Momentum flux variations at lower thermospheric levels as seen from mid-latitude meteor wind observations

Summary Computations of momentum flux were made for the meteor wind data collected at Atlanta (34°N), during the period August 1974–March 1978. Substantial transport of momentum due to diurnal tide during summer and semidiurnal tide during winter was observed over the station. Monthly mean momentum flux variations of diurnal and semidiurnal tides exhibited oscillations with periods of about six and four months respectively. The height variations of annual mean momentum flux due to diurnal and semidiurnal tides revealed poleward flux throughout the height region 82–98 km and severe damping of momentum flux due to diurnal tide between the heights 90 and 92 km. The results of the present study relating to the northern hemisphere mid-latitude station are compared with those of Adelaide (35°S), the southern hemisphere mid-latitude station.

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Zusammenfassung Es wurden Impulsflußberechnungen für die in Atlanta (34°N) von August 1974 bis März 1978 gesammelten Meteor-Winddaten gemacht. Über der Station wurde ein beträchtlicher Impulstransport, der durch Tagesgezeiten während des Sommers und Halbtagesgezeiten während des Winter verursacht wurde, beobachtet. Die monatlichen, mittleren Impulsflußvariationen der Tages- und Halbtagesgezeiten zeigten Schwankungen mit sechsbzw, viermonatlichen Perioden. Die Höhenschwankungen des jährlichen, mittleren Impulsflusses infolge der Tages- und Halbtagesgezeiten zeigten einen polwärts gerichteten Flß innerhalb der Höhenregion von 82–98 km und eine heftige Dämpfung des Impulsflusses infolge der Tagesgezeiten zwischen 90 und 92 m Höhe. Die Ergebnisse dieser Untersuchung, die sich auf eine Station der mittleren Breiten in der nördlichen Hemisphäre bezieht, werden mit jenen von Adelaide (35°S), einer Station der mittleren Breiten in der südlichen Hemisphäre verglichen.

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With 3 Figures     

Further results of the analysis of central England temperature data

Summary Central England temperature data for 1659–1986 are analysed using a new procedure for separating the trend from monthly mean temperatures. The method has been developed without any important assumption relating to the trend function. The monthly trends are illustrated. It is suggested that a general warming tendency underlies various cooling and warming periods. Several autoregressive-moving average (ARMA) processes have been fitted to the stationarized time series of which an ARMA (2, 1) process proved to be the most appropriate model. Calculations on the data after adjustment to remove non-linear trends show much lower autocorrelations of yearly and individual monthly mean temperatures than estimated before.

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Zusammenfassung In vorliegender Studie werden Temperaturdaten von Mittelengland des Zeitraums 1659 bis 1986 unter Zuhilfenahme eines neuen Verfahrens zur Trennung von Trend und Monatsmittel analysiert. Die Methode wurde ohne besondere Annahme für die Temperaturtrendfunktion entwickelt. Die Monatstrends werden illustriert. Daraus ergibt sich eine allgemeine Tendenz der Erwärmung, der Perioden der Abkühlung und der Erwärmung überlagert sind. Verschiedene Verfahren mit autoregressiven gleitenden Mitteln (ARMA) wurden an die stationären Zeitserien angepaßt, wobei sich ein bestimmter ARMA-Prozeß (2, 1) als besonders geeignet erwies. Nach einer Anpassung durch Entfernung der nichtlinearen Trends ergaben die Berechnungen weit niedrigere Autokorrelationen der jährlichen und monatlichen Temperaturmittelwerte als bislang angenommen.

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With 6 Figures     

Der Einfluß der Polarisation auf die Reflexion an Wasserflächen

Zusammenfassung Nach Ableitung der in der Arbeit zur Verwendung gelangenden mathematischen Formeln werden die Lösungsmöglichkeiten und bisherigen Lösungsversuche besprochen. Die Ergebnisse der Berechnung der Abhängigkeit derFresnelschen Reflexionskoeffizienten von der Brechzahl wurden mitgeteilt. Der Einfluß der Brechzahl wurde als vernachlässigbar festgestellt. Die Reflexionskoeffizienten des Himmelslichts wurden für Sonnenhöhen von 0°, 20°, 40°, 60° ausDornos Messungen und für 90° aus einer empirisch korrigierten Strahlungs- und Polarisationsverteilung nachRayleigh berechnet. Der Einfluß der Polarisation auf die Reflexion an Wasserflächen ergab sich zu –1,13% für 0°, –0,55% für 20°, +0,18% für 40°, +0,47% für 60° und +0,83% für 90°, wobei allerdings der Wert für 90° als nicht ganz gesichert angesehen werden muß. Die Polarisation ist demnach als nicht unbedingt vernachlässigbar anzusehen, da ihr Einfluß in Extremfällen 8–10% des Endwertes ausmachen kann. Die Reflexionsverhältnisse wurden als sehr verschieden von denjenigen eines gleichmäßig diffusen Himmels gefunden.Die Berechnung der Reflexionskoeffizienten der Globalstrahlung an einer Wasserfläche wurde nach Messungen vonDorno, Kimball undLunelund, die Berechnung der Reflexion an einer Wasserkugel nach Messungen vonDorno undKimball durchgeführt. Es zeigte sich, daß infolge der günstigeren Verteilung des Himmelslichts die reflektierten Anteile desselben von ähnlicher Größe sind wie die der Sonnenstrahlung; die Reflexionskoeffizienten der Globalstrahlung sind sehr verschieden von denjenigen der Sonnenstrahlung. Die Reflexion der Globalstrahlung an einer Wasserkugel wurde zu ca. 5,8% berechnet.Der Einfluß der Polarisation auf die Reflexion an wellenbewegten Wasserflächen wurde im allgemeinen als vernachlässigbar gefunden. Schließlich wurden einige neuere Arbeiten auf dem Gebiete der Polarisation und der Reflexion an Wasserflächen besprochen.

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Summary Following the derivation of the mathematical formulae used in this paper, possible solutions and prior attempts to solutions are discussed. Results are given of the calculated dependence of theFresnel reflection coefficient on the refraction number. The influence of the refraction number was found to be negligible. Reflection coefficients of the sky light were calculated, for sun heights of 0°, 20°, 40°, 60°, fromDorno's measurements, and for 90° from an empirically corrected distribution of radiation and polarization given byRayleigh. The influence of polarization on the reflection at water surfaces was found to be –1,13 per cent for 0°.

