Extreme monsoonal rainfall deficits in India

Summary Data from 306 stations in India, for the 70 years (1901–70) of summer (June–September) monsoonal rainfall, are grouped into 32 sub-regions. Extreme event theory is used to analyse the return periods of extreme rainfall deficits within each of these sub-regions, using the log-Pearson type III frequency distribution in a spatial rather than a temporal context. The resultant estimates for 2, 5 and 10 year return periods are compared with the patterns derived from the Gaussian frequency distribution applied to the 306 stations individually; the 50 and 100 year return period estimates are also considered.

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Zusammenfassung Die Daten über den sommerlichen Monsunregen (Juni–September) aus 70 Jahren (1901–70) von 306 Stationen in Indien werden in 32 Teilgebiete gruppiert. Zur Analyse der wiederkehrenden Perioden extremen Regendefizits in jedem dieser Teilgebiete wird die Theorie extremer Ereignisse verwendet, wobei die log-Pearson-Häufigkeitsverteilung vom Typ III eher in einem räumlichen als zeitlichen Zusammenhang verwendet wird. Die sich daraus ergebenden Schätzungen für wiederkehrende Perioden von 2, 5 und 10 Jahren werden mit den Mustern verglichen, die mit Hilfe der auf alle 306 Stationen einzeln angewandten Gaußschen Häufigkeitsverteilung gewonnen wurden. Die Abschätzung 50jähriger und 100jähriger Ereignisse wird ebenfalls besprochen.

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With 6 Figures     

Comparison of Penman and Thornthwaite methods of estimating potential evapotranspiration for Indian conditions

Summary Thornthwaite's (1948) empirical method of estimating potential evapotranspiration (PE) has been preferred by several scientists in India to Penman's (1948) theoretical combination approach, because of the former's simplicity. However, in view of the doubts expressed in various quarters regarding the applicability of Thornthwaite's method for monsoon climates, a comparison is made of the performance of these two methods over different parts of India, using about 26 years of data at 15 stations spread over the country. Various aspects of the manifestations and their differences are presented. It is found that Thornthwaite's method gives considerably higher estimates ofPE and shows lower inter-annual variability than Penman's method during the southwest monsoon season. A systematic annual variation of the difference between the two methods is also noticed which is found to be mainly due to the actual vapor pressure and sunshine duration included in Penman's method.

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Zusammenfassung Thornthwaites (1948) empirische Methode zur Bestimmung der potentiellen Evapotranspiration (PE) wurde auf Grund ihrer Einfachheit von vielen indischen Wissenschaftlern der theoretisch-empirischen von Penman (1948) vorgezogen. Da die Anwendbarkeit der Methode Thornthwaites für Monsunklimate von manchen Kreisen in Zweifel gezogen wird, wird hier ein Vergleich zwischen beiden Methoden mit Daten von etwa 26 Jahren von 15 Stationen, die über ganz Indien verteilt sind, gezogen. Es zeigt sich, daß Thornthwaites Methode während des Südwestmonsuns höhere Werte mit geringerer Schwankung zwischen den Jahren liefert als die Penmans. Ebenso wurde ein systematischer Unterschied in der jährlichen Variation zwischen beiden Methoden festgestellt, der sich vor allem auf den tatsächlichen Dampfdruck und die Sonnenscheindauer, die in Penmans Methode berücksichtigt werden, zurückführen läßt.

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With 4 Figures     

Clear sky ultraviolet-B radiation in the English Midlands: A comparison of measured and modelled values

Summary Spectral measurements were made of solar ultraviolet-B (UVB) irradiance at Sutton Bonington (52° 50N, 1° 15W) under cloudless skies using a Licor LI 1800 scanning spectroradiometer. The finite bandpass of the instrument and the steep shape of the UVB spectra caused overestimation of irradiance at short wavelengths. Spectra were corrected mathematically for these effects.The corrected spectra were compared to estimates of global UVB irradiance as a function of zenith angle and amount of ozone. Comparisons were made at 300 nm, 310 nm and 320 nm. Estimates were significantly greater (p = 0.05) than the measurements except at 320 nm where differences were not significant. The differences may have been the result of overestimation of UVB at short wavelengths, since some of the assumptions on which the estimates were based may not be valid for Sutton Bonington conditions.

