Untersuchung über die Wirkungsweise des Solarigraphen Moll-Gorczynski

Zusammenfassung Die Wirkungsweise des zur Messung der Himmels- und der Globalstrahlung verwendeten SolarigraphenMoll-Gorczynski wird theoretisch und experimentell untersucht. Die Wärmebilanz derMollschen Thermosäule wird aufgestellt und gezeigt, welche Größen in den Eichfaktor eingehen und wie die Temperatur- und Intensitätsabhängigkeit des Eichfaktors zustande kommt. Der Einfluß der Thomson-, Joule- und Peltier-Wärmen erweist sich als praktisch vernachlässigbar. Der Temperaturkoeffizient des Eichfaktors beträgt zirka 0,2% pro Grad C. Auf Grund der spektralen Verteilung der terrestrischen Sonnenstrahlung und der Himmelsstrahlung läßt sich zeigen, daß die durch die Absorptions- und Reflexionsverluste in den Deckgläsern bedingten Empfindlichkeitsänderungen höchstens ±0,4% betragen. Es wird untersucht, welche Fehler entstehen, wenn bei der Berechnung der Strahlungswerte die Abhängigkeit des Eichfaktors von der Winkelhöhe der einfallenden Strahlung nicht berücksichtigt wird. Auf Grund der vonReitz beobachteten Abweichungen vom Cosinusgesetz ergibt sich in den Himmelsstrahlungswerten bei gleichmäßig strahlendem Himmel ein Fehler von zirka 0,5%, während der Fehler in den Werten der Globalstrahlung für Sonnenhöhen über 15° höchstens 2,6% beträgt. Die durch die Eichmethode, die Schaltung und das Registrierinstrument bedingten Fehler werden diskutiert und der Einfluß der langwelligen Ausstrahlung der Glashüllen (Nullpunktsdepression) untersucht. In einer zusammenfassenden Fehlerdiskussion wird die Genauigkeit der unter Berücksichtigung der Temperatur- und Intensitätsabhängigkeit des Eichfaktors berechneten Strahlungswerte auf ±1 bis 2% geschätzt; die je nach Instrument verschieden großen Fehler, welche durch die Abweichungen vom Cosinusgesetz erzeugt werden, sind in dieser Abschätzung nicht inbegriffen.

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Summary The author examines by experiments and in the theory the principle of working of the solarigraphMoll-Gorczynski, used for measuring the sky radiation and the global radiation of sun and sky. He develops the heat-balance ofMoll's thermopile and shows the factors entering into the calibration factor and in which manner this factor is depending on temperature and intensity of radiation. The influence of the Thomson-, Joule-, and Peltier-effects can practically be neglected. The temperature coefficient of the calibration factor is about 0,2%/°C. As regards the spectral distribution of solar and sky radiation it can be shown that the modifications of sensitivity as caused by the loss by absorption and reflexion in the cover-glasses of the solarigraph amount to ±0,4% in the maximum. Furthermore the errors are examined which occur with the calculation of the radiation intensities if the dependency of the calibration factor from the angle of height of incoming radiation is not taken into consideration. Due to the deviations from the law of cosine as observed byReitz, it can be concluded that the error of the values of the sky radiation (with uniform sky) is of about 0,5%, whereas the error of the values of the global radiation for solar altitudes above 15° is 2,6% in the maximum. The errors resulting from the calibration method, the electric connexions and the recording instrument are discussed, as well as the influence of outgoing long-wave radiation of the cover-glasses (zero depression). In a summarizing discussion the accuracy of the calculated values of radiation is estimated at ±1 to 2%, taken into consideration the dependency from the temperature and intensity of the calibration factor. The errors caused by the deviations from the cosine-law varying according to the instrument, are not included in this estimation.

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Résumé On étudie du point de vue théorique et pratique le fonctionnement du solarigrapheMoll-Gorczynski utilisé pour la mesure du rayonnement céleste et global. On établit le bilan thermique de la pile thermoélectrique deMoll et on montre quels sont les grandeurs intervenant dans le facteur d'étalonnage et comment ce facteur dépend de la température et de l'intensité du rayonnement. L'influence des effets Thomson, Joule et Peltier se révèle pratiquement négligeable. Le coefficient de température du facteur d'étalonnage s'élève à env. 0,2% par degré centigrade. Considérant la distribution spectrale du rayonnement solaire et céleste, on peut montrer que les variations de sensibilité dues aux pertes par absorption et réflexion dans les enveloppes de verre protectrices s'élèvent à ±0,4%. On recherche quelles sont les erreurs commises en négligeant l'effet sur le facteur d'étalonnage de l'angle d'incidence des rayons lors du calcul des valeurs de rayonnement. Se fondant sur les écarts à la loi du cosinus observés parReitz, on constate que l'erreur pour la valeur du rayonnement céleste (ciel uniforme) est d'environ 0,5%, et que celle du rayonnement global pour des hauteurs solaires supérieures à 15° est au plus de 2,6%. On discute les erreurs résultant de la méthode d'étalonnage, du montage du circuit électrique et de l'enregistreur lui-même, ainsi que l'effet du rayonnement propre à grande longuer d'onde des écrans de verre (dépression du zéro). II résulte de toute la discussion des erreurs possibles que l'exactitude des valeurs calculées du rayonnement, en tenant compte de l'influence de la température et de l'intensité sur le facteur de sensibilité, est estimée à ±1 à 2%; les erreurs, variables suivant les appareils, provenant des écarts à la loi du cosinus ne sont pas prises en considération dans ce chiffre.

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Mit 20 Textabbildungen.     

Glazial-meteorologische Untersuchungen im Karakorum

Zusammenfassung In der vorliegenden Untersuchung werden weitere glazial-meteorologische Beobachtungen am Chogo Lungma-Gletscher anläßlich der Frankfurter Himalaya-Expedition 1955 bearbeitet. Die Beobachtungen umfassen: Ablation, Windgeschwindigkeit in 20, 100 und 300 cm Höhe. Temperatur und Feuchtigkeit in 20 und 100 cm Höhe, Oberflächentemperatur, Temperaturdifferenz 20–100 cm, Niederschlag, Verdunstung, sowie den in einer früheren Arbeit publizierten kurz- und langwelligen Strahlungsumsatz an der Gletscheroberfläche.Die erste Meßreihe (Station I, Seehöhe zirka 4000 m) erfaßt das Abschmelzen eines Restes von Winterfirn (51 cm) im Verlauf von 6 Tagen. Die zweite Meßreihe (Station II, Seehöhe zirka 4300 m) beschreibt die Ablation von insgesamt 120 cm Blankeis mit einer mittleren Albedo von 0,30. Beide Stationen liegen unterhalb der Firnlinie auf der flachen Gletscherzunge.Der Tagesgang der Ablation ist ähnlich wie in den Alpen und läßt auch hier a priori auf einen sehr hohen Anteil der Strahlungsablation schließen. Der Gletscherwind des Chogo Lungma ist besonders schwach, was sich vermutlich aus seinen morphologischen Eigenheiten (Mustagh-Typ) erklärt. Eine Erklärung seines täglichen Ganges ergibt sich aus der Differenz Lufttemperatur-Eistemperatur.Die mittleren vertikalen Verteilungen von Windgeschwindigkeit, Temperatur und Feuchtigkeit lassen sich gut durch logarithmische Gesetze annähern. Die vertikalen Ströme von fühlbarer und latenter Wärme werden mit Hilfe des adiabatischen Austauschkoeffizienten berechnet, weil die Berücksichtigung der Stabilität nachLettau die Anwendung nicht-logarithmischer Gesetze für die Temperatur- und Feuchteverteilung erfordern würde (höhenkonstanter Wärmestrom) und die Abweichung in den untersten Dezimetern klein ist.Der mittlere tägliche Wärmehaushalt an den Stationen I und II ist in Tabelle 6 gegeben. Die Übereinstimmung zwischen beobachteter und berechneter Ablation ist befriedigend und rechtfertigt die angewendeten Methoden. Der Anteil der Strahlung an der Ablation beträgt 88% (Firn) und 95% (Blankeis). Wie zu erwarten, ist die konvektive Wärmezufuhr von der gleichen Größenordnung wie auf anderen temperierten Gletschern. Die Ablation durch Verdunstung ist verschwindend klein.Die Rolle der Verdunstung im glazialen Wärmehaushalt wird im Zusammenhang mit dem Büßerschnee-Problem näher diskutiert. Es ergibt sich, daß die Verdunstung für den glazialenWärmehaushalt unter Umständen eine gewisse Bedeutung erlangen kann, für denMassenhaushalt (Verdunstungsablation) wegen ihres hohen Wärmebedarfs im Ablationsgebiet von Gletschern der gemäßigten Zone aber immer weit hinter der Schmelzung zurückstehen wird. Eine qualitative Erklärung der Bildung von Büßerschnee ergibt sich auf Grund des unterschiedlichen Wärmehaushalts der Kleinformen der Eisoberfläche.Die Möglichkeiten vereinfachter Wärmehaushaltsmessungen, besonders für Expeditionszwecke, werden unter Berücksichtigung der bisherigen Erfahrungen diskutiert.Schließlich wird das Ergebnis der Wärmehaushaltsmessungen in hoher, mittlerer und niedriger Breite nach allgemeinen Gesichtspunkten verglichen und erneut auf die Bedeutung der sommerlichen Witterung (Albedoänderungen durch temporäre Schneedecken, Sonnenscheindauer) für die Größenänderungen an Gletschern der gemäßigten Zone hingewiesen.

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Summary The present paper deals with further glacial-meteorological observations on Chogo Lungma Glacier carried out during the Frankfurter Himalaya-Expedition 1955. These observations comprise: ablation, wind velocity at 20, 100, and 300 cm height, temperature and humidity at 20 and 100 cm height, surface temperature, temperature gradient between 20 and 100 cm, precipitation, evaporation, as well as the short and long wave radiative heat exchange at the surface as published in a previous paper.The first series of measuremnts (Station I, altitude about 4000 m) covers the melting of the remains of winter firn (51 cm) in the course of 6 days. The second series (Station II, altitude about 4300 m) covers the ablation of 120 cm of bare ice with an average albedo of 0,30. Both stations were situated below the firn line on the flat glacier tongue.The daily varation of ablation closely resembles that found in the Alps and indicates a very high percentage of radiative ablation. The glacier wind on Chogo Lungma is exceptionally weak which is probably due to its morphological features (Mustagh-Type). An explanation of the daily course of glacier wind is given by considering the temperature difference between air and ice.The mean vertical distributions of wind velocity, temperature and humidity may well be represented by logarithmic laws. The vertical flux of perceptible and latent heat are calculated by means of the adiabatic Austausch coefficient. To account for stability according toLettau's formula would necessitate the application of non-logarithmic laws for the temperature and humidity distribution in order to give a constant heat flux. However, the deviations in the lowermost decimetres are small.The mean daily heat economy at Stations I and II is given in Table 6. The correspondence between observed and computed ablation is satisfactory and justifies the methods applied. Radiation balance (long and short wave) contributes 88% over firn and 95% over bare ice to the total ablation. As is to be expected, convective heat supply is of the same order of magnitude as on other temperate glaciers. Ablation by evaporation is negligible.The part of evaporation in the glacial heat economy is discussed in connection with the problems of nieve de los penitentes. It is shown that, under certain conditions, evaporation may achieve some importance in thethermal budget but that its importance in themass budget (ablation by evaporation) in the ablation area of temperate glaciers will always be negligible compared to the ablation by melting, due to the great amount of heat required for evaporation. Based upon the small local differences of the heat budget of sun-cupped firn an explanation is given of the formation of nieve de los penitentes.The possibilities of simplified measurements of heat economy, especially on expeditions, are discussed.Finally, the glacial heat budget in high, middle, and lower latitudes is compared, and the predominant importance for glacier shrinkage and advance of summer weather (changes of albedo by temporary snow covers, duration of sunshine) is stressed.

