Geophysikalische Einflüsse auf die Länge des Sterntages

Zusammenfassung Die Änderung der Sterntaglänge schwankt im Rhythmus des Luftdruckgefälles zwischen 45 und 65° Süd sowohl im mittleren Jahresgang als auch im Ablauf der sechzig Monate der Jahre 1957–1961. Dieser überzufällige Gleichgang in Phase und Amplitude läßt sich so erklären, daß die Schwankungen der Tageslänge direkt durch den Schub oder die Bremsung der Lithosphäre, auf welche die Atmosphäre mit ihren Monsunen oder Passaten wirkt, erzeugt werden. Die den schwankenden Tropenwinden parallel gehenden außertropischen Westwinde würden voll die schiebende oder bremsende Wirkung der Tropenwinde kompensieren, wenn sie auch direkt die Lithosphäre erfaßten. Da nun aber im Gebiet der braven Westwinde die Hydrosphäre den gesamten Drehimpuls übernimmt und ihn wohl erst mit großer Verzögerung an die Lithosphäre weiterreicht, tritt die Änderung der Tageslänge auf, die sich im wesentlichen harmonisch aus einer halbjährlichen und einer jährlichen Welle zusammensetzt.

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Geophysical effects on the length of the sideral day

Summary The variations in the length of the day are found to be equal in phase to the oscillation of the atmospheric pressure gradient occurring between 45 and 65 degrees south. This rhythm manifests itself in the annual mean as well as in the course of the 60 months of the years 1957 to 1961. The rhythm that seems to be overaccidental may be explained with regard to phase and amplitude in the following way:The variations in the length of the day are produced by the pushing or braking of the lithosphere on which the atmosphere is acting by its monsoons or trade winds. The outertropical westerlies that are blowing parallel to the tropical wind would be able to compensate the pushing and braking effects if they, too, were directly acting on the lithosphere. As, however, in the region of the westerlies the hydrosphere assumes all angular momentum and apparently passes it on to the lithosphere after considerable delay, the variations in the length of the day are caused which essentially consist of the second and first harmonics.

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Effets géophysiques sur la longueur du jour sidéral

Résumé Les variations de la longueur du jour sidéral suivent le rythme du gradient de pression atmosphérique rencontré entre le 45^e et 65^e degré de latitude Sud. Elles se manifestent dans la moyenne annuelle aussi bien que dans la période des soixants mois des années de 1957 à 1961. Cette homogénéité super-aléatoire du rythme qui se montre également dans la phase et dans l'amplitude pourrait être expliquée par le fait que les variations de la longueur du jour sidéral sont directement produites par la poussée et le freinage de la lithosphère sur lequel agit l'atmosphère par ses moussons et ses vents alizés.Les vents extra-tropicaux d'ouest qui soufflent parallèlement aux vents tropicaux seraient à même de compenser les effets de la poussée et du freinage des vents tropicaux pourvu qu'ils agissent de même immédiatement sur la lithosphère. Comme, cependant, dans la région des braves vents d'ouest l'hydrosphère attire tout le moment angulaire et le passe, probablement après un long délai, au lithosphère, il se produit les variations de longueur du jour sidéral, qui se composent essentiellement d'une oscillation harmonique semestrielle et annuelle.

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Nach einem Vortrag Über Erddrehung und atmosphärische Globalzirkulation vor dem Geophysikalischen Kolloquium der Universität Hamburg am 8. Juni 1961, erweitert um die neuen Daten der Tageslänge und des Luftdruckgefälles zwischen 45° und 65° S.     

Die Wirkungen des Luft- und Winddruckes auf den Wasserstand in der Ostsee

Zusammenfassung Es werden die Beziehungen zwischen den Wetterlagen über dem Nord- und Ostseegebiet und den Wasserständen in der Ostsee behandelt und ein Verfahren entwickelt, daß es ermöglicht, die Luftdruckverteilung in einer Wetterlage über dem Ostseegebiet mathematisch zu erfassen, sowie die Abhängigkeit der Schwankungen der Wasserstände gegen Mittelwasser in der Ostsee von der jeweiligen Luftdruckverteilung über dem Nord- und Ostseegebiet nachzuweisen. Die Schwankungen des Wasserstandes gegen Mittelwasser in der Kieler Bucht werden als Funktion der Luftdruckverteilung über dem Nord- und Ostseegebiet dargestellt. Zuletzt wird die Verwendbarkeit des Verfahrens durch eingehende Anwendungen auf die große Ostseesturmflut vom 13. November 1872 und die Sturmflut im Finnischen Meerbusen vom 23. September 1924 gezeigt.

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The effects of air-pressure and wind on the water level in the Baltic Sea

Summary The relations between the weather situations over the North-Sea and the Baltic on the one hand and the sea level in the Baltic on the other hand are studied. Moreover, a method is developed allowing to ascertain the pressure distribution in any weather situation over the Baltic by way of mathematical calculation and to verify that the variations in sea level as compared to mean sea level in the Baltic depend on the respective air pressure distribution over the North-Sea and the Baltic. The variations in sea level in the Bay of Kiel as referred to mean sea level are represented as a function of the air-pressure distribution over the North-Sea and the Baltic. In conclusion, the application of the method to the great storm surge of November 13, 1872, in the Baltic and to the storm surge of September 23, 1924, in the Gulf of Finland clearly demonstrates its usefulness.

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Les effets de la pression d'air et de vent sur le niveau de la mer Baltique

Résumé L'auteur étudie les rapports qui existent entre les situations du temps sur la mer du Nord et sur la Baltique d'une part et les niveaux de la mer dans la Baltique d'autre part. Il dévelope une méthode qui permet de déterminer au moyen des mathématiques la distribution de la pression atmosphérique d'un état quelconque du temps dans la région de la mer Baltique et de vérifier que les variations des niveaux de la mer par rapport au niveau moyen de la mer (N. M.) dans la mer Baltique dépendent de la distribution particulière de la pression sur la mer du Nord et de celle sur la Baltique. Les variations des niveaux de la mer en comparaison du niveau moyen dans la baie de Kiel sont représentées en fonction de la distribution de la pression sur la mer du Nord et sur la Baltique. Enfin, l'auteur démontre l'utilité pratique de cette méthode en l'appliquant à la très forte tempête du 13 novembre 1872 sur les côtes de la Baltique et à la tempête du 23 septembre 1924 dans le golfe de Finlande.

     

Edward Sabine,ein großer Geophysiker des 19. Jahrhunderts

Zusammenfassung Das soeben beendete dritte Internationale Geophysikalische Jahr, bisheriger Höhepunkt in der Erforschung der uns zugänglichen Hydro- und Atmosphäre der Erde, führt notwendigerweise zu der Frage nach der Vorgeschichte unserer heutigen geophysikalischen Erkenntnisse und Arbeitsmethoden. Als repräsentativ für die erste Hälfte des 19. Jahrhunderts dürfen wir den englischen Forscher Sir Edward Sabine ansehen, der als erster moderner All-round-Geophysiker gravimetrisch in den Tropen und in der Arktis tätig war, besonders hochgeschätzt von A. v. Humboldt, dessen erdmagnetisches Werk er ausbaute; auch durch wertvolle ozeanographische und meteorologische Untersuchungen rühmlich bekannt.

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Edward Sabine, a great geophysicist of the nineteenth century

Summary The past third International Geophysical Year, up to now culminating point in the research for the hydrosphere and the atmosphere of the earth, makes us, necessarily, desirous to learn something about the early development of to-day's geophysical knowledge and working methods. As representative of the first half of the nineteenth century we may regard the English explorer and scientist Sir Edward Sabine, who as the first all-round geophysicist in the modern sense of the word carried out gravimetric measurements in the tropics and in the arctic regions. Alexander von Humboldt whose geomagnetic work he has been developing, held him in high esteem; besides, he is famous for his research work in the oceanographic and meteorological fields.

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Edward Sabine, grand géophysicien au dix-neuvième siècle

Résumé La troisième Année géophysique internationale écoulée, jusqu'ici point culminant des recherches sur l'hydrosphère et l'atmosphère de la terre, fait nécessairement naître en nous le désir d'étendre nos connaissances du développement primaire de la science et des méthodes de travail de la géophysique actuelle. Nous sommes tenus de considérer l'explorateur et le savant anglais Sir Edward Sabine comme le représentant de la première moitié du dix-neuvième siècle. Il fut le premier à effectuer des mesures gravimétriques dans les tropiques et dans les zones arctiques en qualité de géophysicien universel au sens moderne de ce mot. Il jouissait de l'estime profond d'Alexander von Humboldt, dont il a développé l'uvre géomagnétique. De plus, Sabine est fameux pour ses études dans les domaines de l'océanographie et de la météorologie.

     

Einige Bemerkungen zum Golfstromproblem

Zusammenfassung Im ersten Teil der Arbeit werden die zur Ermittlung der Meeresströmungen benutzten Verfahren nebeneinandergestellt: Das dynamische Verfahren, das aus der Dichteverteilung im Meer die Unterschiede der Stromgeschwindigkeit in vertikaler Richtung zu ermitteln gestattet, das Randwertverfahren, das mit der Schubspannung des Windes arbeitet und den windbedingten Volumentransport liefert und endlich die Rossbysche Freistrahltheorie. Die vergleichende Betrachtung lehrt, daß zwischen den genannten Methoden keine grundsätzlichen Widersprüche bestehen, sondern daß diese einander ergänzen und vervollständigen.Neuere amerikanische Beobachtungen haben einen Einblick in die Feinstruktur des Golfstroms gewährt; besonders bemerkenswert sind die scharfe seitliche Begrenzung über Hunderte von Kilometern und die Aufgliederung in einzelne Arme; es werden einfache Modelle betrachtet, die den Mechanismus dieser Vorgänge veranschaulichen. Bemerkenswert ist, daß bei diesen Betrachtungen die Vertikalkomponente der Stromgeschwindigkeit eine besondere Rolle spielt.