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Zusammenfassung Unter wolkenlosem Himmel wurden in Sutton Bonington (52° 50N, 1° 15W) mittels eines Licor LI 1800 Spektroradiometer-Scanners Spektralmessungen von Ultraviolett-B (UVB)-Strahlung durchgeführt. Die endliche Bandbreite des Instruments und der steile Anstieg der UVB-Spektren führten zu einer Überschätzung der Strahlung im kurzwelligen Bereich. Die Spektren wurden in dieser Hinsicht mathematisch korrigiert.Die korrigierten Spektren wurden mit den Schätzwerten der globalen UVB-Strahlung — als Funktion von Zenithwinkel und Ozonmenge — bei 300nm, 310nm und 320nm verglichen. Hiebei erwiesen sich die Schätzwerte wesentlich höher (p = 0,05) als die Meßwerte, nur bei 320nm waren die Unterschiede nicht signifikant. Die Unterschiede könnten aus der Überschätzung von UVB im kurzwelligen Bereich resultieren, da einige der Schätzungsvoraussetzungen auf die Bedingungen in Sutton Bonington nicht zutreffen dürften.

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On leave from Department of Agronomy and Soils, Washington State University, Pullman, WA, U.S.A.

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With 4 Figures     

An index to assess agricultural drought in India

Summary Crop drought or moisture stress is a function of the difference between actual evapotranspiration and evapotranspiration requirements of the crop under given atmospheric conditions.In the present work the climatic water balance approach is utilized to develop a crop moisture index for the kharif crop season over India.The difference between actual and climatologically derived evapotranspiration have been accumulated for different consecutive weeks of the crop season and made comparable in time and space through suitable weights. The lowest weighted deficit values have then been used for successive weeks to evolve the Crop Moisture Index. This index enables detection of degree of moisture stress experienced by the crop and can be used in drought monitoring.

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Zusammenfassung Dürre oder Feuchtestreß ist eine Funktion der Differenz zwischen tatsächlicher Verdunstung und dem Verdunstungsbedarf für bestimmte Kulturpflanzen unter gegebenen atmosphärischen Bedingungen. In vorliegender Studie wird die klimatische Wasserbilanz verwendet, um einen Feuchtigkeitsindex für die Kharif-Anbauzeit in Indien zu erstellen.Die Differenz zwischen aktueller und klimatologisch errechneter Verdunstung wurde für einige aufeinanderfolgende Wochen der Erntezeit aufsummiert und durch geeignete Gewichtungen in Zeit und Raum vergleichbar gemacht. Die am wenigsten veränderten Defizitwerte wurden dann für aufeinanderfolgende Wochen zur Errechnung eines Feuchtigkeitsindex herangezogen. Dieser Index ermöglicht die Quantifizierung des für die Pflanzen relevanten Feuchtestresses und kann für die Aufzeichnung von Dürren verwendet werden.

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With 2 Figures     

On the estimation of potential evaporation by the combination approach

Summary An evaluation of the combination approach of Penman [1] as modified by Kohler and Parmele [2] for estimating potential evaporation (PE) is made at Poona, India, vis-a-vis the evaporation from the Russian 20 m² tank and associated meteorological data. The use of Penman's form of wind function and net radiation computed from solar radiation, air temperature, and pyrgeometric value of sky radiation at 20.30 hrs. Indian Standard Time is seen to be adequate for obtaining reliable values of potential evaporation. Further lines of work to evaluate the potential evaporation climate over India are indicated.

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Abschätzung der potentiellen Verdunstung durch kombinierte Annäherung

Zusammenfassung Eine Abschätzung der potentiellen Verdunstung (PE) wurde unter Benützung der Formel von Penman [1] mit der Abänderung von Kohler und Parmele [2] in Poona (Indien) durchgeführt und mit der Verdunstung von einer russischen 20m²-Wanne und gleichzeitigen meteorologischen Bedingungen verglichen. Die Benützung der Penman-Formel der Windabhängigkeit und der Strahlungsbilanz, berechnet aus Globalstrahlung, langwelliger Himmelsstrahlung und Lufttemperatur um 20.30 Uhr (indischer Lokalzeit) erweist sich als geeignet zur Gewinnung zuverlässiger Werte der potentiellen Verdunstung. Auf weitere Gesichtspunkte zur Bestimmung des potentiellen Verdunstungsklimas über Indien wird hingewiesen.

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L'estimation de l'évaporation potentielle par combinaison approchée

Résumé L'évaluation du rapprochement de combinaison de Penman [1] telle qúelle est modifée par Kohler et Parmele [2] pour evaluér l'évaporation potentielle (PE) a étè employée à Poona, l'Inde, en comparaison avec l'évaporation de la citerne russe de 20 m² et des données météorologiques supplémentaires. L'emploi de la formule de Penman de l'effet du vent et de la radiation nette calculée de la radiation solaire, de la température de l'air et de la valeur pyrgéométrique de la radiation du ciel à 20 heures 30 (heure indienne) se trouve être suffisant pour obtenir les valeurs sûres de l'évaporation potentielle. De plus, des directives du travail pour évaluer l'évaporation potentielle au-dessus de l'Inde sont discutées.

