An attempt of hindcasting the high waves observed by the OWS “Weather Reporter” at position “J” on 17 December 1959

Summary The data for high wave conditions at position J on 16 December, 1959 were recently published in this journal (C. L. Bretschneider, H. L. Crutcher, J. Darbyshire et al. [1962]). With reference to this paper an attempt is made to hindcast those waves.

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Versuch einer nachträglichen Berechnung des hohen Seeganges beim Ozean-Wetterschiff Weather Reporter auf der Position J am 17. Dezember 1959

Zusammenfassung Die Unterlagen zur Berechnung des hohen Seegangs auf der Position J am 16. Dezember 1959 wurden vor kurzem in dieser Zeitschrift veröffentlicht (C. L. Bretschneider, H. L. Crutcher, J. Darbyshire et al. [1962]). Unter Zugrundelegung dieser Arbeit wird versucht, den hohen Seegang aus den meteorologischen Gegebenheiten nachträglich zu berechnen (hindcast).

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Essai de calculer ultérieurement les hautes vagues auprès du frégate météorologique «Weather Reporter» à la navirestation «J» le 17 décembre 1959

Résumé Les données pour le calcul de hautes vagues observées auprès de la navirestation «J» le 16 décembre 1959 ont été récemment publiées dans ce journal (C. L. Bretschneider, H. L. Crutcher, J. Darbyshire et al. [1962]). Partant de ce travail, on essaie d'estimer après-coup (hindcast) des conditions météorologiques cette forte mer.

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See the paper by C. L. Bretschneider, H. L. Crutcher, J. Darbyshire et al. in: Dt. Hydrogr. Z.15, 243.     

Sulle correnti di marea nello stretto di messina

Riassunto Riferendosi ad un recente studio di A. Defant pubblicato su questa Rivista, l'A. svolge alcune osservazioni sui contributi precedentemente apportati nell'indagine dei processi relativi alle correnti di marea nello Stretto di Messina.

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Zusammenfassung Bezugnehmend auf eine Arbeit von A. Defant, der Verf. macht einige Bemerkungen über die früheren Beiträge zur Erklärung der Erscheinungen der Gezeitenströmungen in der Strasse von Messina.

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Résumé En rapport avec une étude précédente de M. A. Defant, l'Auteur fait quelques remarques à propos des recherches antérieures sur les courants de marée dans le détroit de Messine.

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La presente Nota venne inviata come «Lettera al Direttore».     

Über die DÜnung aus einem neu gebildeten Sturmfeld

Zusammenfassung Es werden die Vorgänge betrachtet, die zum Aufkommen einer DÜnung an einem festen BeobachtungsortA fÜhren. BezÜglich des wellenerzeugenden Windfeldes werden zwei spezielle Fälle unterschieden: 1. Das Windfeld bewegt sich nicht, 2. das Windfeld wandert genau auf den PunktA zu. Nur bei großem Abstand zwischen Windfeld undA beginnt die DÜnung mit sehr langen Perioden; in den anderen Fällen treffen Wellen mittlerer Periode als erste beiA ein. Es wird schließlich gezeigt, daß neu einsetzende DÜnung sehr schnell eine beträchtliche Wellenhöhe annehmen kann. Beim Beobachter entsteht daher häufig der Eindruck, daß die DÜnung schlagartig aufkommt.

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Swell produced by a newly generated storm area

Summary The processes leading to the generation of swell at a fixed observation pointA are examined. Two special cases are distinguished: 1) The wind area is stationary, 2) the wind area is moving directly to pointA. Only if the distance between the fetch and pointA is great enough the swell begins at pointA with very long periods; in all other cases, waves with a period of medium length will be the first to arrive at pointA. Finally, the author shows that swell waves that just started developing may very rapidly reach a considerable height so that the observer often cannot help thinking that swell develops in no time.

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Sur le phénomène de la houle produite par une région de tempête récemment engendrée

Résumé On examine les phénomènes donnant lieu à l'apparition d'une houle à un point fixe d'observationA et on distingue deux cas particuliers par rapport au fetch donnant naissance à des vagues, c.à.d. 1⁰ le »fetch« est stationnaire, 2⁰ le »fetch« marche directement vers le pointA. Seulement dans le cas où la distance entre le »fetch« et le pointA est d'une grandeur suffisante, la houle commence avec de très longues périodes; dans les autres cas des vagues d'une période moyenne arrivent les premières au pointA. Enfin, on montre qu'une houle naissante peut développer rapidement des vagues d'une hauteur assez grande de manière que l'observateur ne peut s'empÊcher de supposer que la houle prend naissance tout à coup.

     

Über die DÜnung aus einem Windfeld,welches am Beobachtungsort in einiger Entfernung vorbeizieht

Zusammenfassung Es werden die zum Teil recht verwickelten Bedingungen besprochen, denen eine am festen BeobachtungsortA auftretende DÜnung genÜgt, wenn das wellenerzeugende Windfeld sich dem PunktA wohl nähert, an ihm dann aber in einiger Entfernung vorbeizieht. Es werden getrennt behandelt: 1. wandernde Windfelder, welche seit langer Zeit eine ausgereifte Windsee besitzen, 2. wandernde Windfelder, deren Ausbildung erst kÜrzere Zeit zurÜckliegt.An geeigneter Stelle wird ein Diagramm gegeben, welches die Bestimmung der angular spreading factors (W. J. Pierson jun., G. Neumann und R. W. James [1953]) wesentlich erleichtert.Abschließend wird die Frage erörtert, ob ein Punkt am Rande des Windfeldes den gesamten Windfeld-Leerand ausreichend repräsentieren kann.

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On swell generated by a fetch passing at some distance from the observation point

Summary The paper treats the rather complex conditions that may lead to the occurrence of swell at a fixed observation pointA when the wave generating fetch though approaching pointA passes it at some distance. Two contingencies are separately discussed: 1) moving fetches associated for a long time past with a fully developed wind sea, 2) moving fetches whose generation took place only quite recently.The paper includes a diagram which largely facilitates the determination of the angular spreading factor (W. J. Pierson jun., G. Neumann, and R. W. James [1953]).In the end, the question is discussed whether one point on the border of the fetch may be regarded as being sufficiently representative of the entire lee-side of the fetch.

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Sur une houle soulevée par un »fetch« qui passe le point d'observation à quelque distance

Résumé Ce travail traite les conditions assez complexes qui peuvent conduire à l'apparition de houles à un point fixe d'observationA si le »fetch« qui a soulevé les vagues en question s'approche de ce point mais finit par le passer à quelque distance. On discute deux éventualités: 1) des »fetches« progressifs dont les vagues de vent on depuis longtemps terminé leur developpement, 2) des »fetches« progressifs qui n'ont accompli leur formation que depuis peu.On a introduit dans le travail un diagramme qui rend beaucoup plus facile la détermination des facteurs d'extension angulaire (»angular spreading factors«) (W. J. Pierson, jun., G. Neumann et R. W. James [1953]).Enfin, on discute la question si un seul point sur le bord du »fetch« peut suffisamment représenter les conditions dominant sur tout le bord sous le vent.

     

Höhe der Windsee in einem wandernden rechteckigen Windfeld

Zusammenfassung Die hauptsächlich in der amerikanischen Literatur gegebenen Anweisungen zur Berechnung der Windsee aus dem herrschenden Wind gelten im allgemeinen für nicht-wandernde Windfelder. Hier wird gezeigt, daß bei den für die praktische Seegangsvorhersage häufig bedeutungsvollen wandernden Windfeldern der entstehende Seegang auch abhängig ist von der Breite des Windfeldes, von seiner Verlagerungsgeschwindigkeit und von dem Winkel, den Windrichtung und Zugrichtung des Windfeldes bilden. Die wichtigsten der verschiedenen Situationen, die sich ergeben können, werden behandelt. Dabei werden Hinweise für die Berechnung eines effektiven Fetch und einer effektiven Windwirkungsdauer gegeben, mit denen die von einem wandernden Windfeld erzeugte Windsee annähernd bestimmt werden kann.

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On the height of the wind sea in a travelling rectangular fetch

Summary Recent papers, chiefly such of American origin, often discuss methods enabling wind generated sea to be derived from the dominating wind. These methods refer, in general, to non-travelling fetches. The present paper deals, however, with the problem of travelling fetches which are often of greater importance to practical sea forecasting. It is shown that in the case of wandering fetches the wind generated sea is also a function of the fetch's width, of its displacement speed and of the angle between the wind's direction and the direction of displacement of the fetch. The most important of the various situations that occur are discussed and instructions are given to compute the effective fetch and the effective duration of the wind's action as these data will allow to approximately determine height and period of a wind sea from a travelling fetch.