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Résumé Les observations glaciologiques et météorologiques effectuées au glacier de Chogo Lungma lors de l'expédition himalayenne de Francfort en 1955 font l'objet ici de nouvelles élaborations. Les mesures concernent: l'ablation, la vitesse du vent à 20, 100 et 300 cm au-dessus du sol, la température et l'humidité à 20 et 100 cm, la température superficielle, la différence de température entre 20 et 100 cm de hauteur, les précipitations, l'évaporation ainsi que l'économie des rayonnements à courtes et longues ondes à la surface du glacier, étudiée dans une publication antérieure.La première série de mesures (Station I, altitude env. 4000 m) comprend la fusion d'un reliquat de névé hivernal (51 cm) en 6 jours. La 2ème série (Station II, 4300 m env.) concerne l'ablation de 120 cm de glace compacte avec un albédo moyen de 0,30. Les deux stations se trouvent au-dessous du névé, sur le plateau glaciaire.La variation diurne de l'ablation est semblable à celle des Alpes et permet là aussi de conclure a priori à une part prépondérante du rayonnement. Le vent du glacier du Chogo Lungma est particulièrement faible ce qui probablement s'explique par ses particularités morphologiques (type Mustagh). Sa variation diurne s'explique par la différence entre la témperature de l'air et celle de la glace.Les distributions verticales moyennes de la vitesse du vent, de la température et de l'humidité peuvent aisément se représenter par des fonctions logarithmiques. Les courants verticaux de chaleur réelle et latente se calculent à l'aide du coefficient d'échange turbulent adiabatique, parce que le recours à la stabilité selonLettau exigerait l'emploi de lois non logarithmiques pour la répartition de la température et de l'humidité (flux de chaleur constant selon la verticale) et parce que l'écart est petit dans les premiers décimètres inférieurs.L'économie thermique diurne moyenne aux stations I et II figure dans le tableau 6. L'accord entre l'ablation observée et calculée est satisfaisant et justifie l'emploi de la méthode. La part du rayonnement dans l'ablation s'élève à 88% (névé) et à 95% (glace compacte). Comme il faut s'y attendre, l'apport convectif de chaleur est du même ordre de grandeur que sur d'autres glaciers des régions tempérées. L'ablation par évaporation est extrêmement faible.Le rôle de l'évaporation dans l'économie thermique des glaciers est discuté en rapport avec le problème de la «neige des pénitents». On constate que l'évaporation peut avoir une certaine importance dans l'économie calorifique du glacier, mais que dans le bilan de masse (ablation par évaporation) son effet reste minime en regard de la fusion, vu les quantités de chaleur mises en jeu dans la zone d'ablation des glaciers tempérés. On peut trouver une explication qualitative de la formation des la «neige des pénitents» dans les différences d'économie calorifique des micro-formes de la surface de la glace. On examine les possibilités de simplifier les techniques des mesure de l'économie calorifique, en particulier pour les expéditions d'exploration.Enfin l'auteur compare les résultats de mesures de l'économie calorifique aux latitudes hautes, moyennes et basses et attire à nouveau l'attention sur l'importance du temps qu'il fait en été (modifications d'albédo par neige fraîche temporaire; durée d'insolation) pour les changements de masse des glaciers des régions tempérées.

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Mit 9 Textabbildungen     

Some maps of isanomalies in energy balance climatology

Summary A series of world maps of isanomalies of annual and seasonal global radiation, net radiation, latent heat flux, sensible heat flux, maps of residuals from regression, radiation efficiency, and the Bowen Ratio have been constructed on the data base ofBudyko's Atlas of the Heat Balance of the Earth, 1963. Among the major features observed was the dissimilarity in patterns of isanomalies for the eastern and western sectors of the world's semi-permanent subtropical highs and the great difference between oceanic and continental surfaces.

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Zusammenfassung Auf Grund der Werte vonBudykos Atlas der Wärmebilanz der Erde (1963) wurden eine Anzahl Weltkarten der Isanomalien der jährlichen und der jahreszeitlichen Werte für die Globalstrahlung, die totale Strahlungsbilanz, den latenten und den fühlbaren Wärmefluß sowie Karten für die Abweichungen von der Regressionsgeraden, für den Strahlungsgenuß und für den Bowen-Quotienten konstruiert. Als Hauptergebnisse sind die Unähnlichkeit im Verlauf der Isanomalien zwischen dem östlichen und dem westlichen Sektor der semipermanenten Hochdruckgebiete der Subtropen sowie die großen Unterschiede zwischen ozeanischen und kontinentalen Gebieten zu nennen.

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Résumé En partant des valeurs publiées parBudyko dans son Atlas du bilan thermique de la Terre (1963), on a établi un certain nombre de cartes du globe. Sur celles-ci, on a reporté les isanomalies des valeurs annuelles et saisonières de la radiation globale, du bilan total radiatif, du flux des chaleurs latente et sensible ainsi que l'écart à la droite de régression pour le rayonnement reçu et pour le rapport de Bowen. Le résultat principal en est l'appararition de dissemblances dans le cours des isanomalies entre les secteurs oriental et occidental des anticyclones semipermanents des zones subtropicales ainsi que de différences importantes entre les régions océaniques et continentales.

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With 28 Figures     

Über die lokalen Windverhältnisse einer zentralalpinen Hochgebirgs-Hangstation

Zusammenfassung Es wird über die Ergebnisse von Windregistrierungen berichtet, die vom Mai bis November 1953 im obersten Ötztal in Tirol in 1940 m Seehöhe auf einem gegen Westnordwest schauenden Hang in einer Waldlichtung nahe der oberen Baumgrenze durchgeführt worden sind; dieses Gebiet zeigt auffallend geringe Windgeschwindigkeiten. Es zeigt sich ein gut entwickelter Tagesgang der Windgeschwindigkeit und der Windrichtungen, der hauptsächlich als Folge des periodischen Windsystems der Berg- und Tal-winde anzusehen ist. Die durchschnittliche Windgeschwindigkeit schwankt von Nacht zu Tag von 1 auf 3 m pro Sekunde. Der Anteil des Gradientwindes wird auf 30% geschätzt. Die Lage an einem Westhang ist durch größere Wind-geschwindigkeiten aus dem Westsektor und kleinere aus dem Ostsektor gekennzeichnet. Die Hangaufwinde zeigen größere Mächtigkeit als die Hangabwinde. Die Tagesgänge der Windgeschwindigkeiten und Windrichtungen werden auch im Zusammenhang mit den Tagesgängen von Sonnenscheindauer, Globalstrahlung, Lufttemperatur und relativer Feuchtigkeit diskutiert.Die tiefbeasteten Waldränder der lockeren Hochgebirgsbestände können ähnlich wie Rippen und Gräben ein Leitwerk für Hangwinde darstellen. Winde senkrecht zu diesen Rändern haben zusammen mit den unterschiedlichen Strahlungsverhältnissen für die dortigen mikroklimatischen Verhältnisse eine große Bedeutung. Das Zusammenwirken der periodischen Wind-systeme der Berg- und Talwinde, der Hangauf- und Hangabwinde mit Strahlung und Randwirkung der Bestände ist wegen des hohen Anteils dieser Windsysteme an den Gesamtverhältnissen in Alpenquertälern auch forstwirtschaftlich besonders bedeutungsvoll.

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Summary A report is given of results of wind registrations carried out from may till november 1953 in the uppermost Oetztal, Tyrol, at 1940 m altitude on a slope exposed to west-north-west in a forest clearance near the upper tree limit. In this region extraordinarily small wind velocities are found. Velocity and direction of wind show a pronounced daily variation, principally as a consequence of the periodic wind system of mountain and valley breezes. The average wind velocity varies between night and day from 1 to 3 m/sec. The gradient wind is estimated to take part with 30 per cent. The situation on a western slope is characterized by higher wind velocities from the western sector and by smaller ones from the opposite direction. The up-winds near the slope show a greater extension than the down-winds. The daily variations of wind velocity and direction are discussed also in connection with the daily variation of sunshine duration, radiation from son and sky, air temperature, and relative humidity.Forest borders with the low-reaching branches of the loose high mountain vegetation may serve, similar to ribs and ditches, as a guide system for slope winds. Winds perpendicular to these borders and the variations of radiation conditions exercise a strong influence on the microclimatic conditions of these regions. The combined effect of the periodic wind system of mountain and valley breezes, of the up-winds and down-winds near the slopes, of radiation and border effects of the vegetation is, on account of the high share these wind systems have in the general wind conditions in the cross-valleys of the Alps, of great importance also from the viewpoint of forest economy.

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Résumé Exposé des résultats d'enregistrements du vent effectués de mai à novembre 1953 dans l'Oetztal supérieur (Tyrol), à l'altitude de 1940 m. dans une clairière remarquablement calme, à la limite supérieure de la forêt et sur un versant orienté à l'Ouest-Nord-Ouest. Il existe cependant une variation diurne nette de la vitesse et de la direction du vent résultant essentiellement du régime des brises de vallée et de montagne. La vitesse moyenne varie de 1 à 3 m. p. s. de la nuit au jour. La part du vent du gradient est estimée à 30%. La topographie locale fait que les vitesses sont en moyenne plus grandes du secteur Ouest que du secteur Est. La brise remontante est plus développée que la brise descendant le versant. Les variations diurnes de la vitesse et de la direction du vent sont considérées en rapport avec celles de la durée d'insolation, du rayonnement global, de la température et de l'humidité relative.Les bords ramifiés très bas des forêts des peuplements peu denses de haute montagne créent des canaux pour les brises de versant. Celles qui soufflent perpendiculairement à ces bords ont, avec les différences d'irradiation, un effet important sur le microclimat. L'action conjuguée des brises périodiques de montagne, des vents ascendants et descendants des pentes du rayonnement et de l'effet de la disposition des peuplements forestiers joue un rôle important dans l'économie forestière des vallées transversales des Alpes, justement à cause de la participation très élevée des vents locaux à la totalité des mouvements de l'air.

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Mit 8 Textabbildungen.     

Micro-climatological investigations in India

Summary The paper summarises some of the interesting results regarding the climate of the air layers near the ground at Poona (India), under subtropical conditions. The shimmering phenomenon, the thickness of the shimmering layer as estimated from the decay of short period temperature fluctuations with height, the diurnal variation of temperature in the soil and in the air layers near the ground surface, and the growth and decay of the inversion layer in relation to the shimmering layer are discussed. An instrument for recording the heat loss by convection from the insolated ground and the phenomenon of the invisible condensation of water vapour in the soil surface compensating the loss by evaporation during a part of the day are next referred to. The correlation between the vertical gradient of temperature and of wind velocity is found to be quite significant.Considerable progress has also been made in investigating the microclimates of plant communities like crops. Each crop shows a typical microclimate. The canopy effect in sugarcane resulting in a forced inversion of temperature during day time is of particular interest. Variations of wind velocity and evaporation both with height above ground and from crop to crop are also discussed.

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Zusammenfassung Es wird ein Überblick über einige interessante Resultate über das Klima der bodennahen Luftschicht in Poona (Indien) in subtropischen Verhältnissen gegeben. Der Szintillationseffekt, die Dicke der Schlieren bildenden Schicht, die sich aus der Abnahme der kurzperiodischen Temperaturschwankungen mit der Höhe abschätzen läßt, die Tagesschwankung der Temperatur im Boden und in den bodennahen Luftschichten sowie die Zu- und Abnahme der Inversionsschicht im Vergleich mit der Szintillationsschicht werden diskutiert. Sodann wird ein Instrument zur Registrierung des Wärmeverlusts durch Konvektion vom besonnten Boden beschrieben und die Erscheinung der unsichtbaren Wasserdampfkondensation an der Bodenoberfläche besprochen, durch die der Wärmeverlust durch Verdunstung während eines Teils des Tages kompensiert wird. Die Korrelation zwischen vertikalem Temperaturgradienten und Windgeschwindigkeit erweist sich als ziemlich signifikant.Bedeutende Fortschritte konnten auch bei der Erforschung der Mikroklimate von Pflanzengesellschaften, wie Getreide, erzielt werden; jede Getreideart zeigt ein typisches Mikroklima. Der Oberflächeneffekt bei Zuckerrohr, der zu einer erzwungenen Temperaturinversion während des Tages führt, bietet besonderes Interesse. Auch Schwankungen von Windgeschwindigkeit und Verdunstung mit der Höhe über dem Boden wie auch für Getreidearten werden diskutiert.