     

Recent changes in Phoenix,Arizona summertime diurnal precipitation patterns

Summary Summertime diurnal precipitation patterns for Phoenix, Arizona are analyzed for the period 1954 through 1985. Although the mean precipitation amounts and frequencies for the entire summer monsoon season have not shown any significant effects from the rapidly developing urban heat island, diurnal patterns have displayed substantial changes in the recent period of explosive population growth. During the most recent 16 years, late afternoon and evening storms have become more frequent and produce greater rainfall totals. Sharp declines are noted in the frequency of rain events between midnight and noon; especially large drops occur in the rainfall amounts between 9.00 and 12.00 MST. These findings appear to be consistent with several mechanisms proposed to explain the unusual diurnal character of the summertime rainfall in the Phoenix, Arizona area.

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Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird der sommerliche Tagesgang des Niederschlags für Phönix, Arizona, analysiert.Obwohl keine signifikante Beeinflussung der durchschnittlichen Niederschlagsmengen und -häufigkeiten über die gesamte Sommermonsunzeit durch die rasch anwachsende städtische Wärmeinsel zu verzeichnen ist, weisen die Tagesgänge in der jüngsten Zeit explosiven Bevölkerungswachstums substantielle Veränderungen auf. In den vergangenen 16 Jahren sind Unwetter spätnachmittags und abends häufiger geworden und führten zu einer größeren Niederschlagssumme. Eine starke Abnahme der Regenfälle zwischen Mitternacht und Mittag ist zu verzeichnen; bei Regenfällen zwischen 9.00 und 12.00 MST ist der Rückgang besonders deutlich.Wie sich zeigt, stehen diese Beobachtungen im Einklang mit einigen Mechanismen, die zur Erklärung der ungewöhnlichen Tagesverteilung der sommerlichen Regenfälle über Phönix, Arizona, angeführt werden.

     

Verdunstungsstudien am Neusiedler See

Zusammenfassung Zur Erfassung der Verdunstung des Neusiedler Sees wurde im Jahre 1966 ein auf mehrere Jahre geplantes Forschungsprogramm begonnen. Als wichtigste Methode wurde die Berechnung der Verdunstung aus dem Wärmehaushalt angewendet. Weiters wurden Vergleiche der Ergebnisse mit den aus Beobachtungen mit der Class-A-Wanne und mit einer schwimmenden Wanne des Modells GGI 3000 erhaltenen Verdunstungswerten sowie mit Ergebnissen von Verdunstungsberechnungen nach der Lake-Hefner-Formel, der Trabert-Formel und der Dalton-Formel angestellt. Die Wärmehaushaltsmethode lieferte für Zeiträume von fünf Tagen und mehr brauchbare Ergebnisse, die Lake-Hefner-Formel stimmt mit diesen Werten gut überein. Mit einer Jahresverdunstung von etwa 900 mm wurden die Annahmen vonF. Kopf undK. Szesztay im wesentlichen bestätigt.

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Studies of the evaporation from Lake Neusiedl

Summary An investigation program has been started in 1966 for the study of the evaporation of Lake Neusiedl (Austria), which is to extend over some years. As the most important method the assessment of evaporation from the heat balance has been used. Further, comparisons were made between the results of this method and observations effectuated with the class A pan and with a swimming GGI 3000 pan as well as with results of calculations of the evaporation using the Lake Hefner formula, the Trabert formula and the Dalton formula. The heat balance method yields good results when used for periods of at least five days, they are in good agreement with the Lake Hefner formula. The annual evaporation of about 900 mm essentially corroborates the assumption ofF. Kopf andK. Szesztay.

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Mit 9 Abbildungen     

A study of isobaric temperature differences over Alaska

Summary Daily isobaric temperature differences, for the 10 year period from June 1960 to May 1970, were computed for the following pairs of upper air stations in the Alaskan area: Anchorage—Fairbanks, Fairbanks—Nome, Fairbanks—Barrow, and St. Paul Island—Nome.The frequencies of changes of sign of temperature differences and frequencies of negative values were computed from day to day tabulations by months and by seasons. The distributions of these values with elevation are discussed.Since the temperature distribution in the atmosphere is also an indication of atmospheric circulation, the daily isobaric temperature differences were correlated for every station pair for different levels. The isobaric temperature differences at 700 and 500mb levels show the best correlation for all four pairs. In the great majority of cases the correlation coefficients for isobaric temperature differences at 700 and 100mb (lower stratosphere) levels are larger than those for the 700 and 300mb levels. The same holds for the 500 and 100mb levels in comparison to the 500 and 300mb levels.The distribution of correlation coefficients by months, seasons and years is discussed.

