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1.
Summary A simplified scheme of the transfer of zonal momentum in the general circulation is first summarised. Observational evidence in support of the pattern of vertical transfer is then provided from the relation between the fields of pressure and wind over the oceans in the Trades and westerlies, with large down-gradient motion in the former and very little cross-isobar motion in the latter. In neither case are the concepts of the classical (barotropic) friction layer valid. The vertical gradients of downwind and cross-wind shear stress are evaluated and from them climatological values of eddy viscosity are deduced for the surface layers. Values of eddy viscosity at levels of a few hundred metres are also deduced and found to be greater than at lower levels, consistent with the pattern of momentum transfer advanced. The transfer in the lower troposphere is probably mainly convective above the layer of mechanical turbulence. There is a concluding discussion on the nature of the vertical transfer of momentum in the middle and upper troposphere.
Zusammenfassung Zunächst wird ein vereinfachtes Schema für den Transport der zonalen Bewegungsgröße in der allgemeinen Zirkulation skizziert. Hierauf werden auf Grund der Beziehungen zwischen Druck- und Windfeld über den Ozeanen in den Gebieten der Passatwinde und der Westströmung auf Beobachtungsmaterial beruhende Beweise für den Vertikaltransport entwickelt; dabei erweist sich der Winkel zwischen Isobaren und Windrichtung in den Passatgebieten als groß, in der Westströmung als klein. In keinem der beiden Fälle haben die Anschauungen über die klassische (barotrope) Reibungsschicht Gültigkeit. Die Vertikalgradienten der Schubspannung in Richtung wie auch senkrecht zum Winde werden berechnet und daraus klimatologische Mittelwerte der scheinbaren Viskosität (Austausch) für bodennahe Schichten abgeleitet. Werte der scheinbaren Viskosität werden auch für Niveaus von einigen 100 m berechnet und größer als in niedrigeren Schichten gefunden, was in Übereinstimmung mit der entwickelten Anschauung über das Schema der Fortpflanzung der Bewegungsgröße steht. Der Austausch in der unteren Troposphäre oberhalb der Schicht mechanischer Turbulenz ist wahrscheinlich in der Hauptsache konvektiv. Zum Schluß wird das Wesen des Vertikalaustausches der Bewegungsgröße in der mittleren und oberen Troposphäre diskutiert.
Résumé Un schéma simplifié du transport, dans la circulation générale, de la quantité de mouvement zonal est d'abord esquissé. Des arguments en faveur du transport vertical proposé sont alors fournis par les relations des champs de pression et du vent au-dessus des océans dans les zones des alizés et du courant d'ouest; dans la première, l'angle entre l'isobare et la direction du vent est grande, dans la seconde il est petit. Dans aucun des deux cas, la conception de la couche de friction classique (barotropique) n'est valable. Les gradients verticaux des tensions internes sont évalués dans la direction et normalement à la direction du vent et des valeurs climatologiques de la viscosité apparente due à la turbulence en sont déduites pour les couches voisines du sol. Les valeurs de la viscosité apparente calculées pour des niveaux de quelques centaines de mètres sont plus grandes que celles des niveaux bas, concordant ainsi avec le transport vertical proposé. Dans la basse troposphère le transport est probablement surtout convectif au-dessus de la couche de turbulence. En conclusion l'auteur discute la nature du transport vertical de la quantité de mouvement dans la troposphère moyenne et supérieure.

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2.
Zusammenfassung Im ersten Teil der Arbeit wird ein homogenes, auf 44 Stationen verteiltes Material von 48048 24stündigen Änderungen von Bodendruck, Höhe der 500 mb-Fläche und barometrischer Mitteltemperatur zwischen 500 und 1000 mb-Fläche über Mitteleuropa nach den Methoden der beschreibenden Statistik bearbeitet. Variationsbreite, interdiurne Veränderlichkeit, Streuung, Schiefe und Exzeß werden ermittelt. Der Vergleich der Häufigkeitsverteilungen mit der Gaußschen Fehlerverteilungsfunktion zeigt als wichtigste Abweichung den durchwegs positiven Exzeß. Die am Festland positive, am Meer negative Schiefe ergibt zusammen mit der Anzahl der positiven und negativen Änderungen, daß am Festland der Druckfall häufiger, der Druckanstieg intensiver, am Meer dagegen der Druckanstieg häufiger, der Druckfall intensiver ist.Die Zahl der mit Mitteltemperaturänderungen entgegensetzten, bzw. gleichen Vorzeichens verbundenen Bodendruckänderungen wird nur von der Land-Meer-Verteilung bestimmt. Nur am Festland sind die Bodendruckänderungen auch im Mittel mit inversen Temperaturänderungen kombiniert. Die relative Intensität der niedrig-thermischen Bodendruckänderungen nimmt außerdem mit abnehmender Breite zu.Im zweiten Teil wird ein um 26 Stationen vermehrtes, insgesamt 67044 analoge Änderungswerte umfassendes Material im Raum Nordatlantik bis Innerasien und Spitzbergen bis Nordafrika mit der Korrelationsmethode untersucht. Es ergibt sich, daß am Ozean die 24stündigen Bodendruckänderungen weitgehend den gleichzeitigen Druckänderungen in 5,5 km Höhe entsprechen, währen am Kontinent diese Beziehung nur lose ist (Abb. 16). Dagegen fehlt am Ozean der Zusammenhang zwischen Änderungen von Bodendruck und Mitteltemperatur, der am Kontinent ausgesprochen invers ist (Abb. 17). Die Beziehung zwischen Druckänderungen in 5,5 km Höhe und Mitteltemperaturänderungen der Troposphäre unterhalb dieser Höhe ist durchwegs positiv, aber relativ am schlechtesten über den Zonen größter horizontaler Temperaturgegensätze (Abb. 18).Der dritte Teil enthält eine Diskussion der Ergebnisse, die sich erstreckt auf den vertikalen Aufbau der Isallobarengebiete, die Kompensation hoher Druckänderungen in der unteren Troposphäre, die Leewirkung, die Natur der Bodendruckänderungen und die Zyklonenentstehung. Dabei ergibt sich innerhalb der Grenzen, die einer statistischen Untersuchung gezogen sind, daß besonders durch das infolge der Land-Meer-Verteilung wechselnde Vermögen der unteren Troposphäre, obere Druckänderungen zu kompensieren, das vielfältige Bild der gegenseitigen Beziehungen der Änderungen von Druck und Temperatur in der unteren Troposphäre verstanden werden kann.
Summary In the first part of the paper a homogeneous material of 48048 data, distributed over 44 stations of Europe, including 24 hours' variations of ground pressure, height of the 500 mb surface, and barometric mean temperature between 500 and 1000 mb, is statistically evaluated. Calues are given for the range of variation, interdiurnal variability, standard deviation, skewness, and excess. comparison of the frequency distributions with the Gaussian function of error distribution shows unexceptionally a positive excess. From the skewness being positive on the continent and negative on the ocean, together with the number of positive and negative variations, it can be concluded that on the continent pressure fall is more frequent and pressure rise more intensive, whereas on the ocean pressure rise is more frequent and pressure fall more intensive.The number of ground pressure variations connected with respective variations of mean temperature is dependent on the land-sea distribution solely. Only on the continent the ground pressure variations are combined with inverse temperature variations also on the average. Besides, the relative intensity of the low-thermic ground pressure variations increases with decreasing latitude.In the second part, material consisting of 67044 analogous data with 26 more stations covering the area from the North-Atlantic to Inner Asia and from Spitzbergen to North-Africa is examined by means of the correlation method. On the ocean, the 24 hours' ground pressure variations were found to correspond mostly with the simultaneous pressure variations at the height of 5,5 km, whereas on the continent no such close relation exists (fig. 16). On the other hand, there is no connection between pressure variations and mean temperature on the ocean, this relation being markedly inverse on the continent (fig. 17). The relation between pressure variations at 5,5 km height and variations of mean temperature in the troposphere below this height is positive throughout, however, least positive in the zones of greatest horizontal temperature contrasts (fig. 18).Results are discussed in part 3, concerning the vertical structure of isallobaric areas, the compensation of high pressure variations in the lower troposphere, the lee-effect, the nature of ground pressure variations and the cyclogenesis. Therefrom it is concluded that, within the limits of accuracy of statistical investigations, the various mutual relations between variations of pressure and temperature in the lower troposphere can be accounted for by the varying conditions in the lower troposphere according to the land-sea distribution which in one case allows compensation of upper pressure variations and in another not.
Résumé La première partie contient le dépouillement d'observations faites en 44 endroits de la variation de la pression au sol en 24 h., de la hauteur de la surface isobare de 500 mb et de la température moyenne entre les surfaces de 500 et 1000 mb en Europe centrale; on calcule les fluctuations moyennes, la variabilité interdiurne, la déviation, le moment du 3ième ordre et le moment du 4ième ordne. En comparant la répartition des fréquences avec la loi des erreurs deGauss, on constate avant tout le moment du 4ième ordre positif. Le moment du 3ième ordre positif sur terre, négatif sur mer, combinée avec le nombre des variations positives et négatives montre que sur terre la baisse de pression est plus fréquente et la hausse plus forte, tandis que sur mer la hausse est plus fréquente et la baisse plus intense. Le nombre des variatione de pression au sol liées à des variations de température moyenne de signs contraire ou de même signe ne dépend que de la distribution des surfaces terrestres et océaniques. Sur terre seulement les variations de pression sont en moyenne combinées avec des variations de température de signe contraire. L'intensité relative des variations de pression au sol d'origine thermique s'accroît avec la diminution de la latitude.Dans la deuxième partie, on étudie par la méthode de corrélation un matériel d'observations comprenant 26 stations de plus, soit au total 67 044 valeurs réparties dans l'espace de l'Atlantique nord à l'Asie centrale et du Spitzberg à l'Afrique du nord. Il en résulte que sur mer la variation de pression au sol en 24 h. correspond essentiellement aux variations de pression à 5,5 km d'altitude, alors que sur le continent la relation n'est que peu accusée. Par contre sur mer le lien entre les variations de pression et celles de la température fait défaut, tandis que sur terre la relation est nettement inverse. La relation entre les variations de pression au niveau de 5,5 km et les variations de la température moyenne de la troposphère au-dessous de ce niveau est partout positive, mais est la moins apparente au-dessus des régions à forts gradients horizontaux de température.La troisième partie contient une discussion des résultats s'étendant sur la structure verticale des domaines isallobariques, sur la compensation des variations de pression en altitude dans la basse troposphère, sur l'effet orographique, sur la nature des variations de pression au sol et sur la cyclogénèse. On conclut que dans le domaine ici exploré l'image complexe des relations mutuelles entre les variations de pression et de température dans la troposphère inférieure peut se comprendre grâce au fait que la distribution des océans et des continents crée dans la basse troposphère une compensation variable des variations de pression des hautes couches.

