On some of the properties of the discrete model of turbulent diffusion

Zusammenfassung Den Prozess der Übertragung passiver Substanz im Felde der turbulenten Strömung untersuchen wir an einem Modell der zufälligen Bewegung. Es besteht eine enge Beziehung zwischen der geometrischen Struktur des gewählten stochastischen Modells und den Invarianten isomorpher Abbildungen, von denen die eine als ein Bewegungsgesetz der Evolution des Systems gilt und die zweite die sog. K-adische Abbildung darstellt. Diese Invarianten werden durch die Ergodizität des Systems, sein Durchmischen (die Durchmischungs-Eigenschaft) und durch die Entropie charakterisiert. Die Existenz des Durchmischungs bei der Bewegung des Systems bildet eine unerlässliche Bedingung für die Erklärung des Begriffes der Irreversibilität und des Relaxations-prozesses.

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Dedicated to 90th Birthday of Professor Frantiek Fiala     

On the seasonal variations of the atmospheric electric elements

Summary The air-earth current density in the stratosphere, the columnar resistance derived from the measurements of conductivity, and the ionospheric potential were investigated. The data were obtained by radiosonde ascents during the period of 1957–1967.It was found that the local horizontal visibility at the surface is related to the air-earth current density in the stratosphere, and it is expected that the air-earth current density has a seasonal variation. Statistical results show that indeed the air-earth current has a pronounced seasonal variation, high in winter and low in summer. The columnar resistance has also a seasonal variation, reverse to the variation of the air-earth current.The percentage time variation of the air-earth current (1/i) (di/dt) was found to be twice as much as the percentage time variation of the columnar resistance (1/R) (dR/dt) at the Tateno Observatory.The ionospheric potential, deduced from the measurements of the potential gradient by radiosonde ascents, shows no clear seasonal variation at Syowa-Base (Antarctica). Following Ohm's law, however, the above-mentioned results suggest that the seasonal variation of the ionospheric potential would exist on land.

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Zusammenfassung Die Vertikalstromdichte in der Stratosphäre, der Säulenwiderstand, berechnet aus Leitfähigkeitsmessungen, und das Ionosphärenpotential wurden untersucht. Die Messergebnisse wurden mittels Radiosonden im Jahrzehnt 1957–1967 erlangt.Es wurde festgestellt, dass die örtliche waagrechte Sichtweite am Erdboden mit der Vertikalstromdichte in der Stratosphäre korreliert ist, und dass erwartet werden muss, dass die Vertikalstromdichte einen jahreszeitlichen Gang aufweist. Tatsächlich lässt sich statistisch zeigen, dass ein solcher jahreszeitlicher Gang der Vertikalstromdichte besteht, mit einem Höchstwert im Winter und einem Mindestwert im Sommer. Auch der Säulenwiderstand zeigt einen jahreszeitlichen Gang, umgekehrt zu dem der Vertikalstromdichte.Die prozentuale zeitliche Änderung der Vertikalstromdichte (1/i) (di/dt) stellte sich als zweimal so gross heraus als die des Säulenwiderstandes (1/R) (dR/dt) gemessen am Observatorium zu Tateno.Wird das Ionosphärenpotential aus den Messungen des Potentialgefälles mit Radiosonden hergeleitet, so stellt sich bei den an der Syowa-Station in der Antarktik angestellten Messungen kein klarer Jahresgang heraus. Die hier zuvor erwähnten Ergebnisse, jedoch, führen zu der Annahme eines Jahresgangs des Ionosphärenpotentials über der genannten Station, wenn man das Ohm'sche Gesetz auf sie anwendet.

     

Huminsäuren natürlicher Gewässer

Zusammenfassung Es wird der Humins?uregehalt eines von mehreren Gr?ben entw?sserten Verlandungshochmoors untersucht und eine Methode zur Bestimmung der Humins?uren im Wasser ausgearbeitet. Das Prinzip der Methode besteht darin, dass die Humins?uren mit einem Spezialharz (Wofatit E) von nichthuminoiden Begleitstoffen abgetrennt werden und der Kaliumpermanganatverbrauch (PV) des Untersuchungswassers auf diese Weise in zwei Bestandteile aufgegliedert wird. Der den Humins?uren zugeh?rige Anteil des Kaliumpermanganatverbrauchs (PV₁) entspricht der Differenz aus dem Gesamt-PV und dem PV nichthuminoider Belgeitstoffe (PV?). Durch Multiplikation von PV₁ mit dem Umrechnungsfaktork _HS wird der Humins?uregehalt des Untersuchungswassers in Milligramm Humins?ure pro 1 erhalten. Ergebnisse der im Juni 1962 in der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakult?t der Martin-Luther-Universit?t Halle-Wittenberg vorgelegten gleichnamigen Dissertationsarbeit. 1. Mitteilung: Schweiz. Z. Hydrol.25 (1963), 9.     

