Die Höhen- und Zeitabhängigkeit des Austauschkoeffizienten in der Bodenschicht

Zusammenfassung Es werden tägliche Gänge des Austauschkoeffizienten an zwei Stationen, Leafield (England) und Ismaila (Aegypten), die jeweils einen bestimmten Klimatyp repräsentieren, mit und ohne Berücksichtigung des Turbulenzcharakters berechnet. Die Berücksichtigung des Turbulenzcharakters (in erster Näherung in Abhängigkeit von Strahlung und Wind) führt zur charakteristischen Auswahl, z. B. zum Konvektionstyp, Stratustyp, die Nichtberücksichtigung zur klimatologischen Auswahl. Beide Auswahlen werden miteinander verglichen und Kriterien über ihre Anwendung festgelegt. Zusätzlich werden die jährliche Variation betrachtet und die Gänge in empirisch- analytische Funktionen zerlegt. Als Grundlage zur Berechnung dienen die Temperatur- bzw. Temperaturgradientregistrierungen vonN. K. Johnson undG. S. P. Heywood (⁷) über 5 Jahre in 5 Niveaus (1.2, 2.4, 30.4, 57.4, 87.7 m, Leafield) und die vonW. D. Flower (⁸) über ein Jahr in 4 Niveaus (1.1, 16.2, 46.4, 61.0 m, Ismaila). Es wird gezeigt, dass der lineare Höhenansatz für den Austauschkoeffizienten, der für eine adiabatische Atmosphäre gilt, nicht auf eine wirkliche Atmosphäre angewandt werden darf; als ein günstiger Ansatz wurde im Höhenintervall von 10–100 m dasGauss'sche Fehlerintegral gefunden, der durch die Berechnung der Austauschkoeffizienten in zwei Messtufen für Leafield geprüft werden kann; die bisherigen Berechnungen beschränkten sich auf eine Meßstufe und ergaben keine Möglichkeit, den Ansatz zu prüfen. Dieser Höhenansatz ergibt einen stetigen Uebergang von der Boden- zur Oberschicht, oder anders ausgedrückt, von der Schicht mit höhenabhängigem Austausch zu der mit höhenkonstantem, so erhält man die vonC. G. Rossby (⁹) eingeführte Restturbulenz (residual turbulence). Es werden tägliche Gange des Austauschkoeffizienten im einzelnen diskutiert; besonders der Spezialfall der klaren Junitage von Leafield (Konvektionstyp der gemässigten Breiten), für den eine Modellvorstellung entworfen wird, bei der die Wechselwirkung von Strahlung, Schichtung, Temperatur und Austausch gleichzeitig betrachtet wird.Ausgehend von der zweiten Diffusionsgleichung des atmosphärischen Austauschs wird gezeigt, dass sowohl für den Austausch als auch für das Integral der Diffusionsgleichung die Trennung der Variablen möglich ist mit der Einschränkung, dass bei Tagen bzw. Auswahlen von Tagen mit ausgesprochenem täglichen Gang für Tag und Nacht verschiedene höhenfunktionen erforderlich sind. Die beiden separaten (gewöhnlichen) Differentialgleichungen, die nach der Trennung der Variablen erhalten wurden, werden vorerst getrennt integriert und die Konstanten jeweils voneinander unabhängig berechnet; damit erhält man einerseits die Möglichkeit, die durch Integration der Zeitabhängigkeit des Austauschkoeffizienten erhaltene neue Zeitfunktion mit der der gegebenen potentiellen Temperatur zu vergleichen, andererseits den Höhenansatz ein zweitesmal zu prüfen. Die numerische Prüfung der Zeitabhängigkeit wurde für die Auswahl «Alle Junitage Leafield», die der Höhenabhängigkcit für die Auswahl «Bedeckte Dezembertage Leafield» durchgeführt. Abschliessend werden die beiden Gleichungen zusammen betrachtet, die Integration vorgenommen, eine numerische Auswertung jedoch nicht ausgeführt.

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Summary The daily variation of the «Austauschkoeffizient», i. e. eddydiffusivity, has been computed for two stations, Leafield (England) and Ismaila (Egypt), representing each other a special type of climate. On the side one attention has been given to the character of turbulence as mainly influenced by insolation and wind leading to a characteristic selection, for instance a «convection-type»; on the other side normal monthly values have led to a climatologic selection. Both selections have been compared and criterions for their use determined. Additionally the daily variations have been analysed in known functions, their annual variations regarded.The foundations for this analysis were the registrations of temperature or temperature-gradient ofN. K. Johnson andG. S. P. Heywood for 5 years at 5 levels (1.2, 12.4, 30.5, 57.4, 87.7 m, Leafield) andW. D. Flower for 1 year at 4 levels (1.1, 16.2, 46.4, 61.0 m, Ismaila).A main result is that the linear function with height of the «Austauschkoeffizient», confirmed for an adiabatic atmosphere, cannot be applied to a real atmosphere; the error-function integral has been found a good approximation in the interval between 10 and 100 m, which can be tested by computing the daily variation of the «Austausch-koeffizient» at two levels; previous results were limited to a single level without this possibility of testing. This variation with height gives a steady transition from the layer with variable «Austauschkoeffizient» to the one with constant «Austauschkoeffizient» thus getting the residual turbulence ofC. G. Rossby. Special types of the daily variation of the «Austauschkoeffizient» have been discussed, especcially the convectiontype of middle latitudes (Leafield, clair days), for which a model has been given, regarding the mutual effects of insolation, gradient, temperature and «Austausch».Basing on the second partial differential equation of atmospheric diffusivity it has been shown that both for the «Austauschkoeffizient» and the integral of this equation the separation of the two variables (t=time,z=altitude) is possible with the limitation that for days respectively selections of days with great daily variation different functions with height for day and night are necessary. This resulted in getting two ordinary differential equations, which at first have been integrated separately, and so determined their constants. Now it was possible to compare the daily variation of the integral with that of the given potential-temperature, additionally to prove the function with height for a second time. A numerical proof for the daily variation has been made for the selection «all days of june, Leafield», for the function with height for the selection of «covered days of december, Leafield». Finally both differential equations have been considered together, a numerical example has not been given for special reasons.