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3.
Summary Extensive meteorological measurements during IGY 1957/58 have yielded more detailed information about the climatology of the upper troposphere and lower stratosphere. Taking into account these new data, measurements of the distribution of stratospheric fallout are discussed. The result is that radioactive debris in the middle stratosphere (16–24 km height) is not transported by the meridional circulation but by normal and eddy diffusion. At higher altitudes, however, a northward transportation probably takes place by circulation, too. It is shown, moreover that there is a balance in radioactivity concentration between supply and deposition. Seasonal and latitudinal variations consequently are caused by variations of the velocity of transportation and deposition and to a far lesser extent by a variation of the fallout concentration. Observations indicate that radioactive debris from the stratosphere is collected at the zero layer in the upper troposphere, since the tropopause has been revealed not to be a barrier to radioactivity transfer from the stratosphere to the troposphere. The zero layer concept is discussed. The zero layer is defined as the connection of the maximum velocity of westerly zonal circulation with the inversion of vhe horizontal gradient of temperature and, consequently, with an inversion of vertical motion. The latitudinal differences in the stability of the zero layer may account for latitudinal variations of fallout deposition.
Zusammenfassung Umfangreiche meteorologische Messungen während des IGY 1957/58 haben eingehendere Kenntnis über die klimatologischen Verhältnisse der oberen Troposphäre und der unteren Stratosphäre gebracht. Im Lichte dieser Erkenntnisse werden Messungen der stratosphärischen Falloutverteilung diskutiert. Es ergibt sich, daß in der mittleren Stratosphäre (16–24 km Höhe) nicht die Meridionalzirkulationen für den Transport des Materials, sondern turbulente und molekulare Diffusion in Frage kommen. In großen Höhen erfolgt wahrscheinlich ein Nordwärtstransport auch durch Zirkulation.Es wird ferner gezeigt, daß sich in der Radioaktivitätskonzentration ein Gleichgewicht zwischen Nachschub und Abscheidung einstellt. Jahreszeitliche und breitenmäßige Schwankungen in der Falloutabscheidung sind somit weniger durch Konzentrationsschwankungen in der Stratosphäre als durch Schwankungen in den Transport- und Abscheidegeschwindigkeiten zu erklären.Das radioaktive Material sammelt und staut sich nicht in der unteren Stratosphäre an der Tropopause, welche eine untergeordnete Rolle bei den Austauschvorgängen spielt, sondern es staut sich in der oberen Troposphäre an der Nullschicht im Westwindmaximum. Diese Nullschicht ist korreliert mit der zonalen Zirkulation; ihre Fundamentaleigenschaft ist die Inversion des isobaren Temperaturgradienten, verbunden mit der Umkehr der Vertikal-bewegungen. Unterschiedliche Stabilitätseigenschaften dieser Nullschicht in verschiedenen geographischen Breiten sind geeignet, die Breitenunterschiede der Falloutabscheidung zu erklären.
Résumé De très nombreuses mesures météorologiques faites durant l'Année Géophysique Internationale 1957/58 ont apporté des connaissances plus approfondies de la troposphère supérieure et de la stratosphère inférieure. A la lumière de ces connaissances nouvelles, on discute les mesures de la répartition des retombées stratosphériques. Ilen découle que, dans la stratosphère moyenne (16 à 24 km d'altitude), ce n'est pas la circulation méridienne, mais la diffusion turbulente et moléculaire qui sont responsables pour le transport de la matière en suspension. A très haute altitude, il se produit vraisemblablement aussi un transport vers le nord par la circulation générale.On montre en outre qu'un équilibre de la concentration de la radioactivité sétablit entre l'enrichissement d'une part et les retombées d'autre part. Les fluctuations saisonnières et en latitude des retombées sont done moins dues à des variations de la concentration dans la stratosphère qu'à des variations de la vitesse de sédimentation et de transport.Le matériel radioactif se rassemble et se concentre non dans la stratosphère inférieure à la hauteur de la tropopause qui ne joue alors qu'un rôle secondaire dans les processus d'échange, mais dans la troposphère supérieure dans la «couche neutre» (Nullschicht) maximum des vents d'ouest. Cette couche neutre est mise en relation avec la circulation zonale; sa propriété fondamentale est l'inversion des gradients isobares de température liée à l'inversion des mouvements verticaux. Des propriétés de stabilité différentes de cette couche neutre à des latitudes géographiques différentes peuvent expliquer les effets de la latitude sur la sédimentation et les retombées.

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4.
Zusammenfassung Ausgehend von der theoretischen Untersuchung des Verfassers über das mittlere meridionale Temperaturprofil in der Troposphäre (0 bis 11 km) wird ein mittlerer Meridionalschnitt des Wärmehaushaltes gewonnen. Dieser enthält den Einfluß der innerhalb der Troposphäre frei werdenden Kondensationswärme und nunmehr unter entsprechend vorgenommener Verfeinerung der früheren Theorie [1] auch denjenigen der Strahlungsbilanz (Einstrahlung—Ausstrahlung). An die Gewinnung dieses Meridionalschnittes des Wärmehaushaltes schließt sich eine Untersuchung über die Änderung des mittleren Temperaturgradienten mit der Höhe an. Die Grundzüge des mittleren Temperaturaufbaues und Wärmeaufbaues der Troposphäre sind damit in Verbindung mit Niederschlag (Kondensation) und Strahlung, sowie Wirkung des vertikalen und horizontal-meridionalen Austausches einer in vieler Hinsicht befriedigenden Darstellung zugeführt.Anschließend wird ein Vergleich dieser Ergebnisse mit gleichgearteten, aber auf gänzlich anderem Wege (in der Hauptsache durch aus Temperaturbeobachtungen der freien Atmosphäre berechnete Strahlungsbilanzen) gewonnenen Resultaten vonF. Albrecht [7] vorgenommen, die sich in bezug auf die Änderung des Temperaturgradienten mit der Höhe als nicht annehmbar erweisen, in anderer Hinsicht aber ähnliche Ergebnisse liefern.
Summary Starting from a theoretical investigation of the author on the mean meridional temperature profile in the troposphere (0–11 km) the mean meridional profile of heat balance is established implying the influence of condensation heat liberated within the troposphere and, by improvement of the earlier theory [1], also the influence of radiation balance (incoming minus outgoing radiation). An investigation on the vertical distribution of the mean temperature gradient follows. The principles of the mean temperature distribution and thermal structure of the troposphere in relation to precipitation (condensation) and radiation as well as the effect of meridional exchange (Austausch) both vertical and horizontal are presented in a way satisfactory in many respects. The paper concludes with a comparison of these results with analogous ones obtained byF. Albrecht with entirely different methods (principally from the radiation balance calculated from temperature observations in the free atmosphere) which run generally along the same lines, but cannot be accepted with regard to the vertical variation of the temperature gradient.
Résumé A partir de l'étude faite par l'auteur, du profil méridien moyen de température dans la troposphère (0–11 km), on dresse ici le profil méridien moyen du bilan thermique. Celui-ci comprend l'effet de la chaleur de condensation libérée à l'intérieur de la troposphère ainsi que le bilan du rayonnement émis et reçu, après perfectionnement de la théorie antérieure [1]. Suit une recherche sur la variation du gradient moyen de température avec l'altitude. On arrive ainsi à relier très convenablement les structures thermique et calorique moyennes de la troposphère aux précipitations (condensation) et au rayonnement, ainsi qu'à l'effet de l'échange turbulent vertical et horizontal. On compare enfin ces résultats à ceux qu'a obtenusF. Albrecht [7] par une voie toute différente (en principe par le bilan de rayonnement calculé d'après des observations de température dans l'atmosphère libre) et qui mènent à certains égards à des conclusions analogues, bien qu'ils se révèlent inacceptables en ce qui concerne la variation du gradient de température avec l'altitude.