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Résumé Les formules mathématiques employées dans cet ouvrage sont dérivées, les solutions possibles et celles qui ont été tentées jusqu'à présent furent commentées. Puis les résultats du calcul de la dépendance des coefficients de réflexion deFresnel de l'indice de réfraction furent démontrés. Il fut constaté que l'influence de l'indice de réfraction peut être négligée. Les coefficients de réflexion de la lumière du ciel furent calculés pour des hauteurs de soleil de 0°, 20°, 40°, 60° à l'aide des mensurations deDorno et pour 90° au moyen d'une distribution d'irradiation et de polarisation d'aprèsRayleigh, corrigée empiriquement. Il en résulta une influence de la polarisation sur des surfaces d'eau de –1,13% pour 0°.

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Mit 1 Textabbildung

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Zur Zeit in Sydney, Australien.     

Estimation of daytime downward longwave radiation at the surface from satellite and grid point data

Summary A hybrid method is developed for the estimation of the daytime downward longwave radiation flux (DLF) at the surface. The method makes use of the grid point thermodynamic fields at the surface and at the 1000 and 850 hPa levels. The cloud parameters are derived from the infrared and visible image data of the satellite METEOSAT-2. The calculation of the DLF is split into a clear-sky contribution, which is calculated from empirical formulae, and a cloud contribution which depends on cloud amount, cloud base height, and temperature.A sensitivity test to perturbations in the relevant parameters resembles closely the response of a multispectral radiation scheme, however the humidity dependence under clear sky has been identified as a weak point. A comparison of the method using observed input parameters with simultaneous measurements of the DLF yields an RMS error of 12.2 W/m².The method is applied for mapping the DLF over western Europe and the Mediterranean using satellite images for two days near midday and ancillary grid point data obtained during the ALPEX experiment. A comparison with ground measurements of 4 stations in West Germany shows a mean deviation of 3.9 W/m² and an RMS error of 11.6 W/m². The method is a first attempt to estimate the DLF at regional scales from satellite data on the cloud field and grid point analysis data on the thermodynamic field.

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Zusammenfassung Zur Schätzung des abwärts gerichteten langwelligen Strahlungsflusses (DLF) während des Tages an der Erdoberfläche wird eine Hybridmethode entwickelt. Die Methode verwendet Gitterpunkt-thermodynamische Felder am Boden und auf den 1000 und 850 h Pa-Flächen. Die Wolkenparameter stammen von den Bilddaten im infraroten und sichtbaren Bereich des Satelliten METEOSAT-2. Die Berechnung des DLF teilt sich in einen, aus empirischen Formeln berechneten Beitrag des wolkenlosen Himmels und einen Beitrag durch Wolken, welcher von der Wolkenmenge, von der Höhe der Wolkenbasis und der Temperatur abhängt.Ein Test der Empfindlichkeit auf Störungen in den relevanten Parametern ist der Reaktion eines multispektraligen Strahlungsschemas sehr ähnlich, obwohl die Feuchtigkeitsabhängigkeit unter wolkenlosem Himmel als Schwachpunkt herausgefunden wurde. Ein Vergleich der Methode unter Verwendung beobachteter Inputparameter bei gleichzeitigen Messungen des DLF ergibt einen RMS-Fehler von 12.2 W/m².Diese Methode wird für die Kartierung des DLF über Westeuropa und dem Mittelmeer angewendet. Dazu werden Satellitenbilder von zwei Tagen um Mittag und zusätzliche Gitterpunktdaten, die während des ALPEX-Experiments gewonnen wurden, verwendet. Ein Vergleich mit Bodenmessungen von 4 Stationen in West-deutschland zeigt eine mittlere Abweichung von 3.9 W/m² und einen RMS-Fehler von 11.6 W/m². Diese Methode ist ein erster Versuch, den DLF im regionalen Bereich aus Satellitendaten des Wolkenfeldes und Gitterpunkt-Analysedaten des thermodynamischen Feldes zu schätzen.

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With 10 Figures     

Field estimates of alfalfa evapotranspiration by energy balance-resistance modelling

Summary Estimates of mean daily evapotranspiration using the aerodynamic resistance-surface energy balance (ARSEB) model of Monteith were obtained for three periods during 3 September (day of year 246) to 15 November (day 319) 1983 in an alfalfa (Medicago sativa L.) field in central Arizona near Coolidge. These estimates were compared with Penman method estimates, within situ soil water balance (SWB) method estimates, and with long-term soil water depletion-based estimates of evapotranspiration for central Arizona. The SWB method estimates were obtained from soil moisture data collected to 1.5 m depth at 60 field sites, and to 1.8 m depth at 16 of the 60 sites. During relatively wet field conditions in September, daily estimates from the ARSEB method were on average about 19% to 23% lower than estimates from the Penman and SWB methods, respectively. However, for these wetter conditions, soil moisture data were only collected to 1.5 m depth. Thus, the SWB method may have overestimated evapotranspiration because drainage below the crop root zone was not measured. During drier conditions later in the season, ARSEB estimates of daily evapotranspiration were on average about 5% greater than Penman estimates. Also, ARSEB estimates were on the average about 24% to 35% greater than SWB method estimates. Agreement was good between ARSEB method estimates and long-term alfalfa evapotranspiration estimates by Erie et al. (1981) for central Arizona.

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Zusammenfassung Es werden mit Hilfe des ARSEB (Aerodynamisches Widerstands-Energiebilanz-Modell) von Monteith Schätzwerte der mittleren täglichen Evapotranspiration eines Luzernenfeldes für die Periode zwischen 3. September und 15. November 1983 gewonnen. Die Ergebnisse wurden mit denen der Penman-Methode, der Methode der Bodenwasserbilanz (SWB) und der Abschätzung über die langfristige Reduktion des Bodenwassers in Zentralarizona verglichen. Die SWB-Werte wurden aus Bodenfeuchtedaten in 1,5 m Tiefe von 60 Punkten und 1,8 m Tiefe von 16 Punkten berechnet. Während relativ feuchter Bedingungen im September waren die ARSEB-Schätzwerte durchschnittlich etwa 19 bis 23% niedriger als die der Penman- und SWB-Methode. Für feuchte Verhältnisse wurden allerdings nur Daten aus 1,5 m Tiefe gesammelt. Daher mag die SWB-Methode die Evapotranspiration überschätzt haben, weil der Abfluß unter dem Wurzelbereich nicht gemessen wurde. Unter trockeneren Bedingungen waren die ARSEB-Werte etwa 5% höher als die nach Penman. Gegenüber den SWB-Werten lagen die der ARSEB-Methode um etwa 24 bis 35% höher. Die Übereinstimmung zwischen ARSEB-Werten und den Abschätzungen der Luzernenevapotranspiration nach Erie et al. (1981) für Zentralarizona war gut.