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Sur la hauteur des vagues soulevées par le vent d'un »fetch« rectangulaire en mouvement

Résumé Des publications récentes, surtout telles venant des Etats-Unis, exposent des méthodes permettant de dériver du vent actuel les vagues de vent; ces méthodes se réfèrent, en general, à des »fetches« stationnaires. Le présent travail, cependant, traite le problème des »fetches« en mouvement qui sont souvent d'une importance plus grande à la prévision pratique de la mer du vent. On montre que les vagues du vent, en train de naître, sont aussi fonction de la largeur du »fetch«, de sa vitesse de déplacement et de l'angle formé par la direction du vent et la direction du mouvement du »fetch«. Alors, on discute des nombreuses situations les plus importantes qui peuvent se réaliser, donnant, en même temps, des instructions à évaluer »le fetch effectif« et »la durée effective de l'action du vent«; ces données permettent de dériver approximativement la force et la période des vagues engendrées par le vent d'un »fetch« progressif.

     

Auswertung von Seegangsregistrierungen des Forschungsschiffes “Atlantis“ mit dem „ship-borne wave recorder“ sowie Vergleich mit entsprechenden Seegangsberechnungen aus den Windverhältnissen (hindcasting)

Zusammenfassung Im November und Dezember 1956 wurden auf dem Forschungsschiff Atlantis im Atlantischen Ozean mit dem ship-borne wave recorder nach M. J. Tucker Registrierungen des Seegangs gewonnen. Diese Messungen wurden auf zweierlei Weise statistisch ausgewertet, nämlich 1. durch Berechnung von Mittelwerten aus Einzelwerten, die der Registrierkurve unmittelbar entnommen wurden und 2. durch Bestimmung der entsprechenden Mittelwerte aus einem Wellenspektrum, das vorher mittels spezieller Analyse ermittelt worden war. Die sich ergebenden Größen werden miteinander verglichen. Der Einfluß, den die Bandbreite des Spektrums nach Cartwright und Longuet-Higgins auf bestimmte statistische Seegangsgrößen ausübt, wird berechnet. Die aus den Registrierungen ermittelten Werte für die Wellenhöhe und die Wellenperiode werden mit den entsprechenden Größen verglichen, die sich beim hindcasting unter Benutzung von Wetterkarten nach verschiedenen Methoden ergeben. Die auf Grund der Diagramme von Pierson, Jr.-Neumann-James, von Bretschneider-Wilson und von H. Walden bestimmten kennzeichnenden Wellenhöhen sind höher, die nach dem Verfahren von J. Darbyshire berechneten niedriger als die entsprechenden beobachteten Größen. Bei den Perioden sind die in den behandelten Fällen nach den Methoden von Bretschneider-Wilson und von Darbyshire berechneten Werte durchschnittlich größer, die nach dem Diagramm von Walden bestimmten Größen kleiner als die Perioden, die man aus den Registrierungen mit dem ship-borne wave recorder ermittelt.

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Evaluation of sea records obtained from the ship-borne wave recorder on board the research vessel Atlantis and comparison with corresponding wave computations from wind conditions (hindcasting)

Summary On a cruise with the research vessel Atlantis in the North Atlantic, in November and December 1956, sea records were obtained from the ship-borne wave recorder after M. J. Tucker. Two different statistical methods were used in evaluating these records, viz. 1. mean values were computed from the records and 2. the respective mean values were derived from a wave spectrum that beforehand had been obtained by special analysis. The resulting values are compared with one another. From the analysis it is found that the relative width of the wave spectrum is significant in determining the wave heights, whether treating recorded wave data or determining the wave height from a forecast or hindcast wave spectrum. The effect is computed according to Cartwright and Longuet-Higgins. The values of wave height and wave period obtained from the records are compared to the corresponding values derived by different methods from weather maps (hindcasting). The significant wave heights hindcast with the aid of diagrams by Pierson, Jr.-Neumann-James, by Bretschneider-Wilson and by H. Walden, are higher, those computed by means of J. Darbyshire's procedure are lower than the appropriate observed values. The values of periods hindcast according to the methods by Bretschneider-Wilson and by Darbyshire are, on an average, greater, those determined from the diagrams by Walden are smaller than the values of periods obtained from the ship-borne wave recorder.

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Des enregistrements élaborés de la mer agitée obtenus à l'aide d'un instrument enregistreur («ship-borne wave recorder») installé à bord du navire de recherche «Atlantis», sont comparés à des calculs correspondants de la mer agitée déterminée à partir des conditions des vents («hindcasting»)

Résumé En novembre et en décembre 1956, des enregistrements de la mer agitée ont été effectués en Atlantique Nord à l'aide d'un instrument enregistreur des vagues d'après M. J. Tucker, dit le «ship-borne wave recorder», installé à bord du navire de recherche «Atlantis». On s'est servi de deux méthodes différentes en exploitant ces enregistrements, à savoir: 1⁰ des valeurs moyennes ont été dérivées des valeurs, prises immédiatement des courbes d'enregistrement et 2⁰ des valeurs moyennes correspondantes ont été dérivées du spectre des vagues que l'on avait au paravant obtenu au moyen d'une analyse spéciale. Dans le travail actuel, les valeurs résultant de ces processus sont comparées entre elles. L'effet que, d'après Cartwright et Longuet-Higgins, la largeur de bande du spectre a sur des quantités statistiques de la mer agitée est calculé. Les valeurs de la hauteur des vagues et de la période des vagues résultant des enregistrements sont mises en parallèle avec des valeurs correspondantes calculées au moyen des méthodes différentes à partir des cartes météorologiques («hindcasting»). Il se montre que les hauteurs significatives des vagues, résultant de l'application des diagrammes de Pierson, Jr.-Neumann-James et de ceux de Bretschneider-Wilson et de H. Walden sont plus élevées, au revanche, les hauteurs significatives qui résultent de l'application de la méthode de J. Darbyshire sont plus faibles que les valeurs observées. Les valeurs des périodes de vagues calculées dans ce travail d'après les méthodes de Bretschneider-Wilson et de Darbyshire sont, en moyene, plus élevées, celles qui ont été déterminées à l'aide du diagramme de Walden sont plus faibles que les valeurs des périodes prises des enregistrements de l'instrument enregistreur d'après Tucker.

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Contribution number 850 from the Woods Hole Oceanographic Institution.     

Tidal correction of hydrographic measurements

Summary A simple procedure is presented to eliminate the influence of tidal oscillation from hydrographic measurements. This is done with a transformation from a co-ordinate system fixed in space to a co-ordinate system fixed in time using results of a numerical tidal model. The procedure is applied to a hydrographic survey in the German Bight. The hydrographic structure transformed onto a co-ordinate system fixed in time is much more similar to the structure obtained by satellite pictures and shows dynamical processes much clearer than in a co-ordinate system fixed in space.

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Gezeitenkorrektur von hydrographischen Messungen

Zusammenfassung In dieser Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, das hydrographische Messungen vom Einfluß periodischer Variationen durch die Gezeiten bereinigt. Dies geschieht unter Benutzung von Ergebnissen eines numerischen Modells durch eine Transformation einer gemessenen hydrographischen Struktur von einem ortsfesten in ein zeitfestes System. Dieses Verfahren wird auf eine hydrographische Aufnahme der Deutschen Bucht angewandt. Die auf ein zeitfestes Koordinatensystem transformierte hydrographische Messung zeigt sehr viel Ähnlichkeit mit einer synoptischen Messung, die bei einem Satellitenüberflug gewonnen wurde. Bestimmte dynamische Prozesse in der Deutschen Bucht lassen sich zudem im zeitfesten Koordinatensystem besser erkennen als im ortsfesten Koordinatensystem.

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Correction de l'influence de la marée sur les mesures hydrologiques

Résumé L'article présente une méthode simple pour éliminer l'influence de la marée sur les mesures hydrologiques. Cela est obtenu par le passage d'un système de coordonnées fixe dans l'espace à un système de coordonnées fixe dans le temps utilisant les résultats d'un modèle numérique de marée. La méthode est appliquée à un levé hydrologique dans la Baie Allemande. La structure hydrologique obtenue dans un système de coordonnées fixe dans le temps est beaucoup plus proche de celle qui est obtenue par les images satellites et décrit le processus dynamique beaucoup plus clairement que dans un système de coordonnées fixe dans l'espace.