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5.
Zusammenfassung Die Zahlenwerte des horizontalen Wärmetransportes durch Großaustausch, die man bisher kennt, sind schwierig zu deuten; insbesondere gilt dies für die Umkehr des meridionalen Stromes in der mittleren Troposphäre. Es wird deshalb ein Verfahren angegeben, aus den Radiosondenaufstiegen eines Stationsdreiecks die Wärmebilanz in der freien Atmosphäre zu bestimmen. Für das Jahr von April 1949 bis März 1950 wird in einem England, die Nordsee und Nordwestdeutschland überdeckenden Gebiet eine Abkühlung der Troposphäre von 0,5°/Tag am Boden, zunehmend auf 1,8°/Tag bei 300 mb gefunden; die Stratosphäre zeigt eine leichte Erwärmung. Über dem Ozeangebiet westlich Englands besteht am Boden Erwärmung von 0,4°/Tag, in 300 mb Abkühlung von 1,3°/Tag. In beiden Gebieten ist der Wärmeentzug größer als nach den bekannten Abschätzungen der Wärmehaushaltsüberschüsse zu erwarten war.Eine ähnliche Bestimmung des Feuchtigkeitshaushaltes erlaubt die Angabe der Differenz Verdunstung minus Niederschlag, die sich für das Nordseegebiet im Jahresmittel negativ, für den Nordostatlantik positiv ergibt; die Jahresgänge beider Gebiete sind nahezu entgegengesetzt. Die Verdunstung selbst hat über der Nordsee das Maximum im Sommer, das Minimum im Spätwinter, über dem NE-Atlantik das Maximum etwa im November, das Minimum im Mai und Juni.
Summary The numerical values of the horizontal heat transport by large scale mass exchange, as known until now, are difficult to interpret; this is the case particularly for the reversal of the meridional stream in the middle troposphere. Therefore a method is described to determine the heatbalance in the free atmosphere from ascents of radio-sondes in a triangle of stations. A cooling of the troposphere of 0.5°/day at ground, increasing to 1.8°/day at 300 mb, is found in the period from April 1949 to March 1950 in an area covering England, the North Sea and northwestern Germany; the stratosphere shows a slight warming. Above the ocean west of England there is a warming of 0.4°/day at ground and a cooling of 1.3°/day at 300 mb. In both these areas loss of heat is greater than was to be expected from the hitherto known estimates of the balance of thermal economy.A similar determination of the economy of humidity yields the difference between evaporation and precipitation which results, in the annual mean, to be negative for the North Sea area and positive for the northeastern Atlantic Ocean; the annual variation of these two areas is almost contrary. Evaporation over the North Sea has its maximum in summer, its minimum towards the end of winter; over NE-Atlantic maximum is roughly in November, minimum in May and June.
Résumé Il est difficile d'interpréter les valeurs numériques du transport horizontal de chaleur dû à l'échange turbulent à grande échelle; cela est particulièrement vrai de l'inversion du flux méridien dans la troposphère moyenne. On expose donc ici un procédé capable de déterminer le bilan thermique dans l'atmosphère libre à partir de radiosondages de trois stations. On trouve que d'avril 1949 à mars 1950, dans une région comprenant l'Angleterre, la Mer du Nord et le Nord-Ouest de l'Allemagne, il y a eu refroidissement de la troposphère de 0,5° par jour au sol et atteignant 1,8° par jour au niveau de 300 mb; il y a eu léger réchauffement de la stratosphère. Sur l'Océan à l'Ouest de l'Angleterre, il y a èu au sol un réchauffement de 0,4° par jour et un refroidissement de 1,3° par jour à 300 mb. Dans les deux régions la perte de chaleur est plus grande que ne le voudraient les estimations connues des excédents du bilan thermique.Une détermination analogue de l'humidité fournit la différence entre l'évaporation et les précipitations qui, dans la Mer du Nord, est négative en moyenne annuelle, positive pour le Nord-Est atlantique. Les marches annuelles des deux domaines sont à peu près contraires. L'évaporation présente un maximum en été sur la Mer du Nord et un minimum à la fin de l'hiver; sur le Nord-Est atlantique le maximum est à peu près en novembre et le minimum en mai et juin.

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6.
Summary Neumann [1] has shown that the mean lapse rate through the whole troposphere decreases from the Equator to the North Pole. The present note shows also that the mean tropospheric lapse rate above the surface layers has little latitudinal variation either in January or July and has a mean value of 6.4°C/km.
Zusammenfassung Neumann [1] hat gezeigt, daß der mittlere vertikale Gradient der Temperatur durch die ganze Troposphäre vom Äquator bis zum Nordpol abnimmt. In unserer Untersuchung wird gezeigt, daß in der Troposphäre der mittlere vertikale Temperaturgradient oberhalb der bodennahen Schichten weder im Januar noch im Juli große Veränderungen in den verschiedenen Breitengraden aufweist und einen mittleren Wert von 6.4°C/km hat.
Résumé Neumann [1] a montré que les valeurs du gradient vertical moyen de température diminuent dans tous les niveaux de la troposphère de l'équateur au pôle Nord. Dans la présente étude on montre que, dans la troposphère, au-dessus des couches atmosphériques proches de la surface du sol, le gradient vertical moyen de température ne présente pas de différences importantes entre le diverses latitudess, ni en janvier, ni en juillet, et que sa valeur moyenne est de 6.4°C/km.
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7.
Zusammenfassung Aus einer umfangreichen Beobachtungsreihe der vertikalen Ozonverteilung über Arosa, gewonnen nach der Umkehrmethode, sind Monatsmittel berechnet und durch ein statistisches Verfahren an die 30 jährige Aroser Meßreihe des Gesamtozons angeschlossen worden.Langfristig ergibt sich ein deutlicher Zusammenhang zwischen Ozongehalt in der Stratosphäre und troposphärischem Wetterablauf. Im Winter besteht eine sehr hohe Korrelation zwischen Gesamtozonbetrag in der Atmosphäre und der Ozonkonzentration in der unteren Stratosphäre. Auch die ausgeprägte beziehung zwischen Ozongehalt und Temperatur erreicht in dieser Jahreszeit und in dieser Schicht ihr Maximum; im Januar erstreckt sie sich auch auf die mittlere Stratosphäre. Die negative Korrelation zwischen Tropopausenhöhe und Ozongehalt nimmt mit zunehmender Höhe in der Stratosphäre rasch ab. Es zeigt sich, daß zwei Arten von stratosphärischen Störungen vorkommen, solche, die mit troposphärischen Vorgängen direkt verknüpft sind, und andere, die sich—wenigstens im betreffenden Moment—auf die Stratosphäre beschränken.Auf Grund der Untersuchungsergebnisse und unter Berücksichtigung photochemischer Gegebenheiten wird versucht, ein Schema des jährlichen Ozonkreislaufes in der Stratosphäre aufzustellen.
Summary From an extensive observational material on the vertical ozone distribution over Arosa, obtained by the Umkehr method, monthly means are computed and reduced statistically to the 30 years observation series of the total amount existing for this place.Over longer periods a clear connection between ozone content in the stratosphere and the weather development in the troposphere is found. In winter there is a quite high correlation between total ozone of the atmosphere and the ozone content of the lower stratosphere. The pronounced correlation between ozone concentration and temperature reaches its maximum also in this season and at these heights; in January it is extended to the middle stratosphere. The strong negative correlation between tropopause height and ozone concentration is decreasing rapidly with inereasing height in the stratosphere. It is found that there are two types of stratospheric disturbances, one clearly connected with tropospheric events, the other—at least at that moment—confined to the stratosphere.On the basis of these results and taking into account photochemical influences, a tentative scheme of the yearly ozone circulation in the atmosphere is postulated.
Résumé On a calculé les moyennes mensuelles d'une série importante d'observations de la répartition verticale de l'ozone au-dessus d'Arosa, données obtenues par la méthode de Dobson-Götz (Umkehr-Methode). Par un procédé statistique, on a alors rattaché ces valeurs à la série de mesures de l'ozone total d'Arosa couvrant une période de 30 ans.A long terme, il existe une relation certaine entre la quantité d'ozone dans la stratosphère et l'évolution du temps dans la troposphère. En hiver, on obtient une très haute corrélation entre la totalité de l'ozone contenu dans l'atmosphère et sa concentration dans la stratosphère inférieure. C'est aussi à cette saison que l'on rencontre le maximum de la corrélation entre la température et le taux d'ozone dans cette même couche; en janvier, elle s'étend même à la stratosphère moyenne. La corrélation négative entre l'altitude de la tropopause et le taux d'ozone diminue rapidement avec l'altitude dans la stratosphère. Il en découle deux genres de perturbations stratosphériques: celles qui sont reliées directement à des processus dans la troposphère et d'autres qui n'influencent que la stratosphère—au moins au moment-même de l'observation.On tente, sur la base des résultats obtenus dans ces essais et en tenant compte d'effets photo-chimiques d'établir un schéma des fluctuations annuelles de l'ozone dans la stratosphère.