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Some remarks on the problem of the Gulf Stream

Summary In the first part of the paper, the methods applied to the study of ocean currents are compared with each other, viz. the dynamical method allowing to derive the vertical differences in current velocity from the density distribution, the method of the boundary values basing on the shearing stress of the wind and giving the volume transport caused by the wind, and finally the jet stream theory by Rossby. A comparison shows that these three methods are not absolutely contradictory to each other but that, on the contrary, they have a complementary character.Recent American observations have given an insight into the microstructure of the Gulf Stream; among the results, its cleanly cut lateral limitation over hundreds of kilometers and its subdivision into several single branches deserve particular attention; in order to illustrate the mechanism of these processes, simple models are considered. It may be mentioned as a remarkable feature that the vertical component of the current velocity plays a particular part in these considerations.

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Quelques notes sur le problème du courant du golfe

Résumé Dans la première partie de ce travail, les procédés appliqués à l'étude des courants de mer sont comparés entre eux; il s' agit ici de la méthode dynamique qui permet de dériver de la distribution de la densité les différences verticales des vitesses des courants; de la méthode des valeurs limites qui tient compte de la tension de torsion du vent et donne le transport de volume dû au vent et, enfin, de la théorie du rayon de jet (du jet stream) par Rossby. La comparaison montre que ces méthodes ne sont point contradictoires mais plutôt complémentaires les unes aux autres.Les observations effectuées récemment par les Américains ont éclairci la microstructure du courant du golfe; les résultats les plus remarquables en sont sa limitation latérale qui est nettement marquée sur quelques centaines de kilomètres et le fait que le courant se divise en plusieurs branches individuelles; pour démontrer le mécanisme de ces phénomènes quelques simples modèles sont considérés. Il est remarquable que la composante verticale de la vitesse du courant joue un rôle particulier dans ces considérations.

     

Modellrechnungen zu winderzeugten Bewegungen in einem Meer mit Sprungschicht

Zusammenfassung Nach Erörterung der benutzten vertikal integrierten Bewegungsgleichungen für ein Meer mit Sprungschicht sowie der Ansätze für Schubspannung und Reibung werden die Beziehungen zwischen Spiegel- und Sprungflächenlage und die Wirkung des Windschubs auf einen geschichteten Kanal diskutiert. Es folgt die Beschreibung der Windschubwirkung auf tropische Modellmeere mit Sprungschicht. Insbesondere wird das Ergebnis einer den Verhältnissen im Arabischen Meer bei beginnendem Sommermonsun nahekommenden Modellrechnung beschrieben, in der sich die Sprungschicht vor der afrikanisch-arabischen Küste um mehrere Dekameter hebt (upwelling), vor der indischen Küste ebenso stark absenkt. Parallel diesen Küsten treten zwischen dem 8. und 16. Tag Wellenkämme und-täler in der Sprungschicht und in der Oberfläche in genau gleicher Art auf, wie sie A. Defant [1950/1951] aus Beobachtungen vor der kalifornischen Küste im Zusammenhang mit auf- und ablandigem Windschub abgeleitet hat. Wir zeigen noch, daß diese Wellen nichts mit fortschreitenden zu tun haben können und leiten die dafür gebräuchliche Formel für die Fortpflanzungsgeschwindigkeit aus den vertikal integrierten Bewegungsgleichungen ab.Abschließend wird das Modell einer idealisierten Nordsee mit sommerlicher Sprungschicht beschrieben, in dem das Massen- und Geschwindigkeitsfeld durch ein vorüberziehendes Tiefdruckgebiet Änderungen erfährt. Dem Luftdruckminimum folgt eine Mulde mit zyklonaler Wasserzirkulation in der Oberschicht nach, welche noch geraume Zeit nach Abzug des Tiefs anhält. Die Sprungschicht hebt sich südlich der Bahn des Tiefs um einige Meter und entfaltet eine kräftige, südwärts fortschreitende Wellenbewegung an der östlichen Begrenzung. Auch in der Unterschicht herrscht eine zyklonale Wasserzirkulation vor; das untere Wirbelzentrum bleibt aber hinter dem der Oberschicht zurück und holt es erst nach Abzug der Zyklone ein. Beide Wirbelzentren liegen dann unter einer sich abschwächenden Mulde in der Wasseroberfläche.Unsere Modelle zeigen, daß es mit den heutigen Hilfsmitteln im Prinzip möglich ist, nicht nur die Einflüsse aktueller meteorologischer Faktoren auf die Wasseroberfläche, sondern auch ihre Wirkung auf die Massenverteilung innerhalb des Meeres zu ermitteln. Zur modellmäßigen Darstellung der allgemeinen Zirkulation des Meeres sind allerdings die hier nicht berücksichtigten Vermischungsvorgänge in Rechnung zu stellen.

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Numerical models on wind produced motions in a sea with a pycnocline

Summary After a treatment of the system of vertically integrated equations of motion concerning a sea with a pycnocline we discuss the stress and friction terms used here and the general relations connecting the variation of the surface with that of the pycnocline as well as the effect of wind stress in a double-layered canal. After that we regard the effects of wind stress and pressure of air on tropical model oceans with a pycnocline. Especially the result of a numerical computation of the behaviour of an idealized Arabian Sea in the beginning of the summer monsoon is described: The pycnocline is lifting by several decameters in front of the African and Arabian shores (upwelling) and is descending by the same number of decameters in front of the Indian coast. Between the eighth and sixteenth day there are contrary wave crests and troughs in the surface and in the pycnocline parallel to the African and Indian shores of exactly the same kind as those already derived from observations in front of the Californian coast by A. Defant [1950/1951] in connection with on-shore an off-shore winds.Concluding, we describe the model of an idealized North Sea with a summer thermocline where the fields of mass and velocity are affected by a passing low. Its centre is followed by a trough in the surface and a cyclonic circulation in the upper layer continuing even a long time after the low had passed. In the south of its path the thermocline ascents some meters and at the eastern shore it develops a vigorous wave motion propagating southward. A cyclonic circulation prevails also in the layer beneath the thermocline; its centre lags behind the curl centre of the upper layer but at last joins it after the low left the model sea. Both curl centres then come to lie underneath the gradually diminishing trough in the sea surface.As shown by our models, the modern aids make it possible, not only to compute the effects of the actual meteorological events on the sea surface but also their effects on the mass distribution within the sea. If, however, a model of the general circulation in the oceans is to be given, there should, at any rate, be taken into account the mixing processes of water masses neglected here.

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Modèles numériques pour le calcul des mouvements dûs au vent dans une mer ayant une couche de densité à discontinuité

Résumé Pour une mer ayant une couche de densité à discontinuité on discute le système des équations de mouvements, intégrées verticalement et on expose les termes du frottement tangentiel dû au vent et ceux de la friction interne employés dans ce travail. Puis on traite les relations générales qui existent entre les variations de la surface et celles de la couche de discontinuité et on décrit les effets du frottement tangentiel dû au vent dans un canal à deux couches. Aprés cela on étudie l'effet du frottement tangentiel dû au vent et la pression atmosphérique exercée sur des modèles de mers tropiques ayant des couches de discontinuité. On décrit surtout le résultat du calcul numérique du comportement d'une mer idéalisée arabique au commencement de la mousson estivale. Suivant ce calcul, la couche de discontinuité s'élève par plusieurs décamètres (upwelling) devant la côte afro-arabique et elle s'abaisse en même degré devant la côte indienne. Entre le 8^ième et le 16^ième jour il se présente, parallèlement à ces côtes, des crêtes et des creux de vagues opposées dans la couche de discontinuité et dans celle de la surface. Ces vagues sont de la même espèce que celles que A. Defant [1950/1951] a déjà dérivées des observations faites devant la côte de la Californie en présence du frottement tangentiel dû aux vents de terre et de mer. On montrera que ces vagues ne peuvent avoir aucun rapport aux vagues progressives et nous dérivons des équations verticalement intégrées de mouvement la formule en usage pour la vitesse de propagation.Ênfin, on décrit le modèle de la mer idéalisée du Nord, dans laquelle on suppose une couche estivale de discontinuité. Dans ce modèle le champ de masse et le champ de vitesse subissent de changements par le passage d'une aire de basse pression, dont le minimum atmosphérique est suivi d'une dépression qui de sa part, dans la couche supérieure de l'eau, est accompagnée d'une circulation cyclonique, qui se maintient même quelque temps après le passage de l'aire de basse pression. Au sud de sa trajectoire la couche de discontinuité s'élève par plusieurs mètres; à sa limite orientale elle développe de fortes vagues qui se propagagent vers le sud. Dans la couche qui se trouve au-dessous de la couche de discontinuité, une circulation cyclonique est également prédominante; son centre est en retard sur celui de la couche supérieure qu'il ne rattrapera qu'après le passage du cyclone. Les deux centres cycloniques se trouvent alors au-dessous de la dépression en voie de s'exténuer à la surface de l'eau.Les modèles montrent que les ressources modernes permettent, en principe, de calculer non seulement les effets des facteurs météorologiques actuels à la surface de l'eau, mais aussi leurs effets sur la distribution des masses dans l'océan. Si l'on veut, cependant, représenter la circulation générale en mer au moyen d'un modèle, il est nécessaire de tenir compte des processus de mélange non considérés dans cette étude.

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Hierzu Tafel 7 mit Abb. 7a-e, Tafel 8 mit Abb. 11a-d, Tafel 9 mit Abb. 12a-e

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Herrn Professor A. Defant zum 81. Geburtstag gewidmet.     