     

Zum Problem der „Dynamischen Bezugsfläche“, insbesondere im Golfstromgebiet

Zusammenfassung In der Ozeanographie ist cs üblich, als dynamische Bezugsfläche eine Nullfläche zu wählen, d. h. eine Fläche im baroklinen Ozean, in der die Geschwindigkeit der Strömung verschwindet. Die Kenntnis dieser Tiefe, also der Untergrenze des Strömungssystems, ist nicht nur eine Voraussetzung für die Berechnung absoluter Strömungen nach der klassischen Methode, sondern auch wichtig für eine Analyse der Dynamik ozeanischer Zirkulationsvorgänge.Bei der theoretischen Behandlung cines vertikal und horizontal geschichteten Ozeans mit Hilfe der vertikal integrierten Bewegungsgleichungen treten Glieder auf, die eine Kenntnis der Tiefenlage des Strömungssystems voraussetzen. Nur im Falle sehr spezieller Bedingungen oder einer konstanten Tiefe des Zirkulationssystems verschwinden die von der Untergrenze abhängigen Glieder.In der vorliegenden Arbeit wird an einem einfachen Modell der Einfluß einer variablen Tiefe der Untergrenze des Strömungssystems auf den horizontalen Massentransport diskutiert. Ein interessantes Beispiel bietet das Stromsystem an der Ostküste von Nordamerika, wo das Feld des Golfstromes einem äquivalent-barotropen System zuzustreben scheint. Ein solches Feld erfordert einen starken Abfall der Untergrenze der Strömung von der linken zur rechten Flanke, d. h. vom Kontinentalschelf zur Sargassosee. Die so geforderte Nullfläche stimmt gut mit der nach der D efantschen Methode bestimmten überein.

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On the problem of the dynamical reference surface with special consideration of the Gulf Stream

Summary It has become a customary practice in oceanography to choose as a dynamical reference surface a zerolevel, that is, a surface in the barocline ocean where the current velocities vanish. The knowledge of the depth of such a surface, or of the lower boundary of the current system, is not only required for computing absolute currents according to the classical method, but it is also important for an analysis of the dynamics of the oceanic circulation.When dealing theoretically with a stratified ocean by means of the vertically integrated equations of motion, additional terms appear in the basic equations which depend on the depth of the lower boundary of the current system. The terms which depend on the variable depth of this lower boundary would disappear only in the case of very special conditions or of a constant depth of the circulation.The present paper discusses a simple model which shows the effect of a variable depth of the lower boundary of the current system on the horizontal mass transport. An interesting example is offered by the currents off the east coast of North America, where the current field of the Gulf Stream seems to approach an equivalent-barotropic system. Such a field requires a strong slope of the lower boundary of the current, that is, of the zero level, from the left to the right hand border, or from the continental shelf towards the Sargasso Sea. This zero level as requir ed theoretically for stationary currents agrees well with the level of no motion as determined by the method of A. Defant.

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Sur le problème d'une «surface de référence dynamique» discuté en considération spéciale de la région du courant du Golfe

Résumé Les océanographes ont pris l'habitude de choisir comme «surface de référence dynamique» un «niveau de zéro», c. a. d. une surface dans l'océan barocline où la vitesse devient nulle. La connaissance de la situation en profondeur d'une surface, donc, la limite inférieure du système de courants est non seulement indispensable au calcul des courants absolus d'après la méthode classique mais aussi importante à l'analyse de la dynamique de la circulation océanique.Si l'on étudie théoriquement un océan stratifié en se servant des équations de mouvements verticalement intégrées, on rencontre dans les équations fondamentales des termes additionnels qui dépendent de la limite inférieure du système de courants. Ces termes qui dépendent de la profondeur variable de cette limite inférieure disparaîtront seulement en cas de conditions très spéciales ou de présence d'une profondeur constante du système de circulation.Le travail actuel discute à l'aide d'un exemple simple l'influence qu'une profondeur variable de la limite inférieure du système de courants exersc sur le transport horizontal de masse. Le système de courants devant la côte orientale de l'Amérique du Nord où le champ du courant de Golfe semble s'approcher d'un système équivalent-barotrope en offre un exemple intéressant. Un tel champ nécessite une forte inclinaison de la limite inférieure du courant, c. a. d. une inclinaison allant du bord gauche au bord droit du niveau de zéro ou du plateau continental jusqu'à la mer des Sargasses. Ce niveau de zéro, comme il est théoriquement dérivé en cas des courants stationnaires, est en bon accord avec le niveau sans mouvement déterminé d'après la méthode de Defant.

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Herrn Professor Dr. Gerhard Schott zum 90. Geburtstag gewidmet.     

Su un «Matranslog» di massimo rendimento

Riassunto Tra le diverse possibilità di realizzazione di Matranslog (costantemente a maggior potere risolutive delle caratteristiche geoelettriche nei fori di sonda che non i procedimenti a «regime»), l'A. illustra quello a massimo rendimento, agli effetti interpretativi delle diagrafie transitorie. Le funzioni trans infatti risultano del tipo più completo, con decorso da zero ad un massimo assoluto (a «sovratensione») fino a valori asintotici di regime.

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Summary Among the manifold possibilities of realization of Matranslog, the Author develops that which enables to come to a Matranslog of highest effectiveness. Indeed, the Eltrans-functions, that the Author reckons, result to be of type having a time cours from zero to an absolute maximum (with «surtension»), up to asymptotic values of regime. This type of Trans-diagraphy is the most complete one that can be reached. The analyses of such diagraphies present the highest resolutive power of the Geomatrans-parameters, measurable in well holes.

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Résumé Entre les différentes possibilités de réalisation de «Matranslog» (toujours à plus grand pouvoir résolutif des caractéristiques geoélectriques que non les anciens méthodes à régime), l'Auteur décrit un Matranslog à plus grand rendement, pour les interprétations des diagraphies trans. Les fonctions trans, en effect, résultent du type plus complet, avec une démarche de zero à un maximum absolu (surtension) jusqu'aux valeurs asymptotiques de régime.

     

Das Kuriosum eines scheinbaren “Tidewindes” im Revier Außenelbe

Zusammenfassung Bei einer Auswertung der Windmessungen deutscher Feuerschiffe für die Sturmflut-Periode Mitte Februar 1962 fiel es auf, daß die Differenzen der Windgeschwindigkeit zwischen den Feuerschiffen Elbe 1 und Elbe 2 offenbar einem bestimmten Rhythmus unterlagen. Da der Abstand der meisten Maxima der Winddifferenz (Elbe 1 minus Elbe 2) etwa 12 Std. betrug, tauchte die Vermutung auf, daß dieser Rhythmus gezeitenbedingt war. Die Mittelbildung über 13 nach den Gezeiten geordnete Fälle ergab denn auch den Tidewind in ausgeprägter Form, wobei das relative Windmaximum von Elbe 1 bei Mitte Ebbstromzeit lag^** und der mittlere Schwankungsbetrag (Maximum — Minimum) 3.6 kn betrug. Eine auf die Gezeiten bezogenen Auswertung von Fällen quasikonstanter Windrichtung ergab noch größere Schwankungsbeträge und vor allem eine gegenläufige Schwingung des Tidewindes bei westlichen und östlichen Winden. Da dies Verhalten des Windes — nach Vorzeichen und Betrag — recht genau den differentiellen Schwankungen des Gezeitenstromes bei Elbe 1 und Elbe 2 entsprach, so hätte man an einen Mitführungseffekt des strömenden Wassers auf die Luft denken können, wäre nicht die ungeschwächte Übertragung von Bewegungsgröße bis in Anemometerhöhe von 18 m allzu unwahrscheinlich gewesen. Tatsächlich erlischt, wie E. R. Reiter [1955] zeigen konnte, der Mitführungseffekt bei einem Flusse ähnlicher Geschwindigkeit wie die Außenelbe in etwa 3 m Höhe über Wasser.Des Rätsels Lösung liegt in der kombinierten Wirkung des Gezeitenstroms und des Windes auf die Lage (Kielrichtung) der vor Anker schwojenden Feuerschiffe. Damit verändert sich im Verlauf einer Tide — bei konstanter Windrichtung — die Anblasrichtung der Schiffe, und diese Änderungen des Anströmungswinkels ergeben systematische Änderungen der gemessenen. Windgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Strömmungsstörung am Schiffshindernis. Die mit dem Gezeitenstrom schwojenden Feuerschiffe erscheinen so als ein geeignetes Versuchsobjekt zur besseren Feststellung des quantitativen störenden Schiffseinflusses auf den Wind.