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With 1 Figure     

Zur Hyperthermie der menschlichen Haut

Zusammenfassung Mit Hilfe einer für andere Zwecke abgeleiteten Formel für die zeitliche Erwärmung der Oberfläche eines strahlungsdurchlässigen Mediums (Reuter [2]) wird der Versuch unternommen, unter gewissen Voraussetzungen die Zeitspanne einer Hyperthermie der ursprünglich 33gradigen menschlichen Haut auf 41° zu berechnen. Für die Berechnung ist die Kenntnis verschiedener Eigenschaften der Haut in bezug auf Strahlung und Wärmeleitung erforderlich. Die dazu nötigen Unterlagen wurden im wesentlichen nachBüttner [1] in Form der entsprechenden Konstanten verwendet. Eine Hyperthermie auf 41° wurde deswegen gewählt, weil nachde Rudder [4] dabei in der Hälfte der beobachteten Fälle bereits letaler Hitzschlag auftritt. Als Außenbedingungen wurden angenommen, daß die Lufttemperatur 30° betrage und während des ganzen Einstrahlungsprozesses sich nicht wesentlich ändere, ferner, daß Windstille herrsche. Die Einstrahlungs-intensität wurde konstant vorausgesetzt und ebenso der Wärmeverlust der Hautoberfläche durch Abstrahlung und Verdunstung. Den Berechnungen wurde schließlich noch die Annahme zugrunde gelegt, daß es sich um völlig schwitzende Haut handelt, also der größtmögliche Wärmeverlust durch Verdunstung auftritt. Das Ergebnis ist für verschiedene Einstrahlungs-intensitäten und verschiedene Werte der Luftfeuchte aus Tabelle 3 ersichtlich. Es ergibt sich daraus, daß bis zu einer Einstrahlungsintensität von 1,0 cal pro cm² und Minute die Gefahr einer raschen Hyperthermie nicht besteht. Dagegen ist bei einem Ansteigen der Einstrahlungsintensität auf 1,5 cal pro cm² und Minute, was im Einzelfall in unseren Breiten erreicht wird, in niedrigen Breiten jedoch häufig realisiert sein dürfte, die Zeitspanne bis zu einer Hyperthermie auf 41° verhältnismäßig gering und liegt je nach der Luftfeuchte zwischen einer viertel und einer halben Stunde.

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Summary In applying a formula derived for other purposes for the warming of the surface of a medium pervious to radiation (Reuter [2]) it is attempted on certain conditions to compute the span of time of hyperthermy of a human skin surface raised from originally 33° up to 41°. For the computation the knowledge of several skin qualities with regard to radiation and heat conductivity is needed. The essential data are used afterBüttner [1]) in the form of the corresponding constants. A hyperthermy up to 41° was chosen because, according tode Rudder [4], this is the critical temperature where in half of the cases a letal apoplexy ensues already. As to open air conditions the temperature is assumed to be 30° and not to change essentially during the process of incoming radiation. Besides there must be a calm. Both the insolation intensity and the loss of heat of the skin surface by outcoming radiation and evaporation are supposed to be constant. The computations are based on the supposition that the skin is totally perspiring which represents the utmost loss of heat by evaporation. The result is shown on table 3 for different insolation intensities and different values of atmospheric humidity. Hence it follows that up to an insolation of 1,0 cal/cm² min the danger of a rapid hyperthermy does not exist. Whereas in a rising of the insolation to 1,5 cal/cm² min which is now and then reached in our latitudes but often realised in lower latitudes, the span of time for a hyperthermy up to 41° is relatively small and amounts according to atmospheric humidity to between a quarter and half an hour.

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Résumé On tente de calculer le temps nécessaire, sous certaines conditions, pour porter de 33° à 41° la température de la peau humaine à l'aide d'une formule établie dans un autre but et qui donne l'échauffement de la surface d'un corps transparent pour les radiations envisagées (Reuter [2]). Il faut pour cela connaître certaines propriétés de la peau en ce qui concerne le rayonnement et la conductibilité calorifique. Les données nécessaires ont été empruntées àBüttner [1] sous la forme de constantes appropriées. On a choisi une hyperthermie atteignant 41° parcequ'alors d'aprèsde Rudder [4] dans ces conditions dans la moitié des cas observés il y a insolation mortelle. On suppose pour le calcul que la température de l'air est de 30°, constante pendant toute la durée de l'expérience, et que l'air est calme. De plus on suppose un rayonnement incident invariable et une perte de chaleur constante de la peau par émission et évaporation. On admet enfin que la peau est en état de pleine sudation et que par conséquent les pertes de chaleur par évaporation sont maxima. Le tableau 3 montre les résultats pour différentes intensités de rayonnement et pour différentes valeurs de l'humidité. Il en résulte que jusqu'à une intensité de rayonnement de 1,0 cal. par cm² et par minute il n'y a pas de danger d'hyperthermie rapide. Par contre si le rayonnement atteint 1,5 cal. par cm² et par min., conditions parfois réalisées sous nos latitudes et fréquentes sous des latitudes plus basses, le seuil de l'hyperthermie à 41° est assez court et se trouve compris entre 1/4 d'heure et 1/2 heure, suivant l'humidité.

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Mit 1 Textabbildung.     

An anisotropic model for estimating of hourly sums of solar radiation on vertical south-facing surfaces

Summary An empirical study was performed to obtain a new anisotropic model for estimating of individual hourly sums of solar radiation on vertical south-facing surfaces. The procedure consists of correcting statistically the isotropic model by taking into account the anisotropic character of both sky diffuse and ground reflected solar radiation. Based on the data measured at Budapest-Lörinc station a simple correction function was obtained.

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Ein anisotropes Modell zur Bestimmung der Sonnenstrahlung auf vertikale Südwände

Zusammenfassung Es wurde eine empirische Studie zur Entwicklung eines neuen anisotropen Modells zur Bestimmung der individuellen Stundensummen der Sonnenstrahlung auf vertikale Südwände durchgeführt. Das Verfahren besteht in einer statistischen Korrektur des isotropen Modells durch Berücksichtigung des anisotropen Charakters der diffusen Himmelsstrahlung und der vom Boden reflektierten Sonnenstrahlung. Mit in Budapest-Lörinc gemessenen Beobachtungsdaten wurde eine einfache Korrektionsfunktion erhalten.

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1 Visiting scientist from the Socialist Republic of Vietnam.     