Geomagnetische Tiefentellurik

Zusammenfassung Die lokalen Unterschiede der geomagnetischen zeitlichen Variationen [1, 2] wurden mit Hilfe von 3 Reiseregistrierstationen nachFanselau [3] untersucht. Hier werden die gegenseitige Beeinflussung der Variometernadeln, Veränderung der Skalenwerte über die Breite des Registrierpapiers und die Abhängigkeit der Grösse des Skalenwertes von der Temperatur sowie von der Grösse der Vertikalintensität untersucht. Die reduzierten Skalenwerte besitzen im Mittel eine Unsicherheit von nicht mehr als 0,6%. Eine grössere Genauigkeit kann bei Feldmessungen nicht erwartet werden. Aufstellung und Justierung der Stationen im Felde werden beschrieben.

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Summary Local differences of geomagnetic variations [1, 2] were investigated by three ambulant geomagnetic variographs afterFanselau [3]. The influence of the variometer needles on each other, the dependence of the scale-values on the position of the lightpoint and the changing of the scale-value with temperature and with the value of the vertical intensity are shown. The reduced scale-values have an uncertainty of not more than 0.6%. A higher accuracy is not to be expected for field measurements. The menagement and the adjustment of the stations in field are described.

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Mitteilung Nr. 157 des Geomagnetischen Instituts Potsdam.     

A method for determination of epicenters of near earthquakes

Summary A method is developed, which permits a rapid and reliable determination of the location of near epicenters (within about 10^o) using the differences of arrival times of a common phase (usually Sg) to a net of three stations. The resulting equation for computation of epicentral distances is solved numerically once for all by an electronic computer for every station triangle and for all possible time differences for every wave used. The calculated epicentral distances and coordinates are arranged in tables with the two travel-time differences for each triangle as entries. Such tables permit an immediate solution of the problem in every special case. The accuracy of the method is investigated, and necessary precautions in its use are emphasized. Application is made to a few cases of Sg recorded at the Swedish stations.

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Zusammenfassung Eine Methode wird entwickelt, die eine schnelle und zuverlässige Bestimmung der Lage von nahegelegenen Epizentren (innerhalb rund 10^o) mittels der Laufzeitdifferenzen einer gegebenen Welle (gewöhnlichSg) in einem Netz von drei Stationen ermöglicht. Die erhaltene Gleichung für die Berechnung der Herdentfernungen wird mittels einer elektronischen Rechenmaschine für jedes Stations-dreieck und für alle möglichen Zeitdifferenzen für jede verwendete Welle ein für allemal numerisch gelöst. Die berechneten Herdentfernungen und-Koordinaten werden in Tabellenform dargestellt mit den beiden Laufzeitdifferenzen für jedes Dreieck als Eingangswerte. Solche Tabellen ermöglichen eine unmittelbare Lösung des Problems in jedem einzelnen Fall. Die Genauigkeit der Methode wird untersucht, und die notwendigen Vorsichtsmassregeln bei ihrer Verwendung werden hervorgehoben. Die Methode wird auf einige Registrierungen vonSg an den schwedischen Stationen angewendet.

     

Gezeitenströme im Englischen Kanal

Zusammenfassung Die Gröen, die die Gezeitenstromellipse der HalbtagsgezeitM ₂ festlegen, werden kartenmäig dargestellt und ihre geographische Verteilung behandelt: Maximaler Gezeitenstrom, Eintritt des maximalen Gezeitenstroms, Richtung des maximalen Gezeitenstroms, Achsenverhältnis der Gezeitenstromellipse. Treten Gezeitenströme in einem inhomogenen Meer auf, dann wird den periodischen Bewegungen eine Translationsbewegung überlagert, die insofern bemerkenswert ist, als der Massentransport in der Bodenschicht landwärts und in der Oberschicht seewärts stattfindet. Eine Beziehung zwischen Austausch, Stromgeschwindigkeit und Dichte wird abgeleitet, die es gestattet, Zusammenhänge zwischen dem Auftreten der Sprungschicht und der maximalen Gezeitenstromgeschwindigkeit herauszustellen.

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Tidal currents in the English Channel

Summary The values which determine the current ellipse of the principal lunar (M ₂) tide are plotted on charts and their geographical distribution is discussed, viz.: Maximum tidal currents and when they occur, directions of maximum tidal currents, ratios between the major and minor axes of the ellipses of tidal currents. In the case of tidal currents in nonhomogeneous water a translational motion is superposed on the periodical one, this translation being particularly characterized by the fact that mass transfer is directed coastward in the bottom layer and seaward in the surface and subsurface layers. A relation between exchange, current velocity, and density is found allowing the pointing out of correlations between the occurrence of discontinuity layers and maximum velocities of tidal currents.

     

On the condensation nuclei about the time of sunrise

Summary Some marked variations of the content of condensation nuclei in the air deserve to be considered individually. it is shown that by simultaneous measurements of phenomena other condensation nuclei, especially atmospheric electrical, a more complete insight into all the processes involved could be obtained, when investigating the condensation nuclei during the time about sunrise.