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Résumé On expose quelques résultats intéressants concernant le microclimat des basses couches d'air à Poona (Inde) dans des conditions subtropicales. On discute l'effet de scintillation, l'épaisseur de la couche produisant des stries, épaisseur que l'on peut estimer grâce à la diminution avec la hauteur des variations de température à courte période, la variation diurne de la température dans le sol et dans la couche d'air voisine de celui-ci, et enfin l'accroissement et l'amincissement de la couche d'inversion comparée à la couche de scintillation. Puis on décrit un appareil enregistreur de la perte de chaleur par convection du sol exposé au soleil; on discute le phénomène de la condensation invisible de la vapeur d'eau dans la surface du sol grâce à la quelle la perte de chaleur par condensation est compensée pendant une partie du jour. La corrélation entre le gradient vertical de température et la vitesse du vent se révèle assez significative.On a pu également enregistrer d'importants progrès dans l'étude du microclimat d'associations végétales telles que les céréales; chaque espèce de céréale présente un microclimat typique. Un intérêt particulier s'attache à l'effet de surface chez la canne à sucre qui conduit à une inversion forcée de température pendant le jour. On discute encore les variations de la vitesse du vent et de l'évaporation selon la verticale au-dessus du sol et cela en rapport avec les espèces de céréales.

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With 13 figures.     

Eine räumlich integrierende optische Methode für die Messung vertikaler Temperatur- und Wasserdampfgradienten in der untersten Atmosphäre

Zusammenfassung Es werden die theoretischen und physikalischen Grundlagen einer Methode dargelegt, die es gestattet, Linienmittelwerte des vertikalen Temperatur- und Wasserdampfgradienten über lange Strecken mit Hilfe der Strahlenbrechung zu messen. Ferner werden praktische Hinweise für die Durchführung solcher Messungen gegeben, die auf den umfangreichen Erfahrungen des Verfassers beruhen. Die Methode wurde im Jahre 1937 für Messungen in den bodenfernen Schichten des Hochgebirges entwickelt und wird in der vorliegenden Arbeit so ausgebaut, daß sie auch für Beobachtungen in den bodennahen Luftschichten brauchbar ist.Zunächst wird gezeigt, daß die Entwicklung neuer räumlich mittelnder Meßmethoden für die atmosphärische Austauschforschung dringend erforderlich ist. Dann wird der Zusammenhang der meteorologischen Elemente mit der Strahlenbrechung in feuchter Luft abgeleitet und eine Beziehung zwischen den Gradienten von Lufttemperatur und Wasserdampf einerseits, der Lichtstrahlkrümmung anderseits mitgeteilt zu alten Ableitungen wird kritisch Stellung genommen.Die Beziehung zwischen dem Refraktionswinkel und den Werten des Brechungsindexgradienten entlang des betreffenden Strahles wird abgeleitet und der Begriff des wirksamen Wertes der Gradienten und der Strahlhöhen eingeführt, der notwendig ist, weil das Gewicht, mit dem die Verhältnisse an einem Punkt des Strahles in den Refraktionswinkel eingehen, eine Funktion der Entfernung vom Beobachtungspunkt ist. Hierbei wird von dem Fearnleyschen Refraktionsintegral Gebrauch gemacht.Es wird die Beziehung zwischen der Bogenlänge und dem Bodenabstand eines Strahles unter Annahme konstanter Krümmung (Annäherung durch Kreisbogen) abgeleitet und hiermit der wirksame Bodenabstand eines Strahles als Funktion der Zenitdistanz berechnet unter verschiedenartigen Annahmen über die vertikale Schichtung des Brechungsindex, die aus der meteorologischen Erfahrung folgen.Daraus ergeben sich Gleichungen, die zur Ableitung von Diagrammen verwendet werden können, aus denen ohne Schwierigkeit für jede gemessene Zenitdistanz eines Strahles die dazugehörige wirksame Höhe entnommen werden kann.Auf diese Weise ist es möglich, mit mehreren Strahlen Höhenfunktionen des Brechungsindex, des Temperatur- und des Wasserdampfgradienten zu messen, die auf momentanen Linienmittelwerten der Schichtung beruhen. Hierbei wird mit geeigneten Winkelmeßinstrumenten bei 15 km langen Strahlen eine Genauigkeit des vertikalen Temperaturgradienten von ±5 ·10^–4° C/m erzielt.Am Schluß werden nähere Angaben über brauchbare Instrumente, über die Ausführung der Beobachtungsstände und Zielmarken und andere Einzelheiten, die praktische Anwendung der optischen Gradientmeßmethode betreffend, gemacht.Das Verfahren wurde im Elbmündungsgebiet der Nordsee in den Sommermonaten der Jahre 1949 bis 1951 angewendet (17000 Messungen). Über die Ergebnisse dieser Messungen soll später berichtet werden.

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Summary The theoretical and physical principles of a method are discussed by which linear mean values of the vertical temperature and humidity gradient over long distances can be determined by refraction measurements. Practical indications for carrying out such measurements are given out of the Author's experience. The method was developed 1937 for measurements in the upper levels of high mountains. In this study it was improved to an extent that it can be applied also to ground layers.First it is shown that the research of atmospheric exchange (Austausch) urgently requires the development of new space-averaging methods of measurement. Then, the connection between meteorological elements and refraction in humid air is derived and a relation given between the gradients of air temperature and humidity on the one hand and curving of light rays on the other hand. All derivations are dealt with critically.Further, the relation between the refraction-angle and the values of the refraction-index gradient along the ray is deduced and the concept of the effective value of the gradients and ray altitudes introduced, which is necessary as the conditions in a given point of the ray bear on the refractionangle with a weight being a function of the distance from the observation point. For this purposeFearnley's refraction integral was used.Assuming constant curving (approximation by arcs of a circle) the relation between arc-length and ground-distance of a ray is derived and thereby the effective ground-distance of the ray calculated, as a function of the zenithdistance, under various assumptions of the vertical distribution of the refraction-index according to meteorological experience.Hence follow equations appropriate to the derivation of diagrams from which, for any measured zenith-distance of a ray, the corresponding effective altitude can be taken without difficulty.In this way it is possible to measure, with the aid of different rays, altitudefunctions of the refraction-index and of the temperature and humidity gradient, based upon momentary linear mean values. Applying suitable theodolites to rays of 15 km length an accuracy of ±5·10^–4° C/m is reached for the vertical temperature gradient.At last particular informations are given on appropriate instruments, the construction of observation posts and marks, and other details concerning the practical application of the optical method for measurement of gradients. The method was used in the Elbe-mouth region (North Sea) during the summer months of the years 1949–1951 (17 000 measurements). The results of these measurements will be published later.

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Résumé On expose les fondements théoriques et physiques d'une méthode permettant de mesurer les valeurs moyennes linéaires des gradients verticaux de température et de tension de la vapeur d'eau sur de longues distances au moyen de la réfraction optique, et l'on donne des indications pratiques pour ces mesures reposant sur de nombreuses expériences de l'auteur. Cette méthode fut développée en 1937 pour des mesures dans les couches d'air élevées, en haute montagne; elle est adaptée ici aux couches voisines du sol.On montre tout d'abord que les recherches concernant l'échange dans l'atmosphère exigent l'emploi de méthodes de mesure nouvelles. Puis on établit l'interdépendance des éléments météorologiques et de la réfraction dans de l'air humide, ainsi qu'une relation entre les gradients de température et de tension de vapeur d'eau d'une part et la courbure des rayons d'autre part, en critiquant les anciennes dérivations.On déduit la relation entre l'angle de réfraction et les valeurs du gradient de l'indice de réfraction de long du rayon, et on introduit la notion de valeur «effective» des gradients et des heuteurs de rayons, notion nécessaire parce que l'importance donnée aux rapports en un point du rayon dans le calcul de l'angle de réfraction est une fonction de la distance au point d'observation. On se sert ici de l'intégrale de réfraction deFearnley.On établit la relation entre la longueur d'arc et l'altitude du rayon audessus du sol en admettant une courbure constante (approximation par arc de cercle), et on calcule de la sorte la déviation d'un rayon du sol comme fonction de la distance zénithale sous différentes hypothèses concernant la stratification verticale de l'indice de réfraction fondée sur l'expérience météorologique.De là des équations utilisables pour construire des diagrammes donnant aisément pour toute distance zénithale d'un rayon la hauteur effective correspondante.Il est possible de cette façon de mesurer à l'aide de plusieurs rayons lumineux les fonctions de l'indice de réfraction, du gradient de la température et de la vapeur d'eau selon l'altitude, déterminées par les valeurs moyennes linéaires momentanées de la stratification. Avec des instruments appropriés on obtient sur des rayons de 15 km de longueur une précision du gradient vertical de température de ±·10^–4 degrés/m.On donne pour finir des indications sur l'instrumentation, les postes d'observation, les repères et autres questions pratiques, concernant la méthode optique de la mesure du gradient.Le procédé a été utilisé dans la région de l'embouchure de l'Elbe pendant les étés de 1949 à 1951; les résultats de 17 000 mesures seront publiés ultérieurement.

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Mit 3 Textabbildungen.     

Untersuchungen der Extinktionseigenschaften des Gletschereises und Schnees

Zusammenfassung Mit Hilfe von Mikroempfängern wurde das Extinktionsvermögen von oberflächennahen Eisschichten der Gletscher und von verschiedenen Schneesorten im kurzwelligen Spektralbereich untersucht und der Extinktionskoeffizient als Funktion der Tiefe (bis 50 cm) und der Wellenlänge bestimmt. Die räumliche Verteilung der Streustrahlung wurde mit Richtempfängern in drei Filterbereichen (650 m, 825 m, 950 m) gemessen. Es wird gezeigt, daß der Extinktionskoeffizient in den oberflächennahen Eisschichten stark von der Meßrichtung abhängt und dadurch in der Oberschicht die räumliche Strahlungsverteilung mit der Tiefe wesentlich verformt wird. Nur Messungen der Strahlungsbilanz können daher über die absorbierte Strahlungsenergie, die in Wärme umgewandelt wird, Aufschluß geben. In tieferen Schichten (x>25 cm) wird der Extinktionskoeffizient von der Meßrichtung unabhängig. In diesem Bereich wird die Theorie vonR. V. Dunkle undJ. T. Gier angewendet und der Streu- und Absorptionskoeffizient berechnet. Im Schnee wird keine Abhängigkeit des Extinktionskoeffizienten von der Meßrichtung gefuden. Aus den Ergebnissen wurde die Porösität der Oberschicht berechnet und der Betrag der inneren Ablation angegeben. Zur Ausbildung der porösen Oberschicht werden im Extremfall etwa 200 cal/cm² verbraucht. Die Art der räumlichen Verteilung der Streustrahlung erlaubt eine neue Erklärung für den Tagesgang der Albedo von Eis.

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Summary Small sensing elements were used to measure radiation extinction in glacier ice and various types of snow. The extinction coefficient for short-wave radiation as a function of depth (down to 50 cm below the surface) and wavelength is given. The spacial distribution of scattered radiation was measured in three wavelengths (650, 825, and 950 m), by means of directional receivers. It is shown that, in the upper layers, the extinction coefficient strongly depends on the direction of the measurement. Therefore, the spacial distribution of radiation below the surface is deformed, Determination of the radiative energy absorbed by the ice and transformed into heat requires measurements of the radiation balance. At greater depths (>25 cm) the extinction coefficient becomes independent of the direction of measurement. For this range the theory ofR. V. Dunkle andJ. T. Gier was applied and the coefficients of scattering and absorption computed. Observations in snow rendered no dependency of the extinction coefficient on the direction of measurement. Using the present results the porosity of the upper ice layer was calculated and internal ablation determined. Under extreme circumstances, the formation of a porous surface layer consumes about 200 cal/cm². Considering the spacial distribution of scattered radiation a new explanation of the daily variation of albedo of ice is given.