     

Der Dimmerföhn vom 18. Dezember 1945

Zusammenfassung Die Dimmerföhnlage vom 18. Dez. 1945 wird in ihrer Entwicklung eingehend beschrieben und im Zusammenhang mit einer früher veröffentlichten Föhntheorie betrachtet.

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Summary The heavy «Foehn» of the 18 th of December 1945 is described in detail and considered in connection with a theory about the «Foehn» formerly published. Based on this theorie the essential problems of the development of the «Foehn» can well be explained.

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UnterDimmerföhn verstehen wir eine Föhnlage, bei welcher bei extrem starken südlichen Höhenwinden ein Druckgefälle von meist über 12 mb zwischen der Alpensüd- und Nordseite besteht. Der Föhnsturm überweht dann die Quertäler, die sich dem Alpenkamm nordwärts anschliessen, erreicht den Erdboden erst im untern Teil der Täler und stürmt dann heftiger und weiter als gewöhnlich ins Mittelland hinein vor. Die Föhnmaner und das Niederschlagsgebiet reichen bis auf die Alpennordseite hinüber, nämlich bis über den fast windstillen Bereich, der vom Föhnsturm überweht wird.     

Der wasserhaushalt des Mittelländischen Meeres und der Ostsee in vergleichender Betrachtung

Summary Recent research, and particularly that undertaken by the «Kieler Institut für Meereskunde», has suggested a re-examination of the water households of both the Mediterranean and the Baltic Seas. It is hoped that a comparative study of the two may contribute to a better understanding of the maritim-meteorological and oceanographic characteristics of either sea. The latest rain maps byW. Daume, F. Möller, andW. Brogmus show an average annual amount of rainfall of 345 mm in the Mediterranean, and 474 mm in the Baltic. In both cases these figures are roughly 15 per cent lower than what authors have so far assumed them to be. The figures for the fresh-water sypply from the land have also been revised in recent publications byDaume andBrogmus, the annual figures for the Mediterranean being 350 km³ (i. e. 129mm in hight), while the annual figure for the Baltic is 480 km³ (i. e. 1243 mm in hight). These figures have been used together with recent, but still largely hypothetical, figures for the difference between in- and outflow at the straits (Gibraltar, Bosphorus, the Belts, and the Sound), to calculate the evaporation from the basic water-household equation. The annual evaporation figure is 1450 mm for the Mediterranean, and only 473 mm for the Baltic. Again, these figures differ from former estimates, but they are confirmed by other considerations, and calculations of maritime meteorology. It is with these new figures in mind that the author finally goes into the question of the hydrographic and climatic effects of a damming-up of the above-mentioned straits.Soergel's fantastic «Atlantropa» project, already criticised bytroll, van Einerm andDaume, is briefly treated from the point of view of the water household and is found to be largely impracticable. It is pointed out that the systematic collection of further information on the meteorological and oceanographic conditions of the two seas is urgently needed for the sake of further reducing the margin of error in the above calculations.

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Zusammenfassung Auf Grund neuerer, besonders auch im Kieler Institut für Meereskunde durchgeführter Untersuchungen wird der Versuch gemacht, die Wasserhaushalte des Mittelländischen Meeres und der Ostsee einer Revision zu unterziehen und durch eine vergleichende Betrachtung zu einem vertieften Verständnis der maritim-meteorologischen und ozeanographischen Besonderheiten beider meere beizutragen. Aus neuen Regenkarten vonW. Daume, F. Möller undW. Brogmus ergibt sich die mittlere Niederschlagshöhe für das Mittelmeer zu 345 mm/Jahr und für die Ostsee zu 474 mm/Jahr, das sind in beiden Fällen um rd. 15% niedrigere Werte, als frühere Autoren vermuteten. Auch für die Süßwasserzufuhr vom Lande werden im Anschluss an die neuen Arbeiten vonDaume undBrogmus neue Zahlen geboten: für das Mittelmeer 350 km³/Jahr (=129 mm/Jahr Wasserhöhe), für die Ostsee hingegen 480 km³/Jahr (=1243 mm/Jahr Wasserhöhe). Unter Benutzung dieser Zahlen und neuerer z.T. zwar noch sehr hypothetischer Angaben über die Differenz von Ausstrom und Einstrom in den ozeanischen Verbindungsstraßen (Straße von Gibraltar, Bosporus, Belte und Sund) wird die Verdunstung aus der Grundgleichung des Wasserhaushaltes rechnerisch ermittelt und für das Mittelmeer zu 1450 mm/Jahr, für die Ostsee hingegen zu nur 473 mm/Jahr gefunden, Werte, die von früheren Schätzungen abweichen, aber auch durch andere maritim- meteorologische Ueberlegungen und Berechnungen gestützt werden können. Zum Schluss wird die Frage der hydrographischen und klimatischen Auswirkung der Abdämmung der genannten Meeresengen vom Standpunkte dieser neuen Wasserbilanzen kritisch geprüft. Das phantastische «Atlantropa»-ProjektSoergels wird im Anschluss an die kritischen Betrachtungen vonTroll, van Einerm undDaume vom Standpunkte des Wasserhaushalts kurz beleuchtet und seine Durchfürhung in grossen Teilen als unmöglich angesehen. Weitere systematische maritimmeteorologische und ozeanographische Beobachtungen werden für beide Nebenmeere als dringend erwünscht bezeichnet, um die in dem Bilanzen noch bestehenden Unsicherheiten weiter zu verringern.