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Zusammenfassung Einzelne ausgeprägte Variationen des Gehaltes an Kondensantionskernen in der Luft verdienen individuell behandelt zu werden. Es wird gezeigt, dass mit gleichzeitig ausgeführten Messungen anderer, besonders luftelektrischer Erscheinungen, neben jenen der Kondensationskerne eine vollständigere Einsicht in alle in Betracht kommenden Prozesse erhalten wird, wenn die Kondensationskerne vor und nach dem Sonnenaufgang untersucht werden.

     

Untersuchungen über das Sauerstoff-Produktions-Potential von Flussplankton

Zusammenfassung Im Anschluss an eine frühere Arbeit [9], in der eine hohe absolute Belüftungsleistung sowohl für den gestauten als auch für den ungestauten Fluss nachgewiesen werden konnte, wird hier das ?relative Sauerstoff-Produktionspotential? (SPP) des Rheinplanktons, sein Aspektwechsel im Zyklus des Jahres und seine Beziehungen zu Wassertemperatur, Strahlungsklima und Abfluss untersucht. Als SPP wird die o₂-Nettoproduktion des natürlichen Phytoplanktons unter konstanten Laborbedingungen definiert. Dieses SPP zeigt starke jahreszeitliche Schwankungen (Abbildungen 2 und 3), deren Trend überwiegend durch das Strahlungsklima gesteuert wird (Abbildungen 3 und 5). Diesem Trend überlagert sich als kurzfristige Variation die Wirkung der Abflussmenge; ihr ist das SPP indirekt proportional (Abbildung 6). Ob daneben die Temperatur als ?Ausl?ser? oder als eigener Faktor wirkt, kann bisher nicht entschieden werden. Aus dem Aspektwechsel im o₂-Gehalt des Rheinwassers, der seine Minima nicht in der kritischen warmen Jahreszeit, sondern erst nach der Vegetationsperiode erreicht, muss auf einen entscheidenden Belüftungswert des Planktons im Sommer auch für den ungestauten Fluss geschlossen werden. Dabei sorgt das Korrelationsgefüge der ?kologischen Faktoren für eine automatische Kompensation der negativen Einflüsse von Temperatur und Abflussmenge auf die Sauerstoffbilanz. Die vorliegende Untersuchung wurde durch eine Sachbeihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft Bad Godesberg gef?rdert; hiefür sei der DFG auch an dieser Stelle herzlich gedankt.     

Der Föhn als Randproblem der Atmosphärischen Dynamik

Zusammenfassung Nach einem kurzen historischen Rückblick auf die Entwicklung des Föhnproblems in der Meteorologie werden neue Föhntheorien besprochen Es wird der Versuch gemacht, die frühere thermodynamische Betrachtungsweise mit der heutigen, mehr dynamischen Auffassung zu vereinigen. Dies führt zwangsläufig zur Einordnung des Föhnproblems in die allgemeine atmosphärische Dynamik, inmerhalb deren sich die Erscheinung des Föhns als ein Teilproblem darstellt. Auf die mit ihm verbundenen direkten und indirekten klimatischen Folgewirkungen wird hingewiesen.

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Summary After a short historical review on the development of the föhn problem in the meteorology new föhn theories are being discussed. An attempt is made to combine the previous thermodynamic manner of consideration with the present more dynamical point of view. This, naturally, leads to the classification of the föhn problem the general atmospheric dynamics within which the phenomenon of the föhn proves to be a partial problem. The direct and indirect climatic consequences connected here-with are being referred to.

     

Kritische Bemerkungen zur Berechnung der «Awahren Höhen»

Zusammenfassung Im ersten Teil werden Bedingungen angegeben, unter denen eine eindeutige Lösung der Integralgleichung der scheinbaren Höhe erhalten werden kann. Der zweite Teil befasst sich mit den sich hieraus ergebenden Folgerungen. Im letzten Abschnitt werden eventuelle Fehlerquellen einiger Verfahren, die zur Zeit angewendet werden, untersucht und Verbesserungsvorschläge gemacht.

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Summary In the first part the conditions are given under which the integral equation of the virtual height can be resolved in an unambiguous way. In the second part some conclusions of these conditions are discussed. Finally in the last part we discuss procedures which are actually used; some sources of possible errors are indicated and proposals to improve them are made.

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Die Arbeit wurde durch eine Forschungsbeihilfe des Bundesministeriums für Wirtschaft, Nr. A 190, ermöglicht.     