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Résumé On détermine à l'aide de récepteurs de petites dimensions les propriétés de l'extinction (affaiblissement total) des couches de glace proches de la surface des glaciers et de diverses sortes de neige. On s'est attaché à l'étude des ondes courtes du spectre et à la recherche du coefficient d'extinction en fonction de la profondeur (jusqua'à 50 cm) et de la fréquence des ondes. La répartition du rayonnement diffus dans l'espace fut mesurée pour les domaines de 3 filtres (650 m, 825m et 950m). On démontre ensuite que le coefficient d'extinction dépend de la direction de mesure dans les couches superficielles de la glace et que la répartition spaciale du rayonnement est, de ce fait, passablement déformée en profondeur. Seules des mesures du bilan de radiation peuvent donc indiquer l'énergie absorbée qui est transformée en chaleur. Dès que la profondeur dépasse 25cm, le coefficient d'extinction est indépendant de la direction selon laquelle il est mesuré. On applique dans cette zone la théorie deR. V. Dunkle etJ. T. Gier et l'on peut calculer les coefficients d'absorption et de dispersion. Dans la neige par contre, on n'a pas trouvé de relation étroite entre le coefficient d'extinction et la direction de mesure. Partant de ces recherches, on a calculé la porosité des couches superficielles et la valeur de l'ablation interne. Il faut, dans les cas extrêmes, 200 cal/cm² pour former la couche poreuse superficielle. La manière dont le rayonnement diffus se répartit dans l'espace permet de formuler une nouvelle explication de la variation diurne de l'albédo de la glace.

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Mit 6 Textabbildungen     

Die Abhängigkeit des Großwetters von solaren Erscheinungen

Zusammenfassung Im ersten Abschnitt werden Einwände gegen die bisherigen Untersuchungen entkräftet. Im zweiten Abschnitt werden neue Belege für die doppelte Schwankung des Großwetters in der gemäßigten Zone während des Sonnenfleckenzyklus erbracht. Es wird gezeigt, daß die Sommer in Neuengland, die 3 bis 1 1/2 Jahre vor einem Fleckenminimum liegen, fast durchweg wärmer als normal sind und alle Hochsommer, die 2,8 bis 1,9 Jahre vor einem Fleckenextrem (Minimum oder Maximum) liegen und in denen weitere solare Bedingungen erfüllt sind, in Mitteleuropa trockener und wärmer als normal sind und übernormalen Luftdruck in Mittel- und Westeuropa aufweisen. Das gleiche gilt in den meisten dieser Jahre auch für den ganzen Sommer und auch für die südlicheren Teile Nordeuropas. Die relative Häufigkeit des Zusammentreffens dieser Großwettererscheinungen mit bestimmten solaren Bedingungen wird als überzufällig erwiesen; die Zusammenhänge werden physikalisch gedeutet.Im dritten Abschnitt wird ein überzufälliger Zusammenhang des Verlaufs der Sonnenflecken vom Vorwinter bis zum Herbst mit dem Temperaturgepräge des Folgewinters in Mitteleuropa dargestellt und erklärt.Im vierten Abschnitt wird aus der zur Erklärung der Doppelschwankung des Großwetters innerhalb des Sonnenfleckenzyklus aufgestellten Hypothese eine logische Folgerung gezogen, die sich auf die Stärke der zonalen Zirkulation in den gemäßigten Breiten in der Höhe der 500 mb-Flächevor einer länger anhaltenden Vermehrung der Sonnenflecken bis zur nächsten Sonnenrotation bezieht. Es wird festgestellt, daß diese rein theoretisch gezogene Schlußfolgerung in der Wirklichkeit mindestens im Winterhalbjahr tatsächlich erfüllt ist, womit ein neues Argument für die Richtigkeit der aufgestellten Theorie des Einflusses der von der Sonne ausgehenden Strahlungsschwankungen auf das Großwetter gewonnen wird. Die Beeinflussung des Großwetters geschieht nicht durch die korpuskularen Strahlungen der Sonne, die auf ionosphärische Vorgänge und dadurch auch auf den Erdmagnetismus wirken, sondern durch länger anhaltende Intensitätsänderungen der Wellenstrahlung, vor allem der ultravioletten Strahlung der Sonne.

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Summary In the first part objections against the former investigations are refuted. In the second part new arguments are given for the double variation of the large scale weather conditions (Großwetter) in the temperate zone during the sun spot cycle. It is shown that the summers in New England which lie 3 to 1 1/2 years before a sun spot minimum are almost without exception warmer than normal, and all midsummers which lie 2,8 to 1,9 years before a sun spot extremum (minimum or maximum) and in which further solar conditions are satisfied are drier and warmer than normal in Central Europe and show supernormal atmospheric pressure in Central and Western Europe. The same is true during most of the years also for the whole summer and also for the more southern parts of Northern Europe. The relative frequency of meeting of these large scale occurences with certain solar conditions are proved to be beyond chance; the relations are physically interpreted.In the third part a relation beyond chance of the course of the sun spots from the foregoing winter until autumn with the temperature-character of the following winter in Central Europe is described and explained.In the fourth part a logical conclusion is drawn from the hypothesis for explaining the double oscillation of the Großwetter within the sun spot cycle. This conclusion regards to the strength of the zonal circulation in the middle latitudes in the height of the 500 mb-area before a longer increasing of the sun spots until the next rotation of the sun. It is stated that this conclusion is fulfilled in the reality. This is a new argument for the correctness of the used theory concerning the influence of the variations of the sun's radiation upon the Großwetter. This influence is not caused by the corpuscular radiations of the sun which have an effect on the ionospheric occurences and by these also on the terrestrial magnetism, but by assiduous changes of the intensity of the undulatory radiation, especially of the ultra-violet radiation of the sun.

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Résumé La première partie de l'article réfute des objections soulevées par les études précédentes. La deuxième partie apporte de nouvelles preuves de la double variation du temps (à grande échelle) de la zone tempérée pendant le cycle des taches solaires. On montre qu'en Nouvelle-Angleterre les étés précédant de 3 à 1,5 ans un minimum de taches sont presque tous trop chauds et que tous les pleins-étés précédant de 2,8 à 1,9 ans un extremum de taches (minimum ou maximum) et pour lesquels d'autres conditions solaires sont remplies sont en Europe centrale trop secs et trop chauds avec pression supra-normale sur le centre et l'Ouest de l'Europe. La même relation existe dans la plupart de ces années également pour tout l'été et dans les régions plus méridionales de l'Europe septentrionale. La fréquence relative de ces conjonctures s'avère comme supérieure à celle du hasard pur; l'auteur en expose les bases physiques.La troisième partie traite d'une relation signifiante entre l'évolution des taches solaires du début de l'hiver à l'automne et l'allure de la température de l'hiver suivant en Europe centrale.Dans la quatrième partie, l'auteur tire de l'hypothèse expliquant la variation double du temps dans l'espace du cycle solaire une conséquence logique se rapportant à l'intensité de la circulation zonale aux latitudes moyennes, à l'altitude de la surface de 500 mb, avant l'augmentation durable des taches solaires jusqu'à la rotation suivante du soleil. Il montre que cette conséquence purement théorique se réalise en fait, au moins pendant le semestre hivernal, et qu'elle fournit ainsi un nouvel argument en faveur de la théorie qui prétend une influence des variations du rayonnement solaire sur la situation météorologique générale. Cette situation n'est pas influencée par le rayonnement corpusculaire du soleil qui intervient dans les phénomènes ionosphériques et dans le magnétisme terrestre, mais bien par les variations à longue période du rayonnement ondulatoire, et avant tout de l'ultra-violet solaire.

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Mit 3 Textabbildungen.     

Über periodische und säkulare Schwankungen der Gewitterhäufigkeit auf der Erde

Zusammenfassung Die statistische Untersuchung mittels des ²-Tests über den Zusammenhang zwischen Gewittertätigkeit und Sonnenaktivität und die Realität desselben führt zu dem Ergebnis, daß nur in 40,9% der betrachteten Stationen mit großer Wahrscheinlichkeit auf einen Zusammenhang geschlossen werden darf. Diese Stationen umfassen vor allem Berg- und Küstenstationen, daher scheint ein Zusammenhang—wenn überhaupt—dann für Wärme- und orographische Gewitter zu bestehen und zwar vor allem in den Tropen und Gebieten nördlich von 55°N. Dabei fallen die Extremwerte der verschiedenen Stationen in ganz verschiedene Jahre innerhalb des Fleckenzyklus, was durchaus kein Argument für einen reellen Zusammenhang der beiden Phänomene ist.Betrachtungen einer 26 tägigen Periode zeigen, daß wohl einige Tage dieser Periode besonders gewitterreich oder gewitterarm sind, doch schwanken die Vorzeichen der Abweichungen vom Mittelwert ziemlich unregelmäßig. Da außerdem eine Ähnlichkeit zwischen den Gängen in den einzelnen Stationen nicht besteht, dürfte die Periode nicht reell sein. Die Betrachtung der säkularen Änderung der Gewitterhäufigkeiten zeigt, daß die Gewittertätigkeit im großen und ganzen zunahm. Die starke Zunahme vor der Jahrhundertwende kann wohl durch genauere Beobachtung erklärt werden. Im letzten Jahrzehnt ist ein Rückgang der Gewittertätigkeit in Europa festzustellen.Aus Vergleichen mit den Resultaten früherer Untersuchungen über dasselbe Thema geht hervor, daß die kurzen Beobachtungsreihen und das Fehlen statistischer Realitätsprüfungsmethoden die betreffenden Autoren zu Schlüssen veranlaßten, die sich bei Verlängerung der Beobachtungsreihen nicht aufrechterhalten ließen. Besonders die behaupteten kurzen Perioden heilten den statistischen Kriterien nicht stand.

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Summary A statistical investigation carried out by the ²-test on the relation between thunderstorm activity and solar activity, and its reality, leads to the result that such a relation can be concluded with high probability in only 40,9 per cent of the considered stations being predominantly mountain and coastal stations. Therefore, a relation—if there is any at all—seems to exist for thermic and orographic thunderstorms, and particularly in the tropics and in the regions north of 55° N. The extreme values of different stations were found in quite different years of the sunspot cycle which is by no means an argument for a real relation of the two phenomena.Considerations of a 26 day period show that some days of the period are either especially rich or poor in thunderstorms, the signs of deviations from the mean value, however, vary rather irregularly. Moreover, as there is no similarity between the records of different stations the period does not seem to be a real one. The study of the secular variation of thunderstorm frequencies shows a general increase of thunderstorm activity. The strong increase at the end of the last century may be explained by better observations, though. During the last decade, a decrease of thunderstorm activity in Europe was found.Comparisons with results of former investigations on the same problem reveal that the short series of observations and the lack of statistical test of reality led authors to conclusions which could not be maintained any more when the series of observations were extended. In particular, the alleged short periods did not hold when tested by statistical criterions.

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Résumé L'étude statistique au moyen du test ² de la relation entre l'activité orageuse et celle des taches solaires montre que le 40,9% seulement des stations considérées fournit une grande probabilité de l'existence d'une telle relation. Il s'agit surtout de stations de montagne et de littoral, de sorte que le relation—si elle existe—concernerait apparemment les orages locaux et de littoral, cela surtout sous les tropiques et dans les régions situées au Nord du 55ème parallèle N. Toutefois les valeurs extrêmes des différentes stations apparaissent dans des années différentes du cycle des taches solaires, ce qui n'est pas un argument en faveur d'une relation réelle entre les deux phénomènes.En ce qui concerne une périodicité de 26 jours, il y a bien certains jours dans cette période plus riches et d'autres plus pauvres en orages, mais les écarts par rapport à la moyenne sont assez irréguliers. Et comme de plus il n'y a pas d'analogie entre les courbes de fréquence des différentes stations, cette période ne semble pas être réelle. Du point de vue de la variation séculaire, l'activité organeuse a augmenté dans l'ensemble. Le fort accroissement de fréquence à la fin du siècle passé peut s'expliquer par des observations meilleures à ce moment là. Pendant la dernière décade, l'activité orageuse en Europe a diminué.Des comparaisons avec des recherches antérieures sur le même sujet montrent que des séries trop courtes d'observations et l'absence de tests statistiques ont parfois conduit les auteurs à des conclusions que la prolongation des séries ne permet pas de maintenir. Les prétendues périodes courtes en particulier sont réduites à néant par les critères statistiques.