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The strange phenomenon of an apparent tidal wind in the Estuary of the Outer Elbe (Außenelbe)

Summary When the wind measured by the German lightvessels for the storm surge period mid February 1962 was studied, it became obvious that the differences of wind velocities observed on the lightvessels Elbe 1 and Elbe 2 showed a certain rhythm. As most maxima of these wind differences (Elbe 1 minus Elbe 2) followed one another within about 12 hours, it was supposed that this rhythm was connected with the tide. The average of a series of 13 tides showed very remarkably the tidal wind, the maxima of the wind differences being at the centre of the ebbstream interval at Elbe 1 and the mean range of maximum-minimum being 3.6 kn. Cases of wind with quasi-constant directions showed even greater values of deviation when referred to the tide and, above all, deviations in opposite directions at easterly and westerly winds. As this phenomenon, in sign and quantity, very nearly corresponded to the differences of the tidal currents at Elbe 1 and Elbe 2, one could have thought of an effect by which air is carried along by the streaming water, if not, up to the height of the anemometer of 18 m, the unweakened transfer of momentum would have been too unlikely. In fact, as E. R. Reiter [1955] demonstrated, the effect of air being carried along by the streaming water fades out at about 3 m above the water level of a river at similar velocities as the Outer Elbe.The explanation of this phenomenon is the combined effect of the tidal current and the wind on the course of the lightvessels swinging round their anchors. At a constant direction of the wind, during one tide, the angle between wind and course varies and this variation of the angle leads to a systematic variation of the measured wind speed according to the disturbance caused by the ship as an obstacle. Therefore, lightvessels swinging round with the tidal current seem to be a suitable test to study how much the ship herself disturbs the wind.

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Aspect curieux d'un «vent de marée» apparent dans la zone de l'Elbe extérieure

Résumé A l'occasion d'une étude des vitesses du vent mesurées aux bateaux-feu au cours des ondes de tempête de mi-février 1962, on fit la remarque que les différences de vitesse du vent entre les bateaux-feu «Elbe 1» et «Elbe 2» paraissaient obéir à un certain rythme. Comme l'écart de la plupart des maxima de différence («Elbe 1» moins «Elbe 2») était d'environ 12 heures, il vint d'abord à l'esprit, que ce rythme était subordonné à la marée. La moyenne obtenue dans 13 cas pris dans l'ordre suivant la marée, faisait d'ailleurs apparaître nettement le «vent de marée» pour lequel le maximum relatif de «Elbe 1» correspondait au «milieu de la période de jusant» et la variation moyenne (maximum-minimum) se chiffrait à 3.6 noeuds. Une étude, rapportée à la marée, de cas de direction de vent quasi-constante, fit apparaître des variations encore plus grandes et surtout une oscillation en sens contraire du «vent de marée» par vents d'Ouest-d'Est. Comme ce comportement du vent-selon prévision et grandeur correspondait très exactement aux variations différentielles du courant de marée à «Elbe 1» et «Elbe 2», on aurait pu penser à un effet d'entraînement exercé sur l'air par le courant d'eau, si cet entraînement n'avait gardé la même force jusqu'à la hauteur de 18 m de l'anémomètre, ce qui était invraisemblable. En fait, comme l'a montré E. R. Reiter [1955] l'effet d'entraînement pour un fleuve d'une vitesse analogue à l'Elbe extérieure, cesse de se faire sentir à environ 3 m au-dessus de l'eau.Cette énigme trouve son explication dans l'action combinée du courant de marée et du vent sur la situation (direction de la quille) des bateaux-feu évitant sur leur ancre. C'est ainsi qu'au cours d'une marée-le vent gardant la même direction-le navire reçoit le vent sous des angles variables. Il en résulte des modifications systématiques de la vitesse de vent mesurée qui dépend de l'obstacle que le navire présente au courant d'air. Ainsi les bateaux-feu s'évitant au courant de marée semblent fournir un élément d'expérience approprié pour une meilleure détermination quantitative de l'influence perturbatrice du navire sur le vent.

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Herrn Prof. Dr. H. U. Roll zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Die ostpazifische ‚'Wärmewelle“ von 1957/1958

Zusammenfassung Nach einer längeren kalten Periode des Oberflächenwassers vor der Westküste Nordamerikas trat dort 1957/58 eine ausgeprägte Wassererwärmung auf. Ihr ging eine Erhöhung des Meeresspiegels an der pazifischen Küste von Kalifornien bis Alaska parallel. Die ozeanische 'Wärmewelle zeigte sich auch an der Küste Perus (Puerto Chicama) und im freien Seegebiet südlich des Alaska-Golfs (Ozean-Wetterstation 'Papa). Die Hauptursache scheint eine Anomalie der atmosphärischen Zirkulation zu sein. Infolge Abschwächung der subtropischen Hochdruckgebiete im Ostpazifik ergab sich eine Verminderung der äquatorwärts gerichteten Windkomponenten in den Gebieten kalten Auftriebwassers.

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The warm water period of 1957/1958 in the eastern Pacific Ocean

Summary Following a longer period of cold surface waters off the west coast of North America, the ocean in this area showed a pronounced rise in temperature in 1957/1958 which was accompanied by a rise in sea level along the Pacific coast extending from California to Alaska. The oceanic warm water wave likewise occurred along the Peruvian coast (Puerto Chicama) and in the offing south of the Gulf of Alaska (Ocean Weather Station Papa). Its main cause seems to be an anomaly of the atmospheric circulation. A weakening of the subtropical high pressure system over the eastern part of the Pacific Ocean caused the wind components, directed towards the equator, to decrease over the areas of cold upwelling waters.

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La période «d'échauffement» de 1957 à 1958 en océan Pacifique oriental

Résumé Au bout d'une longue période d'eau froide de surface qui se manifestait devant la côte occidentale de l'Amérique du Nord, il se produisit en 1957/1958 dans ces parages un échauffement prononcé des eaux qui était accompagné d'une élévation du niveau de la mer le long de la côte Pacifique à partir de la Californie jusqu'à l'Alaska. La «période d'échauffement» océanique se manifestait également sur la côte de Pérou (Puerto Chicama) et au large au sud du golfe de l'Alaska (station météorologique océanique «Papa»). Il semble que la cause principale en est une anomalie de la circulation atmosphérique. Par suite d'un affaiblissement du système subtropical des hautes pressions dans la partie orientale du Pacifique, les composantes des vents orientées vers l'équateur subissaient un affaiblissement au-dessus de la région de la remontée des eaux froides.

     

Der Einfluß der Wetterlage auf die Salzgehaltsschichtung im Übergangsgebiet zwischen Nord- und Ostsee

Zusammenfassung An Hand der Beobachtungen auf Feuerschiffen wird gezeigt, wie die Wetterlage die Salzgehaltsschichtung im Kattegat-Beltsee-Raum beeinflußt und wie sich dabei die Lage der verschiedenen Wasserkörper und Sprungschichten in den oberen 25–30 m gestaltet. Eine schwachwindige Hochdruckwetterlage läßt die inneren Gradientströme zur vorherrschenden Bewegungskomponente werden und eine Sprungschicht entstehen, die Nordsee- und Ostseewasser scheidet und sich von der Oberfläche, im nördlichen Kattegat durch die Beltsee bis weit jenseits der Darßer Schwelle zum Boden erstreckt. Diese Schichtung wird mit zunehmenden Windgeschwindigkeiten durch Gefällströme gestört, die durch Niveaudifferenzen zwischen Kattegat und südlicher Ostsee verursacht werden, wobei infolge Aufspaltung der Sprungschicht als dritte Wasserart das Kattegat-Wasser stärker in Erscheinung tritt. Die Lage der Sprungschichten zwischen Oberfläche und Boden ändert sich je nach Richtung, Stärke und Dauer des Windes in charakteristischer Weise. Bei extremen Einstromlagen geht die vertikale Schichtung fast ganz verloren, und der Salzgehalt ändert sich im wesentlichen nur in horizontaler Richtung. Ostwetterlagen führen infolge einer Verstärkung des Ausstromes zu einem Vorrücken des Ostseewassers, das die salzreiche Unterschicht in den Belten allmählich abträgt. Der Einfluß des Witterungsverlaufs auf diese Vorgänge wird am Beispiel des Jahres 1937 dargelegt, in dem sich ein ungewöhnlich starker Zustrom von Nordseewasser in die Beltsee ereignete.

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The influences of the weather situation on the salinity layering in the transition area between the North Sea and the Baltic

Summary By means of observations made on board light vessels the author shows how the salinity layering in the area of the Kattegat and the Belt Sea is affected by the weather situation and how the various water bodies and layers of discontinuity in the upper 25–30 m are shifting. High air pressure over Central Europe with its light winds enables the internal gradient currents to become the predominant component of motion and the discontinuity layer to separate the water of the North Sea from that of the Baltic. In extreme cases, this layer may be traced from the surface of the northern Kattegat to the bottom of the Baltic far beyond the Darßer Schwelle. This stratification is disturbed with increasing wind velocity. Owing to differences in sea level between the Kattegat and the southern Baltic and to the appertaining gradient currents, the layer of discontinuity is disarranged and a third type of water, the Kattegat water, becomes more conspicuous. The discontinuity layers between surface and bottom are characteristically shifting according to the wind's direction, force and, duration. If weather conditions are extremely favouring the inflow from the North Sea the vertical stratification almost completely vanishes and differences in salinity are observed only in horizontal direction. On the other hand, with East wind situations with an intensified outflow from the Baltic, the sublayer rich in salinity which is characteristic for the Belts is gradually diluted. These influences are exemplified by the situation in 1937, when a most intensive inflow of North Sea water into the Belt Sea occurred.