Some characteristics of condensation nuclei stored in a large vessel

Summary The coagulation coefficient, size and charge distribution of condensation nuclei from room air when stored in a 4000 litre rubber balloon gasometer were studied. The results indicate that the acquisition of water vapour contributes to the growth of stored nuclei. A preliminary trial was made to see ifJunge's approximate rule that the number of particles in an aerosol varies inversely as the third power of their radius, also holds forAitken nuclei. Further confirmation of the relationship between the percentage of stored nuclei electrically charged and their average radius was obtained.The measurements were carried out by means of thePollak-Murphy improved version of the photo-electric nucleus counter. A statistical analysis based on over a thousand comparisons of two identical models shows that the agreement ofindividual readings is better than 10 % of nucleus concentration in 80% of all cases. Excessive pifferences have now been eliminated.

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Zusammenfassung Es wurden der Koagulations-Koeffizient, die Grösse und die Ladungsverteilung von Kondensationskernen der Zimmerluft, welche in einem Gummiballon-Gasometer von 4000 Litern Inhalt gespeichert worden waren, studiert. Die Resultate zeigen, dass die Aufnahme von Wasserdampf zum Wachstum der gespeicherten Kerne beiträgt. Eine vorläufige Untersuchung wurde ausgeführt, obJunge's Ansicht, dass die Zahl der Kerne in einem Aerosol umgekehrt proportional der dritten Potenz ihres Radius ist, auch fürAitken-Kerne gilt. Es wurde eine neuerliche Bestätigung der Beziehung zwischen dem perzentuellen Anteil der elektrisch geladenen Kerne, welche in einem geschlossenen Gefäss gespeichert werden, und ihrem durchschnittlichen Radius erhalten.Die Messungen wurden mit dem vonPollak &Murphy verbesserten Modell des photo-elektrischen Kernzählers ausgeführt. Eine auf über tausend Vergleichungen von identischen Modellen gegründete Statistik lehrt, dass die Übereinstimmung vonEinzelmessungen der Kernzahlen besser als 10 % in 80 % aller Fälle ist. Uebermässig grosse Abweichungen sind nun eliminiert.

     

A condensation nuclei counter with photographic recording

Summary A condensation nuclei counter based onAitken's principle is described and depicted. It permits simultaneous observations of the graticule by two persons or the observation of the graticule by one person and the synchroeous photographic recording of the droplets on 35 mm film strip or single plates. With one exposure, the droplets on 24 squares of the millimetre graticule can be recorded so that a repetition of the necessary operations required by other counters in order to obtain an average count becomes superfluous and the time taken for one experiment is reduced to three quarters of a minute. The limitation to five droplets per square mm recommended for all hitherto existing nuclei counters with eye observations is removed when the droplets and the graticule are photographed. By the use of a special sealing arrangement and by employment of vacuum taps which proved most satisfactory with the previous construction of a photo-electric nuclei counter, leakages are practically impossible. The glass windows of the receiver are interchangeable with plates of conducting glass which can be heated by the passage of an electric current. The construction ensures that the 1 cm distance above the graticule is always maintained, independent of the tightening of the sealing arrangement. The receiver is equipped with a stirrer operated from outside by a permanent magnet. Two easily detached pumps are provided; one for purifying the air in the receiver and for the dilatation, the other for sucking the sample of impure air into the receiver. The adiabatic cooling in the receiver can be produced e. g. by means of an expansion pump. The method of measuring is discussed. Examples of records are reproduced. Applications and the development of a fully automatic recording nuclei counter are indicated.

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Zusammenfassung Ein Kernzähler, derAitkens Prinzip benützt, wird beschrieben und abgebildet. Er gestattet die gleichzeitige Beobachtung des Zählglases durch zwei Personen oder die Beobachtung des Zählglases durch eine Person und die gleichzeitige photographische Registrierung der Tröpfchen auf Kino-Normalfilm (von 35 mm) oder Platten. Miteiner Aufnahme können die Tröpfchen auf 24 Quadraten des in Quadratmillimeter geteilten Zählglases festgehalten werden, so dass eine Wiederholung der erforderlichen Operationen, welche bei allen anderen Kernzählern vorgeschrieben sind, um Mittelwerte der Einselzählungen zu erhalten, überflüssig ist und die Dauereines vollständigen Experimentes auf dreiviertel Minuten reduziert wird. Die Beschränkung auf fünf Tröpfchen per Quadratmillimeter, welche für die meisten bisherigen Kernzähler bei Augenbeobachtungen empfohlen wird, wird aufgehoben, wenn die Tröpfchen und das Zählglas photographiert werden. Durch eine spezielle Dichtungseinrichtung und durch Verwendung von Vakuum-Hähnen, welche sich bei der Konstruktion eines photo-elektrischen Kernzählers so sehr bewährt haben, ist Undichtwerden des Rezipienten praktisch unmöglich. Die Spiegelglasfenster des Rezipienten können gegen solche aus leitendem Glas ausgetauscht werden, welche mittels eines durch sie geschickten elektrischen Stromes geheizt werden können. Die Konstruktion gewährleistet, dass der Abstand (1 cm) oberhalb des Zählglases stets erhalten bleibt, unabhängig vom Drucke, der auf die Dichtung ausgeübt wird. Der Rezipient ist mit einem Rührer ausgestattet, der von aussen durch einen permanenten Magneten betätigt wird. Es sind zwei Pumpen vorgesehen, die leicht abnomontiert werden können; die eine ist für die Reinigung der Luft im Rezipienten und für die Dilatation zur Herbeiführung des Tropfenfalles bestimmt, die andere dient zum Einsaugen der zu untersuchenden Luftprobe in den Rezipienten. Die adiabatische Abkühlung im Rezipienten kann z.B. mittels der Dilatationspumpe erzeugt werden. Die Messmethode wird beschrieben. Probe von photographischen Registrierungen der Tröpfchen auf dem Zählglase werden reproduziert. Einige Anwendungen und die Entwicklung eines voll-automatisch registrierenden Kernzählers wird angedeutet.