Distribution and content of137+134Cs and90Sr in the water of the North Sea during the years 1982 to 1984

Summary In continuation of the investigations of previous years (Kautsky [1973, 1976, 1985]; Kautsky, Jefferies, and Steele [1980]), besides surface water samples, water samples were also taken at depth for the first time along the entire station grid northwards of 53° 30 N (1982) and 53° N (1984).The fundamental distribution pattern of the^137+134Cs in the North Sea, within certain limits was practically analogous with that of the previous years. In the South and westwards of Jutland, on the basis of steep activity concentration gradients, one can again clearly recognize the boundary between the water coming out of the Channel from the South and the water coming from the North along the English coast. In the surface water, this boundary between the two water masses — as in previous years — lies between 6° E and 7° E.However, in deep water westwards of Jutland, clear differences of the distribution are observed between the years 1982 and 1984. In August/September 1982, a clear front in the entire water column between surface and bottom is present (Fig. 11). A comparable pattern, in principle, is indicated by the salinity distribution (Fig. 13). In comparison with it, in May/June 1984, a clearly stronger advance of the deep water (on the basis of the activity concentration differences) in the direction of Jutland compared with the surface water is recognizable (Fig. 12). Here also this effect appeared in outline to a certain extent in the salinity distribution (Fig. 14). Altogether, the content of radio caesium in the water of the North Sea from 1982 to 1984 has decreased by 30%. In 1984, it totalled, approximately 2400 TBq^137+134Cs, only 0.5% of the circa 481000 TBq⁴⁰K present in nature in the North Sea.

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Verteilung und Gehalt von^137+134Cs und⁹⁰Sr im Wasser der Nordsee in den Jahren 1982 bis 1984

Zusammenfassung In Weiterführung der Untersuchungen vorhergehender Jahre (Kautsky [1973, 1976, 1985]; Kautsky, Jefferies, und Steele [1980]) wurden erstmalig neben Oberflächenwasserproben auf dem gesamten Stationsnetz nördlich von 53° 30 N (1982) und 53° N (1984) auch Tiefenwasserproben entnommen.Das grundsätzliche Verteilungsmuster des^137+134Cs in der Nordsee gleicht im Rahmen einer gewissen Variationsbreite praktisch dem der vorhergehenden Jahre. Im Süden und westlich von Jütland ist anhand der steilen Aktivitätskonzentrationsgradienten wieder deutlich die Grenze zwischen dem aus dem Kanal von Süden und dem entlang der englischen Küste von Norden kommenden Wasser zu erkennen. Im Oberflächenwasser leigt diese Grenze zwischen den beiden Wassermassen — wie auch in den Vorjahren — zwischen 6° E und 7° E.Im Tiefenwasser westlich Jütland sind zwischen den Jahren 1982 und 1984 aber deutliche Unterschiede der Verteilung zu beobachten. Im August/September 1982 ist eine klare Front in der gesamten Wassersäule zwischen Oberfläche und Boden vorhanden (Abb. 11). Ein im Prinzip vergleichbares Muster zeigt die Salzgehaltsverteilung (Abb. 13). Dagegen ist im Mai/Juni 1984 ein deutlich stärkeres Vordringen des Tiefenwassers (anhand der Aktivitätskonzentrationsunterschiede) in Richtung Jütland gegenüber dem Oberflächenwasser erkennbar (Abb. 12). Auch hier zeichnet sich dieser Effekt bis zu einem gewissen Grad in der Salzgehaltsverteilung ab (Abb. 14). Insgesamt hat der Gehalt des Radiocaesium im Wasser der Nordseee von 1982 bis 1984 um 30% abgenommen. Er beträgt 1984 mit rund 2400 TBq^137+134Cs nur 0,5% der in der Nordsee von Natur aus vorhandenen rund 481 000 TBq⁴⁰K.

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Distribution et concentration du caesium 137 et 134 et du strontium 90 dans les eaux de la Mer du Nord au cours des années 1982 et 1984

Résumé Pendant la continuation des recherches des années antérieures (Kautsky [1973, 1976, 1985]; Kautsky, Jefferies et Steele [1980]) et en plus des prélèvements d'eau de surface, on a aussi prélevé pour la première fois, des échantillons d'eau profonde à toutes les stations du réseau au Nord du parallèle 53° 30 N (1982) et du parallèle 53° N (1984).Le modèle fondamental de distribution du caesium 137 et 134 en Mer du Nord est pratiquement analogue, à l'intérieur de certaines limites de latitude, à celui des années antérieures. Dans le Sud et à l'Ouest du Jutland, on peut encore reconnaître clairement, sur la base de forts gradients de concentration d'activité, la frontière entre les eaux venant de la Manche par le Sud et les eaux pénétrant par le Nord le long de la côte anglaise. Pour l'eau de surface, cette frontière entre les deux masses d'eau s'étend, comme dans les années antérieures, entre les méridiens 6° E et 7° E.Cependant, en eau profonde à l'Ouest du Jutland, de réelles différences de distributions ont été observées entre les années 1982 et 1984. En août-septembre 1982, un front net est présent dans toute la colonne d'eau comprise entre la surface et le fond (Fig. 11). Un modèle comparable, dans le principe, est indiqué par la distribution de la salinité (Fig. 13). Par contre en mai–juin 1984 on peut reconnaître, une progression significativement plus forte de l'eau profonde (sur la base des différences de concentration d'activité comparée à celle de l'eau de surface en direction du Jutland (Fig. 12). Ici aussi cet effet est apparu jusqu'à un certain degré dans la distribution de la salinité (Fig. 14). Tout compte fait, la concentration de caesium radioactif a diminué de 30% dans la Mer du Nord entre 1982 et 1984. En 1984 le caesium 137 et 134 totalisait approximativement 2400 TBq ce qui représente seulement 0,5% des 481 000 TBq environ de potassium 40 présent au naturel dans la Mer du Nord.

     

Die Sandwanderung im unteren Tidegebiet der Elbe

Zusammenfassung Die Beschaffenheit des wandernden Materials wird nach sedimentpetrographischen Methoden untersucht und ein Plan der regionalen Verteilung der Korngrößen im Untersuchungsgebiet entworfen. Die Ursprungsgebiete, aus denen der Sand in die untere Elbe gelangt, werden aufgezeigt, und die Wanderung des Nordseesandes stromauf wird verfolgt. Einigen allgemeinen Bemerkungen über die Berechnung des Sandtransportes folgen Angaben über die Mengen, die durch verschiedene Querprofile des Untersuchungsgebietes auf Grund von Messungen festgestellt worden sind. Der Darstellung der direkten Sandwanderungsmessung und ihrer Ergebnisse folgt die Beschreibung einer indirekten Methode und die Angabe der hiermit erzielten Ergebnisse der Massenberechnung in den letzten 20 Jahren. Die Schwankungen in der Sedimentation und Erosion werden zu den Windverhältnissen am Feuerschiff Elbe 1 in Verbindung gesetzt, wobei eine befriedigende Übereinstimmung gefunden wird, was darauf hindeutet, daß die Nordsee mit ihren meteorologischen und hydrographischen Verhältnissen in der Hauptsache für die Sandwanderung im Untersuchungsgebiet bestimmend ist. Das Sandtransportgleichgewicht in einem Tidefluß wird behandelt, und die Bedingungen hierfür werden aufgezeigt.

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On the transport of sand in the outer estuary of the Elbe

Summary The nature of the migrating material is investigated with the aid of the methods of sedimentary petrography and a plan of the regional distribution of the sizes of grains in the investigated area is given. The regions of origin from which the sand is carried into the lower Elbe are pointed out and the transport of the sand from the North Sea is traced up-stream. Some general remarks on the calculation of the sand transport are followed by some information about the quantities which have been ascertained with the aid of several cross-profiles in the area under investigation. After the explanation of the direct measurement of sand migration an indirect method is described and the results gained by it in mass calculation during the last 20 years are given. The fluctuations in sedimentation and erosion are related to the wind distribution near Elbe I light-vessel and a rather good correspondence is found, pointing out the sand transport in the Elbe estuary to be mainly governed by the meteorological and hydrographical conditions in the North Sea. The balance of the sand transport of a tidal river is treated and its conditions are laid open.

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Sur le cheminement du sable dans l'estuaire inférieur de l'Elbe

Résumé Dans cet article on étudie selon des méthodes de la pétrographie sedimentaire la nature des matériaux mouvants et on dresse un plan de la distribution des diamètres des grains dans la zone d'exploration. On révèle les zones d'origine des sables de l'Elbe inférieur et poursuit la progression vers l'amont du sable de la mer du Nord. Après quelques notes générales sur le calcul du transport de sable on précise les quantités mesurées à l'aide de diverses coupes transversales dans la zone d'exploration. Puis, on décrit la mesure directe des sables cheminants et ses résultats ainsi qu'une méthode indirecte du calcul des masses de sable et on en donne les résultats obtenus pendant les vingt dernières années. Une confrontation des fluctuations de la sédimentation et de l'érosion avec la distribution des vents auprès du bateau-feu Elbe I conduit à un accord satisfaisant entre ces facteurs, d'où suit que ce sont, avant tout, les conditions météorologiques et hydrographiques de la mer du Nord qui exercent une influence décisive sur le cheminement du sable dans l'estuaire de l'Elbe. Enfin, le bilan du transport de sable dans un estuaire est discuté et ses conditions sont révélées.

     

Results of a 36-hour storm surge prediction of the North Sea for 3 January 1976 on the basis of numerical models

Summary To explore the feasibility of forescasting North Sea storm surges by integrating numerically a combined atmospheric-oceanographic physical model, the severe storm and the resulting water levels occurring on 3 January 1976 were simulated as a first step into this direction. For this purpose, the atmospheric model was run with a resolution of 8 levels in the vertical and a horizontal grid spacing of 1.4° in latitude and 2.8° in longitude on the hemisphere. The initial conditions are based upon observations of 2 January 1976, 12 GMT, i.e. about 24 hours before the storm reached its greatest intensity in the southern parts of the North Sea.The surface wind predicted by the atmospheric model was converted into stress values through a bulk formula which then entered the vertically integrated North Sea model, to yield the desired water elevations in a 22 km-grid. Moreover, also the observed wind, stemming from a careful re-analysis of the storm situation, was handled in the same way. The numerically obtained results were compared with gauge measurements at a number of coastal stations.