The summer radiation and heat budget of the Arctic and Antarctic

Summary For two pairs of arctic and antarctic stations, one coastal and one mountainous, an intercomparison between the summer radiation and surface energy budgets was carried out. The station pairs were similar in both latitude and altitude. It was found that the global radiation was larger for both antarctic stations. This is the result of a smaller Earth-Sun distance and cleaner atmosphere in Antarctica. Cloudiness, and for the arctic mountainous station substantial screening of the sun, also contributed. Further, large differences were found in the albedo. In the Arctic, the summer surfaces considered were bare tundra and melting snow, with respective albedos of 20 and 59%, while in Antarctica the surfaces considered were melting and dry snow, with albedos of 67 and 83% respectively.This results in a less positive radiation balance at both antarctic stations, despite the higher incoming global radiation. In turn, less sensible heat transfer from the surface to air results in lower temperatures in the Antarctic. The reduced rate of evaporation in Antarctica results in a drier atmosphere and less cloudy conditions.

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Zusammenfassung Für jeweils zwei arktische und antarktische Stationen, von denen jeweils eine an der Küste, eine in den Bergen liegt, wurden Vergleiche in bezug auf sommerliche Strahlungs- und Oberflächenenergiebilanz angestellt. Die Stationen liegen auf vergleichbarer Höhe und Breite. Es hat sich gezeigt, daß die Gesamt-Einstrahlung in den antarktischen Stationen größer war, aufgrund geringerer Erde-Sonnen-Distanz und der reineren Atmosphäre. Bewölkung und vor allem die für die arktischen Gebirgsstationen ausschlaggebende Sonnenabschirmung tragen auch zu dieser Differenz bei. Weiters wurden starke Albedounterschiede beobachtet. In der Arktis waren die Beobachtungsoberflächen im Sommer offene Tundra und schmelzender Schnee mit einer Albedo von 20 bzw. 59%, während die Antarktisoberflächen, nasser und trockener Schnee, eine Albedo von 67 bzw. 83% aufwiesen.Dies ergibt eine weniger positive Strahlungsbilanz für die beiden antarktischen Stationen trotz höherer Gesamteinstrahlung. Infolgedessen bewirkt die geringere Wärmeabgabe des Bodens an die Luft niedere Temperaturen in der Antarktis. Geringere Verdunstung ergibt somit geringere Bewölkung und eine trockenere Atmosphäre über der Antarktis.

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With 5 Figures     

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     

Preliminary aspects of rainfall rates in the north east of Spain

Summary A series of charts of rainfall rates recorded by means of a Jardí pluviograph in Barcelona, Spain, and covering a period of 20 years have been digitised. The time intervals of exceedance of certain pre-set rainfall rate thresholds were computed and expressed in percentages of the whole 20-year period. The average worst month period and the absolute worst month were defined and computed. Results are found to agree well with those obtained elsewhere in Southern Europe; they are also compared with some published results for Kew. Frequency-distribution of rates as well as time of occurrence are presented. Rainfall amounts pertaining to several rainfall rate categories have been analysed in order to obtain the ratio of convective to total rainfall amount. Comparison of this ratio with results of some other authors is inconclusive.

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Zusammenfassung Eine Anzahl von Tabellen über Niederschlagsraten, die in Barcelona (Spanien) durch einen Jardí Niederschlagsmesser über eine Zeitspanne von 20 Jahren aufgezeichnet wurden, werden bearbeitet. Die Andauer von gewissen festliegenden Niederschlagsraten wurde berechnet und in Prozenten von der gesamten 20jährigen Zeitspanne ausgedrückt. Die durchschnittliche Dauer im schlechtesten Monat, sowie der absolut schlechteste Monat werden definiert und berechnet. Die Ergebnisse stimmen im allgemeinen mit solchen anderer südeuropäischer Gebiete überein; sie werden mit schon veröffentlichten Ergebnissen aus Kew verglichen. Häufigkeits- als auch Verteilungsraten sowie die Eintrittszeit der Ereignisse werden angegeben. Die Niederschlagsmengen, die jeweils zu verschiedenen Niederschlagsraten gehören, wurden analysiert, um das Verhältnis des konvektiven zum gesamten Niederschlag zu ermitteln. Ein Vergleich dieses Verhältnisses mit den Ergebnissen anderer Autoren sind noch nicht abgeschlossen.

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With 7 Figures     

A unified theory of orographic influences upon cyclogenesis

Summary Cyclogenesis is known to take place frequently near the principal mountain complexes of the earth. However, a coherent and comprehensive theory of orographic cyclogenesis has never been offered in the literature. We propose here a unified theory of cyclogenesis in the presence of orography of various configurations, based on the generalization of a theoretical model concerning the interaction of baroclinic waves with local orography. This model has recently proved to be successful in accounting for some basic properties of Alpinecyclogenesis (Speranza et al. 1985). We consider, in particular, cyclogenesis in proximity of the Rocky Mountains (both to the west of the ridge, in the Gulf of Alaska, and to the east of it, over North America) and in proximity of the Himalaya-Tibetan Plateau.With regard to cyclogenesis over the Gulf of Alaska, results of numerical experiments, performed with the ECMWF model in order to isolate the orographic effects in realistic conditions, are also presented and compared with the theoretical results.

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Eine vereinheitlichte Theorie orographischer einflüsse auf die zyklogenese

Zusammenfassung Zyklogenese findet bekanntlich häufig in der Nähe der Hauptgebirgskomplexe der Erde statt. Dennoch wurde bis jetzt in der Literatur noch keine einheitliche und umfassende. Theorie orographischer Zyklogenese angeboten. Wir schlagen hier eine vereinheitlichte Theorie der Zyklogenese bei Vorhandensein einer Orographie mit unterschiedlichen Konfigurationen vor. Die Theorie basiert auf der Verallgemeinerung eines theoretischen Models über die Wechselwirkung von baroklinen Wellen mit der lokalen Orographie. Dieses Modell hat sich kürzlich bei der Erklärung einiger grundlegender Eigenschaften alpiner Zyklogenese als erfolgreich erwiesen (Speranza et al. 1985).Wir betrachten im besonderen die Zyklogenese in der Nähe der Rocky Mountains (sowohl westlich der Kette im Golf von Alaska als auch östlich davon über Nordamerika) und in der Nähe des Himalaya-Tibet-Plateaus.Hinsichtlich der Zyklogenese über dem Golf von Alaska werden auch Ergebnisse von numerischen Experimenten, die mit dem ECMWF-Modell durchgeführt wurden, um die orographischen Effekte unter realistischen Bedingungen zu isolieren, präsentiert und mit den theoretischen Ergebnissen verglichen.

