.

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Résumé Au moyen d'un riche matériel d'observations concernant surtout le rayonnement du ciel zénital on étudie la valeur de différents récepteurs en vue du contrôle du trouble atmosphérique et notamment de sa structure. On discute l'effet des propriétés sélectives des récepteurs sur lesprocédés des mesures. On montre que la polarisation et la couleur du rayonnement du ciel zénital mesurées par des moyens relativement simples (cellules au sélénium) fournissent déjà d'utiles renseignements sur le caractère du trouble atmosphérique. On arrive à améliorer les résultats par des mesures d'intensité et de polarisation à l'intérieur de régions spectrales étroites, ainsi que par l'emploi de filtres à interférences combinés avec des photomultiplicateurs. Considérant que la teneur totale en vapeur d'eau de l'atmosphère ne se détermine qu'imparfaitement par la transmission dans les bandes d'absorption, l'auteur évoque la possibilité de la déterminer par la mesure du rayonnement effectif à grande longueur d'onde.

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Mit 12 Textabbildungen.     

Die Veränderlichkeit der Globalbeleuchtungsstärke in Wien

Zusammenfassung Auf Grund 8 jähriger Registrierungen der Globalbeleuchtungsstärke in Wien mit einer durch Filter der Augenempfindlichkeit angepaßten Selenphotozelle wird eine Isoplethendarstellung der Beleuchtungsstärke entworfen. Tages- und Jahresgänge der Beleuchtungsstärke zeigen bemerkenswerte Unsymmetrien, die im Hinblick auf ihre Ursachen diskutiert werden.Zur Beurteilung der Veränderlichkeit der Globalbeleuchtungsstärke werden für die Stunden 5–6, 8–9, 11–12, 15–16 und 18–19 Uhr Häufigkeitsverteilungen abgeleitet. Da die Variationsbreite im Laufe des Jahres sehr großen Änderungen unterworfen ist, wurde als variables Maß für die Klassenintervalle die halbe durchschnittliche Abweichung von den Mittelwerten gewählt, um in allen Monaten und zu allen Tageszeiten eine ungefähr gleiche Zahl von Klassen zu erhalten. Die Häufigkeitsverteilungen zeigen eine auffallende Unsymmetrie in dem Sinn, daß in den Monaten November bis Februar die kleineren Beleuchtungsstärken, in den Monaten Mai bis August aber die größeren Werte der Beleuchtungsstärke häufiger vorkommen, während die Übergangsmonate annähernd symmetrische Häufigkeitsverteilungen aufweisen.

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Summary On the basis of 8-year records of the illumination from sund and sky at Vienna obtained by a selenium rectifier cell adapted by filters to eye sensitivity the intensity of illumination is represented by means of isopleths. Daily and annual variation of the luminous intensity show considerable asymmetries which are discussed with a view to their causes. To consider the variability of the global illumination intensity frequency distributions were derived for the hours 5–6, 8–9, 11–12, 15–16, and 18–19. The range of variations being subject to great changes in the course of a year the half average deviation from the mean values has been chosen as a variable measure for the class intervals. In this way, in all months and at all times of the day, about the same number of classes could be obtained. The frequency distributions show a pronounced asymmetry to the effect that, in the months november till february, the smaller intensities and, in the months may till august, the higher values of illumination intensity occur, while approximately symmetrical frequency distributions are found during the transitional months.

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Résumé Etablissement d'un réseau d'isoplèthes de l'intensité lumineuse globale sur la base de 8 ans d'enregistrements à Vienne à l'aide d'une cellule au sélénium adaptée an moyen de filtres a la vision de l'oeil. L'intensité lumineuse présente des asymétries remarquables dans les variations diurne et annuelle dont l'auteur examine les causes.On a établi des distributions de fréquence de la luminosité globale pour les intervalles de 5–6, 8–9, 11–12, 15–16 et 18–19 h. Comme la dispersion des mesures est très grande au cours de l'année, on a choisi comme variable pour les intervalles de classes la moitié de l'écart moyen des moyennes pour obtenir dans tous les mois et toutes les heures du jour un nombre à peu près égal de classes. Les distributions de fréquence sont nettement asymétriques, dans ce sens que les plus faibles intensités lumineuses apparaissent de novembre à février et les plus fortes de mai à août, tandis que les mois intermédiaires présentent des distributions à peu près symétriques.

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Mit 2 Textabbildungen.     