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Ergebnisse einer 36stündigen Vorhersage der Nordsee-Sturmflut am 3. Januar 1976 aufgrund von numerischen Modellen

Zusammenfassung Zur Untersuchung der Möglichkeiten, Sturmfluten mit physikalischen Modellen der Atmosphäre und der Nordsee vorherzusagen, wurde als erster Schritt in dieser Richtung die schwere Sturmflut an der deutschen Nordseeküste vom 3. Januar 1976 nachgerechnet. Hierzu wurde das im Sonderforschungsbereich 94 entwickelte Atmosphärenmodell auf der Grundlage der hydro- und thermodynamischen Gleichungen mit einer Auflösung von 8 Flächen in der Vertikalen sowie 1,4° in der geographischen Breite und 2,8° in der geographischen Länge auf der gesamten Nordhalbkugel über 36 Stunden numerisch integriert. Als Eingangsdaten dienten die Beobachtungen vom 2. Januar 1976, 12 Uhr. dieser Termin liegt ca. 24 Stunden vor Eintritt des stärksten Sturmes im Bereich der Deutschen Bucht.Die auf diese Weise prognostizierte Windverteilung wurde über der Nordsee in Schubspannungswerte überführt, woraus das Nordseemodell mit den hydrodynamischen Gleichungen die Wasserstandswerte in einem 22-km-Netz berechnete. In entsprechender Weise wurde mit einem aus Beobachtungen während dieses Zeitraums gewonnenen Windfeld verfahren; diesem lag eine besonders sorgfältige, nachträglich angefertigte Analyse des Seewetteramts Hamburg zugrunde. Die so errechneten Wasserstände sind dann mit Pegelmessungen verglichen worden.

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Résultats d'une prédiction d'onde de tempête de 36 heures de la mer du Nord pour le 3 janvier 1976 sur la base de modèles numériques

Résumé Afin d'étudier la possibilité de prévior les ondes de tempête en mer du Nord en intégrant numériquement un modèle physique combiné atmosphère-océan, la forte tempête du 3 janvier 1976 et des niveaux d'eau qui en ont résulté ont été simulés comme premier pas dans cette voie. Dans ce but, on a fait fonctionner le modèle atmosphérique avec une résolution de 8 niveaux dans le plan vertical et un réseau horizontal aux pas de 1,4° en latitude et de 2,8° en longitude sur l'hémisphère. Les conditions initiales sont basées sur les observations du 2 janvier 1976 à 12h GMT, c'est-à-dire environ 24 heures avant que la tempête n'atteignît sa plus forte intensité dans les parties méridionales de la mer du Nord.Le vent en surface prédit par le modèle atmosphérique était converti par l'intermédiaire d'une formule globale en valeurs de tensions qui étaient alors introduites dans le modèle de la mer du Nord intégré verticalement, pour obtenir les hauteurs d'eau désirées, dans un réseau de 22 km de côté. En outre, le vent observé, issu d'une nouvelle analyse soignée de la situation de tempête, était aussi traité de la même manière. Les résultats obtenus numériquement furent comparés aux mesures fournies par les marégraphes en un certain nombre de stations côtières.

     

Über das Verhalten und die Herkunft der in den Gewässern und in der Atmosphäre vorhandenen himmelblauen Fluoreszenz

Zusammenfassung Überall in der Natur im Bereich der Erdrinde findet sich ein im ultravioletten Licht hellblau fluoreszierender Stoff. Nachgewiesen wurde er bisher in der Atmosphäre, in allen in der Natur vorhandenen Wasservorkommen: im Nebel, Schnee, Regen, Rauhreif, Gletschereis, in Quellen, Bächen, Flüssen, Seen und im Oberflächen- und Tiefenwasser des Weltmeeres. Ferner ließ er sich nachweisen im Staub, in Gesteinen und in Filtrierpapier (reiner Cellulose), wie er überhaupt ein ständiger Begleitstoff der in der Natur weit verbreiteten Kohlenhydrate ist. Aus der Atmosphäre schlägt er sich bereits in wenigen Tagen in merklichem Maße an gereinigten Glasoberflächen nieder. Durch eingehende Versuche wird wahrscheinlich gemacht, daß der Fluoreszenz zwei organische Verbindungen zu Grunde liegen, die sich spontan aus den langsam in der Natur sich bildenden Zerfallsprodukten der Kohlenhydrate (Methylglyoxal) durch Eigenkondensation aufbauen. Auf die Bildung der fluoreszierenden Stoffe wirken ähnlich wie bei dem verwandten Vorgang der Melanoïdin-Bildung (Maillard-Reaktion) neben der Erhöhung der Temperatur und der Erhöhung der Konzentration der Ausgangssubstanzen (beispielsweise beim Verdunstungsvorgang der atmosphärischen Wassertröpfchen) alkalische Reaktion und in besonderem Maße die Gegenwart von Stickstoff-Verbindungen (Ammonium-Ion, Aminosäuren) fördernd ein.

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On the behaviour and the origin of the azure fluorescence present in all kinds of waters and in the atmosphere

Summary Everywhere in nature and in the vicinity of the earth's crust there is a substance to be found from which a light blue fluorescence is emanating when it is exposed to ultraviolet radiation. Until now this substance has been verified in the atmosphere and in all the manifestations of water, viz. in fog, snow, rain, soft rime, glacier ice, springs, brooks, rivers, lakes, and in the surface water and deep water of the oceans. Besides, the presence of this substance has been proved in dust, rocks and in filter paper (pure cellulose) and it has been revealed as a permanently attendant substance of carbon hydrates frequently occurring in nature. It is precipating to a considerable extent within a few days from the atmosphere on cleaned glass surfaces. From careful experiments it appears to be probable that the fluorescent substance is based on two organic compounds that are spontaneously springing by self-condensation from the dissociated constituents of carbonhydrates (metyhlglyoxal) that are slowly forming everywhere in nature. Similar to the related process of the formation of melanoidin (Maillard-reaction) and in addition to the increase in temperature and concentration of the initial substances (as e.g. is observed during the process of evaporation of atmospheric water drops), alkaline reaction and especially the presence of nitrogen compounds (ammonium-ion, amino-acids) are promoting the formation of fluorescent substances.

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Sur le comportement et l'origine de la fluorescence azure rencontrée dans les eaux et dans l'atmosphère

Résumé Partout dans la nature on trouve près de la croute terrestre une substance produisant de la fluorescence bleue claire lorsqu'on l'expose à la radiation ultra-violette. On a jusqu'ici démontré la présence de cette substance dans l'atmosphère et dans toutes les formes que l'eau peut adopter dans la nature, c.a.d. dans la brume, la neige, la pluie, le givre mou, dans la glace des glaciers, les sources, cours-d'eau, rivières, lacs et dans les eaux superficielles et profondes des océans. De plus, on peut prouver son existence dans la poussière, dans les roches et dans le papier à filtrer (cellulose pure); d'ailleurs, cette substance est surtout une matière d'accompagnement permanent des hydrates de carbon très répandus dans la nature. Venant de l'atmosphère, elle se précipite en quantité considérable sur des surfaces nettoyées de verre. Des essais approfondis nous font supposer que la substance fluorescente est basée sur deux combinaisons organiques qui se forment spontanément par condensation propre des produits de dissociation des hydrates carboniques (méthylglyoxal) qui se developpent lentement dans la nature. Comme dans le processus analogue de la formation du mélanoïdin (réaction Maillard) et à côté de l'élévation de la température et de la concentration des matières de départ (par exemple aux processus de l'évaporation des gouttes d'eau dans l'atmosphère) la réaction alcaline et surtout la présence des combinaisons de nitrogène (ammonium-ion, acides d'aminés) favorisent la production des substances fluorescentes.

     

Der Einfluß der Wetterlage auf die Salzgehaltsschichtung im Übergangsgebiet zwischen Nord- und Ostsee

Zusammenfassung An Hand der Beobachtungen auf Feuerschiffen wird gezeigt, wie die Wetterlage die Salzgehaltsschichtung im Kattegat-Beltsee-Raum beeinflußt und wie sich dabei die Lage der verschiedenen Wasserkörper und Sprungschichten in den oberen 25–30 m gestaltet. Eine schwachwindige Hochdruckwetterlage läßt die inneren Gradientströme zur vorherrschenden Bewegungskomponente werden und eine Sprungschicht entstehen, die Nordsee- und Ostseewasser scheidet und sich von der Oberfläche, im nördlichen Kattegat durch die Beltsee bis weit jenseits der Darßer Schwelle zum Boden erstreckt. Diese Schichtung wird mit zunehmenden Windgeschwindigkeiten durch Gefällströme gestört, die durch Niveaudifferenzen zwischen Kattegat und südlicher Ostsee verursacht werden, wobei infolge Aufspaltung der Sprungschicht als dritte Wasserart das Kattegat-Wasser stärker in Erscheinung tritt. Die Lage der Sprungschichten zwischen Oberfläche und Boden ändert sich je nach Richtung, Stärke und Dauer des Windes in charakteristischer Weise. Bei extremen Einstromlagen geht die vertikale Schichtung fast ganz verloren, und der Salzgehalt ändert sich im wesentlichen nur in horizontaler Richtung. Ostwetterlagen führen infolge einer Verstärkung des Ausstromes zu einem Vorrücken des Ostseewassers, das die salzreiche Unterschicht in den Belten allmählich abträgt. Der Einfluß des Witterungsverlaufs auf diese Vorgänge wird am Beispiel des Jahres 1937 dargelegt, in dem sich ein ungewöhnlich starker Zustrom von Nordseewasser in die Beltsee ereignete.