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With 11 Figures     

On the estimation of long-wave radiation flux from clear skies

Summary Data from measurements of long-wave radiation at Barcelona were used to test the validity of several methods for computing this component of the radiation balance in clear sky conditions.Two types of formulae, the analytically derived formulae of Swinbank and Brutsaert 1 and 2 and the empirically obtained formulae of Brunt, Idso and Jackson and Idso 1 and 2 were used in the test.Most of these methods are derived for a particular location and utilize local empirical coefficients. However, there are several which have been considered more universal.Estimates by the two methods give approximately the same value when the screen level air temperature is above 0°C.In addition, the test for temperatures below 0°C shows several discrepancies between the observed and estimated values of long-wave atmospheric radiation. This fact suggests that modifications may be needed for both analytical and empirical formulae. However, since we have few measurements in the temperature regime below 0°C, this statement cannot be justified as a conclusion of this study.

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Zusammenfassung Es werden Daten der langwelligen atmosphärischen Strahlung bei Barcelona herangezogen, um verschiedene Methoden zur Bestimmung dieser Komponente der Strahlungsbilanz bei klarem Himmel zu vergleichen. Dazu werden zwei unterschiedliche Formeltypen, die analytischen nach Swinbank und Brutsaert (1 und 2) und empirische nach Brunt, Idso und Jackson sowie Idso (1 und 2) benützt.Von diesen Methoden wurden die meisten für einen bestimmten Ort entwickelt und verwenden daher lokale empirische Koeffizienten. Allerdings gibt es einige, die als allgemein verwendbar angesehen werden.Für beide Typen der Abschätzung ergeben sich für Lufttemperaturen über 0°C im Hüttenniveau ähnliche Werte. Bei Lufttemperaturen unter 0°C zeigen sich jedoch einige Unterschiede zwischen den beobachteten und geschätzten Werten der langwelligen atmosphärischen Strahlung. Das legt nahe, die Koeffizienten sowohl für die analytischen als auch die empirischen Formeln anzupassen. Leider war das auf Grund des geringen Datenmaterials bei Temperaturen unter 0°C innerhalb dieser Untersuchung nicht möglich.

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With 2 Figures     

Rainfall Variations of Sri Lanka, Part 2: regional gluctuations

Summary Based on the regional division of another paper [39], the rainfall variations of Sri Lanka have been investigated for the respective regions by power spectrum analysis and filtering methods, making use of data for the period from 1881 to 1980. The 3–4 year periodicity was observed over the entire island, but other cycles differ from region to region. The 13–16 months oscillation arises in Regions A, D and E, which roughly correspond to the Wet Zone and Dry Zone. The 10 and 2 year oscillations emerge in Regions A, B and C, where the southwest monsoon dominates the fluctuation patterns. In particular, it was confirmed that the quasi-biennial oscillation is not only in Sri Lanka, but also in other low latitude countries. The quasi-five year oscillation is noticed in Regions D and E, where the northeast monsoon influences on the fluctuation patterns. Irregularities in amplitude and in phase changes were noticed in their longer period fluctuation.

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Variationen des Niederschlags in Sri Lanka. Teil 2: Regionale Fluktuationen

Zusammenfassung Aufgrund einer früher vorgenommenen regionalen Einteilung [39] wurden die Niederschlagsvariationen in Sri Lanka für die einzelnen Regionen mit Spektralanalyse und Filterungsmethoden unter Verwendung von Beobachtungsdaten aus der Periode 1881–1980 untersucht. Die 3- bis 4jährige Periodizität wurde auf der ganzen Insel festgestellt; aber andere Zyklen unterscheiden sich von Region zu Region. Eine 13- bis 16monatige Oszillation zeigt sich in den Regionen A, D und E, die ungefähr der Feuchtzone und der Trockenzone entsprechen. 10- bis 2jährige Oszillationen treten in den Regionen A, B und C auf, wo der Südwestmonsun die Fluktuationsformen beherrscht. Im besonderen wurde festgestellt, daß die quasi-zweijährige Oszillation nicht nur in Sri Lanka, sondern auch in anderen Ländern niedriger Breiten vorkommt. Eine quasifünfjährige Oszillation wurde in den Regionen D und E festgestellt, wo der Nordostmonsun die Fluktuationsformen beeinflußt. Unregelmäßigkeiten in der Amplitude und in Phasenänderungen wurden in ihrer längerperiodischen Fluktuation festgestellt.

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With 4 Figures     

Studies of solar radiation and albedo in the antarctic

Summary The preliminary report deals with studies of the direct solar radiation and albedo which were performed during the US-IGY-Antarctic Expedition 1957/58. The intensity of the direct solar radiation at Little America V (78° S, 162° W, 44 meters above sea level) corresponds to the intensities measured in the European Alps at 3000 meters in June. The intensity at the South Pole (2800 meters above sea level) agrees with the intensity in the European Alps at 3000 meters in December. Measurements of the albedo at the South Pole and at Byrd Station (80° S, 120° W, 1515 meters above sea level) gave mean value of 89 percent, the whole range being 84 to 93 percent.

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Zusammenfassung Die vorläufige Mitteilung gibt einige Ergebnisse von Messungen der direkten Sonnenstrahlung und der Albedo, die während der US-IGJ-Antarktis-Expedition 1957/58 ausgeführt wurden. Die Intensitätdet der direkten Sonnenstrahlung in Little America V (78° S, 162° W, 44 m über dem Meeresniveau) entspricht den Intensitäten in den europäischen Alpen in 3000 m Höhe im Juni. Die Intensität am Südpol (2800 m über dem Meeresniveau) stimmt mit den Intensitäten in den europäischen Alpen in 3000 m Höhe im Dezember überein. Messungen der Albedo am Südpol und an der Byrd-Station (80° S, 120° W, 1515 m über dem Meeresniveau) ergaben einen Mittelwert von 89%, die Einzelwerte schwankten zwischen 84 und 93%.

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Résumé Note préliminaire concernant les mesures de rayonnement solaire et d'albédo faites lors de l'expédition américaine de l'Année géophysique internationale 1957/58 en Antarctide. L'intensité du rayonnement solaire direct à Little America (44 m.) correspond à celle que l'on observe en juin à 3000 m. dans les Alpes; au Pôle Sud, à 2800 m. elle est équivalente à celle qui s'observe à 3000 m. dans les Alpes en décembre. Les mesures d'albédo au Pôle Sud et à Byrd-Station (1515 m) ont fourni une valeur moyenne de 89%, avec variations comprises entre 84 et 93%.