     

Grundschicht und Nullschicht der Atmosphäre

Zusammenfassung NachdemSchneider-Carius die von ihm in mehreren Untersuchungen behandelte und von ihm so bezeichnete «Grundschicht» als das Hauptausgleichniveau für die Druckgegensätze zwischen Hoch und Tief in den unteren Luftschichten nachgewiesen hat, entstand naturgemäß die Frage, wie und in welcher Höhensicht der notwendige Massenfluß vom Tief zum Hoch erfolgt. Ohne denselben würden sich die Druckgebilde wegen der ageostrophischen Windkomponente vom Hoch zum Tief in der Grundschicht binnen kürzester Zeit auflösen.H. Faust fand diese Schicht über Mitteleuropa in 10 km Höhe. Sie ist identisch mit dem Sitz des hochtroposphärischen Windmaximums und weist das Maximum des ageostrophischen Massenflusses vom Tief zum Hoch auf. Da in ihr die für das Wettergeschehen so fundamental wichtigen Vertikalbewegungen Null sind, nannteFaust die Schicht «Nullschicht». In der Grundschicht und der Nullschicht sind somit zwei atmosphärische Schichten gefunden, die in polarer Wechselwirkung miteinander für die Dynamik der Wettervorgänge von entscheidender Bedeutung sind.

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Summary Especially whenSchneider-Carius had shown in several papers the ground layer to be the main levelling layer of pressure contrasts, the question arose where the seat of mass transport from low to high pressure is located. ThenFaust found a layer 10 kms above Central Europe, where vertical motion in highreaching cyclones and anticyclones averages zero. Because of the fundamental significance of vertical motion, he called it the «zero layer». This zero layer, which is identical with the wind maximum in the upper troposphere, turned out to be the principal seat of ageostrophic mass transport from low to high pressure. Also, the angle between true and geostrophic wind (the ageostrophic component) has its maximum in the zero layer. As the processes in the zero layer produce and/or increase pressure contrasts, it is the direct counterpart of the ground layer. It is shown that both layers are exercising reciprocal effects upon each other, with action in one layer producing the appropriate reaction in the other layer. As both layers are the principal seat of ageostrophic mass transport between areas of high and low pressure, their mutual action proves to be of basic importance for the dynamics of the whole weather trend.

     

Elastische Multipolwellen in einem Medium,das aus homogenen,isotropen, planparallelen Schichten besteht

Zusammenfassung Gegeben ist ein festes, elastisches Medium, das aus homogenen, isotropen, planparallelen Schichten aufgebaut ist. Im Innern einer Schicht wird ein punktförmiger Störungsherd von Multipolcharakter angenommen. Die Störung setzt zur Zeitt=0 ein. Unter Anwendung der Laplace-Transformation werden nach dem Verfahren vonCagniard «Exponentialkoeffizienten» und «Übertragungsfaktoren» berechnet, die gestatten, die elastischen Verschiebungen der an den verschiedenen Unstetigkeitsflächen reflektierten und gebrochenen Wellen zu bestimmen.

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Summary (Elastic waves of multiplet type in a solid consisting of homogeneous isotropic layers with plane parallel boundaries) — An unlimited elastic solid consists of homogeneous isotropic layers, separated by plane parallel boundaries. A point in the interior of one layer is a multiple source of elastic waves. The disturbance begins att=0. By aid of Laplace-transforms, «exponential coefficients» and «transmission factors» have been calculated according to the method shown byCagniard. By aid of the «transmission factors» we can determine the elastic displacements of the waves reflected and refracted at the boundaries.