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Mit 3 Textabbildungen     

Über die Feinbänderung und Bewegung des Gletschereises

Zusammenfassung In Fortsetzung früherer Arbeiten wurde die Verteilung der Feinbänderung im Zungengebiet der Pasterze (Ostalpen) entlang zehn Querprofilen aufgenommen. Obwohl auf Grund der Gefügeanalyse vermutet wird, daß die im Eis vorhandenen Kornregelungen in Zusammenhang mit Relativbewegungen stehen, deutet die großräumige Verteilung der Feinbänderung auf ein innerhalb der Gletscherbewegung passives Verhalten. Es ergeben sich Hinweise dafür, daß die Feinbänderung ihre Entstehung Vorgängen während oder kurz nach Passage großer Gletscherbrüche verdankt.

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Summary Continuing previous work the distribution of the so-called fine bands on the tongue of Pasterze-glacier (Eastern Alps) was measured along 10 profiles crossing the glacier. Although from petrofabric studies it seems probable that grain orientation within the ice is associated with relative movements the general distribution of fine bands points towards their passive behaviour within the movement of the glacier tongue. It is suggested that they are formed in the ice during or shortly after passing large ice-falls.

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Résumé Poursuivant de précédents travaux, l'auteur a étudié la distribution des micro-couches du front du glacier de la Pasterze (Alpes orientales) le long de dix profils transversaux. Bien que l'analyse de structure porte à croire que l'orientation des grains de la glace soit en relation avec les mouvements relatifs, la distribution d'ensemble des micro-couches indique plutôt une indifférence à l'égard du mouvement du glacier. Il existe des indices selon lesquels les micro-couches seraient dues à des phénomènes se produisant pendant ou peu après de fortes cassures du glacier.

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Mit 5 Textabbildungen.     

Probleme der alpinen Synoptik

Zusammenfassung Ein Überblick über die Probleme der synoptischen Arbeit in den Alpen wird gegeben. Ausgehend von der Betonung der Notwendigkeit besonders sorgfältiger Materialkritik werden zunächst die kleinräumigen Erscheinungen mit ihren Konsequenzen für den lokalen Wetterablauf besprochen. Darunter sind zu nennen: die Neigung zur Ausbildung antizyklonaler Zirkulationen über den Alpen, die tagesperiodischen Windsysteme mit ihren quasistationären Stromfeldsingularitäten, die Häufung von Frontdurchgängen zu bestimmten Tagesstunden usw. Folgende Modifikationen der großräumigen atmosphärischen Zirkulationen werden ferner diskutiert: der Südföhn und die Schwierigkeiten seiner Prognose, die Überschreitung der Alpen durch Kaltluftmassen, die dabei auftretenden Keile hohen Druckes am Nordrand der Alpen, sowie die Tiefdruckgebiete des oberitalienischen Raumes und ihre Entwicklung zu V_b-Zyklonen. Die besonders bedeutungsvolle rechtzeitige Vorhersage starker Niederschläge wird in ihren Schwierigkeiten besprochen, die vor allem darauf zurückzuführen sind, daß oft keine erkennbaren Bindungen an Luftmassengrenzen vorhanden sind und daß es sich dabei um ausgesprochen kleinräumige Vorgänge handelt. Diese Schwierigkeiten erreichen das größte Ausmaß bei der Gewitter- und Hagelprognose. Zum Schluß wird die Einführung einer Wetterkarte des Alpenraumes in größerem Maßstab vorgeschlagen, die als Grundlage für die in den Alpen unerläßliche synoptische Kleinarbeit dienen und die Ausschöpfung des reichen Beobachtungsmaterials ermöglichen soll.

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Summary A survey is given of the problems concerning synoptic work in the Alps. Starting from the statement that observations can be used only after very critical examination the Author discusses at first the regional phenomena and their consequences for the local development of weather, such as the tendency to form anticyclonic circulations over the Alps, the daily-periodic wind systems with their singularities of quasistationary fields of currents, the increase in frequency of front passages at certain hours of the day, etc. Furthermore, the following modifications of far-reaching atmospheric circulations are discussed: the southern foehn and the difficulties of its forecast, the passage of cold air masses across the Alps associated with wedges of high pressure on the northern side of the Alps, the low pressure regions in northern Italy and their development to V_b-cyclones. The very important timely forecast of strong precipitations is dealt with the difficulties of which are mostly due to the fact that, frequently, no relation to borders of air masses can be established, the precipitation being caused by processes of definitely local origin. Most difficulties arise in forecasting thunderstorms and hail. At last a weather map of larger scale including the Alpine region is proposed to serve as a basis for the detailed synoptic work necessary in the Alps and to make possible the evaluation of the rich material of observations.

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Résumé L'auteur présente un coup d'oeil d'ensemble sur les problèmes du travail synoptique dans les Alpes. Après avoir souligné la nécessité de soumettre les observations à une critique serrée, on s'occupe d'abord des phénomènes régionaux et de leur rôle dans l'évolution locale du temps; parmi ceux-ci il faut mentionner la tendance à la formation de circulations anticycloniques sur les Alpes, les systèmes de vents à période diurne avec les singularités quasi stationnaires de leurs champs de courant, la prédominance particulière des passages frontaux à certaines heures de la journée, etc. Suit une discussion des modifications suivantes de la circulation atmosphérique générale: le foehn du Sud et la difficulté de sa prévision, le franchissement des Alpes par les masses froides avec les coins de haute pression au Nord de la chaîne ainsis que les dépressions de l'Italie du Nord et leur évolution en dépressions V_b. L'auteur expose le cas des précipitations abondantes, difficiles à prévoir à temps parce que souvent non liées à des limites de masses d'air et parce que ce sont en général des phénomènes géographiquement très limités. Ces difficultés sont les plus grandes lorsqu'il s'agit de prévoir les orages et la grêle. Enfin il propose de dresser une carte du temps de la région alpine à grande échelle, destinée à servir de base au travail synoptique de détail et à permettre la mise en valeur du matériel d'observations à disposition.

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Mit 2 Textabbildungen.     

The equatorial electrojet as detected from the abnormal electric current distribution above Huancayo,Peru, and elsewhere

Summary The abnormally large range of the daily variation of the horizontal (or north) component of magnetic force over Huancayo in Peru indicates the daily rise and decline of a concentrated eastward electric current above that station, superposed on the normal current distribution responsible for the daily magnetic variationS _q. The nameelectrojet is suggested for this concentrated current. New investigations indicate the occurrence of the electrojet also over Africa and India. To determine the height, intensity, width and return current flow of the electrojet, it is necessary to determine the abnormality in the daily range of the vertical (and perhaps also of the east) force, at stations north and south of the electrojet. It is suggested that the Bombay and Manila dailyZ variations already confirm the existence of the abnormality also in this element. Illustrative calculations are given that will be helpful in interpreting the proposed new data.

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Zusammenfassung Die außergewöhnlich große Amplitude der Tagesschwankung der Horizontal- (oder Nord-) Komponente der magnetischen Feldstärke über Huancayo (Peru) weist auf einen täglichen Anstieg und Abfall eines konzentrierten, nach Osten fließenden elektrischen Stromes oberhalb dieser Station hin, der der normalen Stromverteilung überlagert ist, auf die die magnetische TagesschwankungS _q zurückgeführt werden muß. Für diesen konzentrierten Strom wird die BezeichnungElektrostrahl (electrojet) vorgeschlagen. Aus neuen Untersuchungen läßt sich das Auftreten des Elektrostrahls auch über Afrika und Indien nachweisen. Um Höhe, Intensität, Breite und Rückfluß des Elektrostrahles zu berechnen, ist es notwendig, die Abweichungen der Tagesschwankung der Vertikal- (und eventuell auch der Ost-) Komponente der Feldstärke an Stationen nördlich und südlich des Elektrostrahls zu bestimmen. Es wird gezeigt, daß vielleicht bereits der Tagesgang der VertikalintensitätZ in Bombay und Manila das Auftreten dieser Anomalie auch bei diesem Element bestätigt; die notwendigen Berechnungen zum Verständnis dieser neuen Ergebnisse werden durchgeführt.

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Résumé L'amplitude anormalement grande de la variation diurne de la composante horizontale (ou nord) de l'intensité du champ magnétique à Huancayo (Pérou) semble indiquer l'augmentation et la diminution journalières d'un courant électrique concentré s'écoulant vers l'Est au-dessus de cette station et qui se superpose au courant normal auquel il faut attribuer la variation magnétique diurneS _q. On propose pour ce courant concentré le nom dejet électrique (electrojet). De récentes recherches permettent de retrouver également ce jet électrique au-dessus de l'Afrique et de l'Inde. Pour déterminer l'altitude, l'intensité, la largeur et la branche de retour du jet électrique, il faut mesurer les écarts de la variation diurne de la composante verticale (et éventuellement de la composante Est) de l'intensité du champ en des stations situées au Nord et au Sud du jet. On montre que peut-être la marche diurne de l'intensité verticaleZ à Bombay et à Manille révèle déjà cette anomalie de cet élément; on effectue les calculs nécessaires à la comprèhension de ces nouveaux résultats.

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With 13 Figures

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Research Associate, California Institute of Technology, April 1950 to March 1951, under Signal Corps Project No. 24-172B; on leave from Oxford University.     

Der Einfluß großer Massenerhebungen auf die Lufttemperatur und die Ursachen der Hebung der Vegetationsgrenzen in den inneren Ostalpen

Zusammenfassung Die allgemeinnen sowie verschiedene regionale vertikale Temperaturgradieten in den Ostalpen bestätigen nicht die im früheren meteoorologischen Schrittum entwickelte Vorstellung, daß die Massenerhebung des Gebirges thermisch begünstigend wirke und daß dies die Ursache für die Hebung der Vegetationsgrenzen in den Gebieten größter Massenerhebungen sei. Alle Temperaturgradienten weisen darauf hin, daß jede Temperraturreduktion mit 0,5^o pro 100 m auf ein bestimmtes Niveau in reduzierten oder auch in wirklichen Isothermen zu klimatologischen Irrtümern führen muß. Um die wahren Unterschiede zwischen Bergtemperaturen und freier Atmosphäre zu ermitteln und damit das Problem zu klären, ob Berge thermisch bevorzugt sind oder nicht, wurden Aufstiegsergebnisse über Wien, München, Pavia und Friedrichshafen in den Alperaum reduziert, d. h. unmittelbar mit gipfelnahen Bergtemperaturen vergleichbar gemacht. Es zeigte sich, daß im Jahresmittel um 7 Uhr Bergen, Hochtäter und Pässe kälter sind als die freie Atmosphäre, zur zwar zunhmend mit wachsender Höhe. Ähnliche Unterschiede wurden auch für die durchnittlichen Julitemperaturen gefunden. Im jahreszeitlichen Gang der Abweichungen der Bergtemperaturen um 7 Uhr gegenüber der freien Atmosphäre treten auf dem Sonnblick die größten Differenzen im Winter und die geringsten im Mai auf. Auch für die Zeit des Temperaturmaximums am Nachmittag konnte im Jahresmittel der Temperatur kein positiver Einfluß erkannt werden.Die hohen oberen Baumgrenzen in den zentralalpen gegenüber den niedrigeren am nördlichen Außenrand der Ostalphen müssen durch die südlichere Lage, geringere Schneehöhen und geringere Andauer der Schneedecke, schächere Luftbewegung, tiefgründigere und wasserundurchlässige Böden erklärt werden, während in den Kalkaplen Schutthalden, eine nur dünne Humusdecke, Wasserdurchlässigkeit des Bodens und damit starke Austrocknung in Dürreperioden, Kaltluftansammlungen in Dolinen usw. die Grenze des Baumwuchses nach unten drücken.