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Untersuchung der isobaren Temperaturdifferenzen über Alaska

Zusammenfassung Für zehn Jahre (Juni 1960 bis Mai 1970) wurden die täglichen isobaren Temperaturdifferenzen in den 700-, 500-, 300- und 100mb-Flächen über Alaska zwischen folgenden Stationspaaren berechnet: Anchorage—Fairbanks, Fairbanks—Nome Fairbanks—Barrow und St. Paul Island—Nome.Es wurden die Häufigkeiten der Vorzeichenänderungen und auch die Häufigkeiten der negativen Werte der täglichen Temperaturdifferenzen für die Monate und für die Jahreszeiten bestimmt. Die Verteilung dieser Werte mit der Höhe wird für die Stationspaare besprochen.Da die Verteilung der Temperatur in der Atmosphäre auch die Richtung der atmosphärischen Zirkulation andeutet, wurden die täglichen isobaren Temperaturdifferenzen für jedes Stationspaar für verschiedene Höhen korreliert. Die besten Korrelationen ergaben für alle Paare die Temperaturunterschiede im 700- und im 500mb-Niveau. Die Korrelationskoeffizienten für die isobaren Temperaturunterschiede im 700mb- und im 100mb-Niveau sind im allgemeinen größer als die Korrelationskoeffizienten für die isobaren Temperaturunterschiede im 700- und im 300mb-Niveau. Dasselbe gilt auch für die Korrelation zwischen den 500- und 100mb-Niveaus im Vergleich zur Korrelation zwischen den 500- und 300mb-Niveaus.Die monatlichen, jahreszeitlichen und jährlichen Verteilungen der Korrelationskoeffizienten werden besprochen.

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With 1 Figure     

Air-sea fluxes over the global oceans during the FGGE year

Summary Vertical fluxes of momentum, sensible and latent heat have been estimated over the surface of the global oceans. A three-dimensional mesh grid 32 longitude points, 17 latitude points and 365 days from December 1, 1978 to November 30, 1979 is used to obtain seasonal and annual mean values of the surface fluxes. The global climatology shows the seasonal variation, the continental influence, the principal ocean currents and the typical middle latitude (30°–50°) and tropical effects (30°S–30°N). The annual mean of latent heat shows greater flux over the subtropical regions (~ 280 W/m²) than in the polar regions (~ 80 W/m²). On the other hand, the annual mean of sensible heat shows greater flux over the polar regions (~ 100 W/m²) than in the tropics (~ 40 W/m²). Time series analyses of the daily estimates of the surface fluxes show greater energy at high frequencies due to the surface effect; however, the low-frequency spectra show relatively high energy at the 30- to 50-day mode, especially for the middle latitude regions. The 30–50 day filtered data for the surface fluxes, presented in time/latitude cross-sections for the middle latitude regions show a westerly wave propagation with wave numberK = 2 and phase speed of the order of 12 degrees/day from June to August over the southern hemisphere at 55°S.

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Zusammenfassung Die vorliegende Studie beschäftigt sich mit der Einschätzung der vertikalen Impuls-Flüsse und der Flüsse von sensibler und latenter Wärme über der gesamten Meeresoberfläche. Ein dreidimensionales Gitter mit 32 × 17 Punkten und Daten von 365 Tagen (von 1. 12. 1978 bis 30. 11. 1979) wird benutzt, um sowohl Jahreszeiten als auch Jahresmittelwerte der Oberflächenflüsse zu erhalten. Die globale Klimatologie zeigt die jahreszeitlichen Schwankungen, den kontinentalen Einfluß, die wichtigsten Meeresströmungen und die typischen Effekte der mittleren Breiten (30°–50°) und der Tropen (30°S–30°N). Das Jahresmittel latenter Wärme weist größere Flüsse über subtropischen Regionen (ca. 280 W/m²) als über polaren Regionen (ca. 80 W/m²) auf, während andererseits das Jahresmittel sensibler Wärme über Polarregionen (ca. 100 W/m²) größere Flüsse als über den Tropen (ca. 40 W/m²) aufweist. Zeitreihen-Analysen der täglichen Schätzwerte von Oberflächenflüssen deuten auf mehr Energie bei hohen Frequenzen aufgrund des Oberflächeneffekts hin; in jedem Fall zeigen die Niederfrequenz-Spektren relativ hohe Energie in den 30 – 50-Tage-Perioden, besonders für mittlere Breiten. Die über einen Zeitraum von 30 – 50 Tagen gesammelten Daten der Oberflächenflüsse dargestellt in Zeit-Breiten-Querschnitten für mittlere Breiten zeigen von Juni bis August über der südlichen Hemisphäre bei 55°S eine Ausbreitung der westlichen Wellen mit der WellenzahlK = 2 und einer Phasengeschwindigkeit im Ausmaß von 12° pro Tag.