     

Correlation of wind direction observations and other surface elements

Summary Many tabulations of climatological data present the distribution of specified elements with wind direction. It is shown that statistical characteristics expressing the relationship between cloud cover or visibility andwind direction can be computed with meaningful meteorological interpretation. The U.S. Navy Summaries of Monthly Aerological Records (SMAR) are used. Several distribution characteristics are suggested and the method of computing is discussed with samples given.The linear correlation coefficientr _yx between cloud cover or visibility classes and wind directions seems to be a fairly good characteristic but because of the nonlinearity of the relationship, the correlation ratio _yx is more efficient.Climatological features may also be studied by the linear correlation coefficientR _yx, which expresses the unweighted relation between cloud cover (visibility) classes and wind direction. The mathematical formulation of the relationship by polynomials indicates that higher order terms affect the functional connection.

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Zusammenfassung In vielen klimatologischen Tabellierungen werden Häufigkeitsverteilungen verschiedener meteorologischer Elemente in Abhängigkeit von Windrichtung geben. In diesem Artikel wird zegeigt, dass statistische Parameter berechnet werden können, welche die Beziehung zwischenWindrichtung und Himmelsbedeckung beziehungsweise Sichtweite mit sinnvoller meteorologischer Interpretation ausdrücken. Die Studien wurden an Monatszusammenfassungen aerologischer Daten (SMAR) des Marinewetterdienstes der U.S. durchgeführt. Mehrere statistischen Parameter werden vorgeschlagen und die Berechnungsweise mit Beispielen erläutert.Der lineare Korrelationskoeffizientr _xy, der die Windrichtungshäufigkeit in Abhängigkeit von Klassen der Himmelbedeckung bzw. der Sichtweite ausdrückt, erscheint brauchbar, wenn auch nicht zuviel erwartet werden darf, weil die Beziehung vielfach nichtlinear ist. Daher ist das Korrelationsverhältnis _yx mehr zu empfehlen.Klimatologische Zusammenhänge können auch mit Hilfe des KoeffizientenR _xy ausgedrückt werden. Dieser stellt den linearen Anteil einer Polynomreihe zwischen Klassenwerten der Himmelbedeckung (bzw. Sichtweite) dar, ohne den einzelnen Klassen ein Gewicht ihrer Häufigkeit entsprechend zu geben. Bei der vollen Berechnung der Beziehung durch Polynome kann man den nichtlinearen Anteil erkennen.Das spezielle Ergebnis der vorliegenden Arbeit ist, dass die Darstellung der Sichtweite oder Himmelsbedeckung bei Windrichtungsklassen wenig klimatologischen Effekt offenbart, da die Form der Verteilungsfunktion von Sichtweite und Himmelbedekkung dominiert und klimatologische Effekte in den Hintergrund treten lässt.

     

New calibration of photo-electric nucleus counters

Summary A new calibration of the improved version of a photo-electric nucleus counter with a fog-tube of 3.85 cm air-column diameter and blotting-paper lining and of a photo-electric counter Model 1957 with air-column diameter of 2.5 cm and ceramic lining was carried out by adjusting the calibration curve of 1946 with reference to the considerably improved absolute (Aitken type) counter with stereophotomicrographic recording.The experimental arrangement for the calibration, the method of sampling, the nuclei used, the procedure of measuring, the evaluation of the measurements with the photo-electric and photographic counter are discussed and the effect of dampness of the graticule in the photographic counter and the influence of the ambient or initial temperature on the concentration measurements with both types of counters have been theoretically and experimentally investigated. On account of the considerable influence of the dampness of the graticule on the counting results we have used exclusively for this new calibration, measurements on a sufficiently damp graticule.The deduction of the new calibration tables consisting in the, adjustment of 7 fundamental points of the old calibration curve, is described. The agreement of the adjusted values for the two photoelectric counters with different air-column diameters and linings which refer to the same concentration, is very good; the maximum difference is less than 2%. Basic values of concentration curves for photo-electric counters with air-column diameter of 3.85 cm fitted with blotting-paper lining and of 2.5 cm diameter with ceramic lining. The new calibration is valid for an ambient temperature of 20°C.

