Der Tagesgang der Luftverschmutzung in Wien

Zusammenfassung Als relatives Ma? zur Beurteilung des Grades der Luftverschmutzung in Wien werden die Werte der Albedo von Filterbl?ttchen, durch die in einer automatischen Anlage je drei Stunden lang Luft gesaugt wird, verwendet. Diese Registrieranlage erm?glicht es, die Tagesg?nge der Luftverschmutzung festzustellen. Im Durchschnitt aller Tage weist der Tagesgang der Albedowerte eine Doppelwelle auf. Die Maxima, die den Zeiten der geringsten Luftverschmutzung entsprechen, fallen meist auf die Zeit 14 bis 17 Uhr und 2 bis 5 Uhr, wobei in den Monaten M?rz bis September das nachmitt?gige Maximum das Hauptmaximum darstellt, w?hrend von Oktober bis Februar das n?chtliche Maximum überwiegt. Die Minima, die die Zeiten der st?rksten Luftverschmutzung angeben, treten im Frühling und Sommer um 5 bis 8 Uhr und im Herbst und Winter meist um 8 bis 11 Uhr auf und ein zweites Minimum tritt im Herbst und Winter um 17 bis 20 Uhr, im Frühling und Sommer um 20 bis 23 Uhr ein. Das Minimum am frühen Morgen ist in allen Jahreszeiten das Hauptminimum. Die Form des Tagesganges wird aus dem Zusammenwirken des Tagesganges der Produktion von Luftverunreinigungen durch Industrie, Hausbrand und Verkehr einerseits und des Tagesganges der ma?gebenden meteorologischen Faktoren andererseits erkl?rt. Zur besseren Erfassung der Ver?nderlichkeit der Luftverunreinigung werden H?ufigkeitsverteilungen der Eintrittszeiten der t?glichen Maxima und Minima der Albedowerte und H?ufigkeitsverteilungen der Albedowerte für jeden der acht t?glichen Beobachtungsabschnitte wiedergegeben und diskutiert. Zur Darstellung des Einflusses der Witterung auf den Tagesgang der Luftverschmutzung werden durchschnittliche Tagesg?nge der Albedowerte für wolkenlose Tage, für bedeckte Tage ohne Niederschlag und für bedeckte Tage mit anhaltenden Niederschl?gen abgeleitet.

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Summary The albedo of small paper filters through which a given volume of air (about 27 m³ in 3 hours) has been sucked by an automatic device, is used as a relative measure of the degree of atmospheric pollution in Vienna. The average daily variation shows two maxima (least contamination) which lie, in most cases, in the period 14–17 and 2–5 hours. The afternoon maximum is dominant from March to September while during the rest of the year the night maximum shows the highest values. The minima (greatest contamination) occur in spring and summer in the period 5–8 and 20–23 hours, and in autumn and winter in the period 8–11 and 17–20 hours. The morning minimum is dominant throughout the year. These daily variations can be explained by the combined effects of the variable production of pollutants by industries, heating, and traffic on the one hand, and by the daily variations of the meteorological factors on the other. The frequency distributions of the times of maximum and minimum, as well as the frequency distributions of each of the eight daily values observed, are discussed. The influence of weather conditions on air pollution is demonstrated by its average daily variation on clear days, on overcast days without precipitation, and on overcast days with continuous precipitation.

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Résumé Comme mesure relative de la pollution de l'air à Vienne, on se sert de la valeur de l'albedo de feuilles de papier-filtre au-travers desquelles on a aspiré de l'air durant 3 heures dans un appareil automatique. Cette installation permet d'enregistrer les variations journalières de la pollution de l'air. La moyenne de l'albedo calculée de tous les jours présente une double ondulation. Les maximums de cette courbe—qui correspondent aux heures de pollution moindre—tombent en général sur les périodes comprises entre 14 et 17 heures et entre 2 et 5 heures; durant les mois de mars à septembre, c'est le maximum de l'après-midi qui est le principal de la journée, alors que d'octobre à février, c'est celui de la nuit. Les minimums de l'albedo qui représentent les moments de forte pollution se rencontrent généralement entre 5 et 8 heures au printemps et en été, entre 8 et 11 heures en automne et en hiver; un second minimum se rencontre en automne et en hiver entre 17 et 20 heures, au printemps et en été entre 20 et 23 heures. Le minimum principal se place t?t le matin en toutes saisons. La forme de l'évolution journalière est la résultante de la production de pollution par l'industrie, les foyers domestiques et le trafic d'une part, les fluctuations des éléments météorologiques déterminants d'autre part. Afin de mieux suivre les variations de la pollution, on rapporte et discute la répartition des fréquences des heures d'apparition des maximums et minimums journaliers de l'albedo, ainsi que la répartition des fréquences de la valeur de cet albedo pour chacune des 8 périodes journalières d'observation. Afin de démontrer l'influence du temps sur l'évolution de la pollution, on a rapporté des courbes diurnes moyennes de l'albedo pour des journées sans nuages, à ciel couvert mais sans précipitations et pour des jours à ciel couvert accompagnés de précipitations continues.

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Mit 4 Textabbildungen

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Herrn Dr.W. M?rikofer zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.     

Infrared transmission by water vapour

Summary Values of infrared transmission by water vapour are required in order to prepare radiation charts, to establish electronic computer programs for flux calculations, to permit deduction of stratospheric vapour concentrations from infrared observations and to facilitate the interpretation of infrared satellite data. In this paper, approaches involving the extensive use of spectroscopic (and theoretically derived) parameters are explored fully and their limitations indicated. The central problem in the use of the random model for the water vapour spectrum is the choice of a suitable unit of spectral interval. This choice involves the testing of line positions for a random distribution, the combination or separation of closely-adjacent lines and the assessment of the effects of a variable band envelope. Techniques suitable for these purposes are developed. In the spectral region between bands, one must consider the background or continuous absorption due to distant but strong lines. Appropriate methods of doing this are presented. In this case, in particular, the calculation of flux transmission for non-homogeneous atmospheric slabs presents special problems, which are considered here.

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Zusammenfassung Für die Konstruktion von Strahlungsdiagrammen, die Erstellung von Programmen für die Berechnung von Strahlungsstr?men mittels elektronischer Rechenmaschinen, für die Ermittlung von Wasserdampfkonzentrationen in der Stratosph?re durch Infrarotbeobachtungen und für die Auswertung von Strahlungsdaten, die von Satelliten gewonnen werden, sind genaue Angaben über die langwellige Transmission des Wasserdampfes erforderlich. In der vorliegenden Arbeit wird der Versuch unternommen, durch umfassenden Gebrauch von spektroskopischen (und auch theoretischen) Parametern diese Aufgabe zu l?sen, wobei, auch die Grenzen der Methode aufgezeigt werden. Das Kernproblem bei der Verwendung eines Zufallsmodells des Wasserdampfspektrums ist die Wahl einer geeigneten Einheit für die Spektralintervalle. Dies bedeutet eine überprüfung der Lage der Absorptionslinien im Hinblick auf eine Zufallsverteilung, die Vereinigung oder Trennung benachbarter Spektrallinien und die Beurteilung der Frage, inwieweit die Wahl verschiedener Einhüllender der Spektralbanden das Ergebnis beeinflu?t. Es wurden dafür geeignete Methoden entwickelt. In den Spektralbereichen zwischen den Banden mu? auch der Betrag der kontinuierlichen Absorption, hervorgerufen durch die auseinanderliegenden, aber starken Linien in Rechnung gestellt werden. In diesem Fall ergibt sich das besondere Problem, die Strahlungsstr?me für nicht homogene Atmosph?renschichten zu berechnen.