     

Höhenwinde auf dem Seeweg Kapverdenregion — La Plata

Zusammenfassung Durch die Deutsche Atlantische Expedition auf «Meteor» 1925–27 und das maritim-aerologische Werk der Deutschen Seewarte wurden zahlreiche Höhenwindmessungen auf dem Atlantischen Ozean gewonnen. Die Bearbeitung dieses Materials, für das Gebiet südlich von 20° Nordbreite und die Messungen bis 1937, geschieht im Rahmen des Meteorwerkes, in Band XVI als Fortsetzung von Band XV-Kriegsereignisse und Schwierigkeiten der Nachkriegszeit haben die Veröffentlichung leider stark verzögert. Für die vorliegende Mitteilung werden einige Teilergebnisse ausgewählt, die sich auf den Seeweg nach Südamerika beziehen; als Beitrag zur Gewinnung erforderlicher quantitativer Daten über die allgemeine Zirkulation.Für die Höhenstufen 4–5, 9–10 und 14–15 km werden die mittleren Windelemente und die Streuung der Windgeschwindigkeiten behandelt. Es wird die Schichtung der Luftströmungen im Vertikalprofil des Seeweges für 0–15 km Höhe gegeben. Auf die Struktur des Urpassates (der tropischen Ostströmung) und der tropischen Westwindschicht der hohen Troposphäre in den verschiedenen Jahreszeiten wird näher eingegangen.

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Summary By the German Atlantic Expedition on the «Meteor», 1925–1927, and the marine-aerological work of the Deutsche Seewarte numerous upper air wind measurements were gained from the Atlantic. The evaluation of this material for the area in the south of 20° northern latitude and of the measurements up to 1937 is done within the scale of the «Meteorwerk», vol. XVI as a continuation of vol. XV. In consequence of war events and the difficulties of the time after the war the publication has been delayed considerably. For the information on hand, some partial results are selected which refer to the route to South America; as a contribution for gaining necessaryquantitative data on the general circulation.For the levels 4–5, 9–10, and 14–15 km the average wind elements and the dispersion of the wind velocities are treated. The stratification of air currents in the vertical profile of the route is given for the height of 0–15 km. It is entered into particulars of the structure of the «Urpassat» (tropical easterlies), and the tropical West-wind layer of the upper troposphere in various seasons.

     

Bemerkungen zu den «Januar-Singularitäten» der Konzentration atmosphärischer Gefrierkerne

Zusammenfassung Messungen der Gefrierkernkonzentration während der Jahre 1957 und 1958 zeigten im Verlauf des Monats Januar markante Spitzenwerte, die zeitlich mit den vonE.G. Bowen vorhergesagten Maxima übereinstimmten. Da es große Schwierigkeiten bereitet, das Auftreten dieser Maxima durch die «Meteorstaubhypothese» zu erklären, wird auf Umstellungen der Zirkulation der Atmosphäre im Januar hingewiesen, die möglicherweise diese Schwankungen der Gefrierkernkonzentration auslösen können.

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Summary Investigations on freezing nuclei show characteristic anomalies of the concentration during January 1957 and 1958. These anomalies fit in the schedule predicted byE.G. Bowen for the occurrence of high values of freezing nuclei. Since the explanation on the basis of the meteor-dust theory appears difficult, fluctuations of the atmospheric circulation during January may be responsible for the peak-values of the freezing nuclei concentration.

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The research reported in this article has been sponsored and supported in part by the Geophysics Research Directorate, Air Force Cambridge Research Center, ARDC, under contract AF 61 (514)-927 through the European Office, ARDC.     

Zu den beziehungen für den fluktuativen und mittleren Wassertransport in der Atmosphäre

Zusammenfassung Die Gleichungen für den mikro- und makroturbulenten Austausch und Transport von Wasser in gasförmiger, flüssiger und fester Form werden unter Benutzung abgewogener Augenblicks- und Mittelwerte des Geschwindigkeitsvektors dargestellt. Fragwürdigkeiten bei der Behandlung des bodennahen Wasserdampfaustausches nach dem Vorgang vonWilh. Schmidt und einige Probleme bei der Ermittlung von Verdunstung minus Niederschlag größerer Gebiete aus dem atmosphärischen Wassertransport werden erörtet.

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Summary The equations concerning the micro- and macroturbulent «austausch» and transport of water in its three phases are represented by using weighted vectors of instantaneous and average velocities. Usual defects in treating the eddy diffusion of water vapour next to the bottom by applying the theory ofWilhelm Schmidt are discussed as well as some problems in the estimation of evaporation minus precipitation of large areas from the transport of water in the atmosphere.

     

Synoptic variations in the chemical composition of atmospheric precipitation

Summary A study of the chemical composition of monthly precipitation samples from a number of stations in Sweden brings out the existence of significant variations in the relative proportions of chlorides and sodium depending upon the general character of the prevailing circulation. In maritime westerly flows the weight ratio of chloride to sodium decreases eastward to values which lie far below that value characteristic of sea water. In precipitation falling from arctic or polar continental air masses the chloride component is almost completely absent. The highest amounts of chlorides relative to sodium are observed in precipitation from warm and most air masses reaching Sweden from the south or southeast.Significant variations are observed also in the yearly means of the chloride to sodium ratio depending upon the dominance of maritime or continental air currents.A sketch map of the «average» chloride concentration in European precipitation prepared from miscellaneous older data lends support to the results of the analysis of the monthly data. The separation of the chemical components indicated by this study would seem to be of considerable geochemical interest since it would permit different maritime salts to be deposited in widely separated parts of the continents.The full paper will be published in «Tellus», VII (1955), 1.