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The influences of the weather situation on the salinity layering in the transition area between the North Sea and the Baltic

Summary By means of observations made on board light vessels the author shows how the salinity layering in the area of the Kattegat and the Belt Sea is affected by the weather situation and how the various water bodies and layers of discontinuity in the upper 25–30 m are shifting. High air pressure over Central Europe with its light winds enables the internal gradient currents to become the predominant component of motion and the discontinuity layer to separate the water of the North Sea from that of the Baltic. In extreme cases, this layer may be traced from the surface of the northern Kattegat to the bottom of the Baltic far beyond the Darßer Schwelle. This stratification is disturbed with increasing wind velocity. Owing to differences in sea level between the Kattegat and the southern Baltic and to the appertaining gradient currents, the layer of discontinuity is disarranged and a third type of water, the Kattegat water, becomes more conspicuous. The discontinuity layers between surface and bottom are characteristically shifting according to the wind's direction, force and, duration. If weather conditions are extremely favouring the inflow from the North Sea the vertical stratification almost completely vanishes and differences in salinity are observed only in horizontal direction. On the other hand, with East wind situations with an intensified outflow from the Baltic, the sublayer rich in salinity which is characteristic for the Belts is gradually diluted. These influences are exemplified by the situation in 1937, when a most intensive inflow of North Sea water into the Belt Sea occurred.

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L'influence de la situation du temps sur la stratification en salinité dans la région transitoire entre la mer du Nord et la mer Baltique

Résumé À l'aide des observations faites à bord des bteaux feu l'auteur expose quelle est l'influence effectuée par le temps sur la stratification en salinité dans la région du Kattegat et du Grand et du Petit Belt et de quelle manière les diverses masses d'eau et les couches à saute de salinité à moins de 25 à 30 mètres de profondeur sont déplacées. Au cas d'une aire de haute pression accompagnée de faibles vents dominant sur l'Europe centrale les courants internes de gradient deviennent la composante prédominante du mouvement de l'eau. Dans des conditions extrêmes une couche à discontinuité de salinité séparant l'eau de la mer du Nord de celle de la mer Baltique peut être poursuivie entre la surface du Kattegat du nord et le fond de la mer Baltique loin au delà du Seuil du Darß (Darßer Schwelle). Quand la vitesse du vent recroît, cette stratification est dérangée. Par suite des différences de niveau entre le Kattegat et la mer Baltique du sud et des courants de gradient qui sont y associés la couche à saute est dérangée et un troisième type d'eau, «l'eau du Kattegat», se manifeste d'une manière plus prononcée. La positon des couches à saute de salinité entre la surface et le fond est changée d'une façon caractéristique selon la direction, la force, et la durée du vent. À la présence d'une affluence extrêmement intensive de la mer du Nord la stratification verticale se perd prèsque entièrement et c'est seulement dans la direction horizontale que des changements essentiels de salinité ont lieu. D'autre part, pendant une période de vent d'est accompagnée d'un écoulement augmenté venant de la mer Baltique l'eau assez salée caractérisant les couches inférieures du Grand et du Petit Belt est plus ou moins diluée. Ces influences sont démontrées par l'exemple de l'année 1937 qui était signalée par une affluence extraordinaire portant de la mer du Nord vers le Grand et le Petit Belt.

     

Contribution a l'etude de l'influence des elements meteorologiques sur l'accroissement des forets

Résumé Lors des révisions d'aménagements de ces dernières années, bien des forestiers suisses ont constaté que le capital-bois de leurs forêts ne s'était pas développé selon les prévisions. D'aucuns ont imputé cette déficience de dévoloppement à la sécheresse de ces dernières années. Pour contrôler ces allégations, l'auteur a examiné le développement de 5 peuplements situés dans des climats très différent: l'un se trouve dans l'est du Plateau, dans un climat tempéré et relativement sec, deux dans les Préalpes où la température est plus rude mais les précipitations abondantes et deux en Engadine dans un climat sec et froid.L'accroissement forestier a été donné par la mesure de la largeur des cernes annuelles. L'auteur n'a examiné qu'une essence: l'épicéa.Les éléments météorologiques furent tirés des tables originales de postes d'observations climatologiques que la Station centrale suisse de Météorologie entretient à proximité des peuplements considérés. Les extraits en ont été faits séparément pour la longueur de la période de végétation, la température moyenne, la somme des températures et la somme des précipitations. On a tiré ces valeurs pour le printemps, l'automne et l'année de végétation, celle-ci étant composée d'un printemps et de l'automne précédent. La période de végétation a été définie comme celle où la température journalière moyenne dépassait 5°C.De la comparaison des courbes d'accroissement avec celles des éléments météorologiques, l'auteur tire la conclusion que la forêt ne réagit aux fluctuations de la somme des précipitations que dans les régions sèches. Dans les Préalpes par contre c'est la température du printemps qui joue le rôle principal.Pour éviter des surprises lors des révisions d'aménagement, l'auteur propose d'adapter les exploitations aux variations du climat tout en maintenant le procédé actuel de détermination de la possibilité.Il rend le forestier attentif au fait que l'influence des précipitations diminue avec la latitude et l'altitude mais augmente en raison inverse de l'indice d'aridité. Il propose enfin une méthode graphique pour la détermination du facteur météorologique minimum.

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Summary By controlling the managements of the forests, many swiss foresters noticed that the trees had not developed as forseen. Some foresters attributed this lack of development to the dryness of the least years. In order to control this allegations, the author has examined the development of five series of stocks situated in different climatic conditions: one resies in the East of the Swiss Plateau, in a temperate and relatively dry climate, two in the Prealps, where the temperature is rough and rain plentiful and two in the Engadin, in a dry and cold climate.The treegrowth as been measured through the width of annual rings. The author has examined just one species: Spruce.The meteorological elements have been taken from the original tables of climatological stations, which the Swiss Meteorological Office maintain in the neighbourhood of the examinated forests. The extracts have been made separately for the length of the vegetation period, for the mean temperature, for the sums of rainfalls and temperatures. These values have been extracted for spring, autumn and the vegatation year, this last one being composed of one spring and the preceding autumn. The vegetation period has been defined as a period where the daily mean temperature exceeds 5°C.From the comparison of the graphic curves of treegrowth with those of the meteorological elements, the author comes to the conclusion that the forest reacts to the fluctuations of the sum of rainfall only in dry regions. In the Prealps, it is the spring temperature which is most important.In order to avoid surprises by controlling the managements of forests, the author proposes to adapt the fellings to the climatic variations, but to maintain the present proceeding of determination of the possibility.He drais the attention of the forester to the fact that the influence of rainfall decreases with the latitude and the altitude, but increases in inverse ratio to the aridity. At last, he proposes a graphic method for the determination of the minimum meteorological factor.

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Zusammenfassung Anlässlich von Wirtschaftsplanrevisionen sind in den letzten Jahren in schweizerischen Wälder bedeutende Zuwachsrückgänge festgestellt worden die von manchen Forstleuten auf die Trockenheit der 1940-er Jahre zurückgeführt werden. Um die Richtigkeit dieser Vermutung zu prüfen, hat der Verfasser die Entwicklung von fünf Beständen in Gegenden mit verschiedenem Klima untersucht. Der erste Bestand liegt im ostschweizerischen Mittelland d.h. in einer Gegend mit mildem, verhältnismässig trockenem Klima; zwei Bestände befinden sich im kühlen, niederschlagsreichen Voralpengebiet und zwei im trockenen, rauhen Engadin.Der Zuwachs wurde durch Messung der Jahrringbreiten an Fichten (Picea excelsa Link) bestimmt.Die meteorologischen Angaben sind den Originaltabellen benachbarter klimatologischer Beobachtungsposten der Meteorologischen Zentralanstalt entnommen, und zwar erstrecken sich die Auszüge auf die Dauer der Vegetationsperiode, die mittlere Temperatur, die Temperatursumme und die Niederschlagsmenge. Diese Angaben wurden jeweils für den Frühling, den Herbst und das Vegetationsjahr berechnet. Letzteres setzt sich aus einem Frühling und den vorausgegangenen Herbst zusammen. Die Vegetationsperiode wurde mit Hilfe der Temperatur definiert (Tagesmittel: 5°).Durch Vergleichuug der Zuwachskurven mit den Kurven der meteorologischen Elemente stellt der Verfasser fest, dass der Wald nur in den trockenen Regionen auf die Niederschlagsmenge reagiert. In den Voralpen spielt dagegen die Frühlingstemperatur die Hauptrolle.Um Ueberraschungen bei den Wirtschaftsplanrevisionen zu vermeiden, schlägt der Verfasser vor, die jetzt übliche Methode der Etatberechnug zu behalten, die Nutzung den Klimaschwankungen aber anzupassen.Er macht darauf aufmerksam, dass der Einfluss des Niederschlages mit zunehmender geographischen Breite und Höhe über Meer abnimmt, dagegen bei steigendem Trockenheitsindex zunimmt. Er schlägt schliesslich ein graphisches Verfahren zur Bestimmung des meteorologischen Minimumfaktors vor.

     

Über langjährige Temperatur- und Salzgehaltsanomalien im Oberflächenwasser der Irischen See

Zusammenfassung In der vorliegenden Abhandlung wird auf Grund der von Proudman, Gilles und Bowden veröffentlichten hydrographischen Beobachtungen die Frage der langjährigen Temperatur- und Salzgehalts-Änderungen im Rahmen der säkularen Erwärmung der Nordhalbkugel untersucht. Dafür werden vom Verfasser zu den bisher vorliegenden Ergebnissen aus den nordwesteuropäischen Meeren weitere Angaben über anomale hydrographische Zustandsänderungen an der Oberfläche der Irischen See gemacht. Bei der Besprechung der Temperatur- und Salzgehaltsdifferenzen und -anomalien werden Jahre mit stark positiven und negativen Abweichungen herausgestellt. Durch Vergleich mit ähnlichen Ergebnissen in den übrigen europäischen Meeren wird auf die enge Verknüpfung der Irischen See mit diesen hingewiesen. Anhand von vier Beispielen werden die Zusammenhänge zwischen verstärktem Einstrom von Ozeanwasser oder verstärktem Ausstrom von Küstenwasser und den Änderungen der Großwetterlagen über Europa herausgestellt.