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Zusammenfassung Es wurde eine Eichung des verbesserten photo-elektrischen Kernzählers mit einem Nebelrohr von 3.85 cm Durchmesser seiner Luftsäule und einem Futter aus Löschpapier und eines photo-elektrischen Kernzählers Modell 1957 mit einem Luftsäulendurchmesser von 2.5 cm und unglasiertem Tonfutter in der Weisedurchgeführt, dass die Eichkurve des Jahres 1946 mit Hilfe von Messungen des Beträchtlich verbesserten absoluten Kernzählers mit stereo-mikrophotographischer Registrierung adjustiert wurde.Die experimentelle Anordnung bei der Eichung, die Natur der zur Eichung verwendeten Kerne und ihre Stichprobenentnahme, die Methode der Messung mit dem photo-elektrischen und photographischen Kernzähler während der Eichung und die Auswertung der Messungen werden diskutiert. Es wurde ferner der Einfluss der Feuchtigkeit der Zählplatte im photographischen Kernzähler, und der Effekt der Anfangstemperatur oder der Temperatur der Umgebung auf die messungen der Konzentration mit beiden Typen von Kernzählern theoretisch und experimentell untersucht. Wegen des beträchtlichen Einflusses der Feuchtigkeit der Zählplatte auf die Resultate der Kernzählungen wurden für die neue Eichung ausschliesslich Messungen mit hinreichend feuchter Zählplatte benützt.Der bei der Ableitung der neuen Eichtabelle benützte Vorgang wird beschrieben. Er besteht in der Adjustierung von 7 Fundamentalpunkten der alten Eichkurve. Die Übereinstimmung der adjustierten Werte für die zwei photo-elektrischen Kernzähler mit verschiedenem Luftsäulendurchmesser und verschiedener Auskleidung, welche sich auf die gleiche Konzentration beziehen, ist sehr gut; die grösste Differenz ist kleiner als 2%.Grundwerte der Konzentration für 22 Extinktionen werden mitgeteilt, welche für die Konstruktion der neuen Eichkurven von photo-elektrischen Kernzählern mit einem Luftsäulendurchmesser von 3.85 cm und Fliesspapierauskleidung und von 2.5 cm Durchmesser und Tonfutter hinreichen.Die neue Eichung gilt für eine Temperatur der Umgebung der Kernzähler von 20°C.

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

Zur geomagnetischen Tiefensondierung

Zusammenfassung Eine Kurvenvergleichsmethode zur Interpretation räumlicher Induktions-pfeilprofile wird unter der Voraussetzung entwickelt, dass die Verteilung der von den geomagnetischen Variationen im Erdinnern induzierten Ströme linear ist. Sie gründet sich auf die lineare Abhängigkeit der Länge des Induktionspfeils von der vertikalen Komponente des Biot-Savartschen Gesetzes. Die Frequenzabhängigkeit des Induktionspfeiles ermöglicht die Angabe eines für die Leitfähigkeitsstruktur charakteristischen Widerstandes und einer Induktivität. Wird zur Bestimmung von Induktionspfeilen das gesamte Horizontalfeld benutzt, so geht die Linearität der Beziehung zwischen Pfeillänge und Ortsfunktion verloren. Für eine Reihe von Strommodellen werden derartige Ortsfunktionenp _z berechnet und diskutiert. Sie dienen als Beispiele von Musterkurven für die entwickelte Interpretationsmethode.

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Summary One curve-matching method is developed in order to interprete the geomagnetic induction arrow profiles when the distribution of telluric currents in the underground is assumed to be linear. It bases on the linear dependence of the lengths of the induction arrows from the vertical component of the Biot-Savarts Law, which is a function of the radius vector. This is valid when the inducing field has only a horizontal component and the induced horizontal field is zero. In case that the model approximates the current distribution one gets a resistivity and an inductivity from the dependence of frequency of the induction arrows. Some model curves concerning several current distributions are drawn and discussed.

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Mitteilung aus dem Geomagnetischen Institut der DAW, Potsdam, Nr. 212.     

Studie zur Ionisation derE-Schicht

Zusammenfassung Die Ionisation derE-Schicht, ausgedrückt durch die kritische FrequenzfoE, besitzt einen eindeutigen Zusammenhang mit dem jeweiligen Sonnenstand (Cosinus des Zenithwinkels). Zur Charakterisierung dieser Beziehung genügen die zwei ParameterC undz (vgl. Gl. 1), die von der geographischen Lage, von der Jahreszeit und von der Sonnent?tigkeit abh?ngen. Ihr Verhalten in einigen speziellen F?llen wird untersucht und es wird aufgezeigt, daβ die schon von anderer Seite angegebenen Formeln dem vorgelegten Beobachtungsmaterial nicht zu entsprechen verm?gen. Das aufgegriffene Problem muβ daher auch weiterhin als ungel?st betrachtet werden.