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Zusammenfassung Ein Studium der chemischen Zusammensetzung von Proben des monatlichen Niederschlages einer Anzahl von Beobachtungsstationen in Schweden deckt die Existenz von deutlichen Schwankungen im relativen Verhältnis von Chlor und Natrium auf, welche vom allgemeinen Charakter der vorherrschenden Zirkulation abhängen. In maritimen westlichen Strömungen nimmt das Gewichtsverhältnis von Chlor zu Natrium gegen Osten zu auf Werte, welche weit unterhalb des charakteristischen Betrages für Meerwasser liegen, ab. Im Niederschlag, welcher aus arktischen oder polar-kontinentalen Luftmassen stammt, fehlt die Chlor-Komponente beinahe vollständig. Der höchste Betrag von Chlor relativ zu Natrium wurde im Niederschlag aus warmen und den meisten Luftmassen, welche Schweden vom Süden und Südosten erreichen, gefunden.Deutliche Schwankungen wurden auch in den Jahresmitteln des Verhältnisses Chlor zu Natrium beobachtet, welche von der Vorherrschaft der maritimen oder kontinentalen Luftströmungen abhängen.Eine schematische Karte der «mittleren» Chlor-Konzentration im Europäischen Niederschlag, welche mit Hilfe von verschiedenen älteren Daten entworfen wurde, unterstützt die Resultate der Analyse der Monatswerte. Die Trennung der chemischen Komponenten, welche durch diese Untersuchung angedeutet wird, scheint von beträchtlichem Interesse für die Erdchemie zu sein, da auf diese Weise verschiedene maritime Salze in weit auseinander liegenden Teilen der Kontinente abgelagert würden.Die ausführliche Arbeit wird in der Zeitschrift «Tellus», VII (1955), 1 veröffentlicht werden.

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Presented by Mr. ClaesRooth, Institute of Meteorology, University of Stockholm, Lindhagensgatan 124v,Stockholm (Sweden).     

The detailed structure of the atmosphere near jet streams

Summary A short survey is given of results obtained from «Project Jet Stream» Research Flights. Several features of the atmospheric structure in the vicinity of the jet-stream core seem to be rather characteristic and shall be described in detail. The most prominent among these are: the «Jet-Stream Front»above and below the jet core, stable baroclinic zones on the anticyclonic side of the jet, and an upward bulge of the isentropic surfaces south of the jet stream, the so-called «isentrope hump». Some of theses features seem to have far-reaching implications upon the dynamics of the jet stream.

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Zusammenfassung Es wird ein kurzer Überblick über die Ergebnisse einiger «Project-Jet-Stream»-Forschungsflüge gegeben. Einige Merkmale der atmosphärischen Struktur in der Umgebung des Strahlstromkernes scheinen für eine Vielzahl der Fälle charakteristisch zu sein und sollen im folgenden noch näher beschrieben werden. Am deutlichsten treten hervor: Die «Jet-Stream-Front»oberhalb und unterhalb des Strahlstromkernes; stabile und barokline Zonen auf der antizyklonalen Seite des Strahlstromes; eine Aufwölbung der Isentropenflächen südlich der Strahlstromachse, der sogenannte «Isentropenbuckel» («isentrope hump»). Einige dieser Merkmale scheinen weitreichende Einflüsse auf die Dynamik der Strahlströmung zu besitzen.

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Paper presented at the I.U.G.G. Meeting in Helsinki, 1960.     

Directional permeability of porous media to homogeneous fluids

Summary Investigations have shown that in groundwater- and oil-bearing strata there are preferential directions of flow that are often maintained over wide areas.Johnson & Hughes (1948, see Ref.) analysed a series of oil well cores by cutting them into small horizontal plugs and they obtained directional permeabilities which they plotted in the form of polar graphs. They were not able to give a physical explanation of this phenomenon. On the other hand, there exists a theory of permeability in which the latter is represented as a symmetric tensor. This theory has been developed byFerrandon (1948, see Ref.), but no experimental substantiation of it seems ever to have been attempted.In the present paper, the author undertakes to compare the two sets of findings. FromFerrandon's theory, the directional permeabilities (denoted byk) corresponding to the experiments ofJohnson & Hughes are calculated and it is shown thatk ^–1/2 if plotted as polar graph, should form an ellipse. The data ofJohnson & Hughes are then are drawn. In this manner, a substantiation of the tensor theory ofFerrandon is obtained.

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Zusammenfassung Untersuchungen der Permeabilität von Grundwasser und Erdöl führenden Gesteinsschichten haben gezeigt, dass dieselbe in vielen Fällen richtungsabhängig ist. Hierbei bleibt die Richtung extremaler Permeabilität oft über weite Gebiete konstant.Johnson & Hughes untersuchten eine Reihe von Bohrkernen von Oelquellen auf Richtungsabhängigkeit der Permeabilität. Hierzu schnitten sie aus denselben kleine, waagrechte Stücke, bestimmten deren Permeabilität und stellten das Ergebnis ihrer Messungen in der Form von Permeabilitätspolardiagrammen dar. Sie waren nicht im Stande, eine theoretische Erklärung der erhaltenen Kurven zu geben. Auf der anderen Seite existiert eine Theorie der Permeabilität, wobei die letztere als symmetrischer Tensor behandelt wird. Diese Theorie wurde vonFerrandon vorgeschlagen; es scheint aber, dass keine experimentelle Bestätigung davon je versucht worden ist.In der vorliegenden Arbeit vergleicht der Verfasser die zwei Typen von Untersuchungen. Nach derFerrandon'schen Theorie wird die «gerichtete» Permeabilität (mitk bezeichnet), die den Experimenten vonJohnson & Hughes entspricht, berechnet. Es wird gezeigt, dassk ^–1/2, als Polardiagramm dargestellt, die Gestalt einer Ellipse haben sollte. Die Resultate vonJohnson & Hughes werden dann in die Form vonk ^–1/2 umgerechnet und als entsprechende Polardiagramme dargestellt. In dieser Weise wird eine experimentelle Bestätigung der Tensortheorie vonFerrandon erhalten.