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Herrn Dr.W. Mörikofer zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.  相似文献   

8.
Zusammenfassung Aus 21 571 täglichen Höhenwindmessungen werden für jeden Monat die Änderungen der skalaren und der vektoriellen Mittelwerte der Windgeschwindigkeit, der zonalen und der meridionalen Komponenten der Windgeschwindigkeit, der resultierenden Luftversetzung und der Beständigkeit des Windes mit der Höhe bis 30 km über Wien sowie der Jahresgang der Windgeschwindigkeit und der Häufigkeitsverteilung der Windrichtungen für die verschiedenen Höhenstufen abgeleitet und in ihren Besonderheiten eingehend diskutiert und zu erklären versucht. Dabei ergibt sich, daß in den Übergangsjahreszeiten die Höhenwindverhältnisse in einzelnen Monaten ein auffallendes Verhalten zeigen, das nicht einfach zu erklären ist. Die Jahresgänge der skalaren wie auch der vektoriellen Geschwindigkeitswerte weisen auch, abgesehen von den bodennahen Schichten, bereits in der Troposphäre Doppelwellen auf, deren Extreme in der oberen Troposphäre zum Teil den Extremen in der unteren Stratosphäre entgegengesetzt sind. In Höhen über 18 km erfolgt der Übergang von der im Winter vorherrschenden westlichen Strömung zum sommerlichen Ostwind im Frühling allmählich von den höchsten Schichten nach unten fortschreitend, der umgekehrte Übergang vom August zum September dagegen sehr scharf. Es ist daher notwendig, bei Untersuchungen der Höhenwindverhältnisse die einzelnen Monate besonders in Betracht zu ziehen, da bei einer Zusammenfassung nach Jahreszeiten wesentliche Merkmale verwischt werden.
Summary Based on 21 571 daily upper wind measurements the authors derive the dependences on altitude of the scalar and vector means of the wind speed, of the zonal and meridional components, of the mean resultant wind and of the constancy of the wind up to 30 km above Vienna for each month and also the annual variation of the wind speed and of the frequency distributions of the wind directions for the various levels. The peculiarities are thoroughly discussed and explanations could be given for most of them. One finds out that, during the transitional seasons, the upper winds show a remarkable behaviour in some months, which cannot be explained easily. The annual variations of the scalar as well as of the vectorial mean wind speeds present double-waves even in the troposphere, apart of the lowest levels. Partly, the extremes of these double-waves in the upper troposphere, are inverse to those in the lower stratosphere. At altitudes above 18 km the transition from the winter westerlies to the summer easterlies in spring advances only gradually from the larger heights to the lower ones, however, the reverse transition occurs very sharply with the change from August to September. Therefore, in investigations of the upper winds, it is very necessary to use the data of the single months separately as in seasonal combinations some essential characteristics are obscured.
Résumé Partant de 21 571 mesures journalières du vent en altitude, mesures effectuées à Vienne (Autriche), les auteurs discutent et cherchent à expliquer les particularités de cet élément météorologique. Pour ce faire, ils ont établi pour chaque mois la variation de la valeur scalaire et vectorielle de la vitesse du vent, ses composantes zonale et méridienne, la translation de l'air qui en résulte, la persistance du vent avec l'altitude jusqu'à 30 km ainsi que la variation annuelle de la vitesse du vent et la répartition des fréquences de sa direction aux différents niveaux. Il en découle que, durant les périodes de transition entre les saisons, les conditions de vent en altitude présentent un comportement particulier au quelques mois, ce qui n'est pas facile à expliquer. La variation annuelle des valeurs scalaires et vectorielles de la vitesse du vent présentent, abstraction faite des couches voisines du sol, mais dans la troposphère déjà, des ondulations doubles dont les extrêmes sont opposés, dans la troposphère supérieure, à ceux de la basse stratosphère. Aux altitudes supérieures à 18 km, le changement des courants d'ouest, dominent durant l'hiver, à ceux d'est qui se rencontrent en été se fait progressivement au printemps des couches les plus élevées vers les plus basses. Le phénomène inverse se produit par contre brusquement d'août à septembre. Il est par conséquent indispensable, dans les recherches des conditions de vent en altitude, de considérer les mois individuellement, car un groupement par saison en estomperait les caractéristiques principales.

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9.
Résumé De la surface limite de n'importe quelle particule d'air qui se meut dans l'atmosphère sort perpétuellement une énergie dans l'atmosphère ambiante et inversement. En raison de la présence de la force du gradient et de la force de pression, l'énergie que reçoit la particule de l'atmosphère ambiante est établie par l'équation (4). Une partie de cette énergie détermine une modification de l'énergie potentielle du champ barique de la particule, et l'autre une modification de son énergie interne. L'énergie potentielle du champ barique peut être définie par l'enthalpie. Chaque particule d'air possède, outre les autres énergies, encore une énergie externe qui diffère de l'énergie interne en ce qu'elle ne réside pas dans la particule mais en dehors d'elle, dans l'atmosphère ambiante. Cette énergie est égale à la différence entre l'enthalpie et l'énergie interne de la particule.
Summary Through the boundary surface of any air particle moving in the atmosphere a permanent flow of energy is outgoing and incoming to and from the atmosphere. The energy absorbed by the air particle from the neightbouring atmosphere is defined from the gradient force and the pressure force by the equation (4). One part of this energy induces a modification of the potential energy of the field of pressure of the air particle, and the other part a variation of the internal energy. The potential energy of the field of pressure can be defined by the enthalpy. In addition to other kinds of energy each air particle holds and external energy, the place of which is not in the air particle itself but in the surrounding atmosphere. This energy is equal to the difference between the enthalpy and the internal energy of the air particle.
Zusammenfassung Durch die Grenzfläche jedes Luftteilchens, das sich in der Atmosphäre bewegt, strömt ständig Energie in die benachbarte Atmosphäre hinein und aus ihr hinaus. Die Energie, die das Luftteilchen aus der benachbarten Atmosphäre aufnimmt, wird aus der Gradientkraft und aus den Druckkräften durch Gl. (4) bestimmt. Ein Teil dieser Energie bedingt eine Änderung der potentiellen Energie des barischen Feldes des Luftteilchens, der andere Teil dagegen eine Änderung seiner inneren Energie. Die potentielle Energie des Druckfeldes kann durch die Enthalpie definiert werden. Jedes Luftteilchen besitzt neben anderen Energiearten noch eine äußere Energie, die ihren Sitz nicht im Luftteilchen selbst, sondern außerhalb desselben in der umgebenden Atmosphäre hat; diese Energie ist gleich der Differenz zwischen der Enthalpie und der inneren Energie des Luftteilchens.
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10.
Zusammenfassung Die vonG. Piccardi bei der Hydrolyse von Wismutchlorid gewonnenen Ergebnisse scheinen auf eine kosmische Beeinflussung dieser Fällungsreaktion hinzudeuten. Es wurde daher versucht, einerseits einen Zusammenhang mit geomagnetischen Störungen nachzuweisen und andrerseits einen Einfluß von Luftdruckschwankungen in der unteren Stratosphäre (96-mb-Niveau) oder von Dichteänderungen in den unteren 5 km der Troposphären aufzuzeigen. In allen Fällen erhält man positive Befunde, infolge des relativ geringen Beobachtungsmaterials sind diese jedoch derzeit statistisch nicht genügend gesichert.
Summary The results got byG. Piccardi with the hydrolysis of bismuth chloride seem to indicate that the precipitation reaction shows cosmic influences. Therefore it was tried to trace up a connexion with geomagnetic perturbations and to show the influence of variations of atmospheric pressure in the lower stratosphere (96 mb level) or of density variations in the lower 5 km of the troposphere. In all cases a confirmation of this hypothesis was found, but these results are not yet secured statistically because of the relatively poor observation material.
Résumé Les résultats obtenus parG. Piccardi lors de l'hydrolyse du chlorure de bismuth semblent indiquer que cette réaction de précipitation est soumise à des influences cosmiques. A la suite de ces constatations l'auteur démontre qu'il existe un rapport entre ce phénomène et des perturbations geomagnétiques, ainsi que d'influences provenant de variations de la pression atmosphérique dans la stratosphère inférieure (niveau de 96 mb) ou de variations de densité dans les 5 premiers km de la troposphère. Dans tous les cas on peut constater la confirmation de ces hypothèses. Pourtant, les résultats d'observation étant relativement peu nombreux, il n'est pas encore possible de les assurer suffisamment au point de vue statistique.