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With 7 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     

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

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

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

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

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Mit 8 Textabbildungen.     

Der Anteil der Strahlung an der Ablation von Hintereis- und Kesselwandferner (Ötztaler Alpen,Tirol) im Sommer 1958

Zusammenfassung Der vorliegende Bericht befaßt sich mit der Berechnung des Anteils der Strahlungsbilanz an der Ablation auf 15,5 km² Gletscherflächen während der Ablationsperiode 1958. Die Gletscherflächen wurden in 175 Flächenelemente bestimmter Neigung und Richtung zerlegt und die direkte Sonnenstrahlung relativ zur horizontalen Fläche wurde für die Gletscher ermittelt. Die effektiv mögliche Sonnenscheindauer wurde für 177 Punkte auf den Gletscherflächen durch Vermessung bestimmt und daraus die Reduktion der Sonnenstrahlung durch die Horizontabschirmung berechnet. Der Gesamtverlust an direkter Sonnenstrahlung durch Neigung, Exposition und Horizontabschirmung betrug für alle Gletscher in der Ablationsperiode Mai bis September etwa acht Prozent. Durch die Wirkung der diffusen Strahlung verringert sich der Verlust auf etwa sechs Prozent für die Globalstrahlung der Ablationsperiode 1958. Ausgehend von der registrierten Sonnenscheindauer in Vent (1900 m), und der registrierten Globalstrahlung beim Hochjochhospiz (2410 m) sowie am Kesselwandferner (3240 m) wurde die Globalstrahlung für alle Gletscher berechnet. Aus der beobachteten Schneebedeckung der Gletscher und aus Messungen wurde die Albedo für die einzelnen Monate ermittelt und damit die kurzwellige Strahlungsbilanz abgeschätzt. Zusammen mit der von der Bewölkung abhängigen langwelligen Strahlungsbilanz wurde die gesamte Strahlungsbilanz für verschiedene Albedowerte in der Ablationsperiode 1958 berechnet. Für jeden Tag wurde die Höhe der Null-Grad-Isotherme ermittelt und damit die Größe der Gletscherfläche, auf der Schmelzung möglich war.Die durch die Strahlungsbilanz verursachte Schmelzung wurde zu 21,4·10⁶ m³ Wasser berechnet oder zu 64% der beobachteten Gesamtablation von 33,5·10⁶ m³ Wasser. Der Anteil der Strahlung an der Eisablation ergab sich zu 61%, der an der Schneeablation zu 66%, was gut mit den Ergebnissen detaillierter Studien des Wärmehaushaltes an einzelnen Punkten auf Gletschern übereinstimmt. Es wird somit auch für die gesamte Gletscherfläche und die gesamte Ablationsperiode bestätigt, daß die Strahlung die wichtigste Energiequelle für die Ablation auf den Gletschern der Alpen ist.

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Summary The present report deals with the calculation of the contribution of net radiation towards ablation on 15.5 km² of glacier surface during the ablation period 1958. The glaciers were subdivided into 175 surface elements of specific slope and exposure, and direct solar radiation calculated in relation to a horizontal surface for all glaciers. The local duration of bright sunshine throughout the year was surveyed for 177 points on the glaciers, and reduction of solar radiation owing to screening of the horizon by mountains calculated. The total loss in direct solar radiation owing to slope, exposure and screening, amounted to about eight per cent on an average for all glaciers in the ablation period May to September. Due to the contribution of diffuse radiation this loss is reduced to about six per cent of total short-wave radiation in the ablation period 1958. Based on the recorded duration of bright sunshine in Vent (1900 m), on the recorded total short-wave radiation at Hochjochhospiz (2410 m), and on the Kesselwandferner (3240 m), total short-wave radiation was calculated for all glaciers. Observations of snow cover on glaciers and measurements of albedo allowed an estimate to be made of the short-wave radiation budget in single months. Together with the long-wave radiation budget the total radiation budget for typical values of albedo during the ablation period 1958 could be calculated. For each day the height of the freezing level was determined, and the size of the glacier surface with possible melting.The ablation caused by net radiation was calculated as 21.4·10⁶ m³ of water, i. e. 64 per cent of the observed total ablation of 33.5·10⁶ m³ of water. The contribution of radiation towards melting of ice was 61 per cent, towards melting of snow 66 per cent. This is in fair agreement with the results of detailed investigations of heat budget on single spots of glaciers. The present results, which are valid for the whole glacier surface and the total ablation period, confirm that solar radiation is the most important source of energy for ablation on glaciers in the Alps.