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With 1 Figure     

Schichtung der Hauptluftströmungen über dem atlantischen Gebiet 5° N bis 9° S, 10° W bis 5° E

Zusammenfassung Für die inneren Tropen läßt sich die Kenntnis der Höhenströmungen nur durch direkte Beobachtungen gewinnen. Für den Golf von Guinea liegen Messungen innerhalb der Breite 5° N bis 9° S von drei Profilen der Meteor-Expedition und von zwei Studienfahrten der Deutschen Seewarte vor. Eine Voruntersuchung der mittleren Windwerte für die einzelnen benachbarten 5°-Felder einer Breitenzone (gleicher Jahreszeit) ergibt weigehende Übereinstimmung. Deshalb wird die zusammengefaßte Länge 10° W bis 5° E (für jede Breitenzone) der statistischen Bearbeitung zugrunde gelegt. Ziel der Untersuchung ist, die sich bei der Höhenwind-Statistik deutlich heraushebenden, charakteristischen Hauptströmungen zu beiden Seiten des Äquators und im jahreszeitlichen Unterschied zu erkennen und zahlenmäßig zu diskutieren. Nach einer Darstellung der Schichtung der mittleren Komponenten für 0 bis 19 km Höhe werden die einzelnen Strömungssysteme an Hand von Tabellen und Abbildungen näher beschrieben. Untere Troposphäre: Monsun, Antimonsun; Passat. Mittlere Troposphäre: Ostströmung (Urpassat). Hohe Troposphäre: Hohe Westströmung (Anti-Urpassat). Tropopausen-Schicht: Übergang von W in hohen Ost (Oberpassat). Hierbei wird für Test-Höhen die Streuung der beobachteten Einzelwinde besprochen. Größte gemessene Einzelgeschwindigkeit nahe dem Äquator: in der E-Strömung: SE 20 m/s (9 bis 10 km), in der hohen W-Strömung: SW 21 m/s (15 bis 16 km, nördlich vom Äquator), NW 21 m/s (13 bis 14 km, südlich vom Äquator). Die Rolle des Äquators bei den Höhenströmungen (meridionale Komponente) wird zusammenfassend betrachtet.

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Summary Knowledge on the currents of the upper atmosphere in the inner tropics can be obtained only by direct observations. In the Gulf of Guinea, between the latitudes 5° N and 9° S, three profiles were determined by the Meteor expedition and measurements carried out by two expeditions of the Deutsche Seewarte. A preliminary test of the average wind values gives good agreement for all adjoining 5°-fields of a zone of latitude (during the same season). Therefore, the longitude 10° W-5° E as a whole (for every zone of latitude) could be applied to statistical evaluation. Purpose of this investigation is to establish and discuss quantitatively the characteristic mean currents on both sides of the equator such as result from the wind statistics of the upper atmosphere in their seasonal variations. The distribution of the mean components is given for 0–19 km altitude; the different systems of currents are described in detail by tables and illustrations. Lower troposphere: monsoon, anti-monsoon; trade-wind. Medium troposphere: easterlies (Urpassat). High troposphere: high west-wind (Anti-Urpassat). Tropopause: transition from west to high east-wind (Oberpassat). For certain test heights the dispersion of the different observed winds is discussed. Measured maximum velocities near equator: in the eastern current: SE 20 m/s (9–10 km), in the western current: SW 21 m/s (15–16 km, north of equator), NW 21 m/s (13–14 km, south of equator). The rôle of the equator in connection with high currents (meridional component) is discussed comprehensively.

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Résumé On ne peut connaître l'allure de la circulation dans la haute atmosphère de la zone tropicale que par des observations directes. Dans le Golfe de Guinée on dispose de trois profils obtenus entre 5° N et 9° S par l'expédition du «Meteor» et de deux croisières d'étude de la Deutsche Seewarte. Une étude préalable des valeurs moyennes de vent relatives aux diverses surfaces de 5° d'une zone (mêmes saisons) aboutit à des résultats très concordants; aussi a-t-on soumis à l'examen statistique chaque bande zonale de 5° allant de 10° W à 5° E de longitude. Le but de cette recherche est de mettre en évidence les principaux courants en altitude de part et d'autre de l'équateur et d'examiner leurs valeurs numériques dans leurs variations saisonnières. Après avoir représenté la stratification des composantes moyennes entre 0 et 19 km, on décrit les différents systèmes de courants à l'aide de tableaux et de croquis et qui sont les suivants. Troposphère inférieure: mousson et contre-mousson; alizés. Troposphère moyenne: courant d'Est (Urpassat). Troposphère supérieure: courant d'Ouest supérieur (Anti-Urpassat). Tropopause: transition du courant d'Ouest à celui d'Est (Oberpassat). A cet effet on discute la dispersion des vents observés pour des niveaux choisis. Vitesse maximum observée près de l'équateur: dans le courant d'Est SE 20 m/s (à 9–10 km), et dans le courant d'Ouest supérieur SW 21 m/s (à 15–16 km au Nord de l'équateur), NW 21 m/s (à 13–14 km au Sud de l'équateur). On considère en résumé le rôle de l'équateur dans les courants en altitude (composante méridienne).

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Mit 5 Textabbildungen.     

Magnitude and sources of variation in albedo within an alpine tundra

Summary Temporal and spatial variations of albedo in a mid-latitude alpine tundra are assessed in order to develop a classification of surface cover mapping units which is useful for surface climate simulations. The largest temporal changes in albedo result from alterations in moisture conditions at the tundra surface associated with snowpack ripening and precipitation. Surface albedo varies under high atmospheric transmission conditions (clear skies) from 0.168 to 0.205; under low transmission conditions (cloudy) there was little variation in the surface albedo with the solar zenith angle and the value of the albedo was approximately equal to that under clear skies when 45° >z > 30°.Spatial variation of albedo within commonly used alpine surface cover mapping units is large, due to the roughness and heterogeneity of the tundra surface. Small differences between mean albedo among vegetated units (mean values range from 0.15 to 0.19) and large ranges of values within units (average 25% of the mean value) preclude differentiation of the commonly used surface cover mapping units (except snow) on the basis of shortwave reflectivity. Aggregation of the vegetated surface cover units based on height and density of plants yields three classes (krummholz, dense low vegetation, and sparse low vegetation) for which differences between mean albedo among all combinations of pairs of mapping units (4 units, 3 vegetative plus snow) are statistically significant.