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Summary The general as well as regional vertical temperature-gradients in the Eastern Alps do not confirm the view hitherto developed in the meteorological literature that a mountain massif causes relatively higher temperatures and, therefore, higher limits of vegetation within the area of the highest elevations. All temperature-gradients indicate tha any reduction of temperature to a given level carried out on the basis of 0,5°C per 100m, will lead to climatological errors, both for reduced and true isotherms.In order to obtain the real differences of temperature between mountains and free atmosphere and to throw light upon the probloem whether mountains are thermically favoured or not, the aerological records of Vienna, Munich, Pavia, and Friedrichshafen have been reduced to the Alpine region and so made directly comparable with the corresponding mountain temperatures. In the annual average at 7 A. M., mountains, high valleys, and passes were found to ber colder than the free atmosphere, this temperature-differences being greater with icreasing height. The same holds true for the mean July temperatures. The annual march of the temperature-difference between mountains and free atmosphere, such as it was found from observations on the Sonnblick at 7 A. M., shows a maximum in winther and a minimum in May. Even for the time of the afternoon maximum of temperature no positive influence could be recognized in the annual average of temperature.The high upper tree-limits in the Central Alps when compared with those lower ones on the northern edge of the Eastern Alps must be explanied by the relatively southern position, by smaller depths of snow and shorter periods of snow-cover, by less air movement and deeper soils being impermeable to water. In the Limestone-Alps slopes of debris, thin mouldcovers, the permeability of the soil and in consequence lack of humidity in periods of droughts, accumulation of cold air in dolines and other phenomenona are the cause for the relatively low limits of tree growth.

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Résumé Les gradients verticaux de température régionaux dans les Alpes orientales démentent les vues classiques selon lesquelles la présence de massifs montagnex aurait un effet favorable du point de vue thermique et serait la cause de l'élévation des niveaux de végétation dans les régions accidentées. Tous les gradients étudiés prouvent que toute réduction de température sur la base de 0,5 degrés par 100 mètres conduit à des errurs en climatologie, soit en isothermes réduites ou réelles, Dans le but d'obtenir les différences réelles de température entre la montagne et l'atmosphère libre et de voir si la première est avantagée ou non, on a réduit des observtions aérologiques de Vienne, Munich, Pavie et Friedrichshafen der façon à les rendere comparables à celles des sommets alpins voisins. On constate qu'à 7 h. (moyennes annuelles) les montagnes, les hautes vallées et les cols sont plus froids que l'atmosphère libre, et cela d'une manière croissante avec l'altitude; il en est de même pour les températures moyennes du mois de juillet. La variation annuelle de l'écart de température au Sonnblick à 7 h. montre que l'écart est le plus grand en hiver et le plus faible en mai. Même en ce qui concerne les températures du moment le plus chaud de la journée, il nápparaît pas que la montagne soit plus chaude que l'atmosphère libre.Il faut donc expliquer l'altitude relativement élevée des limites d'arbres des Alpes centrales comparées aux altitudes plus basses dans la partie extérieure septentrionale des Alpes orientales part la latitude plus basse, par la plus faible hauteur de neige, par la moindre durée de la couverture neigeuse, par le calme relatif de l'air et par l'état du sous-sol imperméable à l'eau. Dans les Alpes calcaires, part contre, les éboulis, la faible épaisseur de l'humus, la perméabilité du sol entraînant la dessication en période sèche, les accumulations d'air froid dans les dolines, etc. abaissent le niveau de la limite de la végétation.

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Mit 4 Textabbildungen.     

Nordostalpine Seehöhenmittel der Niederschlagsmenge (1851–1950)

Zusammenfassung Aus 320 Niederschlagsstationen der Periode 1891 bis 1930 werden für 50 m-Stufen Seehöhenmittel der Niederschlagsmenge für die Monate und für das Jahr abgeleitet und auf die Periode 1851 bis 1950 umgerechnet mitgeteilt. Die klimatische Besonderheit einer sekundären Maispitze in den monatlichen Niederschlagsmengen, die sich in der 100jährigen Wiener Reihe als Häufigkeitsmaximum maximaler Monatswerte, der Niederschlagsmenge zeigt, wird als Besonderheit des pannonischen Klimas erkannt und ihre auffällige Auswirkung in den abgeleiteten Seehöhenmitteln als Effekt örtlicher Mai-Gewitter und Starkregen klargestellt. Vergleiche der Niederschlagskurven verschiedener Bergstationen erläutern die Uneinheitlichkeit des alpinen Niederschlagsregimes als Folge der Funktion der Alpen als mehrfacher Klimascheide und die Notwendigkeit, von einem einheitlichen regionalen Mittelwert für die ganzen Alpen abzusehen. Als Folge dieser Tatsache werden regionale Mittelwerte als Grundlagen für Anomaliendarstellungen des alpinen Niederschlagsregimes abgelehnt und die Gründe hierfür an einem Beispiel erläutert.

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Summary On the basis of measurements at 320 stations of the period 1891–1930 monthly and annual averages of precipitation are calculated for 50 m-intervals of altitude and reduced to the period 1851–1950. The climatic peculiarity of a secondary may-maximum in the monthly amounts of rainfall resulting from the 100 year-series at Vienna as a frequency maximum of the highest monthly values of precipitation was found to be characteristic for the Pannonian climate. Its obvious effect as shown by the averages derived for different altitudes is accounted for by the local may-thunderstorms and downpours. By comparison of the precipitation curves of different mountain stations it becomes clear that there exists no uniform Alpine precipitation regime on account of the Apls functioning as climatic septum. Hence the necessity follows to renounce a uniform regional mean value for the Alps. Therefore, it is not allowed to use regional mean values as a basis for representing the anomalies of the Alpine precipitation regime, what is shown by an example.

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Résumé On évalue des précipitations mensuelles et annuelles moyennes pour les niveaux de 50 en 50 m à partir des mesures de 320 stations de la période 1891–1930, réduite à la période 1851–1950. Le maximum secondaire du mois de mai (ou apparaît dans la série, centenaire de Vienne la fréquence la plus élevée des maxima mensuels) est considéré comme une particularité du climat de la Pannonie; il est dû aux orages locaux de mai et à des averses torrentielles. La comparaison des courbes de précipitations de différentes stations de montagne illustre le caractère hétérogère du régime pluvial alpin, conséquence des particularités géographiques de la grande chaîne comme barrière climatique; elle montre aussi l'impossibilité d'établir une valeur moyenne caractéristique de l'ensemble du domaine alpin. L'auteur renonce de ce fait à faire appel à des moyennes régionales pour l'étude des anomalies du régime pluvial alpin et en donne les motifs par un exemple.

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Mit 2 Textabbildungen.     

Klimatische Tendenzen und Untersuchungen zur allgemeinen Zirkulation

Zusammenfassung Einige Beobachtungsdaten aus dem Winter 1962/63 werden sowohl in bezug auf neuere als auch auf langfristige klimatische Tendenzen diskutiert. Der Abkühlung der Weltklimate seit etwa 1940 ist bisher praktisch noch nicht viel Beachtung geschenkt worden, obwohl sie die Häufigkeit strengen Winterwetters beeinflußt hat. Dies ist vielleicht teilweise durch die künstliche Erwärmung der Städte zu erklären, die unter starken niedrig liegenden Temperaturinversionen im Winter am wirksamsten ist. Ferner wird über Untersuchungen der Änderungen der allgemeinen atmosphärischen Zirkulation berichtet. Diese zeigen den Mechanismus auf, durch den aufeinanderfolgende langfristige Klimaänderungen zustandegekommen sind: Die Abkühlung in den Jahren von 1300 bis 1600 und die Erwärmung in den Jahren von 1700 bis etwa 1930 werden mit einer Abschwächung beziehungsweise Verstärkung der Zirkulation bzw. mit entsprechenden Änderungen der Wellenlänge der zirkumpolaren Westdrift und einer Durchdringung der höchsten Breiten durch Warmluftzufuhr und Zyklonenzugbahnen in Verbindung gebracht. Eine Umkehr des Trends kann unter Verwendung dieser Zirkulations-Aspekte bereits früher entdeckt werden — schon 30 oder mehr Jahre früher — als durch Untersuchung der Temperaturen in der Arktis und anderswo, der Ausdehnung der Eisbedeckung usw. Es ist wahrscheinlich, daß die Abkühlung und die Zunahme des Eises, die jetzt speziell im europäischen Sektor zu beobachten sind, eine Reaktion darstellen auf die neuere Tendenz zu schwächerer zonaler Zirkulation hin und zu einer Westwärts-Verschiebung des Höhentroges im europäischen Sektor, die eine zunehmende Häufigkeit nördlicher Bodenwinde im Sektor zwischen Grönland und dem Ural begünstigt. Die Eislage in den nördlichen Meeren im Februar 1963 läßt sich nur mit den schlimmsten Jahren des 17. und 18. Jahrhunderts vergleichen.

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Summary Some figures for winter 1962/63 are examined in relation to both recent and long-term climatic trends. The cooling of world climates since about 1940 has not yet received much notice from the practical point of view, though it has affected the frequency of difficult winter weather. The oversight is perhaps partly explained by the increasing artificial warmth of the cities, which is most effective under strong low-level temperature inversions in winter. Studies of changes in the general atmospheric circulation are described. These show the mechanism by which successive long-term changes of climate have been achieved—cooling from 1300 to 1600 and warming from 1700 to about 1930—was associated respectively with weakening and strengthening circulation and corresponding changes of (a) wavelength in the circumpolar westerlies (b) penetration of the highest latitudes by advected warm air and depression tracks. Reversal of trend is detected earlier, already 30 years or more ago, in these aspects of the circulation than when one examines temperatures in the Arctic and elsewhere, extent of ice etc. It seems probable that the cooling and increase of ice now to be observed particularly in the European sector are a response to the recent trend towards weaker zonal circulation and a westward shift of the upper trough in the European sector which favours increased frequency of northerly surface winds in the sector between Greenland and the Urals. The ice situation on the northern seas in February 1963 appears fully comparable only with the worst years of the 17th and 18th centuries.

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Résumé On discute ici quelques observations de l'hiver 1962–1963 à la lumière de tendances climatologiques tant récentes qu'à long terme. Jusqu'ici, on n'a pas accordé beaucoup d'attention au refroidissement des climats de notre globe depuis 1930, bien que ce refroidissement ait influencé déjà le nombre des hivers rigoureux. Ce peu d'attention s'explique peutêtre par le chauffage artificiel des villes, chauffage qui est particulièrement efficace au-dessous de fortes inversions thermiques situées en hiver à basse altitude. On rapporte en outre sur des recherches concernant des changements de la circulation atmosphérique générale. Ces changements montrent le mécanisme par lequel les modifications successives du climat à long terme se sont produites. On met le refroidissement des années 1300 à 1600 en relation avec un ralentissement de la circulation et le réchauffement de 1700 à 1930 avec une accélération de cette circulation. On peut faire le même raprochement pour des modifications similaires de la longueur d'ondes du courant circumpolaire d'ouest et la pénétration des afflux d'air chaud et des trajectoires des cyclones aux latitudes les plus grandes. Une inversion de la tendance du climat peut être reconnue bien à l'avance—30 ans et plus—en utilisant ces nouveaux aspects de la circulation, qu'en utilisant les températures de l'arctique et d'ailleurs, l'extension de la calotte glaciaire, ou d'autres critères. Il est probable que le refroidissement et l'augmentation de la glace, visibles actuellement surtout dans le secteur européen, ne sont qu'une réaction aux nouvelles tendances de ralentissement de la circulation zonale et d'un déplacement vers l'ouest du creux dépressionnaire en altitude du secteur européen, ce qui favorise une fréquence accrue des vents du nord au sol entre le Groenland et l'Oural. La position des glaces dans les mers du nord en février 1963 ne peut être comparée qu'aux pires années des 17ème et 18ème siècles.