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Published by Permission of Imperial Oil Limited, Calgary, Alberta (Canada).     

Die Strahlungsmesskugel nach Larché-Schulze

Zusammenfassung Es wird die seit 1949 verwendete Ausführung der Strahlungsmesskugel nachLarché-Schulze beschrieben. Sie ist ausschließlich für Spektralmessungen bei gleichzeitiger Verwirklichung der Forderung der «ebenen, das Cos-Gesetz befolgenden Fläche» entwickelt worden. Um die laufende Registrierung beim Dauereinsatz im Freien zu ermöglichen, ist das Gerät durch ein heizbares Wetterschutzgehäuse und durch ein Prüfgehäuse zur Ueberwachung seines Empfindlichkeitszustandes ergänzt worden.

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Summary The form of the «radiation measuring sphere» according toLarché-Schulze is discribed, it is used since 1949. It has been developed only for measuring monochromatic radiation to realize a flat surface following the cosine-law. In order to enable us to obtain continuous records in the open air, theLarché-sphere has been completed by an easily heated case protecting against bad weather and by a case controlling its sensibility.

     

Über ein neuartiges Prinzip der elektrischen Tiefensondierung

Zusammenfassung Fussend auf theoretischen Ergebnissen vonR. M. Foster undS. S. Stefanescu wird ein neuartiges Verfahren zur elektrischen Tiefensondierung bei horizontaler Schichtung vorgeschlagen. Dieses Verfahren arbeitet im Gegensatz zum bekanntenWenner-Verfahren und zum «Zentralinduktions-Verfahren» nachKoenigsberger nicht mit der Veränderung eines Längenparameters (Elektrodenabstand, Schleifenradius), sondern mit veränderlicher Frequenz bei unveränderter Position der Elektroden und Sonden. Einige Vorzüge werden genannt, die diese Methode in praktischer Hinsicht haben dürfte.

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Summary Taking reference of theoretical results ofR. M. Foster andS. S. Stefanescu, a new method of electrical depth-sounding refering to horizontal strata is proposed. This new way works contrary to the wellknown princip ofWenner and also to the «Zentral-Induktions-Verfahren» afterKoenigsberger not with a change of a length-parameter (electrode-distance and coilradius), but with changeable frequency at unchanged position of electrodes and sondes. A few advantages are described, which this method may have in practice.

     

Stabilität und Labilität im Kaltfrontbereich

Zusammenfassung So wie für das Himmelsbild in einer einheitlichen Luftmasse der vertikale Temperaturgradient die wichtigste Rolle spielt, so erweist sich für den Wetterablauf beim Kaltfrontdurchgang die vertikale Temperaturschichtung im Frontbereich von entscheidender Bedeutung. In den Registrierungen der meteorologischen Elemente zeigt sich meist deutlich der Unterschied zwischen «stabilen» und «labilen» Kaltfronten.

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Summary As significant the part, played by the vertical lapse rate of temperature in the appearance of the sky in uniform airmasses, as determinant for weather conditions during the passage of a cold front is the vertical lapse rate of temperature in the frontal area. Generally, the recordings of meteorological instruments show a pronounced difference between «stable» and «unstable» coldfronts.

     

Erklärung der magnetischen Strukturen der im Nickel-Arsengitter kristallisierenden Verbindungen der 3d-Übergangsmetalle

Zusammenfassung Es wird gezeigt, dass sich die vonWollan undKanamori vorgeschlagenen Austauschmechanismen (letzterer in modifizierter Form) auch zur Erklärung der magnetischen Strukturen der im Nickel-Arsen-Gitter kristallisierenden Verbindungen der 3d-Übergangsmetalle eignen. Unter Berücksichtigung der direkten Wechselwirkungen können Erklärungen für die Unterschiede in der Höhe der magnetischen Umwandlungstemperaturen gegeben werden. Das paramagnetische Verhalten der Titanverbindungen wird auf das Fehlen lokalisierter magnetischer Momente zurückgeführt. Die Abnahme der magnetischen Umwandlungstemperaturen innerhalb der Reihe MeS, MeSe, MeTe (Me=V, Fe, Co, Ni) wird damit erklärt, dass diep-Funktionen der Anionen mit steigender Ordnungszahl an Stabilität verlieren, wodurch die «Richtwirkung» der Anionenfunktionen vermindert wird.