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On long period anomalies of temperature and salinity in the surface water of the Irish Sea

Summary Proceeding from the hydrographic observations by J. Proudman [1937, 1943, 1946], D. C. Gilles [1949], K. F. Bowden [1950, 1953], the present paper investigates the long-period variations in temperature and salinity in their relation to the secular temperature rise of the northern hemisphere. To the results available at present from the north-western European seas, further data on anomalous hydrographic changes in the physical condition of the surface water of the Irish Sea are added. When discussing the differences and anomalies of temperature and salinity, emphasis is laid on such years as show pronounced positive and negative departures from the normal. A comparison with similar results from the rest of the European seas reveals the close relation that exists between them and the Irish Sea. Four examples illustrate the relation between the increased inflow of sea water and the increased outflow of coastal water, on the one hand and the changes in the general weather situations over Europe, on the other hand.

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Sur des anomalies à longue durée de la température et de la salinité dans l'eau superficielle de la mer d'Irlande

Résumé Partant des observations hydrographiques publiées par J. Proudman [1937, 1943, 1946], D. C. Gilles [1949] et K. F. Bowden [1950, 1953] le traité actuel étudie les rapports qui existent entre des variations à longue durée de la température et de la salinité et l'augmentation séculaire de la température de l'hémisphère nord. Aux résultats actuels portants sur les mers de l'Europe nord-ouest, l'auteur ajoute de plus amples données sur des changements dans les conditions physiques de l'eau superficielle de la mer d'Irlande. Dans la partie de cet article qui traite des différences et des anomalies de la température et de la salinité, on a mis en relief les années montrant de forts écarts positifs et négatifs. La comparaison avec des résultats analogues portant sur les autres mers Européennes révèle leur intime corrélation avec la mer d'Irlande. Quatre exemples soulignent les relations qui existent entre l'affluence augmentée de l'eau de mer ou l'écoule ment augmenté de l'eau côtière, d'une part, et les variations de la situation météorologique générale audessus de l'Europe, d'autre part.

     

Sul terremoto palermitano del 15 gennaio 1940

Riassunto Dopo un cenno sui precedenti sismici del Palermitano e sui dati microsismici del terremoto del 15-1-1940, segue una relazione sulle circostanze, la natura e gli effetti della scossa in Palermo, e sugli elementi macrosismici raccolti nella regione; conclude una breve discussione sull'origine tettonica e sulle probabili cause del sisma, in base alle ripercussioni in superficie ed alla costituzione geologica dei territori interessati.

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Zusammenfassung Nach einer Erwähnung der Erdbeben-Statistik in der Gegend von Palermo, werden die mikro- und makroseismische Daten des Erbebens vom 15. Januar 1940 angegeben und beschrieben; die betreffende Diskussion zeigt die tektonische Natur des Bebens und seine wahrscheinlichen Ursachen besonders im Zusammenhang mit den geologischen Verhältnissen.

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Résumé Après avoir rappellé brièvement les conditions sismiques de la région de Palermo, l'Auteur examine le tremblement de terre du 15 janvier 1940 au moyen des données microsismiques, des dommages et des élements macrosismiques observés dans les environs. Il y a ensuite une discussion sur la nature tectonique du tremblement et sur ses probables causes, en raison des effets causés sur la surface du sol et de la constitution géologique des territoires intéressés.

     

Neue Untersuchungsergebnisse über die Zusammenhänge des Grosswetters mit dem Sonnenfleckenzyklus

Zusammenfassung In der Untersuchung werden neue Belege dafür erbracht, daß ungefähr zwei Jahre vor den Maxima und Minima der Sonnenflecken sowie 1 1/4 bis 2 Jahre nach den Maxima die subtropischen Hochdruckgürtel verstärkt und polwärts verschoben sind, und im Sommer der Nordhalbkugel das Luftdruckgefälle von dem verlagerten Hochdruckgürtel neach dem Polargebiet gesteigert ist. Auf Grund der sommerlichen Niederschlagsmengen in Mitteleuropa und des mittleren Sommerluftdrucks in Edinburgh werden die Abschnitte des Sonnenfleckenzyklus, in denen der subtropische Hochdruckgürtel polwärts verschoben ist, genauer festgestellt und der Abstand des Anfangs und Endes dieser Abschnitte vom nächstgelegenen Sonnenfleckenextrem nicht in Jahren, sondern in Bruchteilen des Abstandes des vorausgehenden Fleckenextrems vom nachfolgenden Fleckenextrem angegeben. Dadurch finden die Abweichungen in anomalen Fleckenzyklen eine Erklärung. Schließlich wird eine Kurve der mittleren jährlichen Wachstumsringe von 10 mitteleuropäischen Fichten während eines fast 200-jährigen Zeitraums gezeigt. Aus der Kurve geht mit aller Deutlichkeit die. Unrichtigkeit der Behauptung hervor, daß in den Jahresringen alter Bäume die 11-jährige Sonnenfleckenperiode enthalten sei. Mindestens gilt das nicht für Mitteleuropa. Dagegen kommt die Doppel- oder Dreifachschwankung des Niederschlags innerhalb des Sonnenfleckenzyklus in der Kurve gut zum Ausdruck.

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Summary The study presents new evidence for the fact that approximately two years prior to the occurrence of maxima and minima of the sunspots, also 1 1/4 to 2 years after the occurrence of maxima, the subtropical high-pressure belts are strengthened and shifted toward the poles, and further that the pressure gradient increases from the high-pressure belt toward the polar region in the summer of the Northern Hemisphere. Based on the summerly amounts of precipitation in Central Europe and average summerly atmospheric pressures in Edinburgh, the intervals of the sunspot cycle, during which the subtropical high-pressure belt is shifted toward the poles, are determined more precisely. The distance of beginning and end of these intervals from the nearest sunspot extreme is expressed in fractions of the distance from the preceding sunspot extreme to the following one, rather than in years. Thus, the departures in anomalous sunspot cycles find their explanation. Finally a chart shows the average annual rings of 10 Central European spruces during a period of almost 200 years. This chart clearly demonstrates the incorrectness of the assertion that the 11-years' sunspot period can be found in annual rings of old trees. This is at least not true in Central Europe. On the other hand the chart expresses well the double or triple variation of precipitations within the sunspot cycle.

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Résumé La recherche nous fournit des preuves nouvelles pour le fait qu'à peu près deux ans avant les maxima et avant les minima des taches solaires, de même que 1 1/4 à 2 ans après les maxima, les zones subtropicales de haute pression sont renforcées et déplacées vers les pôles, et que le gradient de pression atmosphérique de la zone des hautes pressions déplacées vers la région polaire est plus fort dans l'été de l'Hémisphère Nord. Les intervaux du cycle des taches solaires — dans lesquels la zone subtropicale des hautes pressions est déplacée vers le pôle — sont fixés plus exactement par les quantités des précipitations dans l'Europe Centrale pendant l'été et par la pression atmosphérique moyenne d'été à Edinburgh. La distance du début et de la fin de ces intervaux de l'extrême des taches solaires le plus proche n'est pas exprimée par des ans, mais par des fractions de la distance de l'extrême des taches solaires précédent et de celui qui suit. Ce fait explique également les déviations dans des cycles des taches solaires anomaux. Enfin le diagramme des cernes moyens de dix sapins rouges de l'Europe Centrale pendant une époque de presque 200 ans est présenté. Ce diagramme nous montre nettement que l'on ne peut pas se tier à la thèse, que les cernes des vieilles arbres contiennent la période des taches solaires de onze ans. Au moins cette thèse n'est pas valable pour l'Europe Centrale. De l'autre côté ce diagramme exprime bien la double ou triple variation des précipitations au cours du cycle des taches solaires.

     

Le lever du Soleil dans l'Ionosphère et ses répercussions sur la propagation des ondes longues

Résumé Dans le premier Chapitre, l'auteur détermine expérimentalement l'altitude à laquelle se manifeste l'interruption aubale de la propagation des ondes longues (27 kc/sec) émanant des sources orageuses troposphériques, en analysant les enregistrements du radiogoniographe à secteur étroit de l'Institut Suisse de Météorologie. Les différences de temps entre les interruptions des enregistrements des foyers et le lever astronomique du soleil à Zurich, pris comme temps de référence, sont groupées par direction azimutale entre 160° et 300° et portées en fonction de l'azimut du soleil à son lever à Zurich. A l'aide des Tables Crépusculaires deLugeon, l'auteur localise dans l'espace des pointsM tels que les différences respectives des temps entre les levers astronomiques du soleil à chacun des dits points et à Zurich donnent des courbes (par direction azimutale et en fonction de l'azimut du soleil à son lever à Zurich) semblables aux fonctions empiriques (mesures). Il en résulte que l'interruption de la propagation coïncide sensiblement avec le moment du lever du soleil à l'altitude de 75 km sur la trajectoire de l'onde, compte tenu du retard de l'ordre de 10 min dû à la zone d'influence de la couche d'ozone. L'altitude de cette zone d'influence est évaluée à 28 km. Les positions moyennes des foyers orageux ont été déduites de la distribution des nombres de jours d'orages dans les deux hémisphères. Pour terminer, l'auteur vérifie si ce modèle est conforme à la réalité, en faisant intervenir les distances angulaires des foyers.Le deuxième Chapitre traite du problème du «satellite» ou du «petit nez» qui apparaît souvent sur les enregistrements des compteurs d'impulsions (atmoradiographe) après le lever du soleil. La théorie proposée est fondée sur une conception géométrique simple de la propagation, compte tenu des résultats du premier Chapitre. Elle est ensuite appliquée à dix cas particuliers, dont les enregistrements ont été obtenus comme suit: Quelques heures avant le lever du soleil, les cadres récepteurs du radiogoniographe à secteur étroit sont bloqués dans une direction «privilégiée» et les impulsions reçues sont commutées sur l'atmoradiographe. Les enregistrements obtenus permettent d'illustrer de façon satisfaisante le processus de la propagation transitoire, les positions des foyers étant connues d'autre part. Parfois, deux ou trois «satellites» ou «nez» sont discernables; tous ont pu être justifiés. L auteur conclut que le «satellite» se forme au moment où la dernière réflexion se produit sur la coucheD, toutes les autres ayant encore lieu sur la base de la régionE dans la partie obscure. Le satellite se termine quand les rayons ionisants du soleil coupent la trajectoire de l'onde aux environs de 75 km, dans le voisinage de l'avant-dernier point de réflexion.Dans le troisième Chapitre, l'auteur améliore le modèle initial développé dans les deux premiers, en l'adaptant aux connaissances actuelles de l'ionosphère. La densité électronique devant être envisagée comme une fonction continue de l'altitude, l'auteur montre que si les réflexions diurne et nocturne obéissent aux lois de la réflexion métallique, on doit assister à un phénomène de réfraction sur la surface du lieu des levers des rayons ionisants du soleil dans la région séparant les couchesD etE, le modèle initial conservant malgré cette nouvelle conception toute sa raison d'être.