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Résumé Le présent mémoire se rapporte au calcul de la part du bilan de radiation revenant à l'ablation d'une surface de glaciers de 15.5 km² durant la période d'ablation de 1958. On a divisé les glaciers en 175 éléments de surface selon leur exposition et leur pente. On a alors déterminé pour les glaciers le rayonnement solaire direct relativement à une surface horizontale. On a en outre déterminé par mensuration la durée d'insolation maximum possible pour 177 points des glaciers et on en a tiré la réduction du rayonnement solaire par suite de l'ombre portée par l'horizon. La perte totale en rayonnement solaire direct due à la pente, à l'exposition et à l'ombre portée par l'horizon représente environ 8% pour tous les glaciers durant la période d'ablation de mai à septembre. Par suite du rayonnement diffus, la perte se réduit à environ six pour-cent par rapport à la radiation globale pour la période d'ablation de l'année 1958. La radiation globale a été calculée pour tous les glaciers en partant de l'insolation mesurée à Vent (1900 m d'altitude) et de la radiation globale enregistrée à l'hospice du Hochjoch (2410 m) ainsi qu'au Kesselwandferner (3240 m).On a estimé ensuite l'albédo mensuel par des mesures et des observations de la couverture de neige et on en a tiré le bilan de radiation à ondes courtes. En y ajoutant le bilan de radiation à longues ondes dépendant de la nébulosité, on a calculé le bilan total de radiation pour la période d'ablation 1958 et cela pour diverses valeurs de l'albédo. Pour chaque jour, on a déterminé l'altitude de l'isotherme de zéro degré ainsi que la grandeur de la surface du glacier qui en découle et où la fonte fut possible. L'eau de fonte due au bilan de radiation fut calculée à 21.4·10⁶ m³, c'est à dire 64% des 33.5·10⁶ m³ d'eau d'ablation mesurée. La part d'ablation due au rayonnement est de 61% pour la glace, de 66% pour la neige, ce qui correspond très bien aux résultats d'études détaillées de l'économie thermique faites à certains points de glaciers. Par là, on confirme que pour la période d'ablation totale ainsi que pour la surface totale du glacier, le rayonnement est la source d'énergie la plus importante pour l'ablation sur les glaciers des Alpes.

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Mit 10 Abbildungen     

Contributions to the knowledge of the fluctuations of the Dead Sea level

Summary After an extended critical evaluation of a wealth of historical sources, the history of the Dead Sea level fluctuations is reviewed with accuracy since 1800 (Klein, 1961). Earlier data since 1100 AD based on landmarks and tree-ring data (Klein, 1982, 1985) are also summarized. Since 1930 interannual fluctuations are compared with area-averaged rainfall data from the western and eastern part of the catchment, as well as with rainfall records from Jerusalem and Amman. Correlation analysis lead to two linear regression equations for the period 1930/1931–1962/1963 (undisturbed) and 1963/1964–1983/1984 after diversion of water from Lake Tiberias and Jordan River. From these equations, the average annual effect of this diversion results to about –24 cm; in very moist years this effect is insignificant.

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Zusammenfassung Auf der Grundlage einer kritischen Auswertung einer Fülle von Quellen werden zunächst die Spiegelschwankungen des Toten Meeres seit 1800 genau behandelt (Klein, 1961). Eine zusammenfassende Darstellung der Schwankungen ab 1100 A. D. wird aus historischen Quellen über die Landmarken des Seeufers und Baumringdaten (Klein, 1982, 1985) abgeleitet. Die interannulären Schwankungen des Seespiegels seit 1930 werden verglichen mit Gebietsmitteln des Niederschlages vom westlichen wie vom östlichen Teil des Einzugsgebietes, ebenso mit den Niederschlagsreihen von Jerusalem und Amman. Eine Korrelationsanalyse führt zu zwei linearen Regressionsgleichungen für die ungestörte Periode 1930/1931 bis 1962/1963, sowie für die Periode 1963/1964 bis 1983/1984, nach der Ableitung von Wasser zu Bewässerungszwecken aus dem See Genezareth und dem Jordan-Fluß. Eine Abschätzung des mittleren Effektes aus diesen Gleichungen ergibt etwa –24 cm pro Jahr; in sehr feuchten Jahren ist der Effekt unbedeutend.