Die halbtägige Welle des Iuftelektrischen Potentialgefälles

Zusammenfassung Die Tagesgänge des luftelektrischen Potentialgefälles an Festlandstationen kann man in ihrem ortszeitgebundenen Anteil auffassen als einfache Schwingung mit einem Mindestwert in den frühen Morgen- und einem Maximalwert in den Nachmittagsstunden, über die eine im Laufe des Jahres schwankende und von Ort zu Ort verschiedene austauschbedingte Einsenkung während des Tages überlagert ist. Es läßt sich zeigen, daß die Tiefe dieser Einsenkung um so größer sein, muß, je größer der mittlere Kern- und Großionengehalt des Meßortes ist. Damit finden die Unterschiede im Gang des Potentialgefälles benachbarter Stationen sowie die Änderungen dieses Charakters in Davos von 1909/10 zur Meßperiode 1923/26 eine qualitative Erklärung.

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Summary The diurnal variations of the potential gradient of atmospheric electricity at continental stations can be interpreted, in their share connected to local time, as a simple oscillation with a minimum in the early morning and a maximum in the afternoon; above this oscillation a depression is superposed during the day, caused by turbulence exchange, showing fluctuations in the course of the year and different from place to place. It can be shown that the amplitude of this depression must be so much greater the greater is the average content of nuclei and large ions of the place of measurements. Therewith the differences of the gradient's variation of neighbouring stations and the alteration of their character from 1909/10 at Davos to the period of measurements in 1923/26 find a qualitative explanation.

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Résumé On peut considérer la variation diurne du gradient de potentiel électrique de l'atmosphère dans les stations terrestres, du moins celle qui est liée au temps local, comme une oscillation simple avec un minimum tôt le matin et un maximum l'après-midi; une baisse diurne, variable suivant le moment de l'année et le lieu d'observation, vient s'y superposer. On peut montrer que cette baisse est d'autant plus accusée que la teneur moyenne en noyaux et en gros ions est plus élevée. Cela permet d'expliquer les divergences de variation diurne du gradient électrique entre stations rapprochées, ainsi que la différence constatée dans les séries d'observations de 1909/10 et 1923/26 à Davos.

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Mit 2 Textabbildungen.     

Periodizitätsanalyse der Beobachtungsreihen der Piccardi'schen Fällungsreaktion

Zusammenfassung Es werden die Resultate diskutiert, die bei einer Periodizitätsanalyse der Beobachtungsreihen des differentiellen BiOCl-Niederschlages gewonnen wurden. Je nachdem der Niederschlag mit dem in freier Luft oder innerhalb von Kupferkammern aktivierten Wasser ausgeführt wurde, bleiben die gefundenen Periodizitäten unverändert und die Unterschiede im zeitlichen Gang der beiden Erscheinungen werden nur von den verschiedenen Phasenlagen bestimmt. In einem Zeitabschnitt von 2 bis 120 Tagen wurden 13 Komponenten (alle mit Amplituden derselben Ordnung) identifiziert, deren Perioden durch ein geometrisches Reihenfolgegesetz verbunden sind.

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Summary We discuss the results we have obtained submitting to the periodical analysis the series of observations of the differential precipitancy of BiOCl. According as the precipitancy has been executed with activated water in free air or inside copper shelters, the component periodicities remain unaltered and the different march with time of the two phenomena is determined only by the different position of phase. In the interval between 2 to 120 days we have identified 13 components, the periods of which are associated by a geometrical law of succession, all with amplitude of the same order.

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Résumé L'auteur discute les résultats obtenus à l'aide de l'analyse des périodes à partir d'une série d'observations de la précipitation différentielle de BiOCl. Que l'on procède à ces précipitations dans de l'eau activée à l'air libre ou dans une chambre de cuivre, les périodicités ne changent pas et les différences d'allure trouvées entre les deux phénomènes sont uniquement déterminées par une position de phase différente. Dans un espace de temps de 2 à 120 jours on a pu identifier13 composantes (ayant toutes des amplitudes du même ordre) dont les périodes sont reliées par une loi de série géométrique.

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Riassunto Si discute sui risultati ottenuti sottoponendo all'analisi periodale le successioni di osservazione della precipitazione di BiOCl. A seconda che la precipitazione sia stata eseguita con acqua attivata in aria libera o entro camere di rame, le periodicità componenti rimangono inalterate e il diverso andamento nel tempo dei due fenomeni è determinato soltanto dalle differenti posizioni di fase. Entro l'intervallo tra 2 e 120 giorni sono state identificate 13 componenti, i cui periodi sono legati da una legge geometrica di successione, tutte con ampiezza dello stesso ordine.

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Mit 3 Textabbildungen.