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11.
Zusammenfassung Bei den tropischen Zyklonen strömt die Luft in den bodennahen Schichten zum Zentrum, in der mittleren Troposphäre wieder nach außen. Der Zustrom wird durch die Reibung an der Meeresoberfläche beherrscht, der Abstrom erfolgt in einem Feld dynamischer Feuchtindifferenz. Wenn ein Taifun neu entstehen soll, muß anfangs eine dynamische Labilität vorhanden sein. Eine solche tritt nur unter ganz speziellen, schwer zu erfüllenden Bedingungen auf. Für den ausgereiften Taifun werden mit Hilfe der Impuls- und Energiesätze eine Reihe Gesetze aufgestellt, die die wichtigsten Erscheinungen — Auge des Sturms, Sturmzone, Wolkenschirm usw. —erklären und ihr gegenseitiges Größenverhältnis zu berechnen gestatten. Nach diesen Gesetzen wird das Modell eines Taifuns entworfen.
Summary In tropical cyclones the air near the ground flows towards the centre, in the middle troposphere it flows outwards. The inflow is governed by the friction on the surface of the sea, the outflow takes place in a field of dynamical moist-indifferent equilibrium. If a typhoon is to be developed, there must first be a dynamical instability. This occurs only under special conditions which cannot easily be met. For the fully developed typhoon a number of laws are stated by means of the principles of momentum and energy which explain the most important phenomena — eye of the storm, zone of the storm, cloud screen, etc. — and allow the calculation of their mutual ratio of magnitude. According to these laws the model of a typhoon is designed.
Résumé Dans les cyclones tropicaux l'air des couches inférieures s'écoule vers le centre, celui de la troposphère moyenne vers l'extérieur. L'apport est dominé par le frottement à la surface de la mer; le flux expulsé a lieu dans un champ d'indifférence pseudolabile au point de vue dynamique. Pour qu'un typhon prenne naissance il faut qu'il y ait au préalable de la labilité dynamique, laquelle n'apparaît que dans des conditions toutes particulières, difficiles à remplir. Dans le cas du typhon bien développé on se sert des théorèmes de l'impulsion et de l'énergie pour établir une série de lois qui permettent d'expliquer les principaux phénomènes (oeil de la tempête, région à vents violents, panache nuageux, etc.) et de calculer leurs ordres de grandeur respectifs. L'auteur propose un modèle de typhon conçu d'après ces lois.

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12.
Zusammenfassung Im folgenden wird ein Überblick über die Untersuchungen über die allgemeine Zirkulation der Atmosphäre in den mittleren Breiten der Erde gegeben, die vom Department of Meteorology of the University of Chicago unter der Leitung von Prof.C. G. Rossby im Akademiejahr 1946 bis 1947 ausgeführt worden sind.In der zonalen Zirkulation der mittleren Breiten der Nordhemisphäre zeigt sich vor allem im Winterhalbjahr normalerweise zwischen 5 und 15 km Höhe ein verhältnismäßig schmales Band von sehr starken Westwinden, das den Charakter eines Freistrahls besitzt. Das Intensitätsmaximum dieses Windbandes tritt im Tropopausenniveau (300 bis 200 mb) auf. Südwärts des Windmaximums nimmt die Windgeschwindigkeit sehr rasch auf niedrige Werte ab. Das zonale Windband liegt innerhalb oder knapp südlich einer ebenfalls relativ schmalen Zone, in der der Temperaturgegensatz zwischen den polaren und äquatorialen Gebieten konzentriert ist. Im Bereich des zonalen Windbandes steigt die Tropopause steil an, wobei häufig sogar eine Unstetigkeit auftritt, indem nördlich desselben ihre Höhe jener der polaren Atmosphäre entspricht, südlich davon jener der äquatorialen. Unter dem Windband liegt häufig eine gut ausgebildete Frontalzone, die in den oberen Troposphärenschichten etwas nördlich des Windbandes endigt.Das obere Westwindband zeigt rund um die ganze Erde einen wellenförmigen Verlauf mit Wellenlängen von etwa 50° bis 120° Längengraden. Diese Wellen weisen nur eine geringe Fortpflanzungsgeschwindigkeit auf und scheinen mit den gewöhnlichen kurzen, instabilen troposphärischen Frontalwellen keine nähere Beziehung zu haben. Anderseits scheinen sie sowohl das Verhalten, wie auch die Bewegung dieser kurzen unteren Wellen in maßgebender Weise zu beeinflussen.Die oberen Wellen sind insofern instabil, als die meridionale Schwingungsweite (Mäanderung) allmählich sich so verstärkt, daß es an den Rändern des Windbandes zur Bildung von Wirbeln kommt: auf der Südseite zyklonischer Natur und kalten thermischen Aufbaues, auf der Nordseite antizyklonischer Natur und warmen thermischen Aufbaues. Diese Ausstoßung von Luftmassen aus dem Windbandbereich führt zu einem Luftmassenaustausch zwischen hohen und niedrigen Breiten, der wie es scheint in den troposphärischen Schichten oberhalb 700 mb von ausschlaggebender Bedeutung ist.Theoretische Untersuchungen zeigen, daß die beobachteten meridionalen Windprofile im Tropopausenniveau recht gut mit solchen übereinstimmen, die der Forderung einer konstanten vertikalen Wirbelkomponente im Bereich des großräumigen seitlichen Austausches der mittleren Breiten genügen. Solche theoretische Windprofile zeigen in niedrigen Breiten ein so großes meridionales Windgefälle, daß es am Südrand des Windbandes zu Trägheitsinstabilitäten kommt. Sie führen zu einem mehr oder minder unvermittelten Abbruch der meridionalen Windzunahme in 40° bis 30° Br.Das gleichzeitige Auftreten von Windband und Frontalzone darunter führt zur Schlußfolgerung, daß es bei der Ausbildung des Westwindbandes zu einer dynamischen Konzentration von Solenoiden in seinem Bereich kommen muß, zu ähnlichen Vorgängen, wie sie bei ozeanischen Strömen auftreten.Im Anschluß an diese hier kurz angedeuteten wichtigen Ergebnisse dieser neueren amerikanischen Arbeiten wird auf einige Ergebnisse österreichischer Untersuchungen hingewiesen, die einige Fragen der obigen Probleme betreffen.
Summary The paper gives a general view of the investigations dealing with the general circulation of the atmosphere in middle latitudes, carried out by the Department of Meteorology of the University of Chicago under the direction of Prof.C. G. Rossby during the academic year 1946–47.The zonal circulation in the middle latitudes of the northern hemisphere shows, particularly during the winter halfyear and normally between heights of 5 and 15 km, a fairly narrow band of very strong western winds with the character of a free jet. The maximum of intensity of this wind-band appears at the level of the tropopause (300–200 mb.). The wind velocity is rapidly decreasing to the south of the wind maximum. The zonal windband is located within or immediately to the south of an equally narrow zone in which the contrast of temperature between the polar and equatorial regions reaches its highest degree. There is a strong inclination of the tropopause within the zonal wind-band. Frequently, even a discontinuity can be found, the height of the tropopause corresponding to that of the polar atmosphere in the north and to that of the equatorial atmosphere in the south of the wind-band. Below the wind-band, often a well defined frontal zone is situated, ending in the upper layers of the troposphere a little to the north of the wind-band.The upper west-wind belt embracing the whole earth has a wavelike form with wave-lengths from about 50 to 120 degrees of longitude. These waves show but a small velocity of propagation and do not appear to be connected with the ordinary short and unstable frontal waves of the troposphere. On the other hand, they seem to influence considerably the behaviour as well as the movement of these short waves of the lower atmosphere.However, the upper waves are unstable insofar as the amplitude of the oscillation (formation of meander) is little by little increasing so much as to form whirls at the margins of the wind-band: of cyclonic nature and cold thermic structure at the southern side, of anticyclonic nature and warm thermic structure at the northern side. This cutting off of air-masses from within the wind-band causes an exchange of air-masses between high and low latitudes which appears to be of greatest importance in the tropospheric air-layers above 700 mb.Theoretical investigations show that the observed meridional windprofiles at the level of the tropopause agree rather well with those theoretically computed on the assumption of a constant vertical component of absolute vorticity within the lateral large-scale exchange of air-masses in the middle latitudes. Theoretical wind-profiles of this kind show, in low latitudes, such a strong meridional wind-gradient as to cause inertia instability at the southern edge of the wind-band. Due to them, the meridional wind-increase ceases more or less abruptly in latitudes of 40 to 30 degrees.The conclusion can be drawn from the simultaneous appearance of the wind-band and the frontal zone below it that the formation of the west-wind-band must be accompanied by a dynamic concentration of solenoids within the band, a phenomenon in a similar form to be found with oceanic currents.In addition to these important results of recent American researches, shortly indicated above, several Austrian investigations referring to some questions of the discussed problems are mentioned.
Résumé L'auteur donne un aperçu des recherches sur la circulation générale de l'atmosphère sous les latitudes moyennes entreprises par le Department of Meteorology of the University of Chicago, sous la direction du professeurC. G. Rossby en 1946/47.Dans la circulation zonale des latitudes moyennes de l'hémisphère nord apparaît, en hiver surtout, une région assez étroite de très forts vents d'Ouest entre 5 et 15 km. d'altitude qui a l'allure d'un jet aérien délimité. Le maximum de vitesse de ce courant se produit au niveau de la tropopause (300 à 200 mb.); au Sud de ce maximum, la vitesse décroît rapidement. Le courant zonal se trouve dans une bande étroite, ou immédiatement au Sud de celle-ci, dans laquelle les différences de température entre les régions polaires et équitoriales ont leurs plus grandes valeurs. A l'intérieur du courant la tropopause monte rapidement et présente même souvent une discontinuité: au Nord, son altitude correspond à celle de l'atmosphère polaire, au Sud à celle de l'atmosphère équatoriale. Au-dessous du même courant, on rencontre souvent une zone frontale bien développée qui dans les couches supérieures de la troposphère se termine un peu au Nord du courant zonal. La partie supérieure du courant d'Ouest présente une structure ondulée, avec des longueurs d'onde comprises entre 50° et 120° de longitude. Ces ondes ne se déplacent que lentement et ne paraissent pas être de même nature que les ondes frontales instables de la troposphère. D'autre part elles semblent exercer une action décisive sur l'allure et sur le mouvement des courtes ondes frontales inférieures. Les ondes supérieures sont instables en tant que sur leurs bords il peut se produire des ondulations donnant naissance à des tourbillons: sur le bord sud du courant apparaissent des tourbillons cycloniques et froids; sur le bord nord des tourbillons anticycloniques et chauds. Le courant d'Ouest expulse de la sorte des masses d'air et entretient un échange de masses entre les hautes et les basses latitudes qui semble avoir une grande importance dans les couches troposphériques au-dessus de 700 mb. Des recherches théoriques montrent que les profils méridiens du vent observés au niveau de la tropopause concordent fort bien avec ceux qu'exige la constance d'une composante verticale tourbillonnaire dans le cadre de l'échange turbulent à grande échelle des latitudes moyennes. De tels profils théoriques du vent montrent, aux basses latitudes, un gradient méridien du vent tellement grand que des états instables d'inertie doivent se produire au Sud du courant d'Ouest. Ces zones d'instabilité introduisent une cessation plus ou moins brusque de l'accroissement méridional de vitesse du vent vers 40° à 30° de latitude. Le fait que le courant d'Ouest étroit se superpose à une zone frontale inférieure amène à conclure que la formation de ce courant est accompagnée d'une concentration dynamique de solénoïdes à son niveau, phénomène analogue à celui que l'on observe dans les courants marins. Faisant suite à cet examen des travaux américains, l'article énumère encore quelques résultats de recherches autrichiennes relatives à certaines questions du même problème.