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Summary In the first Chapter, the author determines experimentally the altitude at which occurs the early morning fading of the propagation of the long waves (27 kc/sec) originating in the tropospheric thunderstorms, on the basis of the records of the narrow sector radiogoniograph of the Swiss Meteorological Office. The time differences between the interruptions of the recordings of the thunderstorm sources and the astronomical sunrise at Zurich — adopted as reference time — are grouped according to the azimut between 160° and 300° and represented as function of the azimut of the rising sun at Zurich. By means ofLugeon's «Tables Crépusculaires», the author searches in space for pointsM being such that the respective time differences between the astronomical sunrise at each of them and at Zurich give curves which are comparable to the empirical functions defined above. It follows that the interruption of the propagation coincides sensibly with the time of sunrise at the altitude of 75 km on the wave trajectory, bearing in mind the delay of about 10 minutes due to the active part of the ozone layer; the height of this active part has been found at about 28 km. The average positions of the thunderstorm sources have been deduced from the distribution of the numbers of thunderstorm days all over the world. Finally, the author verifies that this model corresponds to the reality, taking account of the angular distances of the sources.The second Chapter deals with the sun-rise-effect — particularly the «nose» —often to be seen on the records of the impulse counter (atmoradiograph). The theory exposed is based upon a simple geometrical model of the propagation and on the results of First Chapter. This theory is then applied to 10 special cases, the recordings of which have been obtained as follows: Some hours before sunrise, the reception frames of the narrow sector radiogoniograph are stopped in a «privileged» direction and the received impulses are fed into the atmoradiograph. The obtained recordings are in satisfactory accord with the process of the «transitory» propagation, provided that the sources are known. Sometimes, two or three «satellites» or «noses» are to be seen; they have all been explaned. The author is lead to the conclusion that the «nose» is beginning in the very moment, when the last reflection occurs on theD-layer, all the others taking place on the lower part of theE-region in the dark zone. The «nose» ends when the first ionising sunrays intersect the wave trajectory at about 75 km in the neighbourhood of the last but one reflection point.In the third Chapter, the author improves the first model developped in the Chapters I and II, adapting it to the present knowledge of the ionosphere. The electronic density having to be considered as a continuous function of the height, the author shows that there must be a phenomenon of refraction on the surface formed by the first ionising rays of the rising sun in the region between theD- andE-layers, if the reflections obey to the law of metallic reflection. The first model keeps its whole value in spite of the new conception.

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Zusammenfassung Im ersten Kapitel bestimmt der Autor die Höhe, in welcher der Unterbruch in der Ausbreitung langer Wellen (27 kHz) beim Sonnenaufgang stattfindet. Dabei handelt es sich um Wellen, die von troposphärischen Gewitterherden ausgehen; die Untersuchung stützt sich auf die Registrierungen des Radiogoniographen mit schmalem Sektor der Schweizerischen Meteorologischen Zentralanstalt. Die Zeitdifferenz zwischen den Unterbrüchen der Herdregistrierungen und dem astronomischen Sonnenaufgang in Zürich, letzterer als Ausgangspunkt der Zeitmessung genommen, werden nach Azimuth-Werten zwischen 160 und 300 Grad gruppiert und als Funktion des Azimuths der Sonne beim Sonnenaufgang in Zürich, aufgetragen. Mit Hilfe derLugeon'schen Dämmerungstafeln sucht der Autor PunkteM im Raum auf, derart, dass die Zeitdifferenz der Sonnenaufgänge in jedem von ihnen und in Zürich Kurven ergeben, die mit den Messwerten vergleichbar sind (Zeitdifferenz als Funktion des Sonnenazimuths bei Sonnenaufgang in Zürich, gruppiert nach der Empfangsrichtung). Es ergibt sich daraus, dass der Ausbreitungsunterbruch fühlbar mit dem Moment des Sonnenaufgangs in 75 km Höhe auf dem Wellenstrahl zusammenfällt. Hierbei ist die Verzögerung in der Grössenordnung von 10 Minuten berücksichtigt, die durch die Einflusszone der Ozonschicht (deren Höhe zu 28 km ermittelt wurde) bedingt ist. Die mittleren Gewitterherdlagen wurden aus der Verteilung der Anzahl Gewittertage auf beiden Hemisphären ermittelt. Zum Schluss prüft der Autor nach, ob dieses Modell der Wirklichkeit entspricht, indem er die Winkeldistanzen der Herde einführt.Das zweite Kapitel befasst sich mit dem Problem der in den Registrierungen des Impulszählers (Atmoradiograph) häufig nach Sonnenaufgang auftretenden als «Satellit» bezeichneten kleinen Nase. Die vorgeschlagene Theorie gründet sich auf eine einfache geometrische Auffassung der Ausbreitung und stützt sich auf die Ergebnisse des ersten Kapitels. Sie wird sodann auf 10 besondere Fälle angewendet, deren Registrierungen folgendermassen erhalten wurden: Einige Stunden nach Sonnenaufgang werden die Rahmenempfangsantennen des Radiogoniographen in einer «bevorzugten» Richtung festgelegt und die eingehenden Impulse werden auf den Atmoradiographen geleitet. Die erhaltenen Registrierungen bestätigen in befriedigender Weise, den Ausbreitungsvorgang voraussgesetzt, dass die Lage der Herde bekannt ist. Sehr oft sind zwei oder drei kleine «Satelliten» oder «Nasen» zu unterscheiden, alle konnten als zutreffend nachgewiesen werden. Der Autor schliesst daraus, dass der Satellit sich in dem Augenblick bildet, indem die letzte Reflexion an derD-Schicht auftritt, während alle andern noch im beschatteten Teil der Basis derE-Schicht liegen. Der «Satellit» hört auf, wenn die ionisierenden Sonnenstrahlen in der Umgebung des vorletzten Reflexionspunktes den Wellenstrahl (bei ungefähr 75 km Höhe) schneiden.Im dritten Kapitel wird das bisher entwickelte Modell mit Rücksicht auf die Struktur der Ionosphäre, soweit sie bis heute bekannt ist, verfeinert. Da sich die Elektronendichte in Funktion der Höhe stetig ändert, folgert der Autor, dass eine Brechung zwischen derD- undE-Schicht an der Schattengrenze der ionisierenden Sonnenstrahlen auftritt, vorausgesetzt, dass sowohl nachts wie tagesüber die Gesetze der metallischen Reflexion anwendbar sind. Dabei behält das ursprüngliche Modell trotz dieser neuen Interpretation seine Gültigkeit im wesentlichen bei.

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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.

     

Eine numerische Approximation der monsunerzeugten Zirkulationen im Arabischen Meer

Zusammenfassung In Anwendung eines einfachen numerischen Zweischichtenmodells auf den Nordteil des Arabischen Meeres wurden Massentransporte, Oberflächen- und Sprungschichtlage unter Vorgabe monsunaler Wind- und Luftdruckverteilungen berechnet. Das Modell basiert auf den vertikal integrierten Kontinuitäts- und Bewegungsgleichungen. Für beide Monsune ergeben sich Massentransportrichtungen und Sprungschichtlageänderungen in qualitativer Übereinstimmung mit den Beobachtungen:Im Falle des SW-Monsuns resultiert eine beachtliche Anhebung der Sprungschicht nicht nur vor der arabischen Küste, sondern in geringerem Maße auch vor der indischen Küste im Bereich starker südöstlicher Oberflächenströmung. — Das Modell für den NE-Monsun enthält den südwestlichen Ausstrom der Oberschicht vor der arabischen Küste ebenso wie den südöstlichen Ausstrom vor der indischen Küste.

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A numerical approximation of the monsoon-generated circulation in the Arabian Sea

Summary By applying a simple two-layered numerical model to the northern part of the Arabian Sea, the mass transports and the elevations of the sea level and the pycnocline have been computed from prescribed monsoonal wind and air pressure distributions. The model is based on the vertically integrated (primitive) equations of motion and continuity; it starts with the ocean at rest. For both the monsoons it gives the mass transports and the elevations in qualitative agreement with known observations:In the case of SW-monsoon we get a considerable elevation of the pycnocline not only in front of the Arabian shore but also a slightly smaller one within the branch of the relatively strong south-eastern surface current that develops near the Indian coast.—The model of the NE-monsoon contains the south-westerly outflow of the surface layer in front of the Arabian coast as well as its south-easterly outflow in front of the Indian coast.