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With 4 Figures     

Precipitation effects of hail suppression in Serbia

Summary Daily precipitation amounts ofconvective days, for some 20 May–September seasons (covering periods both before and after activation of the hail suppression), were analysed for 3 stations in the protected and 4 in the unprotected area. A tentative conclusions derived from this study is that precipitation at the protected stations in the period of suppression changed from the preceding period in a way which cannot be explained by similar changes at the unprotected stations. This change is attributed to the inadvertent hail suppression effect. The point estimate of the change is an increase of 23% (on convective days). At the 95% confidence level the estimate shows an increase in the interval (8%, 40%). A rough estimate of theseasonal increase for the protected area is about 30 mm.

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Zusammenfassung Die Tagesniederschlagsmengenkonvektiver Tage wurden über einen Zeitraum von etwa 20 Jahren (jeweils Mai bis September), wobei dies sowohl die Zeit vor als auch nach Einführung der Hagelabwehr beinhaltet, an drei Stationen im Abwehrgebiet und an vier außerhalb gelegenen analysiert. Das vorläufige Ergebnis der Studie zeigt Veränderungen der Niederschläge in geschützten Gebieten im Vergleich zur vorhergehenden Periode, die an den Vergleichsstationen nicht aufzufinden sind.Diese Veränderungen werden unbeabsichtigten Nebenwirkungen der Hagelunterdrückung zugeschrieben. Punktuelle Schätzungen ergaben eine Niederschlagszunahme von 23% (an Konvektivtagen). Im 95% Konfidenzintervall zeigten sie einen Anstieg im Bereich zwischen 8% bis 40%. Eine ungefähre Schätzung derjahreszeitlichen Niederschlagsmengen ergibt einen Zuwachs von etwa 30 mm.

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With 6 Figures     

Stochastic intervention analysis of rainfall

Summary Urbanization and industrialization are claimed to affect local climate and to increase precipitation in urban and surrounding rural areas. In the past, considerable meteorologic data have been collected in urban areas and the effects of urbanization on precipitation and other variables have been analyzed by using various techniques. In evaluating urban effects on precipitation, changes in precipitation due to urban effects must be distinguished from changes which are due to natural variability, noise effect, and sampling error. Stochastic intervention analysis is used in this study to establish the statistical significance of changes in monthly precipitation attributed to the effects of urbanization and industrialization and to investigate the nature of these changes. Intervention analysis is especially useful in the analysis of correlated and seasonal monthly rainfall data. Intervention analysis is used to determine whether changes have occurred in the overall mean value or in warm and cold seasons. Monthly rainfall data from Laporte and St. Louis areas are analyzed and the results are presented.

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Zusammenfassung Urbanisierung und Industrialisierung beeinflussen wahrscheinlich das Lokalklima und erhöhen dabei den Niederschlag in städtischen Gebieten sowie deren ländlicher Umgebung. In der Vergangenheit sind meteorologische Daten beträchtlichen Umfangs in städtischen Gebieten gesammelt worden und die Effekte der Urbanisierung auf den Niederschlag wurden mit Hilfe verschiedener Methoden untersucht. Bei der Abschätzung dieser Stadtklimaeffekte auf den Niederschlag müssen Varianten davon unterschieden werden, die natürlichen Ursprungs sind, einschließlich dem Rausch-Effekt und dem Probenahmefehler. In der vorliegenden Studie wird die stochastische Interventionsanalyse dazu benützt, die statistische Signifikanz der Änderungen des monatlichen Niederschlages herauszufinden, die der Urbanisierung und Industrialisierung zugeschrieben werden können und die Art dieser Änderungen zu untersuchen. Dié Interventionsanalyse ist insbesondere bei der Analyse korrelierter jahreszeitlich-monatlicher Niederschlagsdaten nützlich. Diese Interventionsanalyse wird nun dazu benützt, festzustellen, ob sich die Änderungen im Gesamtmittelwert oder aber in der warmen bzw. kalten Jahreszeit zeigen. Die monatlichen Niederschlagsdaten von Laporte und St. Louis (U.S.A.) werden analysiert und die Ergebnisse mitgeteilt.

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With 3 Figures     

Precipitation of stratospheric tracers and cyclogenesis in the Western Mediterranean

Summary The phenomenological theory of tropopause folding as associated with the injection of stratospheric tracers into the troposphere during intense cyclogenesis is reexamined in connection with cyclone formation in the Western Mediterranean area. Ozone and radioactivity ground measurements are critically analysed in this respect. Correlation between concentration in the lower troposphere of stratospheric tracers and intense cyclogenesis is shown not to be appreciable beyond 5% cohenrence confidence level, even if visual inspection of both time records and weather maps gives the opposite impression.