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Résumé Il est indispensable de posséder des données exactes de la transmission pour les longues ondes dans la vapeur d'eau pour l'étude des domaines suivants: construction de diagrammes du rayonnement, programmation pour le calcul des flux de rayonnements par des calculatrices électroniques, calcul du taux de vapeur d'eau dans la stratosphère par des observations dans l'infra-rouge, dépouillement des données du rayonnement fournies par les satellites artificiels. Le présent travail est un essai de solution de ce problème au moyen de paramètres spectroscopiques et théoriques; on y indique cependant aussi les limites utiles de la méthode. Lors de l'utilisation d'un modèle aléatoire du spectre de la vapeur d'eau, le problème crucial est le choix d'une unité adéquate pour la mesure des intervalles spectraux. Cela implique l'examen de la position des lignes d'absorption en rapport avec la répartition aléatoire, la réunion ou la séparation de lignes spectrales rapprochées et l'appréciation de la mesure dans laquelle le résultat est influencé par le choix des différentes enveloppantes des bandes spectrales. On a développé des méthodes appropriées à ce but. La valeur de l'absorption continue, provoquée par des lignes distinctes, mais fortement marquées doit également être prise en considération dans l'espace compris entre les bandes du spectre. Dans ce cas, il se pose un problème particulier: celui du calcul des flux de rayonnement pour des couches atmosphériques inhomogènes.

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With 4 Figures

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Published by permission of the Director, Meteorological Branch, Department of Transport, Canada, and dedicated toDr. W. M?rikofer on the occasion of his 70th birthday.     

Grundzüge der allgemeinen atmosphärischen Zirkulation auf der Südhalbkugel

Zusammenfassung Nach vergleichenden Untersuchungen der bei der “Schwabenland”-Expedition 1938/39 verwendeten Radiosondentypen wird die — vom Strahlungseinflu? befreite — mittlere Temperaturverteilung auf einem Schnitt durch die freie Atmosph?re der Südhalbkugel im Sommer bis 20 km H?he für 10°-Breitenzonen berechnet und mit allen vorliegenden Mittelwerten anderer Stationen verglichen. Eine ?hnliche Zusammenstellung für den Winter liefert wenigstens unterhalb 5 km einigerma?en vergleichbare Resultate. Für die relative und die spezifische Feuchtigkeit in der Troposph?re (bis 8 km) werden gleichfalls schematische Meridionalschnitte abgeleitet. Aus der Verteilung der (virtuellen) Temperatur werden die Topographien der Hauptisobarenfl?chen bis zur 17 mb-Fl?che berechnet und hieraus ein Meridionalschnitt der Zonalkomponente des H?henwindes für den Südsommer bis 30 km H?he abgeleitet. Hierbei ergab sich eine Berichtigung der vertikalen Temperaturverteilung über der ?quatorialregion und ihre Erg?nzung bis 26 km, sowie eineeinwandfreier Zusammehang zwischen Temperatur und Windrichtung. Auch für den Südwinter werden angen?herte Mittelwerte der Zonalkomponente berechnet und mit den entsprechenden Werten der Nordhalbkugel verglichen. Abschlie?ende Betrachtungen befassen sich mit den geringfügigen zonalen Unterschieden auf der Südhalbkugel, mit dem Vergleich zwischen. Arktis und Antarktis, welch letztere im Sommer wie im Winter um 5 bis 12° k?lter ist als die Arktis, sowie mit den jahreszeitlichen Unterschieden in der Zirkulation der Hochstratosph?re und ihren Ursachen.

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Summary After discussion of the different types of radiosondes during the German Antarctic Expedition in 1938/39, the mean distribution of temperature — corrected for radiation — will be given in a cross-section of the free atmosphere up to a level of 20 kms., over the Southern Hemisphere, and will be compared with all available mean values of other aerological stations in the Southern Hemisphere. A similar collection of winter temperature data, at least below the 5 km. level, also shows comparable results. Merdional cross-sections are derived for the relative and specific humidity below 8 kms. From the distribution of virtual temperature are computed the heights of the standard isobaric surfaces up to 17 mbs, of which is derived a meridional cross-section up to 30 kms. of the zonal component of upper winds for the summer in the Southern Hemisphere. Hereof follows a correction of the vertical distribution of temperature over the equatorial belt and its extrapolation up to 26 kms. as well as an indisputable relationship between temperature and wind direction. Similarly, there are computed for the southern winter approximate mean values of the zonal component, and are compared with the appropriate data for the Northern Hemisphere. Concluding investigations deal with minor zonal differences in the Southern Hemisphere, with a comparison of the Arctic and the Antarctic — which in summer and winter is 5–12° colder than the Arctic — and with seasonal variations in the circulation system of the upper stratosphere, and their causes.

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Résumé Après avoir comparé les types de radio-sondes employées lors de l'expédition du “Schwabenland” en 1938/39, l'auteur a établi la distribution moyenne de la température de l'atmosphère libre (débarrassée de l'influence du rayonnement) le long d'un profil méridien de l'hémisphère austral, en été jusqu'à 20 km. de hauteur, et pour des zones de 10° de latitude; il compare ces valeurs à toutes celles dont on dispose dans d'autres stations aérologiques. Un profil analogue se rapporte à l'hiver et fournit des résultats à peu près comparables, au moins jusqu'à 5 km. Le même procédé est appliqué à l'humidité relative et spécifique de la troposphère (jusqu'à 8 km). La distribution de la température virtuelle permet le calcul de la topographie des principales surfaces isobares jusqu'à celle de 17 mb., ce qui conduit à une coupe méridienne des composantes zonales du vent pendant l'été austral jusqu'à une hauteur de 30 km. Ce matériel a permis de donner une meilleure distribution verticale de la température au-dessus des régions équatoriales et de la compléter jusqu'à 26 km.; on a en outre établi une correspondance parfaite entre la température et la direction du vent. On a de plus calculé les mêmes valuers moyennes approximatives des composantes zonales pour l'hiver austral et on les a comparées à celles de l'hémisphère boréal. Quelques considérations finales se rapportent à certaines divergences zonales de l'hémisphère sud, à la comparaison entre l'Arctique et l'Antarctique laquelle est, hiver comme été, plus froide de 5° à 12° que la région boréale, et enfin aux variations saisonnières de la circulation de la haute stratosphère et à leurs causes.

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Mit 12 Textabbildungen.     

Radiative heat flux divergence and heat regime in the lowest layer of the atmosphere

Summary The problem of the influence of radiative flux divergence and turbulent heat exchange on temperature of the near-ground layer of the atmosphere is considered. Different methods of calculating long-wave radiative flux divergence are discussed. The importance of different factors for the thermal regime of the near-ground layer is established by means of the theory of non-stationary heat exchange. The primary conclusions are: 1) temperature changes influenced by radiation and turbulence are not additive; this means that, strictly speaking, separate calculations of either radiative or turbulent temperature changes have no meaning, 2) the theory developed in this paper is sufficiently exact to show that there is a great influence of radiative flux divergence on the thermal regime of the near-ground layer of the atmosphere.

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Zusammenfassung Es wird das Problem des Einflusses der Strahlungsstrom-Divergenz und des turbulenten W?rmeaustausches auf die Temperatur der bodennahen Luftschicht behandelt. Verschiedene Methoden zur Berechnung der Divergenz der langwelligen Strahlungsstr?me werden diskutiert. Die Bedeutung der verschiedenen Faktoren für das Temperaturregime der bodennahen Luftschicht wird auf Grund der Theorie des nichtstation?ren W?rmeaustausches festgestellt. Die wichtigsten Schlu?folgerungen sind: 1. Die Temperatur?nderungen, die durch Strahlung und Turbulenz hervorgerufen werden, k?nnen nicht addiert werden; dies bedeutet, da? eine gesonderte Berechnung der Temperatur?nderungen durch Strahlungsvorg?nge bzw. durch den Turbulenzw?rmestrom streng genommen nicht zul?ssig ist. 2. Die in der vorliegenden Arbeit entwickelte Theorie erfa?t die tats?chlichen Vorg?nge mit genügender Genauigkeit, um zu beweisen, da? die Divergenz des langwelligen Strahlungsstromes für das Temperaturregime der bodennahen Luftschicht von gro?er Bedeutung ist.