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Une approximation numérique des circulations dues aux moussons dans la mer d'Arabie

Résumé Au moyen d'un simple modèle numérique à deux couches sur la partie Nord de la mer d'Arabie, on a calculé les transports de masses, et les positions des couches superficielles et de transition à partir des distributions de pression atmosphérique et de vent de mousson. Le modèle s'appuie sur l'intégration verticale des équations de continuité et de mouvement. Pour les deux moussons il résulte que les directions des transports de masse et les modifications de position de la couche de transition sont en concordance qualitative avec les observations:Dans le cas de la mousson de SW on trouve une remontée sensible de la couche de transition non seulement devant la côte arabe, mais aussi, dans une moindre mesure, devant la côte indienne dans la zone de fort courant de surface portant au SE. — Le modèle pour la mousson de NE contient le flux de sortie SW de la couche superficielle devant la côte arabe ainsi que le flux de sortie SE devant la côte indienne.

     

The Antarctic circumpolar current and its influence on the Earth's rotation

Summary At least in case of semidiurnal tides, theirmotions contain most of their relative angular momentum. There are other periodic currents in the ocean with cycles of months to years which may influence the Earth's rotation within such time scales. These currents are mainly due to seasonal or climatic variations of the wind stress and the water mass distribution in the oceans. The main question is: how much of the oceanic angular momentum is temporarily stored within the oceans and what is the time scale of the transfer to the solid Earth. As an example, we have estimated the phase and the amplitude of the angular momentum which is stored in the Antarctic Circumpolar Current. Its phase resembles the one of the whole observed semiannual discrepancy in the angular momentum budget of the solid Earth plus the atmosphere; the amplitudes are comparable.

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Der Antarktische Ringstrom und sein Einfluß auf die Erdrotation

Zusammenfassung Zumindest im Fall der halbtägigen Gezeiten der Ozeane enthalten derenBewegungen den größten Teil ihres variablen Drehimpulses. Andere periodische Meeresströmungen mit Perioden von Monaten bis Jahren könnten die Erdrotation ebenfalls beeinflussen. Solche Strömungen werden vor allem durch jahreszeitliche oder klimatische Veränderungen der Schubspannung des Windes und der Wasserstände verursacht. Die Hauptfrage ist jedenfalls diese: Wieviel Drehimpuls ist in jeder Phase in den Ozeanen gespeichert, und in welcher Zeit wird er mit der festen Erde ausgetauscht. Als Beispiel haben wir Phase und Amplitude des Drehimpulses abgeschätzt, der im Antarktischen Ringstrom enthalten ist. Diese Werte wurden mit den entsprechenden der Diskrepanz verglichen, die in der Bilanz feste Erde plus Atmosphäre offen bleibt. Die Phasen stimmen gut überein, und die Amplituden sind vergleichbar.

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Le courant circumpolaire antarctique et son influence sur la rotation de la terre

Résumé Au moins dans le cas des marées semi-diurnes lesmouvements des océans «contiennent» la plus grande partie de la variabilité de la quantité de moment angulaire de la terre. D'autres courants océaniques périodiques dont la période varie du mois à l'année peuvent aussi avoir une influence sur la rotation de la terre. De tels courants sont avant tout provoqués par des variations saisonnières ou climatiques de la tension superficielle due aux vents et des niveaux d'eau dans les océans. La question principale est en tout cas la suivante: quelle est à chaque phase la quantité de moment angulaire stockée dans les océans et en combien de temps est-elle échangée avec la masse solide de la terre. A titre d'exemple, nous avons évalué la phase et l'amplitude de la quantité de moment angulaire stockée dans le courant circumpolaire antarctique. Ces valeurs furent comparées aux valeurs correspondantes de l'anomalie qui subsiste dans le bilan terre solide plus atmosphère. Les phases sont concordantes et les amplitudes sont comparables.

     

Daily variation of geomagnetic activity

Summary Two methods to investigate the daily variation of geomagnetic activity are shortly described, one using the Bartels' Q-Index, the other based on statistical treatment of hourly means. As an example values from the Sodankylä station are used, with comparison to Nurmijärvi and College data. The main results are:In the auroral zone there are two daily maxima of activity, the principal one two or three hours after local magnetic midnight a secondary one in the afternoon. The time of midnight maximum is determined by the magnetic coordinates; in the afternoon maximum the ionospheric ionization, and thus the geographic time, is involved.At the middle latitudes the daily variation is more irregular; whereas in the auroral zone there is but little difference between horizontal and vertical components, at middle latitudes the vertical component shows more resemblance with auroral zone variation.

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Die tägliche Variation der erdmagnetischen Aktivität

Zusammenfassung Zwei verschiedene Methoden die tägliche Variation der geomagnetischen Aktivität zu untersuchen werden kurz beschrieben. Eine gründet sich auf den Bartels'schen Q-Index, die andere auf statistische Behandlung der stündlichen Mittelwerte. Als Beispiel werden Resultate von Sodankylä gegeben, verglichen mit denen von Nurmijärvi und College. Die Hauptresultate sind:In der Nordlichtzone gibt es zwei tägliche Maxima: Hauptmaximum zwei oder drei Stunden nach der lokalen magnetischen Mitternacht, das zweite am Nachmittag. Der Zeitpunkt des Nachtmaximums folgt dem magnetischen Koordinatensystem; am Nachmittag spielt die ionosphärische Ionosation, und dadruch die Ortszeit, eine Rolle.In den mittleren Breiten ist die tägliche Variation unregelmäßiger. Während z. B. in der Nordlichtzone die horizontale und vertikale Komponente ziemlich gleichen Gang zeigen, ähnelt der Gang der Vertikalkomponente in mittleren Breiten mehr dem in der Nordlichtzone.

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Variation diurne de l'activité géomagnétique

Résumé Cette publication décrit brièvement deux méthodes d'investigation de la variation diurne de l'activité géomagnétique. La première utilise l'indice Q de Bartels, la seconde est basée sur le traitement statistique des moyennes horaires. Des valeurs provenant de la station de Sodankylä sont utilisées à titre d'exemple, ainsi que des comparaisons avec les données de Nurmijärvi et du Collège. Les principaux résultats se présentent ainsi:Dans la zone aurorale, on observe deux maxima d'activité quotidiens, le plus important deux ou trois heures après le minuit magnétique local et le second dans l'après-midi. L'instant du maximum de minuit est déterminé par les coordonnées magnétiques; l'ionisation ionosphérique, par conséquent le temps géographique, intervient dans le maximum de l'aprés-midi.La variation diurne est plus irrégulière aux latitudes moyennes; tandis que dans la zone aurorale il n'y a que peu de différence entre les composantes horizontale et verticale, dans les latitudes moyennes, la composante verticale semble mieux correlée aux variations de la zone aurorale.

     

Schwankungen im Wasserhaushalt der Ostsee

Zusammenfassung Durch die gleichzeitige Berücksichtigung aller Komponenten des Wasserhaushaltes der Ostsee wird das Zusammenwirken von Süßwasserzufuhr, Wasserstandsänderungen und Wasseraustausch mit der Nordsee einer Analyse unterzogen. Dabei wird der Einfluß der atmosphärischen Zirkulation und der Gang des Wasserstandes erklärt. Die Behandlung der vollständigen monatlichen Bilanz durch fünf Jahre zeigt, daß die Abweichungen von diesem Jahresgang erheblich sind. Der Wasseraustausch wird durch die Wasserbewegungen an der Oberfläche in den Belten und dem Sund repräsentativ wiedergegeben. Der Wasseraustausch ist intensiver als bisher angenommen. Die langjährigen Schwankungen der Haushaltsgrößen werden untersucht. Es wird gezeigt, daß die atmosphärische Zirkulation auf dem Wege über die Niederschläge und die Süßwasserzufuhr Schwankungen des Ausstroms bewirkt. Andererseits wirkt sie direkt auf den Wasserstand und durch Veränderungen der Intensität des Wasseraustausches auf den Salzgehalt ein. Eine Abschätzung des Salzhaushaltes der Ostsee wird gegeben.

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On fluctuations of the water volume of the Baltic

Summary The combined effects of fresh water influx, variations of sea level, and water exchange with the North Sea are analysed by simultaneously taking into account all components of the water volume of the Baltic Sea. The influence of the atmospheric circulation and of the variations of sea level are explained. The diseussion of the complete monthly water balance over a five years' period shows considerable departures from the annual variation of sea level. The surface currents in the Great and the Little Belt and in the Sound give a representative picture of the water exchange with the North Sea which is revealed to be more intensive than it was hitherto supposed to be. The secular fluctuations of the water volume are studied. Through the medium of precipitation and influx of fresh water the atmospheric circulation causes fluctuations in the outflow from the Baltic. On the other hand, the atmospheric circulation exercises a direct influence on the sea level and — owing to variations in the intensity of water exchange — an indirect one on the salinity. The salinity balance of the Baltic is evaluated.

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Sur les fluctuations du volume d'eau de la mer Baltique

Résumé En tenant compte de toutes les composantes du volume d'eau de la mer Baltique on fait l'analyse des effets réunis des affluences d'eau douce, des variations du niveau de la mer et le l'échange d'eau avec la mer du Nord. On explique l'influence de la circulation atmosphérique et de la variation du niveau de la mer. L'étude du bilan mensuel complet portant sur cinq années montre que les déviations de la marche annuelle sont considérables. Les courants de surface dans le Grand et le Petit Belt et le Sund donnent une image représentative de l'échange d'eau qui est plus intensif qu'on ne l'a supposé jusqu'ici. Les fluctuations séculaires des composantes du volume d'eau sont étudiées. On montre que par l'inter-médiaire des précipitations et de l'affluence d'eau douce la circulation atmosphérique donne lieu à des variations de l'écoulement de la mer Baltique. D'autre part, la circulation atmosphérique exerce une influence directe sur le niveau de la mer et, par suite des variations de l'intensité de l'échange d'eau, elle a une influence indirecte sur la salinité. Le bilan de la salinité est évalué.