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Summary The ionisation of theE-layer, expressed by the critical frequencyfoE, shows a definite relation to the position of the sun. (Cosinus of the zenith-angle). To characterize this relation the two parametersC andz (compare equation I), which depend on the geographical position, on the season and on sun-activity each, are enough. For some special cases the behaviour of these parameters is examined and it is shown, that formulas, which have been stated already by other authors, were not able to satisfy the proposed material of observations. Therefore the problem, which has been taken up, has to be considered as not solved further on.

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Dr.Helmut Pichler, Institut für Meteorologie und Geophysik der Universit?tGraz.     

On a method for estimating the shape of a gravitationally and magnetically disturbing body

Summary The demagnetisation depends on the shape of the magnetised body. Here we investigate the possibility of calculating the shape of the magnetised body by means of the demagnetisation. It can be done if the gravity field and the induced magnetic field of a body with constant susceptibility and density are known. As the method is approximative it is not restricted just to bodies with a 2nd degree surface, but can be applied to all bodies, for which the demagnetisation can be regarded as constantly dependent on the direction. This means, with certain approximation, all bodies that are homogeneously magnetised, but not in the direction of the magnetising field due to demagnetisation.

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Zusammenfassung Die Demagnetisierung hängt von der Gestalt des magnetisierten Körpers ab. Hier soll untersucht werden, inwieweit es möglich ist, aus der Demagnetisierung Rückschlüsse über die Gestalt des magnetisierten Körpers zu ziehen. Dazu besteht die Möglichkeit, wenn das Gravitationsfeld und das induzierte Magnetfeld eines Körpers mit konstanter Dichte und Suszeptibilität gegeben sind. Da die Methode approximativ ist, ist sie nicht auf Körper mit Oberfläche 2ten Grades beschränkt, sondern sie kann in allen Fällen angewandt werden, in denen die Demagnetisierung als konstant richtungsabhängig angesehen werden kann. Dies bedeutet mit einer gewissen Approximation alle Körper, die homogen magnetisiert sind, aber infolge der Entmagnetiseerung nicht in der Richtung des magnetisierenden Feldes.

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Temperature and frequency dependence of electric parameters of igneous rocks

Zusammenfassung Es wurde die Temperatur- und Frequenzabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit der Eruptionsgesteine verfolgt. Mit Ausnahme der Serpentinit-Proben richtet sich die elektrische Leitfähigkeit im ganzen Temperaturintervall nach dem Exponentialgesetz der Abhängigkeit von der Temperatur. Im Frequenzintervall 10²–10⁵ Hz kommt es zu einer starken Dispersion der elektrischen Leitfähigkeit, die mit dem Wachstum der Temperatur sinkt und bei hohen Temperaturen von ca.1000–1050°C praktisch schwindet. Die dielektrische Konstante als Funktion des Frequenzlogarithmus sinkt scharf. Bei tiefen Temperaturen (bis300–400°C) wurde ein Gebiet sehr schwacher Dipol-Polarisation beobachtet.     

Trends of thought concerning meteorological research

Summary Certain problems of synoptic meteorology relating to the nature of the large quasi-stationary cyclonic and anticyclonic centers aloft are examined from the standpoint of an hypothesis which seeks to connect their maintenance with that of the smaller transient disturbances. The suggested link between these two scales of eddies is in many ways similar to that operating in the general circulaton in order to account for the sustained existence of the circumpolar mean zonal motions, according to the more modern concepts. Newer views concerning the dynamcis of large convective processes, and the essential nonlinearity of the laws governing motions in the atmosphere, figure importantly in the arguments advanced.

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Zusammenfassung Gewisse Probleme der synotischen Meteorologie im Zusammenhang mit der Natur von grossen halb-stationären zyklonischen und antizyklonischen Zentren in der höheren Atmosphäre werden von einem hypothetischen Standpunkt aus untersucht; und es wird versucht, deren Bestehen in Zusammenhang zu bringen mit dem Vorhandensein von kleineren, vorübergehenden Störungen. Der vorgeschlagene Zusammenhang zwischen diesen beiden Arten von Wirbel-Systemen ähnelt in vielen Beziehungen der allgemeinen Zirkulation, die verantwortlich ist für das fortwährende Bestehen der zirkumpolaren durchschnittlichen zonalen Strömungen, wie sie zufolge modernerer Auffassungen erklärt werden. Neuere Standpunkte, die die Dynamik von grossen konvektiven Vorgängen in der Atmosphäre und die nicht-linearen Gesetze im Hinblick auf die atmosphärischen Strömungs-Gesetze betreffen, werden hauptsächlich in der folgenden Abhandlung untersucht.