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Mit 5 Textabbildungen     

Statistische Untersuchungen über die Hagelhäufigkeit in der Schweiz und ihre Beziehungen zur Großwetterlage

Zusammenfassung Eine Untersuchung der langjährigen Beobachtungsreihen (1901 bis 1950) der Hagelfrequenz (Anzahl Hageltage) der Stationen des schweizerischen meteorologischen Netzes auf ihre Homogenität und Zuverlässigkeit mit Hilfe des Streuungsmaßes der Dezenniensummen ergibt eine nur beschränkte Brauchbarkeit des Materials. Anschließend wird das von der schweizerischen Meteorologischen Zentralanstalt mit Hilfe von Angaben der Hagelversicherungsgesellschaft zusammengestellte Material (1921 bis 1950) in bezug auf die Häufigkeit der Hageltage und die Anzahl der von Hagel betroffenen Gemeinden für die ganze Schweiz und nach einzelnen Landesteilen im allgemeinen und in Hinsicht auf den Jahresgang untersucht. Aus einer eingehenden Untersuchung der Abhängigkeit der Hagelhäufigkeit von der Großwetterlage werden an Beispielen die verschiedenen Auswirkungen auf die ganze Schweiz sowie auf die einzelnen Landesteile gezeigt, wobei diese Auswirkungen auch gesondert nach der flächenmäßigen Ausdehnung der Hagelfälle untersucht werden.Die folgenden Großwetterlagen begünstigen Hagelfälle in der Schweiz: Zyklonale Lage mit Hochdruck im Norden (Bezeichnung nachHess undBrezowsky:HN _z), Tiefdruck über Mitteleuropa (TM), Troglage über West-europa (TrW), Tiefdruck über den Britischen Inseln (TB) und Troglage über Mitteleuropa (TrM). Zum Abschluß wird das Verhalten des Luftdruckes, der Luftdruckänderungen und der Taupunkttemperatur an Hageltagen und deren Vortagen für die 25 stärksten Hagelfälle untersucht.

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Summary The series of observations of 1901 to 1950 of frequency of hail (number of days with hail) at the stations of the Swiss meteorological network are examined, by means of the ratio of dispersion of the sums of decades, as to homogeneity and reliability, and it is found that they have only a limited value. The material of 1921 to 1950 assembled by the Swiss Central Meteorological Station, together with statements of the insurance company for hail is investigated as to the frequency of days with hailstorm and of the number of hailstruck municipalities in the different regions of Switzerland and with regard to the annual variation. A thorough investigation of the dependency of the frequency of hailstorm from large scale weather situations leads to results which show the effects for Switzerland as a whole and for individual regions; these effects are also examined as to the square dimensions of hailstorms extension.The following large scale weather situations are favouring hailstorms in Switzerland: cyclonic situation with high pressure area in the North (abbreviation byHess andBrezowsky:HN _z), depression above Central Europe (TM), trough area above Western Europe (TrW), depression above the British Isles (TB), and trough area above Central Europe (TrM). Finally the conditions of atmospheric pressure and its variations, and of the dew point temperature at the days with and the days before hailstorm are studied for the 25 heaviest hailstorms.

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Résumé L'auteur a étudié les séries d'observations de la fréquence de la grêle (nombre des jours de grêle) des stations du réseau météorologique suisse de 1901 à 1950. L'examen de leur homogénéité et de leur comparabilité, fait à l'aide de l'indice de dispersion des sommes décennales, donne des résultats de valeur restreinte. L'auteur étudie ensuite les données rassemblées dans les annales de la Station Centrale Suisse de Météorologie de concert avec la société d'assurance contre la grêle qui concernent la fréquence des jours de grêle et le nombre des communes touchées dans toute la Suisse dans la période de 1921–50. Ces résultats sont examinés pour les différentes régions du pays ainsi que par rapport à la variation annuelle. En partant d'un examen approfondi de la dépendance de la fréquence de la grêle de la situation météorologique générale, l'auteur montre quels effets en résultent pour toute la Suisse et pour les différentes régions de celle-ci, et il examine ces effets en particulier quant à l'étendue topographique des chutes de grêle.Les situations météorologiques générales suivantes favorisent les chutes de grêle en Suisse: situation cyclonale avec haute pression au nord (désignation d'aprèsHess etBrezowsky:HN _z), basse pression au-dessus de l'Europe centrale (TM), situation de couloir au-dessus de l'Europe occidentale (TrW), basse pression sur les Iles Britanniques (TB), ainsi que situation de couloir au-dessus de l'Europe centrale (TrM). Pour finir, l'auteur examine les conditions de la pression barométrique et de ses variations ainsi que de la température du point de rosée pour les jours de grêle et pour les jours précédant ceux-ci, cela pour les 25 chutes de grêle les plus intenses.

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Mit 6 Textabbildungen.

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Im Auftrage der Eidgenössischen Kommission zum Studium der Hagelbildung und der Hagelabwehr.     

Elektrische Fernmessung der Luft- und Bodentemperatur in einem Bergwald

Zusammenfassung Im Rahmen einer forstmeteorologisch ausgerichteten klimatologischen Standortsuntersuchung wurden an einer Schneise am Westhang des Großen Falkensteins (Bayerischer Wald) Messungen der Luft- und Bodentemperaturen durchgeführt. Längs der etwa 3 km lange Meßstrecke, die einen Höhenunterschied von etwa 700 m erfaßte, waren an sechs Stellen jeweils im Boden (10 cm), im Stammraum (3 m), im unteren Kronenraum (20 m) und über den Wipfeln (45 m) Thermistore angebracht, deren Widerstand zentral mit Hilfe einer Brücke und einer Wähleinrichtung abgelesen wurde. Von den Ergebnissen im Sommer 1955 werden charakteristische Werte des Tagesganges, der Tagesschwankung, des Streubereichs und der Tagesmittel der Luft- und Bodentemperaturen mitgeteilt, die die Auswirkungen des Bestandes auf das Mikroklima kennzeichnen. Der Einfluß der Höhenlage auf die Temperaturschichtung im Bestand und die Dynamik des Hangluftkörpers werden besprochen. Abschließend werden die Thermistormessungen im Wald mit den Ergebnissen der Registrierungen in Klimahütten längs der Schneise vergleichen.

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Summary In the course of a forestry-climatological investigation measurements of air and soil temperature have been made in and near a deforested line at the western slope of the Grosser Falkenstein (Bavarian Forest). Along a stretch of 3 km, comprising a difference of height of about 700 m one has fixed at 6 places thermistores in the soil (10 cm), in the trunk region (3 m), in the lower top region (20 m) and above the tops of the trees (45 m); the resistance of the different thermistores was measured from one spot by means of a bridge and a selective device. Of the results of summer 1955 characteristic figures of the daily variation and amplitude, of the dispersion and daily means of air and soil temperatures, characterizing the effects of the forest on the microclimate, are communicated. The influence of altitude on the stratification of temperature in the forest and the dynamics of the air mass along the slope are discussed. Finally the thermistore measurements inside the forest are compared with the results of the records in thermometer screens along the deforested line.

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Résumé Au cours d'une étude climatologique forestière faite au bord d'une laie sur le versant ouest du Grand Falkenstein dans la Forêt de Bavière, on a procédé à des mesures de la température de l'air et du sol. Sur une longueur de 3 km environ, comprenant une dénivellation d'à peu près 700 m, on a fixé en 6 points de la pente des thermistores dans le sol (à 10 cm), dans la région des troncs (à 3 m), dans celle des houppes (à 20 m) et au-dessus des cimes des arbres (à 45 m); la résistance des différents thermistores a été mesurée depuis un seul point à l'aide d'un pont et d'un dispositif sélecteur. Des résultats de l'été 1955, on a représenté dans ce travail des valeurs caractéristiques des moyennes journalières, de la variation et de l'amplitude diurne ainsi que de la dispersion de la température du sol et de l'air, qui donnent un aperçu de l'influence de l'association forestière sur le micro-climat. On discute aussi l'influence de l'altitude sur la stratification de la température dans la forêt ainsi que la dynamique de la masse d'air du versant. Pour terminer, on compare les valeurs des mesures faites au milieu des arbres à l'aide des thermistores avec les enregistrements obtenus dans des abris météorologiques placés le long de la laie.

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Mit 11 Textabbildungen     

L'Essor de la radiométérologie mondiale et la prévision du temps

Résumé Les relations entre les parasites atmosphériques (ondes hertziennes naturelles) émis par les orages ou d'autres foyers de perturbations de la troposphère, enregistrés sur de grandes longueurs d'ondes, et la météorologie synoptique (prévision du temps) ont fait l'objet de recherches de 1920 à 1950, principalement par des chercheurs européens, dont un historique est donné. Les organisations internationales intéressées à ces traxaux et leurs principales résolutions sont rappelées. Les méthodes instrumentales courantes font l'objet d'un court aperçu et quelques résultats acquis appliqués à la pratique journalière de la prévision radiométérologique du temps sont sommairement décrits. on indique la technique à suivre pour l'organisation d'un réseau de stations radiométéorologiques, en citant comme exemple celui de la République Argentine, qui devrait répondre à des conditions idéales, puisqu'il s'étend des régions subtropicales aux régions polaires, enregistrant ainsi tous les typs de parasites. Le problèmes des échanges télégraphiques de renseignements par codes et l'expérience européenne en la matière termine l'article.

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Summary Several authors, especially in Europe, have investigated since 1920 the relations existing between sferics and synoptical meteorology. Sferics are natural hertzian waves emitted by thunderstorm-hearths and similar tropospherical sources, observable on long waves. The history of these investigations is shortly summarized; and mention is made of the international organizations concerned with them, as well as of their most important resolutions. The current instrumental methods and some of the results obtained hitherto are briefly exposed, with a view to their application to forecasting practice. The author gives directive rules for the technical organization of radio-meteorological network. He refers to Argentine, offering ideal possibilities of radio-meteorological observation by the extension of its territory from sub-tropical to polar regions, as all types of sferics can be recorded in this country. Finally, he discusses the problem of the transmission of radio-meteorological results by code and the experience gathered in Europe.

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Zusammenfassung In den Jahren 1920 bis 1950 wurden, vorab durch europäische Forscher, die Beziehungen zwischen den atmosphärischen Parasiten und der synoptischen Meteorologie untersucht. Als Parasiten (englisch sferics) bezeichnet man natürliche Hertzsche Wellen, die von Gewitterherden oder andern troposphärischen Störungsquellen ausgehen und auf langen Wellen registriert werden. Die Arbeit enthält einen historischen Überblick über diese Forschungen, sowie Hinweise auf die an radiometerologischen Untersuchungen interessierten internationalen Organisationen und ihre wichtigsten Resolutionen. Nach einer kurzen Übersicht über die gebräuchlichen instrumentellen Beobachtunsmethoden und die bisher erhaltenen Ergebnisse, zeigt der Verfasser, wie man diese Ergebnisse in der praxis der täglichen Wettervorhersage anwenden kann. Er gibt ferner Richtlinien für die technische Organisation radiometeorologischer Beobachtungsnetze; als Beispiel wird Argentinien angeführt, das mit seinem von den Subtropen bis ins Polargebiet reichenden Territorium geradezu ideale Bedingungen für radiometeorologische Messungen erfüllt, indem dort alle Typen von Parasiten registriert werden können. Abschließend wird die Frage der übermittlung radiometeorologischer Meßergebnisse mittels Zahlenschlüssel behandelt, wobei die in Europa gesammelten Erfahrungen mitgeteilt werden.

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Avec 2 figures.

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Dédié à M. le prof. Dr.H. Benndorf à l'occasion de son 80^ème anniversaire.     

Über den Strahlungshaushalt der Ozeane auf der Nordhalbkugel

Zusammenfassung Unter Verwendung vorliegender Ergbbnisse von Strahlungsmessungen und kartenmäßiger Darstellungen über Lufttemperatur, Psychrometerdifferenz, Wassertemperatur und Bewölkung wurde eine Abschätzung der Strahlungsbilanz der Ozeane der Nordhalbkugel vorgenommen. Hierbei wurde schrittweise aus Sonnen- und Himmelsstrahlung unter Berücksichtigung der Reflexion und Bewölkung die kurzwellige Strahlungsbilanz und aus der Ausstrahlung und der in einfacher Weise berechneten Gegenstrahlung die langwellige Bilanz gebildet, worauf aus beiden die Gesamtstrahlungsbilanz hergeleitet wurde. Die Karten der Verteilung der Strahlungsbilanz über die Ozeane zeigen, daß im Winter der Einfluß der geographischen Breite vorherrscht, im Sommer hingegen die Bewölkungsverhältnisse bestimmend sind. Im Westen der nördlichen Teile beider Ozeane spiegeln sich die stark abweichenden Wassertemperaturen in der Strahlungsbilanz wider.Ein Vergleich mit den vonAlbrecht für einige Punkte berechneten Strahlungsbilanzen ergibt in unserem Fall meist um 80 bis 120 cal/cm² pro Tag höhere positive Bilanzwerte.