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Résumé Les auteurs traitent ici le problème de l'influence de la divergence du flux de rayonnement ainsi que des échanges turbulents de chaleur sur la température des couches d'air voisines du sol. Ils discutent diverses méthodes permettant de calculer la divergence des flux de rayonnement de grande longueur d'onde. Ils constatent l'importance des divers facteurs sur le régime de température de ces couches d'air voisines du sol et cela sur la base de la théorie des échanges de chaleur non stationnaires. Les conclusions principales sont: 1) les variations de température dues au rayonnement d'une part et à la turbulence d'autre part ne peuvent être additionnées; cela signifie que, si l'on veut être exact, il n'est pas possible de calculer séparément les variations de température dues aux phénomènes de rayonnement, respectivement aux courants thermiques turbulents, 2) la théorie développée dans ce travail embrasse avec suffisamment de précision les effets réels pour démontrer que la divergence du flux de rayonnement à grande longueur d'ondes est d'une importance capitale pour le régime des températures des couches d'air voisines du sol.

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With 1 Figure

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Dedicated to Dr.W. M?rikofer on the occasion of his 70 th birthday.     

Global radiation and reflection coefficients at Azraq in Jordan

Summary Measurements of incoming and reflected global radiation at Azraq in the Jordan desert during April and May 1966 permitted the calculation of coefficients of atmospheric transmission and ground surface reflection. The transmission coefficient varied between 0.706 and 0.777 and showed an afternoon maximum. A slightly higher value (0.808) was obtained from the regression of daily amounts of global radiation against the daily duration of sunshine. The regression gave estimates of solar radiation that were similar to values taken fromBudyko's heat balance atlas. Average reflection coefficients for green vegetation were in good agreement with the value of 0.25 suggested byMonteith. Most surfaces, except for basalt, showed a marked dependence of reflection upon solar elevation. Absorbed global radiation was calculated for different surfaces in the area and estimates of the net radiation and potential evapotranspiration were made.

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Zusammenfassung Messungen der einfallenden und der reflektierten Globalstrahlung in Azraq (Jordanische Wüste) im April und Mai 1966 haben die Bestimmung der Koeffizienten der atmosph?rischen Transmission und der Bodenreflexion erm?glicht. Der Transmissionskoeffizient variierte zwischen 0,706 und 0,777 und zeigte ein Maximum am Nachmittag. Ein leicht erh?hter Wert von 0,808 ergab sich aus der Beziehung zwischen den Tagessummen der Globalstrahlung und der Sonnenscheindauer. Die Regressionskurve führte zu Sch?tzungen der Globalstrahlung, die ?hnlich sind wie die Werte inBudykos Atlas der W?rmebilanz. Mittlere Reflexionskoeffizienten für grüne Vegetation standen in guter übereinstimmung mit dem vonMonteith vorgeschlagenen Wert von 0,25. Die meisten Oberfl?chen mit Ausnahme von Basalt zeigten eine deutliche Abh?ngigkeit der Reflexion von der Sonnenh?he. Für verschiedene Oberfl?chen des Gebietes wurden die absorbierten Globalstrahlungssummen berechnet und es wurden Sch?tzungen der totalen Strahlungsbilanz und der potentiellen Evapotranspiration angestellt.

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Résumé La mesure du rayonnement global incidant et réfléchi, mesure faite en avril et mai 1966 à Azraq (Désert de Jordanie), a permis de déterminer les coefficients de la transmission atmosphérique d'une part, de la réflexion du sol d'autre part. Les coefficients de transmission varient entre 0,706 et 0,777 et présentent un maximum l'après-midi. Une valeur légèrement supérieure (0,808) provient d'une relation particulière entre les sommes journalières du rayonnement global et la durée d'insolation. Les courbes de régression permettent une estimation du rayonnement global qui est voisine de celle que l'on trouve dans l'atlas du bilan thermique deBudyko. Des coefficients moyen de réflexion valables pour une végétation verdoyante co?ncident très bien à la valeur de 0,25 proposée parMonteith. A l'exception du basalt, la plupart des surfaces montrent une dépendance très nette de la réflexion par rapport à la hauteur du soleil. On a calculé les sommes de rayonnement global absorbé par diverses surfaces de la région et l'on a établi des estimations du bilan total de rayonnement ainsi que de l'évapotranspiration potentielle.

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With 2 Figures     

Eine einfache Methode zur Messung der Tagessummen ultravioletter Globalstrahlung

Zusammenfassung Tagessummen der Globalstrahlung von Wellenl?ngen unter 345 nm k?nnen mit dünnen Pl?ttchen eines leicht erh?ltlichen Harzkunststoffes, Plexiglas, Typ G [Abk. P (G)] von 0,8 mm Dicke direkt integriert werden. Die optischen Dichte?nderungen des P (G) im Spektralbereich zwischen etwa 340 und 390 nm sind den UV-Dosen proportional und k?nnen mittels einfacher densitometrischer Apparate gemessen werden. Verschiedene physikalische und phototropische Eigenschaften des P (G) wurden geprüft, insbesondere die Abh?ngigkeit der Photodegradierung von der Temperatur. Der Temperatureinflu? wird durch Reduktion der Me?werte auf 45° C ausgeschaltet; hierzu dient eine Formel mit einem empirisch bestimmten Temperaturkoeffizienten, in welcher die w?hrend der Bestrahlung erreichte maximale Lufttemperatur benützt wird. Die P (G)-Pl?ttchen wurden mittels einer Normalstrahlungsquelle geeicht und damit wurde der Eichfaktor bestimmt. Die Fehlerquellen und die Genauigkeit der unter verschiedenen Bedingungen gemessenen UV-Dosen werden analysiert.

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Summary The daily sums of global radiation of wavelengths below 345 nm can be directly integrated by means of thin platelets of an easily obtainable acrylic plastic, Plexiglas, type G [abbr. P (G)] of 0.03 inch thickness. The optical density changes of P (G) in the spectral range between approximately 340 and 390 nm are proportional to the UV-doses and can be measured with simple densitometric instruments. Various physical and phototropic properties of P (G) were tested, in particular the dependence of the photodegradation on temperature. This temperature effect is removed by reduction of the measurements to 45° C; for this purpose a formula containing an empirically determined temperature coefficient is given in which the maximum air temperature during irradiation is used. The P (G)-platelets were calibrated by means of a standard irradiance source, and the calibration factor was determined. The error sources and the accuracy of the UV-doses under various conditions of measurement are analyzed.

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Résumé Il est possible d'intégrer directement les sommes journalières du rayonnement global ayant une longueur d'onde de moins de 345 nm. Pour ce faire, on utilise des lames minces (0,8 mm d'épaisseur) d'une substance synthétique du commerce: le Pléxiglas Type G [abrégé par P (G)]. Les modifications de la densité optique du P (G) sont, dans les lignes spectrales comprises entre 340 et 390 nm proportionnelles aux doses d'ultra-violets re?ues. Elles peuvent être mesurées au moyen d'un densitomètre simple. On a examiné différentes propriétés physiques et phototropiques du P (G), en particulier la relation existant entre sa dégradation et la température. L'influence de la température peut alors être éliminée par une réduction à 45° C des valeurs mesurées. Pour ce faire, on utilise une formule contenant un coefficient de température déterminé empiriquement. Le maximum des températures de l'air atteint durant l'exposition entre également dans la dite formule. Les lames de P (G) ont été étalonnées au moyen d'une source de rayonnement normale et on en a déduit un facteur d'étalonnage. On analyse enfin les sources d'erreurs et la précision des doses d'ultra-violets recueillies dans diverses conditions.