     

Long waves on the coast of the Cape Peninsula

Summary A study is made of long waves recorded on the west coast of the Cape Peninsula and in Table Bay harbour. Two types are found to exist. The shorter ones of period 30 seconds to 6 minutes are surf beats associated with the arrival of sea waves and swell at the shore. The longer ones of period 15 minutes upwards are an oscillation of the water mass overlying the continental shelf and appear to be generated by fluctuations of similar period in the atmosphere. A number of examples of both kinds of long wave activity are cited and the frequency spectra of some of these are presented and discussed. The problem of range action in harbours is a particularly interesting application of this long wave study.

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Lange Wellen an der Küste der Kap-Halbinsel, Süd-Afrika

Zusammenfassung Lange Wellen mit Amplituden von 30 Sekunden bis zu mehreren Stunden sind an exponierten Küsten in vielen Teilen der Erde weitverbreitet. Sie sind sowohl in der Witsands Bay an der Westküste der Kap-Halbinsel und im Table Bay Harbour, Kapstadt, wie in einer Reihe weiterer Häfen an der Küste Süd-Afrikas registriert worden. Eine Anzahl von Registrierungen, die in Witsands Bay gemacht wurde, wurde einer harmonischen Analyse unterworfen und die Spektren langer Wellen werden als Beispiel dargestellt. Die Spektren können im allgemeinen in drei Stufen unterteilt werden: 1 bis 2 Minuten, 2 bis 10 Minuten und 10 bis 180 Minuten Dauer. Die Wellenamplitude der zwei niedrigeren Periodenstufen werden mit denen der gleichzeitigen Oberflächenwellen verglichen, wobei eine eindeutige Beziehung zwischen ihnen festgestellt wurde. Es steht ziemlich fest, daß die langen Wellen Brandungswellen (surf beats) sind und daß sie als sekundärer Effekt der in Flachwassergebieten an der Küste ankommenden Wellengruppen anzusehen sind. Die Untersuchung der Schwingungen ähnlicher Perioden in Table Bay Harbour ergab, daß es sich hier ebenfalls um Brandungswellen handelt. Die bei verschiedenen Perioden auftretende Verstärkung wird hier durch einen Resonanzeffekt (resonance effect) der Eigenperioden der Schwingungen in den Hafenanlagen verändert.Das Verhalten der langen Wellen mit Perioden von mehr als 10 Minuten Dauer unterscheidet sich erheblich von dem der kürzeren Perioden, und Zeiten ausgesprochener Aktivität fallen mit Druckschwankungen ähnlicher Perioden in der Atmosphäre zusammen. Vier Beispiele von Tagen mit ausgesprochener Aktivität werden in dieser Arbeit untersucht. Die Spektren von langen Wellen sowohl wie die von Luftdruckwellen werden gezeigt und das Verhältnis zwischen Amplituden und den entsprechenden Frequenzen dargestellt. Die Perioden mit maximaler Verstärkung bilden eine Serie, die einer grundlegenden Periode von etwa 95 Minuten zusammen mit ihren Oberschwingungen (harmonics) entsprechen. Diese Tatsache wird mit Hilfe mathematischer Ausdrücke für Wellenbewegungen auf dem Kontinentalschelf zu erklären versucht. Ähnliche lange Wellen wurden in Table Bay Harbour registriert, wo viel größere Amplituden auftreten als an der offenen Küste, weil der Windstau infolge des begrenzten Raumes erheblich stärker ist. Da die Perioden der langen Wellen viel größer sind als die Eigenperioden der Wellen in den Hafenanlagen, tritt ein beinahe gleichzeitiges Steigen und Fallen des Wasserstandes im gesamten Hafengebiet auf und damit ein starker Gegenstrom am Hafenausgang.Die beiden Arten langer Wellen können gemeinsam oder getrennt von einander auftreten; sie sind jedoch völlig verschiedenen Ursprungs. Die Brandungswellen erreichen ihre größte Stärke während der Wintermonate, während die Schwingungen mit längerer Periode auf dem Schelf zu jeder Zeit atmosphärischer Druckschwankungen auftreten können.

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Ondes longues sur la côte de la presqu'île du Cap, Afrique du Sud

Résumé Dans l'article actuel on étudie les ondes longues enregistrées sur la côte de la presqu'île du Cap et à Table Bay Harbour. On a trouvé deux espèces d'ondes. Les ondes courtes, ayant une période de 30 secondes jusqu'à 6 minutes, sont des rouleaux de barre (surf beats) associés aux vagues de vent et à la houle arrivant sur la côte. Les ondes longues, ayant une période de 15 minutes et plus, sont dues à une oscillation de la masse d'eau au-dessus de la marge continentale; elles semblent être générées par des fluctuations de périodes analogues dans l'atmosphère. Plusieurs exemples des activités de ces deux types d'ondes longues sont décrits et les spectres des fréquences de plusieurs ondes longues sont représentés et discutés. Ce traité étendu sur des ondes longues se prête bien à être appliqué à l'étude particulièrement intéressante de l'action des seiches dans les ports.