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L'influence de la situation du temps sur la stratification en salinité dans la région transitoire entre la mer du Nord et la mer Baltique

Résumé À l'aide des observations faites à bord des bteaux feu l'auteur expose quelle est l'influence effectuée par le temps sur la stratification en salinité dans la région du Kattegat et du Grand et du Petit Belt et de quelle manière les diverses masses d'eau et les couches à saute de salinité à moins de 25 à 30 mètres de profondeur sont déplacées. Au cas d'une aire de haute pression accompagnée de faibles vents dominant sur l'Europe centrale les courants internes de gradient deviennent la composante prédominante du mouvement de l'eau. Dans des conditions extrêmes une couche à discontinuité de salinité séparant l'eau de la mer du Nord de celle de la mer Baltique peut être poursuivie entre la surface du Kattegat du nord et le fond de la mer Baltique loin au delà du Seuil du Darß (Darßer Schwelle). Quand la vitesse du vent recroît, cette stratification est dérangée. Par suite des différences de niveau entre le Kattegat et la mer Baltique du sud et des courants de gradient qui sont y associés la couche à saute est dérangée et un troisième type d'eau, «l'eau du Kattegat», se manifeste d'une manière plus prononcée. La positon des couches à saute de salinité entre la surface et le fond est changée d'une façon caractéristique selon la direction, la force, et la durée du vent. À la présence d'une affluence extrêmement intensive de la mer du Nord la stratification verticale se perd prèsque entièrement et c'est seulement dans la direction horizontale que des changements essentiels de salinité ont lieu. D'autre part, pendant une période de vent d'est accompagnée d'un écoulement augmenté venant de la mer Baltique l'eau assez salée caractérisant les couches inférieures du Grand et du Petit Belt est plus ou moins diluée. Ces influences sont démontrées par l'exemple de l'année 1937 qui était signalée par une affluence extraordinaire portant de la mer du Nord vers le Grand et le Petit Belt.

     

Die Beobachtungen auf dem Feuerschiff „S 2”. Ein Beitrag zur Hydrographie des Grenzbereichs zwischen Deutscher Bucht und südwestlicher Nordsee

Zusammenfassung Das hydrographische Beobachtungsmaterial, welches auf dem Feuerschiff S 2 in den Jahren 1948–1953 im Grenzbereich zwischen Deutscher Bucht und südwestlicher Nordsee gewonnen wurde, wird im Zusammenhang dargestellt und diskutiert. Zunächst wird ein Überblick über den jährlichen Gang von Salzgehalt und Temperatur in den einzelnen Tiefenstufen gegeben. Betrachtungen der statistischen Verteilungen dieser Elemente sowie ihrer täglichen und siebentägigen Änderungen schließen sich an. Zuletzt werden der thermohaline Aufbau und seine periodischen Veränderungen sowie seine aperiodischen Störungen untersucht.Es ergibt sich: das Seegebiet um S 2 ist das ganze Jahr über nahezu homohalin, durchgehend homotherm aber nur im Winter. Homothermie kommt zwar gelegentlich auch im Sommer vor, doch ist in der warmen Jahreszeit das Wasser meist thermisch geschichtet. Die Stabilität dieser Schichtung ist aber nicht sehr groß. Fast den ganzen Sommer über geht ein—bald stärkerer, bald schwächerer—Wärmestrom von der Oberfläche in die tieferen Wasserschichten. Sie nehmen—trotz Sprungschichtbildung—an der sommerlichen Erwärmung teil. Die jährlichen Temperatur-schwankungen sind daher im Bodeawasser fast ebenso groß wie im Oberflächenwasser. Auf Grund dieser hydrographischen Eigentümlichkeiten stellt der Bereich um S 2 ein Übergangsgebiet dar zwischen der das ganze Jahr über stets völlig durchmischten südlichen Nordsee und den im Sommer thermisch stabil geschichteten Regionen der mittleren Nordsee, in der die Temperatursprungschicht als Sperrschicht wirkt.

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The observations on light vessel S 2. A contribution to the hydrography of the area between German Bight and the south-western part of the North Sea

Summary The hydrographic observational material that has been obtained on light vessel S 2 during the period from 1948 to 1953 in the area between German Bight and the south-western part of the North Sea is represented as a whole and discussed. At first, the annual variations of salinity and temperature at the different depths are outlined, then the statistical distribution of the elements as well as their variations from day to day and from week to week are discussed. At last, the thermo-haline structure and its periodic variations as well as its aperiodic disturbances are investigated.The result of these investigations is as follows: The sea around S 2 is almost isohaline throughout the whole year, it is, however, isothermal from the surface to the bottom only in winter. It may occasionally be isothermal even in summer, as a rule, however, there is observed a thermal stratification of the water during the summer months; its stability is, however, not very strong. Almost throughout the whole summer a current of heat, varying in strength, is moving from the surface down to the deeper water layers, which too, take part in the summerly process of heating in spite of the development of discontinuity layers. The annual temperature variations of the bottom water are almost just as great as those of the surface water. Owing to these hydrographic particularities the area around light vessel S 2 may be considered as a transitional area between the southern North Sea which throughout the whole year is always fully mixed up, and the central part of the North Sea with its stable thermal stratification where the thermocline has the effect of a bar (Sperrschicht).

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Les observations à bord du bateau-feu «S 2». Une contribution à la hydrographie des parazes entre la baie. Allemande et la zone sud-ouest de la mer du Nord

Résumé Le matériel d'observation hydrographique, obtenu à bord du bateau-feu «S 2» dans les parages entre la baie Allemande et la zone sud-ouest de la mer du Nord pendant la période de 1948 à 1953 est représenté dans son ensemble et discuté. D'abord, un aperçu est présenté qui traite les variations annuelles de la salinité et de la température dans les divers étages de profondeur, puis on discute les distributions statistiques de ces éléments ainsi que leurs variations de jour en jour et de semaine en semaine. Enfin, la distribution verticale de la température et de la salinité ainsi que les variations périodiques et les perturbations apériodiques en font l'objet de l'étude.Il en résulte: La zone au voisinage du bateau-feu «S 2» est presque isohaline pendant toute l'année, elle est, cependant, isotherme à partir de la surface jusqu'au fond seulement pendant les mois d'hiver. De temps en temps, il se produit de l'homothermie même pendant les mois d'été, mais le plus souvent les eaux montrent en été des stratifications thermiques. La stabilité de cette stratification n'est pas, cependant, trop forte. Pendant presque tous les mois d'été un courant thermique, variant en puissance, se meut de la surface jusqu'aux couches profondes, qui, malgré la présence des couches de discontinuité, prennent également part à l'échauffement estival des eaux. Les variations annuelles de la température dans les eaux au voisinage du fond sont, done, presque aussi fortes que celles qui se produisent dans les eaux de la surface. A cause de ces particularités hydrographiques les parages au voisinage du bateau-feu «S 2» peuvent être considérés comme zone de transition entre la partie sud la de mer du Nord, qui est complètement mélangée pendant toute l'année, et les zones de la partie centrale de la mer du Nord, qui montrent une stratification thermique stabile pendant les mois d'été. D'ailleurs, dans cette partie de la mer du Nord, la couche thermique de discontinuité agit comme couche de barrage (Sperrschicht).

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Dieser Aufsatz ist ein Teil eines Vortrages, der die für die International Association of Physical Oceanography der XII. General Assembly U.G.G.I., Helsinki 1960, vorgeschen war; der Vortrag wurde nicht gehalten. Eine Zusammenfassung erschien in den Preprints der oben genannten Association unter dem Titel: Hydrographische Elemente sowie Auf-und Abbau der Sprungschicht im Grenzbereich der Deutschen Bucht und südwestlichen Nordsee, dargestellt unter Benutzung der mehrjährigen Beobachtungsreihen des Feuerschiffes S 2.     

Neue hydrographische Untersuchungen mit „Anton Dohrn“ in der Island-See

Zusammenfassung Die Untersuchungen mit Anton Dohrn im April 1957 bestätigen in den wesentlichen Zügen das aus dem Material der Jahre 1929–1933 gewonnene Bild über die ozeanische Zirkulation im Seegebiet zwischen Island und Grönland.

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Recent hydrographic investigations made on board the Anton Dohrn in the Icelandic Sea (Denmark Strait)

Summary The investigations made on board the research ship Anton Dohrn in April 1957 essentially confirm the conception of the oceanic circulation in the sea area between Iceland and Greenland formed after the observational material obtained in 1929/33.

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Récentes recherches hydrographiques effectuées à bord de l' «Anton Dohrn» en mer d'Islande (Détroits de Danemark)

Résumé Les recherches, effectuées à bord du navire explorateur «Anton Dohrn», en avril 1957, vérifient essentiellement la conception, formée sur les données d'observation de 1929/33, de la circulation océanique dans les parages compris entre l'Islande et le Groenland.