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13.
Summary The concept of a tropopause as a discontinuity surface, single or multiple, is shown to be a misleading oversimplification. It is misleading with respect to the actual thermal structure of the atmosphere and the exchange process or transport from troposphere to stratosphere. Original radiosonde records, reprocessed to preserve the observational details indicate many zones of large hydrostatic stability often separated by zones of neutral stability. By coordinating the analyses of vertical cross sections, isentropic charts and isentropic trajectories it was found that these zones of large stability have spatial and temporal continuity. (They have been called stable laminae to emphasize their large quasi horizontal extent and small vertical dimension.) The upper and lower boundaries of the laminae are characterized by a rapid variation in stability that may be considered discontinuous. These discontinuity surfaces, however, coincide with isentropic surfaces and extend from the stratosphere into the troposphere. Consequently there is no barrier to quasi horizontal flow, i. e., no barrier to flow from stratosphere to troposphere and vice versa with attendant transfer of heat, moisture and radioactive contaminants. It is proposed that the tropopause be defined in terms of large scale average thermal properties calculated from the detailed soundings by a weighted running mean. The tropopause is defined as a barotropic surface, not a discontinuity surface, above which the average stability is large and the average baroclinity negative and below which the average stability is small and the average baroclinity is positive. On the soundings this represents the envelope that joins the smoothed soundings and in space the highest elevation reached by the isentropic surfaces in the potential temperature range enclosed by the envelope.
Zusammenfssung Es wird gezeigt, daß die Vorstellung von der Tropopause als einer einfachen oder mehrfachen Diskontinuitätsfläche in der Atmosphäre eine übermäßige und sogar irreführende Vereinfachung ist. Sie ist irreführend in bezug auf den wirklichen thermischen Aufbau und die Austausch-und Transport-Prozesse zwischen Troposphäre und Stratosphäre. Die verwendeten Original-Radiosondenaufstiege wurden neuerlich ausgewertet, um ein Maximum an Details zu erhalten. Es zeigte sich das Vorhandensein vieler Zonen von großer hydrostatischer Stabilität, welche oft durch Zonen von indifferentem hydrostatischem Gleichgewicht getrennt sind. Die zusammenfassende Betrachtung vertikaler Schnitte, isentropischer Karten und isentropischer Trajektorien ergab, daß diese Zonen großer Stabilität räumliche und zeitliche Kontinuität besitzen (sie werden stabile Schichte genannt, um ihre große quasi-horizontale und kleine vertikale Erstreckung zu betonen). Die oberen und unteren Grenzen dieser Schichten sind durch eine rasche Änderung der Stabilität gekennzeichnet, welche als diskontinuierlich bezeichnet werden darf. Die Diskontinuitätsflächen korrespondieren jedoch mit isotropen Flächen und erstrecken sich von der Stratosphäre bis in die Troposphäre. Es besteht daher keine Schranke für eine quasi-horizontale Luftbewegung, d. h. die Strömung und der damit verbundene Transport von Wärme, Wasserdampf oder radioaktiven Partikeln kann ungehindert von der Stratosphäre in die Troposphäre (und umgekehrt) verlaufen. Es wird vorgeschlagen, die Tropopause auf Grund großräumiger Mittel thermischer Größen zu definieren, welche aus detaillierten Radiosonden-Aufstiegen und forlaufenden, gewogenen Mittelwerten zu berechnen wären.Die Tropopause wird als eine barotrope Fläche definiert, nicht als eine Diskontinuitätsfläche, oberhald welcher im Mittel große Stabilität und negative Baroklinität und unterhalb welcher im Mittel kleine Stabilität und positive Baroklinität herrschen. In den Aufstiegen wird dies durch jene Einhüllende dargestellt, welche die ausgeglichene Aufstiegskurve berührt, und im Raum durch die größte Höhe, welche von den isentropen Flächen in dem von der Einhüllenden eingeschlossenen Bereich der potentiellen Temperatur erreicht wird.
Résumé L'auteur montre que le schéma classique de la tropopause formée d'une ou de plusieurs surfaces de discontinuité n'est qu'une simplification trompeuse en ce qui concerne sa structure thermique réelle et les processus d'échange entre la troposphère et la stratosphère. Les radio-sondages fournissent aujourd'hui de nouveaux détails et révèlent la présence de nombreuses zones de grande stabilité hydrostatique souvent séparées par des couches d'équilibre indifférent. Les sections verticales, les cartes d'isentropes et de trajectoires isentropes montrent que ces zones (appelées «couches stables» pour manifester leur grande extension quasi horizontale et leur faible épaisseur) de grande stabilité possèdent une continuité spatio-temporelle. Les limites supérieures et inférieures de ces couches sont caractérisées par une variation rapide de la stabilité qui doit être considérée comme discontinue. Toutefois les surfaces de discontinuité correspondent à des surfaces isentropes et s'étendent de la stratosphère dans la troposphère. Il n'y a donc pas d'obstacle à un mouvement quasi horizontal, c'est-à-dire que le courant et par conséquent le transport de chaleur, de vapeur d'eau ou de particules radioactives peut se faire librement de la stratosphère à la troposphère ou vice-versa. On propose de définir la tropopause d'après des valeurs moyennes de grandeurs thermiques que l'on calculerait à partir de sondages détaillés et de moyennes convenables. La tropopause est une surface barotrope et non une surface de discontinuité, au-dessus de laquelle règne en moyenne une grande stabilité et une baroclinité négative, et au-dessous de laquelle il y a peu de stabilité et une baroclinité positive. Sur les courbes d'état cela s'exprime par son enveloppe tangente, et dans l'espace par l'altitude la plus grande atteinte par les surfaces isentropes à l'intérieur du domaine de température potentielle délimitée par cette enveloppe.