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Mit 6 Textabbildungen

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Die vorliegende Untersuchung wurde durch Subventionen des U. S. Weather Bureau, E.S.S.A., erm?glicht.     

Föhnentwicklung durch Höhentiefdruckgebiete

Zusammenfassung Der zwischen dem 2. und 4. Oktober 1941 in den n?rdlichen Alpent?lern beobachtete Südf?hn ist aus den in der Bodenwetterkarte ersichtlichen Luftdruckgradienten nicht zu verstehen. Er verdankt seine Entstehung einem kleinen abgeschlossenen H?hentief, das auf die mittleren Schichten der Troposph?re beschr?nkt ist, in dessen Str?mungsbereich sich der Alpenkamm in den genannten Tagen befindet. Die w?hrend dieser Zeit zwischen Süd- und Nordseite der Alpen entstehenden Druckunterschiede sind durch Temperaturunterschiede v?llig zu verstehen, die auf die H?henschicht zwischen 900 und 3700 m beschr?nkt sind und die durch das unter Kondensation erfolgende Aufsteigen der Luftmassen auf der Südseite der Alpen und das Absinken auf deren Nordseite entstanden sind. Die obere Südstr?mung kann in diesem Fall erst dann als F?hn bis zum Boden der n?rdlichen Alpent?ler durchbrechen, wenn durch die Einstrahlung die Luft l?ngs der Talh?nge auf die potentielle Temperatur der oberen Südstr?mung erw?rmt worden ist. Die Bedeutung dieses Vorganges auch bei normal verlaufenden F?hnf?llen ist aus dem t?glichen und j?hrlichen Gang der F?hnh?ufigkeit in Innsbruck zu erkennen.

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Summary A case of foehn from the south observed in the northern valleys of the Alps betweeen October 2 and 4, 1941 cannot be accounted for by the pressure gradient taken from the surface weather map. It has its origin in a small, limited high-level depression confined to the medium layers of the troposphere in the range of which the Alpine ridge lays on the above mentioned days. The differences of pressure between the southern and the northern side of the Alps occurring during this period can be perfectly explained by the differences of temperature which were confined to the atmospheric layer between 900 m and 3700 m and caused by the effect of air masses ascending with condensation on the south side and descending on the north side of the Alps. In this case the upper south wind can make its way as foehn to the bottom of the northern Alpine valleys until the air along the valley slopes is heated by insolation to the potential temperature of the upper southerly current. Also in cases of regular foehn the importance of this process is evident if the daily and yearly variation of foehn frequency at Innsbruck is considered.

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Résumé Le foehn du Sud observé entre le 2 et le 4 octobre 1941 dans les vallées du Nord des Alpes ne peut trouver son explication dans le gradient de pression au sol des cartes isobariques correspondantes. Ce foehn doit son origine à une petite dépression limitée aux couches moyennes de la troposphère et au niveau de laquelle le fa?te alpin se trouvait ces jours là. Il est possible d'expliquer entièrement les différences de pression existant alors entre les versants sud et nord des Alpes par les différences de température localisées dans la couche de 900 à 3700 m., et qui ont pour origine l'ascension (avec condensation) des masses d'air au Sud des Alpes et l'affaissement de ces masses au Nord. Le courant supérieur du Sud ne peut dans ce cas atteindre comme foehn les vallées du Nord des Alpes que lorsque l'air des versants s'est réchauffé par irradiation et a atteint de cette manière la température potentielle du courant supérieur méridional. On peut reconna?tre l'importance de ce processus, même dans les cas normaux de foehn, dans la variation diurne et annuelle de la fréquence du foehn à Innsbruck.

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Mit 8 Textabbildungen.     

Discussion of the Möller radiation chart

Summary M?ller's assumptions for the carbon dioxide-water vapor overlap region, which lead to the construction of his radiation chart, are reinvestigated in the light of modern theory. A new radiation chart, taking into account the carbon dioxide-water vapor overlap, is constructed using water vapor and carbon dioxide absorption data as furnished byM?ller andElsasser respectively. The results of the radiative fluxes computed from the new chart are compared with equivalent results using the original M?ller and the revised Elsasser radiation diagrams, as well as with measurements.

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Zusammenfassung Die Berechtigung derM?llerschen Annahme zur getrennten Behandlung von Kohlens?ure- und Wasserdampfabsorption zwecks Konstruktion eines atmosph?rischen Strahlungsdiagrammes wird im Lichte der modernen Theorie diskutiert. Ein neues Strahlungspapier wird vorgelegt, das die gleichzeitige Anwesenheit von Kohlens?ure und Wasserdampf im gleichen Spektralbereich berücksichtigt. Dieses beruht auf Wasserdampf- und Kohlens?uredaten, die vonM?ller undElsasser vorgegeben wurden. Nach dem neuen Strahlungsdiagramm berechnete Werte werden mit Me?werten und theoretischen Werten verglichen, die mit dem ursprünglichen M?llerschen und mit dem verbesserten Elsasserschen Strahlungspapier ermittelt wurden.

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Résumé Au vu des théories modernes, on discute l'hypothèse formulée parM?ller et sa justification, hypothèse selon laquelle il est nécessaire de traiter séparément l'absorption du dioxyde de carbone et celle de la vapeur d'eau lors de l'établissement d'un diagramme du rayonnement atmosphérique. On propose alors un nouvel abaque qui tient compte de la présence simultanée du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau dans la même région spectrale. Cet abaque s'appuie sur les valeurs données parM?ller et parElsasser, valeurs valables pour ces deux gaz. On compare le résultat de calculs effectués avec ce nouvel abaque à des mesures et à des valeurs théoriques ces dernières étant basées tant sur les travaux originaux deM?ller que sur l'abaque amélioré deElsasser.

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With 4 Figures     

The use of satellite observations for atmospheric radiation studies

Summary The problem of satellite observation of infrared radiation is studied in terms of geometric and spectral variation of atmospheric radiation. As an aid in interpretation of satellite observations, the anisotropy of out-going radiation at the top of the atmosphere and at the satellite level is computed for different atmospheric models and spectral regions to characterize radiation from the lower, middle, and high troposphere. It is shown that limb darkening is an extremely sharp property of the atmosphere as viewed from an orbiting satellite.

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Zusammenfassung Das Problem der Satellitenbeobachtungen der infraroten Strahlung wird in seiner Beziehung zu den geometrischen und spektralen ?nderungen der atmosph?rischen Strahlung untersucht. Die Anisotropie der ausgehenden Strahlung an der Obergrenze der Atmosph?re und in Satellitenh?he wird für verschiedene Atmosph?renmodelle und Spektralbereiche berechnet, um die Strahlung der niederen, mittleren und hohen Troposph?re zu charakterisieren und um die Deutung von Satellitenbeobachtungen zu erleichtern. Es wird gezeigt, da? die Randverdunklung ein besonders deutliches Kennzeichen der Atmosph?re ist, wie sie von einem kreisenden Satelliten gesehen wird.

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Résumé Le problème de l'observation, par satellite, des radiations infra-rouges est envisagé en fonction de la géométrie et des variations spectrales du champ de radiations atmosphériques. En vue de faciliter l'interprétation des observations obtenues au moyen de satellites, l'anisotropie du champ de radiations émergeantes est calculée à la limite supérieure de l'atmosphère et au niveau du satellite pour différents modèles atmosphériques et pour des régions spectrales caractérisant le champ de radiations de la basse, de la moyenne et de la haute troposphère. Nous démontrons que l'assombrissement du bord devrait être une propriété très caractéristique de notre atmosphère comme elle est observée d'un satellite artificiel.