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Summary It is shown, that the kinds of superexchange mechanism ofWollan andKanamori are suitable for declaring magnetic structures of nickel-arsen-type compounds of the 3d-metals. Differences of the curie-temperatures are interpreted by change of direct exchange. Paramagnetic behaviour of the titan compounds is declared by lacking of localised magnetic moments. Reduced curie-temperatures within the serie MeS, MeSe, MeTe (Me=V, Fe, Co, Ni) indicate that anion-p-functions with rising ordinal number have decreasing stability.

     

A Universal Diffusion Battery

Summary In order to examine the explanation put forward to us privately that the marked influence of the air-flow on the value of the diffusion coefficient as determined by the dynamic method is due to unequal flow through the channels of the diffusion apparatus used hitherto, a novel diffuser — called Universal Diffusion Battery — has been constructed in which the air-flow through each channel can be equalised.The new diffusion battery is described and its advantages outlined. Its application also shows that with equal flow through each channel the dependence of the diffusion coefficient on the air-flow (i.e. that higher diffusion constants with higher flow rates are obtained) still exists. A comparison of the diffusion coefficients as measured with the diffusion batteries of the old and new types is given.The explanation based on irrefutable theoretical considerations that this dependence of the diffusion coefficient on the air-flow is caused by the heterogeneity of the condensation nuclei in the aerosol, as given byPollak & Metnieks some time ago, is apparently the correct one or it accounts at least for the greatest part of the phenomenon.

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Zussamenfassung Um die Erklärung, welche uns privat mitgeteilt wurde, zu prüfen, dass der ausgesprochene Einfluss der Luftstromgeschwindigkeit auf die Grösse des mit der dynamischen Methode bestimmten Diffusionskoeffizienten der verschiedenen Durchströmung der Kanäle des bisher verwendeten Diffusionsapparates zuzuschreiben ist, wurde ein neuartiger Diffusionsapparat, den wir «Universelle Diffusions Batterie» nennen, konstruiert, in welchem die Luftstromgeschwindigkeit durch jeden Kanal gleichgemacht werden kann.Die neue Diffusionsbatterie und ihre Vorteile werden beschrieben. Ihre Anwendung zeigt, dass auch mit gleicher Luftstromgeschwindigkeit durch jeden Kanal die Abhängigkeit der Diffusionskoeffizienten von der Luftstromgeschwindigkeit — nämlich, dass höhere Diffusionskonstanten mit grösseren Luftstromgeschwindigkeiten erhalten werden — doch besteht. Es werden die Resultate einer Vergleichung der Werte des Diffusionskoeffizienten, wie siebei Benützung der Diffusionsapparate der alten und neuen Bauart erhalten werden, mitgeteilt.Die Erklärung, welche sich auf unwiderlegbare theoretische Überlegungen stützt, dass die Abhängigkeit des Diffusionskoeffizienten von der Luftstromgeschwindigkeit durch die Heterogenität der Kondensationskerne verursacht wird — wie sie vor einiger Zeit vonPollak & Metnieks, gegeben wurde — scheint die richtige zu sein oder erfasst wenigstens den grössten Teil der Erscheinung.

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The research reported in this article has been sponsored and supported in part by the Geophysics Research Directorate of the Air Force Cambridge Research Center, Air Research and Development Command, United States Air Force, under Contract AF 61(052)-26, through the European Office, ARDC in Brussels.     

La distribuzione delle zone altimetriche e batimetriche della crosta terrestre

Riassunto In base alle osservazioni più recenti ed in particolare ai risultati della Spedizione Atlantica Tedesca della «Meteor» 1925–27, l'A. ha nuovamente calcolato i valori delle aree comprese tra i successivi livelli altimetrici e batimetrici della crosta terrestre. I risultati relativi vengono riassunti in apposite tabelle. Essi hanno portato ad una più precisa definizione della curva ipsografica. Oltre all' esame di quest' ultima, si dimostra come la stessa sia rappresentabile con un arco di parabola fra le profondità di 2500 e 5200 m. Successivamente si illustrano le caratteristiche delle curve di distribuzione delle predette aree secondo la rappresentazione di W. Trabert e A. Wegener.

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Zusammenfassung Auf Grund der neueren Beobachtungen und insbesonders der Ergebnisse der Deutschen Atlantischen Expedition auf dem «Meteor» 1925–27, hat der Verf. wieder die Werte der Areale der Tiefen- und Höhenstufen der Erdkruste berechnet. Sie werden in Tabellen zusammengefasst und sie haben zu einer genaueren Bestimmung der hypsographischen Kurve geführt. Ausser der Erläuterung derselben wird bewiesen, wie sich dieselbe mit einem Parabelbogen im Gebiet zwischen 2500 und 5200 m Tiefe darstellen lässt. Anschliessend werden die Eigentümlichkeiten der Arealverteilungskurve, nach der Darstellung von W. Trabert und A. Wegener, beschrieben.