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Zusammenfassung Zeitliche und räumliche Unterschiede der Albedo einer alpinen Tundra der mittleren Breiten werden herangezogen, um eine kartographische Klassifikation der Oberflächendecke zu entwickeln, die für klimatische Simulationen von Nutzen sein kann.Die auffälligsten zeitlichen Schwankungen der Albedo resultieren aus einer Veränderung der Feuchtigkeitsbedingungen an der Tundraoberfläche in Verbindung mit der Alterung der Schneedecke und Niederschlag. Die Oberflächenalbedo schwankt bei starker atmosphärischer Transmission (klarer Himmel) von 0.168 bis 0.205; bei geringer atmosphärischer Transmission (wolkig) zeigt sich nur wenig Veränderung der Oberflächenalbedo, wobei der Sonnenzenithwinkel und der Albedowert bei 45° >z > 30° in etwa den Werten bei klarem Himmel gleichen.Die räumliche Variation der Albedo innerhalb der üblicherweise herangezogenen kartographischen Einheiten der alpinen Oberflächendecke ist aufgrund der Rauhigkeit und Heterogenität der Tundraoberfläche groß. Bei Vergleich der Vegetationseinheiten untereinander zeigen sich nur geringfügige Unterschiede der durchschnittlichen Albedo (die Durchschnittswerk bewegen sich zwischen 0.15 und 0.19), während die Bandbreite der Werte innerhalb der jeweiligen Einheiten (im Durchschnitt 25% des Mittelwerts) hoch ist. Dies verhindert eine Differenzierung der allgemein angewandten kartographischen Klassifizierung der Oberflächendecke (Schnee ausgenommen) auf der Grundlage kurzwelliger Reflektivität.Eine Einteilung der Vegetationseinheiten hinsichtlich Höhe und Pflanzendichte ergibt drei Klassen (Krummholz, dichter Niederbewuchs und spärlicher Niederbewuchs), wobei die Unterschiede der Albedomittelwerte aller paarweisen Kombinationen der kartographischen Einheiten (4 Einheiten: 3 Vegetationstypen und Schnee) statistische Signifikanz aufweisen.

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With 3 Figures     

Über die Entstehung der extremen Temperaturminima in der Doline Gstettner-Alm

Zusammenfassung In der 1270 m hoch liegenden Doline Gstettner-Alm wurden Untersuchungen aufgenommen, die Einzelheiten über das Zustandekommen der dort festgestellten Temperaturminima bis um –50°C liefern sollten. Über die ersten diesbezüglichen Messungen Ende Februar–Anfang März 1953 wird berichtet.Der zeitliche Ablauf der räumlichen Temperaturverteilung wurde mittels Thermographen, Extremthermometern und von Fesselballons getragenen Widerstandsthermometern festgestellt. Auf einem vertikalen Höhenunterschied von 50 m wurden bei Windstille und volkenlosem Himmel Temperaturunterschiede von 20°C gemessen. Infolge der durch die Wetterlage bedingten relativ hohen Temperatur im freien Gelände wurde in der Meßperiode nur ein tiefstes Minimum von –32,5° C erreicht. Die Isothermen lagen dabei im wesentlichen horizontal. Das Temperaturgefälle von 1,50 m Höhe bis zur Schneeoberfläche überschritt am Grund der Doline kaum 2 bis 3° C. Die negative Strahlungsbilanz nahm im Laufe der Nacht wohl ab, das Strahlungsgleichgewicht wurde aber bei weitem nicht erreicht. Starke Sublimationserscheinungen in der Mulde verhinderten die Nebelbildung in der stagnierenden Luft. Vergleichsweise wurden auch Temperaturregistrierungen aus den Jahren 1928 bis 1931 angegeben.Nach der Ansicht der Verfasser bewirkt die einfließende Kaltluft den früheren Beginn und die Intensivierung des Abkühlungsvorganges. Die hierfür günstigen orographischen Verhältnisse im Gebiet der Gstettner-Almermöglichen dort die Ausbildung extrem niedriger Temperaturminima.

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Summary Investigations were resumed in the doline Gstettner-Alm, situated at 1270 m altitude, with the aim of throwing light on the origin of the temperature minima down to –50° C which had been observed at that place. Results of the first measurements carried out at the end of february and in the beginning march 1953 are given in this paper. The variation with time of the temperature distribution in space was determined with the aid of thermographs, extreme-thermometers, and resistance-thermometers carried by captive balloons. With calm air and cloudless sky, temperature differences of 20° C were measured over a vertical height difference of 50 m. Due to the relatively high temperature of the open air caused by the general weather situation of the measuring period a lowest minimum of only –32.5° C was reached. The isotherms were found to be more or less horizontal. The temperature gradient within 1.5m above the snow surface hardly surpassed 2 or 3° on the ground of the doline. The negative radiation balance decreased during the night, the equilibrium of radiation, however, was not reached by far. Phenomena of strong sublimation in the doline prevented formation of fog in the motionless air. Temperature records from the years 1928 to 1931 are also given for comparison. The authors hold that the inflowing cold air causes the earlier beginning and intensification of the cooling process favoured by the orographic conditions of the Gstettner-Alm. Thus the formation of extremely low temperature minima becomes possible.

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Résumé Des mesures ont été effectuées dans la doline de Gstettner-Alm située à 1270 m. d'altitude dans le but d'expliquer l'origine des minima de température atteignant –50° que l'on y a observés. Le présent article concerne les premières mesures faites de la fin février au début de mars 1953. Des thermographes, des thermomètres à extrema et des thermomètres à résistance portés par des ballons captifs ont permis l'étude de l'évolution dans le temps du régime thermique de cette dépression de terrain. Par temps calme et serein, on a mesuré des différences de température de 20° sur une distance verticale de 50 m. Comme l'atmosphère était relativement chaude pendant la période des essais, on n'a enregistré qu'un minimum absolu de –32,5°; les surfaces isothermes étaient en général horizontales. Le gradient vertical de température entre 1,5 m et la surface de la neige n'a pas dépassé 2° à 3° au fond de la doline. Le bilan négatif de rayonnement a diminué au cours de la nuit, mais l'équilibre radiatif n'a pas, de loin, été atteint. Des phénomènes de forte sublimation dans la dépression ont empêché la formation de brouillard dans l'air stagnant. On a repris à titre de comparaison des enregistrements de température datant des années 1928 à 1931.De l'avis des auteurs, l'afflux d'air froid dans la doline provoque le début précoce du processus de refroidissement et l'accélère. Les conditions topographiques particulières dans la région de Gstettner-Alm favorisent en ce point un tel afflux et par conséquent la production de températures extrêmement basses.

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Mit 7 Textabbildungen.     

Temperature inversion buildup in Colorado's Eagle Calley

Summary The development of temperature inversion and wind structure in Colorado's Eagle Valley was investigated by means of tethered balloon ascents made during the late aftermoon and evening of 15 October 1978. Strong cooling of the valley atmosphere began after 1630 MST. The mean rate of energy loss from a 1 m-thick cross section of the valley atmosphere during the 4 h period of observations was 1.23 MW. The zone of maximum rate of energy loss propagated upwards from the valley floor after 1630 MST and was accompanied by distinctive structures in both the temperature and wind fields. Transport of cold air in the downslope flows over the sidewalls is thought to play a major role in causing the rapid growth (250 m/h) in temperature insersion depth and the strong cooling of the atmosphere in the early stages of the evening transition period.