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With 4 Figures

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It is a pleasure to dedicate this paper toDr. W. M?rikofer on the occasion of his 70th birthday and in recognition of his basic contributions to observations of atmospheric radiation.     

Über den Zusammenhang zwischen Trübungsfaktor und Trübungskoeffizient

Zusammenfassung Messungen der atmosph?rischen Trübung durch Bestimmung der Sonnenintensit?t k?nnen ein Bild vom Grade der Luftverunreinigung geben. Soll die Trübung über eine Periode von vielen Jahren verfolgt werden, so kann das Problem auftreten, da? innerhalb der Periode Wechsel in der Art der Auswertung auftreten und daher verschiedene Trübungsma?e miteinander verglichen werden müssen. In der vorliegenden Arbeit wird ein Diagramm entwickelt, da? die Umrechnung des Gesamtstrahlungs-Trübungsfaktors nachF. Linke in den Trübungskoeffizienten nachW. Schüepp und umgekehrt mit hinreichender Genauigkeit gestattet, und zwar unter Berücksichtigung vom Wasserdampfgehalt und von der durchstrahlten Luftmasse. Anhand eines umfangreichen Me?materials von Locarno-Monti (Südschweiz) wird untersucht, welchen Einflu? der Wellenl?ngen-exponent α auf die Umrechnung hat. Die vom Verfasser und anderen Autoren aufgestellten empirischen Formeln werden miteinander und mit der Theorie verglichen.

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Summary Measurements of atmospheric turbidity by means of determining solar intensity can indicate the rate of air pollution. If the turbidity is to be compared over a period of many years, the problem may arise that within the period under consideration changes in the kind of the evaluation occur and thus different measures of turbidity have to be used for comparison. The present work describes a diagram which allows conversion from the turbidity factor for total radiation developed byF. Linke to the turbidity coefficient described byW. Schüepp and vice versa, with sufficient accuracy. The conversion takes account of the precipitable water content of the air and of the optical air mass. A great number of measurements taken at Locarno-Monti (southern Switzerland) is used to analyse the influence of the wave length exponent α on the conversion. Empirical formulas developed by the author and others are compared with each other and with the theory.

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Résumé Les mesures du trouble atmosphérique par le truchement de l'inten sité du rayonnement solaire peuvent donner une image du degré de pollution de l'air. Lorsque l'on veut suivre l'évolution de ce trouble au cours de périodes de plusieurs anées, on doit souvent comparer des valeurs provenant d'unités différentes et cela par suite de changements intervenus dans les méthodes de mesure et de dépouillemet. On présente dans le présent mémoire un diagramme permettant de passer du facteur de trouble atmosphérique pour le reyonnement total selonF. Linke au coefficient de trouble selonW. Schüepp et réciproquement. La précision de ce diagramme est suffisante dans la pratique, car on y tient compte de la teneur en vapeur d'eau et de la masse optique d'air. On recherche en outre l'influence qu'exerce sur le calcul l'exposant de la longuer d'onde α en partant d'un nombre considérable de mesures faites à Locarno-Monti (Tessin). On compare enfin entre elles et avec la théorie les formules empiriques établies tant par l'auteur du présent mémoire que par d'autres chercheurs.

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Mit 6 Textabbildungen     

Über die pH-Werte des Niederschlags,der Schneedecke und des Grundwassers in Wien

Zusammenfassung Es wird die H?ufigkeitsverteilung von pH-Werten mitgeteilt, die bei 114 Regenf?llen jeweils nach dem Regentag um 8^h früh oder unmittelbar nach dem Aufh?ren der Niederschl?ge mit einemBeckmann-pH-Meter bestimmt worden sind. Die meisten Werte liegen zwischen 5 und 6, die Schwankungsweite reicht von 3,4 bis 7,4. Der Jahresgang der pH-Werte des Regens weist ein Maximum im Frühling und ein Minimum im Winter auf. Die pH-Werte der Schneef?lle sind h?ufig sehr hoch. Es werden auch t?gliche Bestimmungen der pH-Werte der Schneedecke in niederschlagsfreien Perioden diskutiert. Vergleiche der aus den t?glichen pH-Wert-Bestimmungen berechneten Mittelwerte mit den pH-Werten, die aus gesammelten Monatsniederschlagsmengen bestimmt wurden, zeigen, da? letztere Werte durchwegs nicht unwesentlich h?her sind. Es werden ferner mehrere Me?reihen von pH-Werten mitgeteilt, die in kürzeren Zeitabst?nden w?hrend Dauerregen vorgenommen worden sind und zeigen, da? sich die pH-Werte im Laufe l?nger andauernder Regenf?lle betr?chtlich ?ndern k?nnen. Der Einflu? der w?hrend der Regenf?lle vorherrschenden Windrichtung auf die pH-Werte wird besprochen. Eine einj?hrige Reihe von pH-Wert-Bestimmungen von Grundwasser ergibt, abgesehen von einigen kürzeren Zeitabschnitten, fast durchwegs Werte über 7 bei nur geringen zeitlichen Schwankungen.

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Summary The distribution of frequency of pH-values is communicated determined by means of aBeckmann-pH-meter in 114 cases of rainfall either at 8 a. m. following the rain-day or immediately after the end of the precipitations. Most values lie between 5 and 6, the interval of variations extends from 3,4 to 7.4. The yearly distribution of the pH-values shows a maximum in spring and a minimum in winter. Daily measurements of the pH-values of a snow-cover during periods without precipitation are discussed, too. Comparisons of the mean values calculated from the daily pH-measurements with the pH-values determined from the precipitations collected during a month show that the latter ones are throughout considerably higher. Moreover, several series of pH-measurements are communicated which were made in short intervals during continuous rain and from which can be seen that pH-values may vary considerably in the course of rainfalls of some duration. The influence of the wind direction prevailing during the rainfalls upon the pH-values is discussed. A one-year series of pH-measurements of subsoil-water yields, apart from a few more or less short time intervals, values above 7 in nearly every case, with but small variations in time.

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Résumé 114 mesures du pH de la pluie ont été effectuées à 8 h. le lendemain de la chute ou immédiatement à la fin de celle-ci à l'aide de l'appareil deBeckmann. La distribution de fréquence des valeurs obtenues montre que les plus fréquentes se trouvent entre 5 et 6 et que l'intervalle de variation est compris entre 3,4 et 7,4. Le pH de la pluie présente un maximum au printemps et un minimum en hiver; celui de la neige est souvent élevé. On a aussi examiné le pH quotidien de la neige gisante en périodes sèches. Une comparaison entre moyennes de pH tirées des valeurs journalières et moyennes de totaux mensuels de pluie révèle que ces dernières sont notablement plus élevées. Des mesures du pH faites à courts intervalles pendant des pluies continues montrent que celui-ci varie sensiblement au cours d'une même précipitation. On examine aussi l'effet de la direction du vent sur le pH pendant la pluie. Enfin une série d'une année de mesures du pH de la nappe souterraine fournit des valeurs presque constamment supérieures à 7 avec faibles variations, exception faite de quelques brèves périodes.

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Herrn Dr.Anders K. ?ngstr?m zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.     