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Der Ausfall von stratosphärischen Tracern und die Zyklogenese im westlichen Mittelmeer

Zusammenfassung Es wird die phänomenologische Theorie der Tropopausenfaltung in Verbindung mit der Zufuhr von stratosphärischen Tracern in die Troposphäre bei intensiver Zyklogenese im Zusammenhang mit der Zyklonenbildung im westlichen Mittelmeer überprüft. Zu diesem Zwecke wurden in Bodennähe durchgeführte Messungen des Ozons und der Radioaktivität kritisch analysiert. Die Korrelation zwischen der Konzentration der stratosphärischen Tracer in der unteren Troposphäre und einer intensiven Zyklogenese erweist sich als nicht merklich über die 5% Vertrauensgrenze der Kohärenz hinausreichend, wenn auch die visuelle Betrachtung der beiden Zeitreihen und der Wetterkarten den entgegengesetzten Eindruck macht.

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With 6 Figures     

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     

A further note on extreme monsoonal rainfall deficits in India

Summary In a previous paper, maps were provided of the extreme monsoonal rainfall deficits likely to occur somewhere within individual Standard Meteorological Sub-Divisions in India. The present paper extends this study to similar evaluations for areas of radius 150 km around each of the 306 stations used in the previous study. Maps are presented of percentage rainfall deficits (or percentage of average values) with return periods of 2, 5, 10 and 50 years, and of the spatial pattern of return periods for deficits of 40%, 50%, 60% and 70% below the average. In addition, there are graphs for 25 stations displaying the relationships between deficit intensity and return period.

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Zusammenfassung In einer vorhergehenden Arbeit wurden Karten über extreme Monsonregendefizite vorgelegt, wie sie wahrscheinlich innerhalb der einzelnen meteorologischen Untereinheiten Indiens vorkommen. Diese Arbeit präzisiert diese Studien auf Gebiete im Umkreis von 150 km jeder der 306 schon früher verwendeten Meßstationen. Hierbei werden Karten vorgelegt, die sowohl Prozentsätze der Regendefizite (bzw. der Durchschnittswerte) für Wiederholungszeiten von 2, 5, 10 und 50 Jahren als auch räumliche Muster der Wiederholungszeiten für Defizite von 40, 50, 60 und 70% unter dem Durchschnittswert angeben. Dem sind Grafiken von 25 Stationen beigefügt, die die Zusammenhänge von Defizitintensität und Wiederholungszeit zeigen.

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With 4 Figures     

The relationship between winter minimum temperatures and spring phenology in a Southern Appalachian Cove

Summary Winter minimum temperatures were recorded at four sites in Station Cove, a forested flat-bottomed ravine in the southern Appalachians of South Carolina, U.S.A. Unlike minimum temperatures found in frost hollows, cove minima were warmer than those found outside of the cove. Within the cove, minimum temperatures at study sites in the narrow, gorge-like western portion near a 20 m high cascade were warmer than those in the broader, eastern portion. Additionally, minimum temperatures near the ground were warmer than those at 1.4 m height above the surface. Selected spring-flowering plant species bloomed earlier in the western portion of the cove, while for the same plant species, within cove flowering dates were 2 to 3 weeks earlier than those outside of the cove. Station Cove, therefore, appears to harbor a microclimate that allows for much earlier flowering and leafing out of plant species in spring than does the surrounding region.

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Der Zusammenhang zwischen Winter-Minimumtemperaturen und Frühlingsphänologie in einem Tal der südlichen Appalachen

Zusammenfassung Winter-Minimumtemperaturen wurden an vier Meßstellen in Station Cove, einer bewaldeten Schlucht mit flachem Boden in den südlichen Appalachen von South Carolina, U.S.A., registriert. Im Gegensatz zu den Minimumtemperaturen, die in Frostlöchern auftreten, waren die Talschluchtminima wärmer als die außerhalb der Schlucht gemessenen. Innerhalb des Tales waren die Minimumtemperaturen im schluchtartigen, westlichen Ende in der Nähe eines 20 m hohen Wasserfalls wärmer als die im breiteren, östlichen Teil des Tales. Außerdem waren die Minimumtemperaturen in Bodennähe wärmer als die in 1,4 m Höhe gemessenen. Einige Arten von Frühlingsblumen blühten im westlichen Teil der Talschlucht früher als im östlichen Teil. Dieselben Arten blühten in der Schlucht 2 bis 3 Wochen früher als außerhalb der Schlucht. Station Cove ist daher durch ein Mikroklima charakterisiert, das im Vergleich zum umliegenden Terrain ein früheres Austreiben und Blühen der Pflanzen im Frühling erlaubt.

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With 1 Figure