     

Hydrodynamical red-shift phenomena in geophysics

Summary By the term red-shift is here meant a transfer of spectral energy from smaller disturbances to larger ones in particular regions of the spectrum. An instance of such action is cited in the behavior of certain wind systems of the atmosphere. It is suggested that this process is given a unique average direction through the agency of friction which prevents too large an accumulation of energy in the graver modes of motion. A second probable similar circumstance is cited in the case of the Gulf Stream, for which proper, data have recently been obtained for the first time.The possibility of the existence of a third instance of this type of red-shift is considered for the propagation of surface waves for long distances over deep water. The subject is treated from the standpoint of a nonlinear theory for wave propagation, investigated previously by the writer. An indication is obtained that a red-shift effect should be observed especially in the forward portion of a wave group which has travelled a large distance into new water.

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Zusammenfassung Unter dem Ausdruck «Rot-Verschiebung» wird hier die Verschiebung der Spektral-Energie von kleineren zu grösseren Störungen in, ausgesuchten Zonen des Spektrums verstanden. Ein Beispiel eines solchen Vorfalles ist hier besprochen in dem Verhalten, von gewissen Wind-Systemen der Atmosphäre. Es wird angeraten, dass diesem Prozess eine einzige Durchschnittsrichtung durch Reibung gegeben wird, die eine zu grosse Anhäufung von Energie in den ernsteren Bewegungsarten verhindert. Ein zweiter, ziemlich gleicher Umstand wird im Falle des Golfstromes besprochen, für den zum ersten Mal ausführliche Daten vorhanden sind.Die Möglichkeit des Vorhandenseins eines dritten Vorfalles von dieser Art der «Rot-Verschiebung» wird in der Fortpflanzung von Oberflächen-Wellen über längere Entfernungen an tiefem Wasser in Erwägung gezogen. Dieser Fall wird vom Gesichtspunkt einer nichtlinearen Theorie für Wellen-Fortpflanzung betrachtet, die früher vom Autor untersucht wurde. Man gewinnt den Eindruck, dass ein «Rot-Verschiebungs-Effekt» besonders in dem vorderen Teil einer Wellen-Gruppe beobachtet werden kann, besonders dann, wenn die Welle sich eine längere Strecke über frisches Wasser bewegt hat.

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Résumé Par le terme «red-shift» on veut ici signifier un transfert d'énergie spectrale des plus petites perturbations aux plus grandes dans des régions particulières du spectre. Un exemple de telle action est cité dans le comportement de certains systèmes des vents dans l'atmosphère. On suggère qu'une direction unique soit donnée à ce procès par voie du frottement qui empêche une trop grande accumulation d'énergie dans les modes plus graves du mouvement. Une deuxième probable circonstance similaire est citée dans le cas du Courant du Golfe pour lequel les données convenables ont été récemment obtenues pour la première fois.La possiblité de l'existence d'un troisième exemple de ce genre de «red-shift» est considérée pour la propagation des ondes de surface pour les grandes distances dans les eaux profondes. Le sujet est traité du point de vue d'une théorie nonlinéaire pour la propagation des ondes qui a été développée précédemment par l'auteur. Une indication est obtenue que l'effet d'un «red-shift» devrait être observé specialement dans la region frontale du groupe d'ondes qui a parcouru une grande distance dans des eaux nouvelles.

     

Introduction à la climatologie dynamique de l'Amerique du Nord,de l'Atlantique Nord et de l'Europe

Résumé Nous appliquons dans ce mémoire la théorie des perturbations, développée antérieuremet par l'un de nous, à la déduction des principales caractéristiques normales des perturbations compatibles avec un champ moyen donné de pression et de température. Cette deduction comprend la détermination: 1) de la configuration moyenne des perturbations dans les différentes régions étudiées; 2) des zones de creusement et de comblement et en particulier des foyers de formation et de disparition des perturbations; 3) des trajectoires, vitesses, fréquences et amplitudes moyennes des perturbations. C'est à l'ensemble de ces propriétés moyennes que nous donnons le nom de «climatologie dynamique» d'une période donnée.Après une première partie théorique, nous donnons des exemples d'application des résultats généraux à la climatologie dynamique des mois de Janvier et de Juillet pour l'Amérique du Nord, l'Atlantique Nord et l'Europe.

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Summary In this paper we apply the theory of perturbations, previously developed by one of us, to the deduction of the main normal characteristics of the perturbations that are compatible with a given mean field of pressure and temperature. This deduction comprises the determination: 1) of the mean configuration of the perturbations for the different regions under examination; 2) of the normal deepening and filling regions of the perturbations, and particularly their formation and vanishing focuses; 3) of the mean paths, speeds, frequencies and amplitudes of the perturbations. The «dynamical climatology» we are contemplating here is concerned with all these mean properties of the perturbations for a given period.After a first theoretical part, we give some examples of the application of the general results to the dynamical climatology of January and July for North America, North Atlantic and Europe.

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à ce mémoire a été assigné le Prix 1956 de la « Società Italiana di Geofisica e Meteorologia ».     

Le lever du Soleil dans l'Ionosphère et ses répercussions sur la propagation des ondes longues

Résumé Dans le premier Chapitre, l'auteur détermine expérimentalement l'altitude à laquelle se manifeste l'interruption aubale de la propagation des ondes longues (27 kc/sec) émanant des sources orageuses troposphériques, en analysant les enregistrements du radiogoniographe à secteur étroit de l'Institut Suisse de Météorologie. Les différences de temps entre les interruptions des enregistrements des foyers et le lever astronomique du soleil à Zurich, pris comme temps de référence, sont groupées par direction azimutale entre 160° et 300° et portées en fonction de l'azimut du soleil à son lever à Zurich. A l'aide des Tables Crépusculaires deLugeon, l'auteur localise dans l'espace des pointsM tels que les différences respectives des temps entre les levers astronomiques du soleil à chacun des dits points et à Zurich donnent des courbes (par direction azimutale et en fonction de l'azimut du soleil à son lever à Zurich) semblables aux fonctions empiriques (mesures). Il en résulte que l'interruption de la propagation coïncide sensiblement avec le moment du lever du soleil à l'altitude de 75 km sur la trajectoire de l'onde, compte tenu du retard de l'ordre de 10 min dû à la zone d'influence de la couche d'ozone. L'altitude de cette zone d'influence est évaluée à 28 km. Les positions moyennes des foyers orageux ont été déduites de la distribution des nombres de jours d'orages dans les deux hémisphères. Pour terminer, l'auteur vérifie si ce modèle est conforme à la réalité, en faisant intervenir les distances angulaires des foyers.Le deuxième Chapitre traite du problème du «satellite» ou du «petit nez» qui apparaît souvent sur les enregistrements des compteurs d'impulsions (atmoradiographe) après le lever du soleil. La théorie proposée est fondée sur une conception géométrique simple de la propagation, compte tenu des résultats du premier Chapitre. Elle est ensuite appliquée à dix cas particuliers, dont les enregistrements ont été obtenus comme suit: Quelques heures avant le lever du soleil, les cadres récepteurs du radiogoniographe à secteur étroit sont bloqués dans une direction «privilégiée» et les impulsions reçues sont commutées sur l'atmoradiographe. Les enregistrements obtenus permettent d'illustrer de façon satisfaisante le processus de la propagation transitoire, les positions des foyers étant connues d'autre part. Parfois, deux ou trois «satellites» ou «nez» sont discernables; tous ont pu être justifiés. L auteur conclut que le «satellite» se forme au moment où la dernière réflexion se produit sur la coucheD, toutes les autres ayant encore lieu sur la base de la régionE dans la partie obscure. Le satellite se termine quand les rayons ionisants du soleil coupent la trajectoire de l'onde aux environs de 75 km, dans le voisinage de l'avant-dernier point de réflexion.Dans le troisième Chapitre, l'auteur améliore le modèle initial développé dans les deux premiers, en l'adaptant aux connaissances actuelles de l'ionosphère. La densité électronique devant être envisagée comme une fonction continue de l'altitude, l'auteur montre que si les réflexions diurne et nocturne obéissent aux lois de la réflexion métallique, on doit assister à un phénomène de réfraction sur la surface du lieu des levers des rayons ionisants du soleil dans la région séparant les couchesD etE, le modèle initial conservant malgré cette nouvelle conception toute sa raison d'être.