With 29 Figures

Contribution No. 44, Department of Meteorology and Climatology, University of Washington.  相似文献   

14.
Zusammenfassung Anschließend an die Untersuchungen über die primären und sekundären Druckwellen in der Atmosphäre wird die Bewegung von Bodendruckstörungen an Hand einer rechnerischen Auswertung der theoretischen Lösungen für den Bodendruckp, die unter verschiedener Annahme der Bodendruckverteilung und der Höhendruckverteilung in 7 km Höhe zur Zeitt=0 erzielt wurden, näher untersucht und das Problem der Beeinflussung dieser Bewegung der Bodendruckstörungen durch die obere primäre Druckverteilung, d. h. die Steuerung der troposphärischen Druckstörungen durch diese eingehend erörtert.Als Hauptergebnis wird gefunden, daß nur eine quasistationäre Höhendruckverteilung in der Lage ist, eine sichtbare Beeinflussung der Bewegungsrichtung (Steuerung) der Bodentiefdruckgebiete zu erzielen, während im Falle einer schnell sich ändernden Drucksituation in der Höhe die Druckstörungen am Boden keine Steuerung durch diese erfahren. Weiter wird gezeigt, daß die Intensität der Steuerung davon abhängt, wie die obere Druckwelle zum Aufbau der Troposphäre paßt und um so größer ist, je näher die Periode der oberen Druckwelle der Periode der unteren troposphärischen Wellen kommt.Insbesondere wurde die Frage der Teilung oder Spaltung der Bodentiefdruckgebiete in Verbindung mit der Erscheinung der Steuerung näher untersucht; die Ergebnisse wurden mit den bisherigen praktisch-synoptischen Untersuchungen verglichen.Im zusammenhang mit der Art der Steuerung wurden auch die Intensitätsänderung der Bodendruckstörungen, die Bodendruckänderung und ihre stratosphärischen bzw. troposphärischen Anteile theoretisch und an Hand der rechnerischen Ergebnisse behandelt und daraus einige Regeln für die Praxis abgeleitet.
Summary In pursuance of the studies on the primary and secondary pressure waves in the atmosphere, the movement of surface pressure disturbances has been investigated by numerically evaluating the theoretical solutions for the surface pressurep obtained under various assumptions of the pressure distribution on the surface and at the height of 7 km. at the timet=0. The problem in which way this movement is influenced by the primary distribution of pressure in the upper air, that is the steering (Steuerung) of the tropospheric pressure disturbances by it, is thoroughly discussed.It has been found as a principal result that only the quasi-stationary distribution of pressure in the upper air is capable of visibly influencing the direction of the movement (steering) of the low pressure areas on the surface, whereas no such influence exists in the case of a rapidly varying pressure situation in the higher atmosphere. Furthermore it is shown that the intensity of the steering process (Steuerung) depends on whether the upper pressure wave is fitting into the structure of the troposphere and that it is the greater the more the period of the upper pressure wave is approaching the period of the lower tropospheric waves.Particularly, the question of the partition or splitting of the low pressure areas on the surface, in connection with the steering phenomenon (Steuerung), has been investigated in detail and the results have been confronted with previous synoptic investigations.In connection with the steering process (Steuerung) also the variation of intensity of the surface pressure disturbances as well as the variation of the surface pressure and its stratospheric, respectively tropospheric portions are treated theoretically and by taking into account the results of calculations. Hence several rules are derived for the practice.
Résumé L'article fait suite aux recherches relatives aux ondes atmosphériques de pression primaires et secondaires. On étudie le déplacement de perturbations du champ de pression au sol sur la base des solutions que fournit la théorie appliquée à la pression au sol, solutions obtenues à partir de différentes distributions de la pression au sol et à 7 km. d'altitude à l'origine des temps. Cela mène à considérer également l'effet de l'onde primaire de pression sur le déplacement de ces perturbations au niveau du sol, c'est dire le phénomène de pilotage (Steuerung) des perturbations troposphériques par les ondes primaires.On trouve comme résultat essentiel que seule une distribution quasistationnaire de la pression en altitude a une influence notable sur le sens de déplacement des centres de basse pression au niveau du sol, tandis que cet effet est nul dans le cas des champs de pression rapidement variables en altitude. De plus, on constate que l'effet est d'autant plus marqué que la période de l'onde primaire est plus voisine de celle de l'onde troposphérique.L'auteur étudie le problème de la scission des dépressions au sol en relation avec l'action des ondes de pression en altitude, et compare ses conclusions avec celles auxquelles ont abouti les recherches synoptiques antérieures. Il traite enfin des vitesses d'évolution des perturbations de pression et des variations de pression du point de vue de leurs composantes stratosphériques et troposphériques et en tire quelques règles pratiques.

Mit 28 Textabbildungen.  相似文献   

15.
Résumé Le rôle de l'instabilité hydrodynamique dans la formation des tourbillons cycloniques qui accompagnent le courant zonal d'W est mis en évidence. La stabilité hydrodynamique favorise au contraire le développement d'une circulation anticyclonique. On peut ainsi comprendre le sens de rotation des tourbillons qui naissent au N et au S de la ceinture des vents maxima d'W, tant dans la troposphère inférieure que dans la troposphère supérieure. Enfin, l'auteur démontre le principe deParr, grâce á la relation entre la stabilité hydrostatique et l'instabilité hydrodynamique.
Summary The importance of the hydrodynamic instability for the formation of cyclonic vortices which accompany the zonal western current is pointed out. On the contrary the hydrodynamic stability is favorable for the development of an anticyclonic circulation. Therefore the sense of rotation of the vortices arising N or S of the zone of the most intense west winds, in the lower as well as in the upper troposphere, can be understood. Finally, the author demonstrates the principle ofParr by means of the relation between hydrostatic stability and hydrodynamic instability.
Zusammenfassung Es wird die Rolle der hydrodynamischen Labilität bei der Bildung zyklonaler Wirbel dargelegt, die die zonale Westströmung begleiten; im Gegensatz dazu begünstigt die hydrodynamische Stabilität die Entwicklung einer antizyklonalen Zirkulation. Daraus läßt sich der Rotationssinn der Wirbel erklären, die auf der Nord- bzw. der Südseite des Gürtels maximaler Westströmung teils in der unteren, teils in der oberen Troposphäre entstehen. Zum Schluß wird an Hand der Beziehung zwischen der hydrostatischen Stabilität und der hydrodynamischen Labilität das Prinzip vonParr dargelegt.
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16.
Summary The available aerological material now permits a more accurate estimate than before of the various terms in the heat budget. It is difficult to find an area for which all energy budget terms have been evaluated. The research at McGill University has attempted to fill this need for the Polar Ocean. In such discussions the heat fluxes at two levels must be known: in the present investigation, 300 mb and earth's surface were chosen. The heat budget calculations were carried out for several areas of the Polar Ocean. Independent calculations of all terms having been made, it was possible to check the accuracy. Both for the Polar Ocean and the Norwegian-Barents Sea a satisfactory balance was obtained.The surface energy budget shows that the radiative terms are far greater than all other influences, and the long-wave components are the greatest in all areas and months. The sensible heat flux from atmosphere to ground is negligible. In winter, all energy expenditure is radiative from the Polar Ocean, but 20% is non-radiative over the Norwegian-Barents Sea. There, the readily available energy from the ocean compensates for the progressively smaller input by radiation through the winter, and the energy budget remains extraordinarily stable during the winter. Looking at the tropospheric energy budget over the Arctic, there is a sharp increase in importance of non-radiative terms on the income side, and an even more pronounced decrease on the expenditure side.Calculations for the earth-atmosphere energy budget show that the result of no advection into the North Polar regions would be a temperature drop of 35° C over the Norwegian-Barents Sea and about 50° over the Central Polar Ocean. The various energy currents are represented pictorially, setting the total incoming energy at the top of the atmosphere equal to 100 units. All discussions refer to the average conditions over the Arctic Ocean. It would be most valuable to know which changes in the individual terms are possible and can be realised under the existing conditions of the world in which we live. The data available from the present investigation will be used for such a study of climatic change.
Zusammenfassung Das verfügbare aerologische Beobachtungsmaterial gestattet heute eine genauere Schätzung der verschiedenen Terme des Wärmehaushalts als früher. Doch ist es schwierig, ein Gebiet zu finden, für das sämtliche Glieder des Energiebudgets bestimmt wurden. Die Untersuchungen der McGill-Universität versuchen, diese Lücke für das Polarmeer auszufüllen. Für solche Untersuchungen müssen die Wärmeströme in zwei verschiedenen Niveaus bekannt sein, und für die vorliegende Untersuchung wurden das 300-mb-Niveau und die Erdoberfläche gewählt. Die Berechnungen des Wärmehaushalts wurden für verschiedene Gebiete des Nördlichen Eismeers durchgeführt. Da unabhängige Berechnungen der einzelnen Glieder durchgeführt wurden, ist es möglich, die Genauigkeit abzuschätzen, und es zeigt sich, daß sowohl für das Eismeer wie für die Norwegen-Barents-See eine befriedigende Bilanz resultiert.Aus der Energiebilanz am Boden ergibt sich, daß die Strahlungsglieder bei weitem größer sind als alle übrigen Einflüsse und daß die langwelligen Komponenten in allen Gebieten und Monaten am größten sind. Der fühlbare Wärmestrom von der Atmosphäre zur Erde kann vernachlässigt werden. Im Winter beruht der gesamte Energieverlust vom Eismeer auf Strahlungsvorgängen, über der Norwegen-Barents-See dagegen nur zu 80%. Hier kompensiert die leichte Wärmeabgabe vom Ozean die progressive Abnahme des Strahlungsgenusses durch den Winter, so daß die Energiebilanz während des Winters außerordentlich gleichmäßig bleibt. Hinsichtlich der Energiebilanz der Troposphäre über der Arktis besteht ein starker Energiegewinn durch die strahlungsfreien Glieder und gleichzeitig eine ausgesprochene Abnahme der Wärmeverluste.Berechnungen des Wärmehaushalts zwischen Erde und Atmosphäre zeigen, daß das Fehlen von Advektion zum Nordpolargebiet zu einem Temperaturabfall von 35° C über der Norwegen-Barents-See und von 50° über dem zentralen Eismeer führen müßte. Die verschiedenen Energieströmungen werden bildlich dargestellt, wobei die gesamte am äußeren Rande der Atmosphäre eintretende Energie 100 Einheiten gleichgesetzt wird. Alle Diskussionen beziehen sich auf durchschnittliche Verhältnisse über dem Eismeer. Es wäre von großem Interesse zu untersuchen, welche Veränderungen der einzelnen Glieder unter den auf der Erde herrschenden Bedingungen möglich und realisierbar sind. Die Resultate der vorliegenden Untersuchung werden für eine derartige Studie über Klimaveränderungen benützt werden.
Résumé Les observations aérologiques disponibles actuellement permettent une estimation plus précise que jusqu'ici des différents paramètres de calcul du bilan thermique. Il est cependant difficile de trouver une surface d'une certaine dimension pour laquelle tous les termes du bilan énergétique ont été évalués. Les recherches entreprises à l'Université McGill tentent de combler cette lacune pour l'Océan Glacial Arctique. Pour ce faire, il faut connaître les flux de chaleur à deux niveaux; dans la présente étude, on a choisi la surface standard de 300 mb et le sol. Les calculs du bilan thermique ont été effectués pour plusieurs parties de l'Océan Glacial Arctique. Vu que chaque terme de l'équation fut calculé indépendemment des autres, il fut possible d'en contrôler la précision. On a ainsi obtenu un bilan satisfaisant tant pour l'Océan Glacial tout entier que pour la partie située entre les Mers de Norvège et de Barentz.Le bilan énergétique à la surface du sol montre que les paramètres de radiation sont beaucoup plus importants que tous les autres et que leurs composantes se rapportant aux longues ondes sont les plus grandes dans toutes les régions étudiées ainsi qu'au cours de tous les mois de l'année. Le flux de chaleur perceptible de l'atmosphère vers le sol est négligeable. En hiver, toute la dépense d'énergie provient du rayonnement sur l'Océan Glacial Arctique, mais, sur les Mers de Norvège et de Barentz, 20% de ces pertes d'énergie ne proviennent pas du rayonnement. Dans ce second cas, l'énergie venant de la mer et immédiatement disponible compense durant tout l'hiver la diminution progressive du rayonnement reçu, si bien que le bilan énergétique y est extraordinairement stable durant toute cette saison. Quant au bilan énergétique de la troposphère au-dessus de l'Arctique, on constate une forte augmentation de l'importance des termes étrangers au rayonnement du côté des gains en énergie et une décroissante tout aussi importante de ceux-ci du côté des pertes.Des calculs concernant l'échange énergétique entre l'atmosphère et la terre montrent que le résultat de l'absence d'advection vers les régions polaires arctiques serait une chute de température de 35° C sur les Mers de Norvège et de Barentz et de près de 50° C sur le centre de l'Océan Glacial Arctique. Les différents courants d'énergie ainsi calculés sont reportés sur des figures en pour-cent de l'énergie totale reçue au sommet de l'atmosphère. Toutes les dicussions se rapportent à des conditions moyennes régnant sur l'Océan Glacial Arctique dans son ensemble. Il serait cependant très intéressant de connaître quelles sont, pour les différents termes du bilan thermique, les variations possibles et pouvant se réaliser dans les conditions existant dans le monde où nous vivons. Les chiffres résultants de la présente recherche seront utilisés dans une étude consacrée aux modification du climat.