Infrared transmission by water vapour

Summary The central problem in radiative flux calculation is the coordination and integration of laboratory data, spectroscopic data and theory and infrared transmission theory. In the case of water vapour, the general applicability of a random spectral model permits a simple “universal” plot of transmission data which is widely valid. By consideration of a similar plot for a regular spectral model, a technique is developed for a spectrum which is neither purely regular nor purely random, which permits a simple graphical presentation and analysis of laboratory transmission data. An extension of the Curtis-Godson approximation permits the application of such a universal curve to arbitrary atmospheres, both for intensity transmission and flux transmission. Special problems arise in the case of spectral window transmission, and suitable techniques are devised to treat this case, although it is necessary to lean more heavily in this spectral domain on theory in order to calculate flux transmission for an arbitrary atmosphere. A number of subsidiary problems are also considered in this paper, such as the effects of multiple absorbents and of experimental slit widths, and techniques designed specifically for the use of spectrally-integrated transmissions on a radiation chart.

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Zusammenfassung Das Hauptproblem bei der Berechnung von Strahlungsstr?men bildet die Koordinierung und Zusammenfassung von Laboratoriumsresultaten, von spektroskopischen Daten und von Ergebnissen der Theorie der Energieleitung durch infrarote Strahlen. Im Falle des Wasserdampfspektrums gestattet die Annahme eines „Zufallsmodells” der Spektrallinienverteilung eine graphische Darstellung der Transmissionsdaten, die den Tatsachen weitgehend gerecht wird. Durch Betrachtung einer ?hnlichen Darstellung im Falle eines regul?ren Spektralmodells wird eine Methode entwickelt, die auch auf ein Spektrum anwendbar ist, das als weder vollst?ndig regul?r noch als rein zuf?llig anzusehen ist. Diese Methode erlaubt eine einfache graphische Darstellung und Analyse der aus Laboratoriumsversuchen gewonnenen Transmissionsdaten. Eine Erweiterung der Curtis-Godson-N?herung erlaubt dann die Anwendung einer solchen generellen Kurve auf beliebige Atmosph?ren, sowohl für die Intensit?ts- als auch für die Strahlungsstromtransmission. Spezielle Probleme entstehen im Falle einer Transmission durch ein Fenster im Spektrum. Für die Behandlung dieses Falles werden geeignete Methoden entwickelt. Es ist dabei notwendig, sich st?rker an die Theorie zu halten, um die Strahlungstransmission für beliebige Atmosph?ren zu berechnen. In dieser Arbeit werden noch einige Nebenprobleme behandelt, so die Effekte der Mehrfachabsorption und die Effekte der Spaltweiten und Spektralintervalle. Es wird auch eine Methode zur Anwendung des Strahlungsdiagrammes auf die spektral integrierte Strahlungstransmission mehrerer Absorber angegeben.

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Résumé Dans le calcul des flux de rayonnement, le problème principal réside dans la coordination et la synthèse de données de laboratoire, de données spectroscopiques et des résultats de la théorie de la transmission de l'énergie par les rayons infra-rouges. Dans le cas du spectre de la vapeur d'eau, l'utilisation d'un „modèle alétoire” de la répartition des lignes spectrales permet la représentation graphique des valeurs de transmission, représentation qui répond en grande partie à la réalité. En considérant une représentation analogue dans le cas d'un spectre régulier, on développe une méthode utilisable également sur un spectre qui ne soit ni absolument régulier, ni complètement d? au hasard. Cette méthode permet une représentation et une analyse graphiques des données de propagation tirées d'essais de laboratoire. L'application étendue des approximations de Curtis-Godson permet alors d'appliquer de telles courbes générales à n'importe quelle atmosphère aussi bien pour la transmission de l'intensité que du flux de rayonnement. Des problèmes spéciaux se posent dans le cas de la transmission au-travers d'une fenêtre du spectre. On a établi des méthodes appropriées à ce cas particulier; il est alors nécessaire de s'en tenir plus étroitement à la théorie afin de calculer la propagation du rayonnement dans une atmosphère quelconque. Dans ce travail, on a encore traité de problèmes accessoires comme les effets de l'absorption multiple et des effets de la largeur de la fente et des intervalles entre les lignes du spectre. Enfin, on indique une méthode permettant d'utiliser les diagrammes de rayonnement en vue de l'intégration spectrale de la propagation du rayonnement dans le cas de plusieurs milieux absorbants successifs.

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With 12 Figures

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Published by permission of the Director, Meteorological Branch, Department of Transport, Canada, and dedicated to Dr.W. M?rikofer on the occasion of his 70th birthday.     

Two applications for circumglobal radiation measured at De Bilt

Summary For each month a linear regression equation has been derived for the relation between the daily sums of circumglobal and global radiation based on measurements at De Bilt during a period of two years. The goodness of fit of this relation is proved by comparison of the standard deviations of the differences of the calculated and observed daily sums and of the standard deviation of the monthly mean of the global radiation or of this mean itself. Using the period of observations from 0 to 24 hrs. one gets results which are 52 per cent less accurate than those from a period of observations from 8 to 8 hrs. If one estimates the daily sums of the global radiation by means of a linear relation to the relative duration of sunshine the standard deviation of the differences between calculated and observed daily sums is 2.5 times as large as in the first case. From simultaneous measurements of the circumglobal radiation above a short grass mat (reflection coefficient 0.147 in the spectral region from 0.3 to 3.0 μ) and above a bare, sandy soil, rich in humus, the reflection coefficient of bare soil could be determined to 0.076 which is in good agreement to the results of other authors.

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Zusammenfassung Es werden lineare Regressionsgleichungen für alle Monate für die Beziehung zwischen den Tageswerten der Zirkumglobalstrahlung und der Globalstrahlung auf Grund von zweij?hrigen Messungen in De Bilt abgeleitet. Die Güte der Anpassung wird überprüft durch das Verh?ltnis der Streuung der Differenzen zwischen den beobachteten und berechneten Tagessummen der Globalstrahlung und der Streuung der Monatsmittel der Globalstrahlung oder diesem Mittel selbst. Die Verwendung der Beobachtungsperiode von 0 bis 24 Uhr führt zu einem um 52% schlechteren Ergebnis als die Periode von 8 bis 8 Uhr. Sch?tzt man die Tagessummen der Globalstrahlung mit Hilfe einer linearen Beziehung zur relativen Sonnenscheindauer, dann wird die Streuung der Differenzen zwischen berechneten und beobachteten Tagessummen 2,5 mal so gro? wie im ersten Fall. Aus gleichzeitigen Messungen der Zirkumglobalstrahlung über einer Grasmatte (Reflexionskoeffizient 0,147 im Spektralbereich 0,3 bis 3,0 μ) und über kahlem, sandigem, humusreichem Boden konnte der Reflexionskoeffizient des kahlen Bodens zu 0,076 bestimmt werden, was in guter übereinstimmung mit den Resultaten anderer Autoren ist.

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Résumé Partant de mesures effectuées durant deux ans à De Bilt, l'auteur établit pour chaque mois des équations de régression linéaire pour la relation existant entre les valeurs journalières de la radiation globale et de la radiation sphérique. Il en contr?le l'exactitude au moyen du rapport existant entre la dispersion des différences des sommes journalières calculées et mesurées de la radiation globale et la dispersion des moyennes mensuelles ou de ces moyennes elles-mêmes. En partant d'une période d'observation de 0 à 24 heures, on obtient des résultats de 52% moins exactes qu'à partir de la période située entre 8 et 8 heures. Si l'on estime la somme journalière de la radiation totale au moyen d'une fonction linéaire de la durée de l'insolation relative, la dispersion des différences entre les sommes calculées et observées est 2,5 fois supérieure au cas précédent. En mesurant simultanément la radiation sphérique sur un gazon (coefficient de réflexion 0,147 dans la bande située entre 0,3 et 3,0 μ) et sur un terrain nu, sablonneux et riche en humus, on a pu déterminer un coefficient de réflexion de 0,076 pour le sol nu, ce qui correspond bien aux valeurs indiquées par d'autres auteurs.

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With 3 Figures

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Dedicated to Dr.W. M?rikofer on the occasion of his 70th birthday.     