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Summary In the first Chapter, the author determines experimentally the altitude at which occurs the early morning fading of the propagation of the long waves (27 kc/sec) originating in the tropospheric thunderstorms, on the basis of the records of the narrow sector radiogoniograph of the Swiss Meteorological Office. The time differences between the interruptions of the recordings of the thunderstorm sources and the astronomical sunrise at Zurich — adopted as reference time — are grouped according to the azimut between 160° and 300° and represented as function of the azimut of the rising sun at Zurich. By means ofLugeon's «Tables Crépusculaires», the author searches in space for pointsM being such that the respective time differences between the astronomical sunrise at each of them and at Zurich give curves which are comparable to the empirical functions defined above. It follows that the interruption of the propagation coincides sensibly with the time of sunrise at the altitude of 75 km on the wave trajectory, bearing in mind the delay of about 10 minutes due to the active part of the ozone layer; the height of this active part has been found at about 28 km. The average positions of the thunderstorm sources have been deduced from the distribution of the numbers of thunderstorm days all over the world. Finally, the author verifies that this model corresponds to the reality, taking account of the angular distances of the sources.The second Chapter deals with the sun-rise-effect — particularly the «nose» —often to be seen on the records of the impulse counter (atmoradiograph). The theory exposed is based upon a simple geometrical model of the propagation and on the results of First Chapter. This theory is then applied to 10 special cases, the recordings of which have been obtained as follows: Some hours before sunrise, the reception frames of the narrow sector radiogoniograph are stopped in a «privileged» direction and the received impulses are fed into the atmoradiograph. The obtained recordings are in satisfactory accord with the process of the «transitory» propagation, provided that the sources are known. Sometimes, two or three «satellites» or «noses» are to be seen; they have all been explaned. The author is lead to the conclusion that the «nose» is beginning in the very moment, when the last reflection occurs on theD-layer, all the others taking place on the lower part of theE-region in the dark zone. The «nose» ends when the first ionising sunrays intersect the wave trajectory at about 75 km in the neighbourhood of the last but one reflection point.In the third Chapter, the author improves the first model developped in the Chapters I and II, adapting it to the present knowledge of the ionosphere. The electronic density having to be considered as a continuous function of the height, the author shows that there must be a phenomenon of refraction on the surface formed by the first ionising rays of the rising sun in the region between theD- andE-layers, if the reflections obey to the law of metallic reflection. The first model keeps its whole value in spite of the new conception.

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Zusammenfassung Im ersten Kapitel bestimmt der Autor die Höhe, in welcher der Unterbruch in der Ausbreitung langer Wellen (27 kHz) beim Sonnenaufgang stattfindet. Dabei handelt es sich um Wellen, die von troposphärischen Gewitterherden ausgehen; die Untersuchung stützt sich auf die Registrierungen des Radiogoniographen mit schmalem Sektor der Schweizerischen Meteorologischen Zentralanstalt. Die Zeitdifferenz zwischen den Unterbrüchen der Herdregistrierungen und dem astronomischen Sonnenaufgang in Zürich, letzterer als Ausgangspunkt der Zeitmessung genommen, werden nach Azimuth-Werten zwischen 160 und 300 Grad gruppiert und als Funktion des Azimuths der Sonne beim Sonnenaufgang in Zürich, aufgetragen. Mit Hilfe derLugeon'schen Dämmerungstafeln sucht der Autor PunkteM im Raum auf, derart, dass die Zeitdifferenz der Sonnenaufgänge in jedem von ihnen und in Zürich Kurven ergeben, die mit den Messwerten vergleichbar sind (Zeitdifferenz als Funktion des Sonnenazimuths bei Sonnenaufgang in Zürich, gruppiert nach der Empfangsrichtung). Es ergibt sich daraus, dass der Ausbreitungsunterbruch fühlbar mit dem Moment des Sonnenaufgangs in 75 km Höhe auf dem Wellenstrahl zusammenfällt. Hierbei ist die Verzögerung in der Grössenordnung von 10 Minuten berücksichtigt, die durch die Einflusszone der Ozonschicht (deren Höhe zu 28 km ermittelt wurde) bedingt ist. Die mittleren Gewitterherdlagen wurden aus der Verteilung der Anzahl Gewittertage auf beiden Hemisphären ermittelt. Zum Schluss prüft der Autor nach, ob dieses Modell der Wirklichkeit entspricht, indem er die Winkeldistanzen der Herde einführt.Das zweite Kapitel befasst sich mit dem Problem der in den Registrierungen des Impulszählers (Atmoradiograph) häufig nach Sonnenaufgang auftretenden als «Satellit» bezeichneten kleinen Nase. Die vorgeschlagene Theorie gründet sich auf eine einfache geometrische Auffassung der Ausbreitung und stützt sich auf die Ergebnisse des ersten Kapitels. Sie wird sodann auf 10 besondere Fälle angewendet, deren Registrierungen folgendermassen erhalten wurden: Einige Stunden nach Sonnenaufgang werden die Rahmenempfangsantennen des Radiogoniographen in einer «bevorzugten» Richtung festgelegt und die eingehenden Impulse werden auf den Atmoradiographen geleitet. Die erhaltenen Registrierungen bestätigen in befriedigender Weise, den Ausbreitungsvorgang voraussgesetzt, dass die Lage der Herde bekannt ist. Sehr oft sind zwei oder drei kleine «Satelliten» oder «Nasen» zu unterscheiden, alle konnten als zutreffend nachgewiesen werden. Der Autor schliesst daraus, dass der Satellit sich in dem Augenblick bildet, indem die letzte Reflexion an derD-Schicht auftritt, während alle andern noch im beschatteten Teil der Basis derE-Schicht liegen. Der «Satellit» hört auf, wenn die ionisierenden Sonnenstrahlen in der Umgebung des vorletzten Reflexionspunktes den Wellenstrahl (bei ungefähr 75 km Höhe) schneiden.Im dritten Kapitel wird das bisher entwickelte Modell mit Rücksicht auf die Struktur der Ionosphäre, soweit sie bis heute bekannt ist, verfeinert. Da sich die Elektronendichte in Funktion der Höhe stetig ändert, folgert der Autor, dass eine Brechung zwischen derD- undE-Schicht an der Schattengrenze der ionisierenden Sonnenstrahlen auftritt, vorausgesetzt, dass sowohl nachts wie tagesüber die Gesetze der metallischen Reflexion anwendbar sind. Dabei behält das ursprüngliche Modell trotz dieser neuen Interpretation seine Gültigkeit im wesentlichen bei.

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Über die Auswirkung der ablenkenden Kraft der Erdumdrehung auf die Wasserstände im Großen Belt

Zusammenfassung Zur Darstellung der Auswirkung der Erdumdrehung auf die Wasserstände werden die Pegelbeobachtungen von Körsör und Slipshavn geeigneter Zeiten aus den Jahren 1937 und 1938 einer analytischen Ausgleichung unterworfen, und in gleicher Weise wird mit den Strömungsbeobachtungen des in der Nähe liegenden Feuerschiffs Halskov-Rev verfahren. Die beobachtete Beziehung stimmt bis auf einen Faktor von der Größenordnung 0,5 mit den theoretisch berechneten Werten Überein; die zahlenmäßige Abweichung wird auf die morphologischen Gegebenheiten zurÜckgefÜhrt. Der direkte Windeinfluß auf den Wasserstand, der außerdem auftritt, wird an einigen Beispielen besprochen, und es wird darauf hingewiesen, daß die Auswirkungen der ablenkenden Kraft der Erdumdrehung auf die Wasserstände im Großen Belt infolge der. unmittelbaren Windwirkung im allgemeinen geringer sind als die nach der Theorie berechneten.

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On the effect of the deflecting force of the earth's rotation on the water level in the Great Belt

Summary With a view to show the effect of the earth's rotation on the water level the method of least squares is applied to the observations obtained from the gauges at Korsör and Slipshavn at suitable dates in 1937 and 1938 as well as to the current observations of the neighbouring light vessel Halskov Rev. Except for a factor whose order of magnitude is 0,5, the observed relation is in agreement with the values found by theory; the numerical difference is attributed to morphological conditions. The wind's direct influence on the water level is illustrated by some examples and it is pointed out that it is the wind's influence that attenuates the effect of the Coriolis force on the water level in the Great Belt so that, in general, their actual values are below those calculated by theory.

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L'effet de la force de Coriolis sur le niveau de la mer dans le Grand Belt

Résumé Dans le but de montrer l'effet que la rotation terrestre fait sur le niveau de la mer on a appliqué la méthode des moindres carrées aux observations enregistrées par les marégraphes à Korsör et à Slipshavn à des dates convenables en 1937 et en 1938 et aux observations de courant faites par le bateau-feu «Halskov-Rev» au voisinage des marégraphes. A l'exception d'un facteur dont l'ordre de grandeur est 0,5, la relation observée correspond avec les valeurs obtenues par le calcul théorique. On suppose que la différence numérique soit due à des conditions morphologiques. A l'aide de quelques exemples, on expose l'influence directe du vent sur le niveau de la mer. On constate que l'influence du vent diminue l'effet que la force déviatrice de la rotation terrestre fait sur le niveau de la mer dans le Grand Belt. Pour cette raison, l'effet actuel de la force de Coriolis dans ce détroit est, en général, moins haut que celui trouvé par théorie.