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Summary On the basis of available results of radiation measurements and maps of air temperature, psychrometer difference, water temperature, and cloudiness, the radiation balance of the oceans of the northern hemisphere is estimated. The short-wave radiation balance is gradually determined from solar and sky radiation with due consideration of reflection and cloudiness, whereas the long-wave balance is deduced from outgoing terrestrial radiation and atmospheric radiation, the latter one calculated by a simple method; from both is then derived the total radiation balance. Maps of the distribution of radiation balance over the oceans show the predominant influence of the geographical latitude in winter, whereas conditions of cloudiness are the determining factor in summer. In the west of the northern parts of both oceans the strongly divergent water temperatures become manifest in the radiation balance. A comparison shows that the obtained radiation balances exceed, in most cases, by 80 to 120 cal/cm² per day those calculated for certain points byAlbrecht.

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Résumé Le présent travail représente un essai d'estimation du bilan de rayonnement des océans de l'hémisphère nord sur la base des données disponibles de rayonnement et de cartes de températures, des différences psychrométriques, de la température de l'eau et de la nébulosité. On a établi par approximations successives d'une part le bilan du rayonnement à courte longueur d'onde à l'aide du rayonnement solaire et céleste en tenant compte de la réflexion et de la nébulosité, d'autre part celui du rayonnement à longue longueur d'onde à l'aide des rayonnements terrestre et atmosphérique; les deux conduisent au bilan total. Les cartes représentant la distribution du bilan de rayonnement sur les océans montrent qu'en hiver l'influence de la latitude est prépondérante tandis qu'en été celle de la nébulosité l'emporte. A l'ouest des parties nord des deux océans les anomalies de température de l'eau se répercutent dans le bilan de rayonnement.Une comparaison des résultats obtenus met en évidence un excès de 80 à 120 cal/cm² par jour par rapport aux valeurs du bilan de rayonnement calculées parAlbrecht pour quelques points particuliers.

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Mit 3 Textabbildungen.     

Das luftelektrische Erscheinungsbild des Südföhns in den Nordalpen nach synoptisch-klimatologischen Untersuchungen im Wettersteingebirge 1955 bis 1959

Zusammenfassung Die Arbeit bringt alle Erfahrungen über Föhn in luftelektrischer Hinsicht, die im Laufe von fünf Jahren durch Registrierungen, Messungen und Beobachtungen vor allem im Raum des Wettersteingebirges bei Garmisch-Partenkirchen gewonnen wurden. Es stand hierfür ein Netz von sieben ständig betriebenen Stationen zur Verfügung, zwei weitere Stationen wurden 1958 während einer zweimonatigen Exkursion auf dem Zugspitzplatt (2600 m NN) unterhalten. Diese neun Stationen lagen in einigermaßen gleichmäßiger Höhenstaffelung zwischen 675 und 2963 m NN. Ihre Basisentfernungen waren relativ gering. Alle neun Stationen registrierten den luftelektrischen Potentialgradienten, vier der sieben ständigen sowie eine der beiden vorübergehenden Stationen registrierten zusätzlich den luftelektrischen Leitungsstrom. Als weitere Elemente des Komplexes Luftelektrizität und Aerosol wurden registriert bzw. gemessen: positive und negative Kleinionen, positive und negative Luftleitfähigkeit, natürliche und künstliche Radioaktivität der Luft, Kondensationskerne (Aitkenkerne), Luftverunreinigung, Spitzenstrom und Atmospherics. Ein tragendes Grundprinzip der Arbeit ist die synoptische Verwertung der Daten des relativ dichten und auch in die Vertikale reichenden Stationsnetzes, mit dessen Hilfe ein dreidimensionaler Ausschnitt der Atmosphäre überschaubar wird. Die Einheitlichkeit der verwendeten Methoden sowohl in der räumlichen als auch in der über Jahre gehenden zeitlichen Erstreckung trägt zur Festigung der Ergebnisse und Schlüsse bei.Aus dem Beobachtungsmaterial wird abgeleitet, daß Föhnlagen sich nicht dadurch auszeichnen, daß sich bestimmte luftelektrische Einzelgrößen dabei besonders oder außergewöhnlich verhalten würden. Typisch für den Föhn ist vielmehr ein ganz bestimmter Akkord der luftelektrischen (und meteorologischen) Elemente, wobei sich innerhalb des Stationsnetzes wiederum typische Variationen bemerkbar machen.Luftelektrisch gesehen, konnten zwei Föhntypen unterschieden werden: Bei Typ I sind die Kurven des Potentialgradienten und des Leitungsstromes sehr glatt, der Potentialgradient ist anhaltend erniedrigt, die Werte des Leitungsstromes und der Kleinionendichte sind erhöht. Kennzeichnend für Föhntyp II ist ein extrem unruhiger Verlauf der Potentialgradient- und Leitungsstromkurven bei stark erhöhten Werten an den Talstationen; er ist immer mit dem Vorkommen von Schneefegen an den Gebirgskämmen mehr oder weniger weit südlich der Registrierstationen gekoppelt. Häufig besteht bei Föhntyp II eine Bodeninversion.Für beide Föhntypen werden repräsentative Einzelbeispiele gebracht. Außerdem wurde das gesamte Beobachtungsmaterial der Jahre 1955 bis 1958 statistisch verarbeitet, um für die sieben Stationen, d. i. im Schnitt durch die Atmosphäre bis rund 3000 m NN, das luftelektrische und meteorologische Bild eines mittleren Föhntages für beide Typen abzuleiten. Die bei Föhn gesammelten Ergebnisse sind übrigens nicht nur zur Erweiterung unserer Vorstellungen über den Föhn an sich von Bedeutung, sondern geben auch Hinweise zu anderen geophysikalischen Problemen, so etwa auf dem Gebiet der Wolkenphysik (z. B. durch die Erfahrungen hinsichtlich der Ladungstrennung beim Zusammenprall und Zerbrechen von Eiskristallen), zur Frage der atmosphärischen elektrischen und elektromagnetischen Wellenvorgänge (durch Registrierungen von Stationen, die sich gerade in der Grenzschicht zwischen Föhn und positiv geladener, schwingender Inversionsoberseite befinden) sowie zur Frage des Ionisationsgleichgewichtes und der Beziehungen zwischen Kleinionen- und Kondensationskerndichte, denn in der Föhnströmung sind ja die Kondensationskerndichten besonders niedrig und außerdem ist—in den Nordalpen—die natürliche Luftradioaktivität während des Föhns erhöht.Bioklimatische Gesichtspunkte werden lediglich angedeutet.

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Summary In this paper the author summarizes data, results of evaluations, and experiences in the field of atmospheric electricity, as far as connected with foehn situations. The observations were mainly made in the region of Garmisch-Partenkirchen (Wetterstein Mountains, Northern Alps) and cover a period of five years. Seven recording stations with heights between 675 and 2963 m above sea-level were operated permanently, two further stations were operated on the Zugspitzplatt (2600 m) during two months in 1958. All the nine stations have relatively small distances from each other. At each of the nine stations the atmospheric electrical potential gradient was recorded, at four of the permanent stations and at one of the temporary stations the air-earth current was recorded, too. Further there were recorded or measured positive and negative small ions, positive and negative conductivity, natural and artificial radioactivity of the air, condensation nuclei, air pollution, point discharge current, and sferics. A characteristic of this investigation is that a dense network of stations extending also in the vertical direction yields a synopsis of a small three-dimensional portion of the atmosphere, and that uniformly without interruptions through years.It is pointed out that a foehn situation is not distinguished by a special or extraordinary behaviour of single atmospheric electrical elements, but by a typical accord of the atmospheric electrical and meteorological elements, with typical spatial variations of them within the network.From the point of view of atmospheric electricity two main types of foehn were found: Type I shows lowered and smooth potential gradient curves at all stations, further increased and smooth curves of conduction current, increased concentrations of small ions, etc. Foehn of Type II, amongst other characteristics, shows increased and extremely agitated curves of potential gradient and conduction current at the valley stations. Type II is observed when there is drifting snow at the mountain ridges south of the recording stations and mainly in cases where the foehn current does not reach the bottom of the valley.Both types are illustrated here by examples. Beyond this, the data obtained at the seven permanent stations during four years were reduced to average foehn days of both types. The observations made during foehn, however, have interest not only for our knowledge of this weather situation itself but give results which are also important for studies on cloud physics (experience on charge separations caused by breaking and impact in drifting snow), on atmospheric electric and electromagnetic waves (records of stations just being in the boundary layer between foehn current and positively charged upper surface of an inversion), for the investigation of the ionization equilibrium and of the relations between the concentrations of small ions and condensation nuclei (there are special conditions because of the low concentrations of condensation nuclei in the foehn current and because of the increased natural radioactivity of air during foehn in our region), etc.Bioclimatological points of view are mentioned, only.

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Résumé La présente étude groupe les résultats obtenus depuis cinq ans au sujet de l'aspect électrique du foehn grâce à des mesures faites dans la région du Wetterstein près de Garmisch-Partenkirchen où se trouvait un réseau de 7 stations fixes ainsi que 2 stations installées pendant une excursion de deux mois au Zugspitzplatt (2600 m.). Ces 9 postes étaient répartis entre 675 et 2693 m. et se trouvaient peu éloignés les uns des autres; tous enregistraient le gradient de potentiel, 5 le courant de conductibilité en sus. En outre on enregistrait ou mesurait: les petits ions positifs et négatifs, la conductibilité positive et négative, la radioactivité naturelle et artificielle de l'air, les noyaux de condensation, la pollution et les parasites. Le principe de base est l'utilisation des données du point de vue synoptique. L'uniformité des méthodes et leur application à longue échéance donne du poids aux résultats.On constate que les situations de foehn ne se distinguent pas par des valeurs extraordinaires des différentes grandeurs de l'électricité de l'air. Les éléments électriques et météorologiques présentent entre eux, par foehn, un accord caractéristique, tandis qu'à l'intérieur du réseau il y a des variations typiques. On peut distinguer deux types de foehn. Type I avec courbe lisse du gradient de potentiel et du courant de conductibilité; le gradient de potentiel est anormalement faible, le courant de conductibilité est accru ainsi que la densité des petits ions. Type II avec marche très agitée du gradient de potentiel et du courant (valeurs accrues aux stations basses); le foehn de type II est toujours accompagné de chasse-neige sur les crêtes au Sud; il y a souvent inversion au sol.Exemples des deux types de foehn. En outre tout le matériel d'observation des années 1955 à 1958 a été traité de façon à obtenir une image de l'état moyen de l'atmosphère jusqu'à 3000 m. pour les deux types. Les résultats trouvent également leur application à d'autres problèmes tels que la rupture de charge par heurts et bris de cristaux, les phénomènes concernant les ondes électromagnétiques, l'équilibre d'ionisation, la relation entre les petits ions et la densité des noyaux de condensation. Les points de vue biologiques ne sont qu'esquissés.

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Mit 23 Textabbildungen

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The research reported in this document has been sponsored 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 (514)-732-C, AF 61 (514)-949 and AF 61 (052)-55, through the European Office, ARDC.Die Auswertungen der Schönwetter-Registrierungen wurden durch Sachbeihilfen seitens der Deutschen Forschungsgemeinschaft möglich gemacht.Die Luftradioaktivitätsmessungen wurden aus Zuschüssen des Bundesministeriums für Atomkernenergie und Wasserwirtschaft an das Institut für Gesteinskunde der Universität München bestritten.