Bemerkungen zum Problem der globalen Klimaschwankungen

Zusammenfassung Auf der Grundlage des raumzeitlichen atmosph?rischen Turbulenzspektrums wird die M?glichkeit einer über die Erdatmosph?re hinausgreifenden Ausdehnung der Klimaschwankungen er?rtert. Der globale Anstieg der Temperatur und des Meeresspiegels führt auf die Existenz von überschüssen oder Defiziten in unseren globalen Haushaltsrechnungen, deren einzelne Terme — besonders Wasserhaushalt und CO₂-Kreislauf —in dieser Hinsicht diskutiert werden. Die Differenz zwischen der beobachteten Zunahme des CO₂-Gehaltes und der relativen Abnahme des C¹⁴-Anteils wird auf anthropogene Vegetationszerst?rung zurückgeführt. Die Klimaschwankungen der letzten 1000 Jahre warnen vor einer übersch?tzung der CO₂-Theorie der gegenw?rtigen Erw?rmung.

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Summary Based on the spectrum of atmospheric turbulence in time and space, the author discusses the possibility to extend the climatic variations beyond the earth's atmosphere. The global increase of temperature and sea level leads to the existence of a surplus or a deficit in the global balance, the terms of which — especially water balance and CO₂-cycle—are discussed. The difference between the observed increase of CO₂-content and the decreasing portion of C¹⁴ may be due to man-made destruction of vegetation. The climatic variations of the last 1000 years may caution against an over-estimation of the CO₂-hypothesis.

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Résumé En se fondant sur le spectre de la turbulence atmosphérique dans le temps et dans l'espace, l'auteur discute la possibilité d'étendre le domaine des variations climatiques en dépassant le cadre de l'atmosphère. L'élévation universelle de température et le relèvement du niveau des océans conduit à admettre des excédents ou des déficits de l'économie générale telle qu'on la calcule; les termes de cette économie, en particulier la teneur en eau et le cycle de CO₂ sont ici examinés. L'écart entre l'accroissement constaté de la teneur en CO₂ et la diminution relative du C¹⁴ s'explique par la destruction végétale due à l'homme. Les variations climatiques du millénaire écoulé doivent mettre en garde contre une application mal fondée de la théorie du CO₂ à l'explication du réchauffement actuel.

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Herrn Dr.Anders K. ?ngstr?m zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.     

Lapse Rate Adjustments of Gridded Surface Temperature Normals in an Area of Complex Terrain: Atmospheric Reanalysis versus Statistical Up-Sampling

The applicability of elevation-regression based interpolation methods for long-term temperature normals, for example the Parameter-elevation Regressions on Independent Slopes Model (PRISM), becomes increasingly limited in data sparse, complex terrain such as that found in mountainous British Columbia (BC), Canada. Recent methods to improve both the resolution and accuracy of interpolation models have focused on the development of “up-sampling” algorithms based on local lapse rate adjustments to the original interpolated surfaces. Lapse rates can be derived from statistical models (e.g., elevation-based polynomial regression equations) or dynamical models (e.g., vertical temperature profiles from numerical weather prediction (NWP) models). This study compares a widely used statistical up-sampling algorithm, ClimateBC, with two NWP reanalysis products, the National Centers for Environmental Prediction/National Corporation for Atmospheric Research, Reanalysis 1 (NCEP1) and the more modern European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) Reanalysis Interim (ERA-Interim). Thirty-year climate normals for maximum and minimum temperatures were calculated using statistical up-sampling and NWP lapse rate adjustments to existing PRISM-based climate normals at a subset of stations in BC. Specifically, up-sampling model evaluation was performed using 1951–80 climate normals from an independent set of 54 surface stations (1 m to 2347 m) which were not included in the PRISM interpolation or assimilated into the NWP reanalysis products. All models performed similarly for minimum temperature, which showed only a slight improvement over PRISM. For maximum temperature, ClimateBC, NCEP1 and ERA-Interim all performed significantly better than PRISM, in particular during spring and summer. The ERA-Interim reanalysis outperformed NCEP1 in almost all months. The results suggest that lapse rate adjustment algorithms based on reanalysis products will have greater potential as progress continues on developing NWP components.

R ésumé ?[Traduit par la rédaction] L'application des techniques d'interpolation par régression en fonction de l'altitude pour les normales de température à long terme, comme le Parameter-elevation Regressions on Independent Slopes Model (PRISM), devient très difficile dans les régions accidentées pour lesquelles on dispose de données insuffisantes, par exemple les secteurs montagneux de la Colombie-Britannique (C.-B.) au Canada. Les toutes dernières méthodes destinées à augmenter le degré de résolution des modèles d'interpolation et leur précision reposent sur la conception d'algorithmes d’échantillonnage vertical fondés sur l'ajustement des surfaces interpolées originales au moyen du gradient vertical local. Nous pouvons établir les gradients verticaux à partir de modèles statistiques (p. ex., des équations de régression polynomiales en fonction de l'altitude) ou de modèles dynamiques (p. ex., des profils verticaux de température à partir de modèles de prévision numérique du temps (PNT)). Dans la présente étude, nous comparons un algorithme d’échantillonnage vertical statistique communément utilisé, le programme ClimateBC, à deux produits de réanalyse de PNT, celle des National Centres for Environmental Prediction/National Corporation for Atmospheric Research Reanalysis 1 (NCEP1), et la réanalyse provisoire (ERA-Interim) du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF). Les normales climatiques de trente ans pour les températures maximums et minimums ont été calculées en appliquant la méthode d’échantillonnage vertical statistique et l'ajustement du gradient obtenu par PNT aux normales climatiques établies à partir du PRISM pour un sous-ensemble de stations en Colombie-Britannique. Plus particulièrement, nous avons procédé à l’évaluation du modèle d’échantillonnage vertical en nous servant des normales climatiques (1951–1980), pour un ensemble de 54 stations d'observation en surface indépendantes (1?m à 2347?m), exclues du modèle d'interpolation PRISM et des produits de réanalyse de PNT. Pour tous les modèles, nous avons obtenu des résultats comparables pour la température minimum, soit une légère amélioration seulement par rapport au PRISM. Pour la température maximum, nous avons obtenu avec ClimateBC, NCEP1 et ERA-Interim, des résultats nettement plus probants qu'avec PRISM, notamment au printemps et en été. Les réanalyses ERA-Interim ont donné de meilleurs résultats que NCEP1 pour pratiquement tous les mois. D'après ces résultats, le potentiel des algorithmes d'ajustements des gradients verticaux de température, établis à partir de produits de réanalyse se renforcera à mesure que les composantes de PNT se développeront.     

L'angle de chute au sol de la grêle

Résumé

Cette étude présente des résultats expérimentaux sur les effets du vent et de l'échantillonnage sur la mesure de l'intensité des chutes de grêle, et suggère des thèmes de discus non pour l'Atelier.

L'angle moyen de chute des grêlons, mesuré à partir de la verticale, est un indice significatif de l'augmentation de l'énergie cinétique due à la vitesse du vent au sol. En Italie, au cours des années 1972–1975, 61% des observations révèlent un effet important des vents. Au cours d'un été de Grossversuch IV en Suisse, 41% des observations révèlent aussi de tels effets. Ces observations ont été faites à l’ aide de grêlimètres à cinq faces (hailcubes). On propose un plus grand effort pour rendre possible une estimation des effets du vent à l'aide de grélimètres horizontaux, peut être en utilisant, comme mesure principale, le rapport de la longueur sur la largeur des empreintes faites par les grêlons de la classe centrale de dimensions qui a touché les grêlimètres.

Des résultats sur des mesures juxtaposées du nombre de grêlons, par intervalle donnée de diamètres, et d'énergie cinétique sont aussi présentées. Ces mesures soulignent les erreurs dues à l'échantillonnage qui peuvent être considérables, spécialement pour les gros grêlons naturellement moins nombreux.     