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Anmerkung der Schriftleitung: Die Abhandlung war fÜr die Veröffentlichung im Januar-Heft 1945 der Ann. Hydrogr. u. marit. Meteorol. vorgesehen, das infolge der Kriegsereignisse nicht mehr erschien. — In die Unveröffentlichten Wissenschaftlichen Arbeiten des Deutschen Hydrographischen Institutes (Serie 2, Nr. 11) wurde 1946 die Abhandlung von G. Dietrich, Die Beziehung zwischen Quergefälle und Oberflächenstrom, ein Beitrag zur synoptischen Ozeanographie, aufgenommen, die u. a. den gleichen Gegenstand, wenn auch andersartig, behandelt.     

Long edge waves over a continental shelf

Summary The existence of long edge waves over a continental shelf is examined for a representative collection of shelf profiles. The frequencies of both trapped and leaky modes are found, when they exist, in terms of the shelf parameters. Certain theoretical trapped waves over a semi-infinite shelf are shown not to exist in the real ocean.A typical shelf profile on the east coast of Australia is modelled in four different ways from the above collection. The amplification of the leaky mode at the shoreline is found in terms of frequency for each model. Comparison of the results illustrates the severe errors introduced by crude approximations to the profile both at the shoreline and at the shelf cut-off region.

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Lange Randwellen über einem Festlandsockel

Zusammenfassung Die Existenz von langen Randwellen über einem Festlandsockel wird untersucht für eine repräsentative Sammlung von Schelfprofilen. Die Frequenzen sowohl der trapped (geführten) als auch der leaky (energieoder impulsabgebenden) Eigenfunktionsformen werden — wenn sie existieren — ermittelt, ausgedrückt in Schelf-Parametern. Es wird gezeigt, daß gewisse, trapped waves (geführte Wellen) über einem semi-unendlichen Schelf im wirklichen Ozean nicht existieren.Mit Hilfe der obigen Sammlung hat man ein typisches Schelfprofil von der Ostküste Australiens in vier verschiedenen Arten modelliert. Die Verstärkung des leaky mode an der Küstenlinie wird für jedes Modell gefunden in Termen der Frequenz. Der Vergleich der Ergebnisse verdeutlicht die schweren Fehler, die durch grobe Näherungen an das Profil entstehen, sowohl an der Küstenlinie als auch in dem Gebiet des Übergangs vom Schelf in die Tiefsee.

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Ondes transversales à longues crêtes au-dessus d'un plateua continental

Résumé On examine l'existence d'ondes transversales à longues crêtes au-dessus d'un plateau continental, afin de constituer une collection représentative des profils du plateau. On a trouvé les fréquences du «trapped mode» (mode captif) et du «leaky mode» (mode de transfert d'énergie et du moment) — quand ils existent — et cela en fonction des paramètres du plateau. On montre qu'il n'y a pas, dans l'océan réel, certaines ondes captées théoriques qui existeraient au-dessus d'un plateau semi-infini.Grâce à la collection dont il est parlé ci-dessus, on a modelé de quatre façons différentes un profil typique de la côte Est de l'Australie. Pour chaque modèle on a trouvé l'amplification du «leaky mode» sur la ligne de côte en fonction de la fréquence. La comparaison des résultats montre les erreurs importantes introduites par des approximations sommaires du profil, à la fois près de la ligne de côte et dans la région de transition du plateau continental en mer abyssale.

     

Chemisch-hydrographische Untersuchungen in der inneren Deutschen Bucht

Zusammenfassung Anläßlich eines größeren Unternehmens wurde Anfang August 1954 eine achttägige eingehende hydrographisch-chemische Untersuchungsfahrt mit dem Forschungskutter Südfall vom Institut für Meereskunde der Universität Kiel in der inneren Deutschen Bucht durchgeführt. Infolge der wochenlangen gleichförmigen Wetterlage vor Beginn der Fahrt zeigte die oberflächennahe Schicht auf Grund der Salzgehalts-Untersuchungen ein verhältnismäßig ausgeglichenes Bild der Wasserverteilung. Als beherrschende hydrographische Erscheinung zog sich das salzarme und leichte Eibwasser von der Elbmündung als in sich geschlossene zungenförmige Wassermasse in nordwestlicher Richtung diagonal durch das Untersuchungsgebiet. Verwirbelungserscheinungen mit dem von Südwesten andringenden Nordseewasser, wie sie von früheren Beobachtungen her bekannt sind und die Regel bilden, waren nur verhältnismäßig schwach ausgebildet. Auf der rechten Flanke der Elbwasserzunge im küstennahen Gebiet ließen sich jedoch zwei bisher noch nicht bekannte antizyklonal ausgerichtete Wirbel erkennen.Ergänzt wurden die Salzgehalts-Messungen durch eine Anzahl verschiedenartiger chemischbiologischer Untersuchungen. Die Bearbeitung des Eiweiß-, Chlorophyll- und Gelbstoff-Gehalts, sowie der Wasserfluoreszenz und des Gehalts an Silikat und Phosphat ergaben interessante gegenseitige Beziehungen und ließen deutlich den zyklischen Charakter der Lebensvorgänge im Meere hervortreten. Die Zusammenhänge erscheinen jedoch derartig vielfältig und unregelmäßig, daß eine endgültige Klärung zunächst noch nicht möglich ist.

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Chemical and hydrographical investigations in the inner part of the German Bight

Summary In connection with an extensive research programme, an eight-days' research cruise was undertaken on board the cutter Südfall of the Institut für Meereskunde der Universität Kiel to the inner part of the German Bight at the beginning of August 1954, in order to study in detail the hydrographic and chemical conditions. As could be seen from the salinity records, the distribution of the water masses in the subsurface layer was found to be of a comparatively uniform character owing to the prevailing meteorological conditions that had shown but little change throughout a period of several weeks before the beginning of the cruise. As a dominating hydrographic phenomenon, the light Elbe river water with its low salinity formed a closed water body similar to a tongue that, issueing from the mouth of the Elbe river, crossed the region of research in a north-westerly direction. Contrary to what has been previously observed and regularly encountered in this region, there occurred no eddy activity to any significant extent between this type of water and the water masses that were advancing from the south-western part of the North Sea. On the right-hand flank of the tongue of Elbe river water near the coast two anticyclonic eddies could be recognized that heretofore had never been observed.The salinity observations were supplemented by a number of different chemical and biological investigations. The elaboration of the content in albumen, chlorophyll, andGelbstoff as well as the studies of fluorescence in sea water and of the content in silicate and phosphate revealed interesting correlations and gave a clear evidence of the cyclic character of biological processes in the ocean. However, the complexity and irregularity of the relations do not permit at the present stage of research to give a definite explanation.

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Recherches d'hydrographie et de chimie dans la «Deutsche Bucht» (golfe allemand)

Résumé A l'occasion de travaux étendus une croisière de huit jours a été exécutée au commencement du mois d'août 1954 dans la partie intérieure de la Deutsche Bucht à bord du cutter «Südfall» de l'Institut für Meereskunde der Universität Kiel pour étudier en détail des conditions hydrographiques et chimiques. Suivant les observations de salinité, la. distribution des eaux dans la couche subsuperficielle était relativement uniforme par suite des conditions météorologiques peu variées qui régnaient pendant plusieurs semaines avant le commencement de la croisière. Les eaux légères à faible salinité de l'Elbe, phénomène hydrographique dominant, formaient une masse serrée d'eau en forme de langue qui, partant de l'embouchure de l'Elbe, traversait en direction nord-ouest la région de recherches. L'activité des tourbillons comme elle est connue des observations antérieures et régulièrement remarquée au rencontre des eaux à faible salinité avec celles venant de la partie sud-ouest de la mer du Nord n'était que relativement faible. On pouvait, cependant, reconnaître sur le flanc droit de la «langue de l'eau de l'Elbe», au voisinage de la côte, deux tourbillons anticyclonaux inconnus jusqu'ici.Les mesures de la salinité furent supplementées par plusieurs recherches différentes dans le domaine de la chimie biologique. L'exploitation des observations de la teneur en albumine, en chlorophylle et enGelbstoff ainsi que les études de la fluorescence de l'eau de mer et de la teneur en silicate et en phosphate révélaient des corrélations intéressantes et mettaient nettement en relief le caractère cyclique des processus biologiques. Cependant, la complexité et l'irrégularité des relations ne permettent pas à l'état actuel de nos recherches d'en donner une explication définitive.

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Herrn Professor Dr. Gerhard Schott zum 90. Geburtstag gewidmet.