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Der Aufbau einer Temperaturinversion im Eagle Valley von Colorado

Zusammenfassung Die Entwicklung von Temperaturinversion und Windstruktur im Eagle Valley von Colorado wurde mittels Fesselballonaufstiegen untersucht. Diese Ballonaufstiege wurden am späten Nachmittag und Abend des 15. Oktober 1978 durchgeführt. Nach 1630 MST setzte eine starke Abkühlung der Talatmosphäre ein. Die mittlere Rate des Energieverlustes während des vierstündigen Beobachtungszeitraumes von einem 1 m starken Querschnitt der Talatmosphäre war 1.23 MW. Die Zone der maximalen Energieverlustrate breitete sich nach 1630 MST vom Talboden nach oben aus, wobei sie von charakteristischen Temperatur- und Windfeldstrukturen begleitet wurde. Man nimmt and, daß der Transport von kalter Luft in den Abhangströmungen über die Seitenwände bei der Verursachung des raschen Anwachsens (250 m/h) der Mächtigkeit der Temperaturinversion und der starken Abkühlung der Atmosphäre in den frühen Stadien der abendlichen Übergangsperiode eine bedeutende Rolle spielt.

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With 5 Figures

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Contribution no. PNL-SA-13718. A slightly modified version of a paper presented at the American Meteorological Society's Second Conference on Mountain Meteorology at Steamboat Springs, Colorado, in November 1981.     

Measurement of solar UVB radiation in the English Midlands

Summary Measurements of solar radiation in the ultraviolet B band have been made at Sutton Bonington in the English East Midlands and relationships with more routinely measured meteorological variables have been established. On clear days, linear relationships have been found between the logarithm of irradiance and airmass and between the ratio of UVB to visible irradiance and the cosine of solar zenith angle. The ratio of diffuse to global radiation (D/I) in the UVB band is always greater than 0.5 and on clear days there is a linear relationship with (D/I) for the visible and full solar wave-bands, suggesting an effect of atmospheric turbidity. Such relationships may enable UVB exposures to be estimated without the need for special instrumentation.

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Messung der UVB-Sonnenstrahlung in Mittelengland

Zusammenfassung In Sutton Bonington in den East Midlands von England wurden Messungen der ultravioletten Sonnenstrahlung im B-Spektrum vorgenommen. Es wurden dabei Beziehungen zu routinemäßig gemessenen meteorologischen Variablen festgestellt.An klaren Tagen wurden lineare Beziehungen zwischen dem Logarithmus der Bestrahlung und der Luftmasse und zwischen dem Verhältnis von UVB zur sichtbaren Strahlung und dem Cosinus des Zenitwinkels der Sonne festgestellt. Das Verhältnis Himmelsstrahlung zu Globalstrahlung (D/I) im UVB-Spektrum ist immer größer als 0,5. An klaren Tagen besteht eine lineare Beziehung zu (D/I) für den sichtbaren und den vollen Wellenbereich des Sonnenlichtes, die den Eindruck einer atmosphärischen Trübung erzeugt. Solche Beziehungen machen es möglich, UVB-Bestrahlung ohne spezielle Instrumente abzuschätzen.

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With 6 Figures     

Meridional heat transport on a part of the northern hemisphere in November 1947, July 1949, and February 1950

Summary Horizontal flux of enthalpy and latent heat has been computed from synoptic maps over a large part of the northern hemisphere for several isobaric levels during 3 months. The flux of enthalpy and also the flux of latent heat is lowest in July and 3 to 4 times larger in winter. The flux is largest at 850 mb. The large scale eddy conductivity for the enthalpy increases with the horizontal meridional temperature gradient showing that the atmospheric energy exchange processes become more effective when the gradients are strong. From the convergence of the flux values the mean heating of an air column has been computed. This heating has a winter maximum of about 1° C/24 hrs at latitude 60°–70° N. The values for the polar region are considerably lower, indicating a considerable mean descending motion in the region. The correlation between flux or convergence of flux and circulation indices is found to be rather small. There is even a negative correlation between convergence of enthalpy and the zonal index.

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Zusammenfassung Der horizontale Transport von Enthalpie und latenter Wärme wurde auf Grund von Wetterkarten für verschiedene Druckniveaus über einem großen Teil der nördlichen Hemisphäre für drei verschiedene Monate berechnet. Sowohl der Enthalpie- wie der latente Wärmestrom ist am geringsten im Juli und drei- bis viermal größer im Winter; am größten ist er bei 850 mb. Der Großaustauschkoeffizient der Enthalpie nimmt mit dem horizontalen meridionalen Temperaturgradienten zu, was sich durch die Steigerung der atmosphärischen Energieaustauschprozesse bei Verstärkung des Gradienten erklärt. Aus der Strömungskonvergenz wurde die durchschnittliche Erwärmung einer Luftsäule berechnet. Diese Erwärmung zeigt ein Maximum von zirka 1° C/24 Studen im Winter in einer Breite von 60 bis 70° N. Die Werte für das Polargebiet sind beträchtlich niedriger und lassen eine merkliche absinkende Strömung erkennen. Die Korrelation zwischen Strömung oder Strömungskonvergenz und Zirkulationsgrößen hat sich als eher niedrig erwiesen. Die Korrelation zwischen der Konvergenz der Enthalpie und dem Zonalindex ist sogar negativ.

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Résumé Le flux horizontal d'enthalpie et de chaleur latente a été calculé à partir de cartes synoptiques couvrant une grande partie de l'hémisphère nord et cela pendant 3 mois pour plusieurs niveaux isobariques. Le flux d'enthalpie ainsi que celui de chaleur latente est à son minimum en juillet et est 3 à 4 fois plus grand en hiver. Le flux le plus important se trouve au niveau de 850 mb. Le coefficient de la conductivité turbulente de l'enthalpie à grande échelle croît avec le gradient horizontal méridional de température, et montre ainsi que les processus de l'échange d'énergie atmosphérique augmentent avec la force du gradient. L'auteur a calculé le réchauffement moyen d'une colonne d'air en partant de la convergence des valeurs du flux. Ce réchauffement atteint un maximum hivernal d'environ 1° C/24 h à 60°–70° de latitude N. Les valeurs des régions polaires sont notablement plus petites et laissent reconnaître un mouvement descendant considérable dans cette région. La corrélation entre le courant ou la convergence de flux et les valeurs de la circulation s'est avérée plutôt petite. Il y a même une corrélation négative entre la convergence de l'enthalpie et l'index zonal.

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With 6 Figures.