Zur Lichtstreuung im Gletschereis

Zusammenfassung Der Extinktionsvorgang im Gletschereis wurde durch einen speziellen Ansatz berechnet, wobei besonders der Einflu? eines gerichteten Lichtstromes berücksichtigt wird. Zur numerischen Auswertung wurde die Streufunktion für in Eis eingeschlossene Luftblasen nach den Gesetzen der geometrischen Optik berechnet. Als Ergebnis erh?lt man eine Abh?ngigkeit der Albedo vom Zenitwinkel des gerichteten Lichtstromes, eine Tiefenabh?ngigkeit des Verh?ltnisses Unterlicht zu Oberlicht und eine Tiefenabh?ngigkeit des Extinktionskoeffizienten der Lichtstr?me in einer Randschicht.

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Summary Estinction in glacier ice has been evaluated by a special set of equations which especially take into consideration the influence of a directed light flux. For the numerical calculations the dispersion function for air bubbles inclosed in the ice has been evaluated according to the laws of geometrical optics. As results one gets the dependence of the albedo on the zenith-angle of the oriented light flux, the dependence of the ratio between light from above and from below, and of the extinction coefficient of the light fluxes in a boundary layer on the depth below the glacier surface.

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Résumé On a calculé les phénomènes d'extinction dans la glace d'un glacier par une équation spéciale. Pour ce faire, on a tenu compte en particulier de l'influence subie par un flux lumineux dirigé. Dans l'évaluation numérique, on a calculé la dispersion provoquée par les bulles d'air englobées dans la glace et cela selon les lois de l'optique géométrique. On obtient, comme résultats: une relation entre l'albedo et l'angle au zénith du flux lumineux dirigé; une relation entre la lumière provenant du bas d'une part, du haut d'autre part et cela en fonction de la profondeur; ainsi qu'une relation entre la profondeur et le coefficient d'extinction du flux lumineux dans une couche marginale.

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Mit 6 Textabbildungen     

Ergebnisse von Interferenzfiltermessungen der Sonnenstrahlung von 350 bis 1000 nm

Zusammenfassung Es werden aktinometrische Messungen der Sonnenstrahlung mit Interferenzfiltern, die am Observatorium Freiburg i. Br. gewonnen wurden, einer kritischen Betrachtung unterzogen. Die Me?werteverifizieren an sich bekannte Tatsachen über das Verhalten der Sonnenstrahlung in ihren einzelnen Spektralbereichen gegenüber ?nderungen der Sonnenh?he, der atmosph?rischen Trübung und der H?henlage des Beobachtungsortes. Die leistungsf?higkeit und Empfindlichkeit der Me?methodik wird an Beispielen dargestellt. Für das anzustrebende Ziel, aus Interferenzfiltermessungen die ?ngstr?mschen Trübungsparameter für einzelne ann?hernd monochromatische Spektralgebiete zu gewinnen, erscheinen die technischen Voraussetzungen zwar noch nicht ausreichend, aber erreichbar.

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Summary The author presents a critical study of actinometric measurements of the solar radiation with interference filters, carried out at the Freiburg/Br. Observatory. The measured values verify well-known facts on the reaction of the solar radiation in its different spectral regionsto variations of the sun's elevation, the atmospheric turbidity and the altitude of the place of observation. The efficiency and the sensibility of the measuring method are discussed. The technical assumptions for the aim of obtaining the ?ngstr?m turbidity parameters for some nearly monochromatic spectral regions from measurements with interference filters seem to be, if not yet sufficient, though attainable.

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Résumé L'auteur discute la méthode de mesures actinométriques du rayonnement solaire au moyen de filtres à interférences exécutées à l'Observatoire de Fribourg en Br. Ces mesures confirment les faits connus concernant le comportement des radiations solaires des diverses parties spectrales en fonction de la hauteur du soleil, du trouble atmosphérique et de l'altitude du lieu d'observation. Exemples du rendement et de la sensibilité de la méthode. S'il s'agit de déterminer les paramètres de trouble de ?ngstr?m pour certaines régions spectrales à peu près monochromatiques au moyen de filtres à interférences, on constate que les exigences techniques ne sont pas encore satisfaites, mais qu'elles pourront le devenir.

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Mit 1 Textabbildung

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Herrn Dr.Anders K. ?ngstr?m zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.     

La rationalisation du réseau météorologique du Québec: Stratégie d'intervention et méthodes d'analyse des données

Resume

Le Service de météorologie du ministère québécois de l'Environnement a voulu savoir comment ses réseaux météorologiques devraient évoluer pour répondre le plus adéquatement possible aux besoins réels, actuels et futurs du Québec.

C'est dans cette perspective que l'on définit une stratégie d'intervention caractérisée par (a) une conception dynamique des réseaux, (b) une régionalisation des besoins et des caractéristiques des variables, (c) des critères réalistes, (d) une étude du réseau région par région, (e) une planification visant à intégrer les réseaux entre eux, (f) une considération des méthodes d'analyse ou de simulation selon une approche régionale, (g) une durée et une densité d'observation adaptées aux besoins et, enfin, (h) une intégration rationnelle des diverses sources de données météorologiques. L'étude proprement dite des réseaux, selon une approche régionale, a été réalisée en faisant appel à l'analyse des données en composantes principales et à l'interpolation optimale. Les notions théoriques particulières à chacune de ces deux méthodes d'analyse sont présentées. On explique, par la suite, avec exemples à l'appui, comment ces méthodes sont appliquées, dans le cadre de la rationalisation du réseau météorologique du Québec, pour la détermination des régions statistiquement homogènes, l'estimation des fonctions de structure et des écarts types d'interpolation régionaux, en fonction de la distance entre les stations, et la cartographie des écarts types réels du réseau en opération, à une date donnée. On indique, aussi, comment les modifications projetées à ce réseau peuvent être évaluées.     

Zur Bedeutung der Diffusion bei der Metamorphose des Schnees

Zusammenfassung Der Diffusionsstrom des Wasserdampfes in Schnee und dessen Anteil am Stoffumsatz wird unter vereinfachenden Annahmen über die Schneestruktur und den Mechanismus der Diffusion berechnet. Für einen linearen Temperaturverlauf im Schnee folgt ein Abbau von Substanz an der warmen Begrenzungsfl?che und eine daran anschlie?ende, nach der kalten Seite hin abnehmende Verdichtung. Der so berechnete Umsatz ist quantitativ nicht ausreichend für die Deutung der Schneemetamorphose, so da? noch andere Prozesse wie Thermodiffusion am Austausch beteiligt erscheinen.

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Summary The diffusion of water vapor in snow and its influence on the mass exchange is calculated under simplifying assumptions on the snow structure and the mechanism of diffusion. With a constant temperature gradient in a snow body a loss of solid substance is obtained on the warm boundary of the sample and adjacently a condensation in the snow which decreases toward the cold end. The computed mass transfer is not quite sufficient for interpreting the metamorphism of snow. Other processes such as thermodiffusion seem to be involved in the mass exchange.

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Résumé Le courant de diffusion de la vapeur d'eau dans la neige et sa contribution à l'échange de matière sont calculés en adoptant des hypothèses simplificatrices pour la structure de la neige et le mécanisme de la diffusion. Avec un gradient de température constant, il se produit sur la surface chaude une évaporation, juxtaposée à une zone de condensation décroissante vers le c?té froid. L'échange ainsi calculé ne suffit pas quantitativement à expliquer la métamorphose, ce qui indique que d'autres phénomènes, tels que la thermodiffusion contribuent aux échanges.

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Mit 1 Textabbildung

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Herrn Dr.W. M?rikofer zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.