     

Geologischer Kompass

Zusammenfassung Der Verf. unternimmt den Versuch, einen auch für die geologische Vorzeit anwendbaren Indikator für die Nord-Südrichtung zu finden. Die Lösung dieses Problems würde gleichzeitig die Frage nach der Realität von Pol- und Kontinentalwanderungen beantworten. Der brauchbare Kompaß wird in der im Verlauf der Untersuchungen entdeckten «Nickels'schen Regel» gefunden. Diese besagt, daß die mit Hilfe einer genügenden Anzahl von Bäumen (der Verf. untersuchte 200) gebildeten mittleren Stammradien nach den verschiedenen Himmelsrichtungen nicht gleich sind. Die Pflanzen sind nämlich bestrebt, die größtmögliche Lichtmenge zu empfangen. Zu diesem Zweck neigen sie sich zur Sonne, also auf der Nordhalbkugel nach Süden. Dies kann nur dadurch geschehen, daß die Pflanzen auf der Schattenseite stärker assimilieren. So erkärt sich die gefundene Tatsache, derzufolge der polare Radius der Baumstämme im Mittel aller Fälle der größte und der äquatoriale der kleinste ist. Nunmehr ist es also durchaus möglich, bei der Auffindung einer genügenden Anzahlautochthoner Stammfossilien unter Anwendung des «Geologischen Kompasses» die Nord-Südrichtung der entsprechenden Periode relativ genau zu bestimmen.

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Summary The author attempts to find an indicator which is applicable to geological antiquity as well as to the North-South bearing. The solution to this problem would, at the same time, provide an answer to the question concerning the reality of the movements of Poles and Continents. The serviceable compass is found in the course of the investigation, in the established «Nickels Rule». This signifies that given a sufficient number of trees (the author examined 200) the formed inner radii of treetrunks towards the various compass directions are not equal. The reason for this is to be sought in the fact that plants endeavoured to obtain the greatest possible amount of light. To this end they lean towards the sun, in the Northern hemisphere therefore, towards the South. This can only happen through the fact that the plants grow stronger on the side which is in shadow. In this way, the established fact is explained, in consequence of which the northerly radius of tree trunks is, on average in all cases the largest and the southerly radius is the smallest. It is now quite possible there-fore, when a sufficient number of autochthonous trunk fossils are discovered to determine relatively exactly by using the «Geological Compass», the North-South bearing of the particular period.

     

Zum Problem der elektrischen Übertragung seismischer Impulse über grössere Entfernungen mittels Kabel

Zusammenfassung Es wird untersucht, mit welcher Verzögerung und Verformung eine in einem Induktions-Seismometer erzeugte elektrische Spannungsschwankung die Registriervorrichtung erreicht, wenn die Uebertragung durch eine Leitung erfolgt. Es werden «Verformungszahlen» definiert, mittels deren sich Leitungen verschiedenen Typs hinsichtlich der Formtreue der Uebertragung vergleichen lassen. Einige Beispiele hierfür werden behandelt. Die erforderliche Selbstinduktivität (Pupinisierung) eine freischwebenden Doppelleitung für grösstmögliche Formtreue wird angegeben. Hierbei ergibt sich z.B. für 20 km Kabellänge eine Laufzeit von der Grössenordnung einer hundertstel Sekunde.

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Summary It is beeing investigated, with which retarding and deforming one in an induction-seismometer generated electrical tension-oscillation the recorderapparatus arrives, presuming the transformation has been taken by means of wire. Numbers of deforming are given, which allowes the comparison by different types of wires, regarding the true shape of the transmission. A few examples will be described. The necessary selfinduction («Pupinisierung») of a freehanging doublewire for the greatest possible true shape is named. Thereby results for instance by a cablelength of 20 km a traveltime of about 1/100 of a second.

     

Extinction in a photo-electric nucleus counter using adiabatic expansion of 1.21 pressure ratio achieved by increasing or decreasing the original pressure

Summary Comparisons were made of the extinctions as measured with a photoelectric condensation nucleus counter, Dublin School of Cosmic Physics Model 1957, when the «over-pressure method» or the «under-pressure method» with equal pressure expansion ratios were used for producing the adiabatic cooling of the sample in, the fogtube of the counter. Due to theSchlarb effect the extinction measured by the second method is smaller than that by the first. Tables and graphs for converting the extinction obtained by one method into that by the other are given. The advantages of the underpressure method are given and discussed.

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Zusammenfassung Es wird über die Vergleichung der Extinktionen, welche mit einem photo-elektrischen Kondensationskernzähler Modell 1957 der Schule für kosmische Physik in Dublin gemessen werden, berichtet, wenn, bei gleichem Druckexpansions-Verhältnis, die Druckerhöhungs- oder die Expansionsmethode in ein partielles Vakuum für die Erzeugung der adiabatischen Abkühlung der im Nebelrohr des Kernzählers eingeschlossenen Aerosolprobe benützt wird. Wie erwartet, ist als Folge desSchlarb-Effektes die mit der zweiten Methode gemessene Extinktion kleiner. Tabellen und Kurven werden mitgeteilt, welche die Umwandlung der mit der einen Methode erhaltenen Extinktion in jene der anderen ermöglichen, und die Vorteile der Vakuum-Expansions-Methode diskutiert.

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The research reported in this article has been supported in part by the Geophysics Research Directorate of the Air Force Cambridge Research Laboratories, through the European Office of the Air Research Division, United States Air Force under Contract AF 61 (052)-26 and by the Instrumentation Engineering Physics & Analysis Laboratory of the General Electric Co. Schenectady, New York under Retainer Agreement.