With 5 Figures

The research reported in this paper was sponsored in part by the Air Force Cambridge Research Laboratories, Office of Aerospace Research, under Contract AF 19(604)-7415.  相似文献   

17.
Zusammenfassung Aerologische Beobachtungen aus Nordamerika zeigen, daß die Luftströmung in der oberen Troposphäre öfters aus mehreren Stromfäden besteht, die der Windrichtung parallel und durch Gürtel schwächerer Luftbewegung voneinander getrennt sind und sich langsam in der Stromrichtung verschieben. Besonders in der wärmeren Jahreszeit scheint diese faserige Struktur der horizontalen Windverteilung nicht selten von einer auffallendenvertikalen Verstärkung der Bewegungsgröße in einer verhältnismäßig dünnen Schicht im Niveau von 200 mb bis 300 mb begleitet zu sein, während unterhalb 400 bis 500 mb und oberhalb 150 mb schwache Winde vorherrschen.Um diese Verteilung zu erklären, wurde angenommen, daß jede stabil geschichtete Strömung von gegebenem Massentransport unter dem Einfluß von Reibungskräften zwar Änderungen in der vertikalen Verteilung von Windgeschwindigkeit und Schwerestabilität erfahren muß, aber asymptotisch einem Zustand zustrebt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der mit dem vorgegebenen, konstanten Massentransport verbundene Transport von Bewegungsgröße, bezogen auf die Zeiteinheit und den Strömungsquerschnitt, einen Minimalwert annimmt. Die zugehörige vertikale Struktur der Strömung läßt sich ziemlich einfach berechnen, wenn man die Annahme macht, daß die Bewegungsgrößen der geschichteten Strömung auch dann ausgetauscht werden können, wenn die einzelnen Schichten ungemischt bleiben und mithin ihre potentielle Temperatur beibehalten. Diese Annahme kann auch so ausgedrückt werden, daß in einer stabil geschichteten Strömung die Austauschgröße für Bewegungsgröße jedenfalls eine ganze Größenordnung höher sein muß als die betreffende, auf Wärme bezogene Größe. Bei der Berechnung des oben definierten asymptotischen Endzustandes wurde weiterhin angenommen, daß die Trägheitsstabilität der umgebenden Atmosphäre eine seitliche Ausbreitung des Stromes verhindert.Geschichtete Strömungen, die sich diesem asymptotischen Zustand anpassen, erfahren normalerweise eine vertikale Schrumpfung und mithin auch eine Zunahme der Windgeschwindigkeit in der Mitte des Stromes. Diese Beschleunigung muß offenbar mit einem Druckgefälle in der Bewegungsrichtung verbunden sein; in dieser Weise ausgebildete Ströme müssen somit wahrscheinlich nicht-stationär sein und nur begrenzte Ausdehnung haben. Die während der hier beschriebenen Entwicklung abgegebenen Bewegungsgrößen müssen in der Umgebung des Stromes zur Ausbildung von Mitführströmen (Entrainment Currents) Anlaß geben; es müssen mithin die angrenzenden Luftmassen mitgerissen werden.
Summary North American aerological data indicate that the wind distribution at the 200 and 300 mb levels often is characterized by the presence of elongated, slowly progressive and nearly parallel streaks of high wind separated from each other by belts of much weaker air motion. Particularly during the warmer part of the year this horizontal concentration of the momentum into a streaky pattern appears to be accompanied by an equally striking vertical concentration of momentum to the 200 or 300 mb level, with feeble winds prevailing above 150 mb and below 400 or 500 mb.As a tentative explanation for this behavior of the winds near the tropopause level it is suggested that stratified currents of prescribed volume transport, through frictional losses to the environment, seek to assume that particular distribution of wind velocity with height which corresponds to a minimum value of the momentum transfer per unit time across a vertical section through the current. On the assumption that momentum can be given off without destruction of the identity of the individual strata within the current it is possible to derive a basic relationship between the vertical gradient of wind velocity and of potential temperature in a current satisfying this minimum requirement.Stratified currents approaching this limiting state will normally pick up speed in the center and shrink in depth. This increase of wind speed in the center of the jet requires a pressure drop in the direction of the motion, indicating that local jets formed by this process must be of limited geographic extent and pressumably also of a transient character.The downstream decrease in the momentum transfer must be accompanied by the establishment of entrainment currents in the environment.
Résumé Des observations aérologiques en Amérique du Nord montrent que les courants aériens de la haute troposphère s'arrangent souvent en longs filets ou tubes distincts, parallèles, séparés par des espaces de moindre mouvement et qui se déplacent lentement dans le sens du courant général. Dans la saison chaude en particulier cette concentration de la quantité de mouvement en bandes horizontales relativement étroites semble être accompagnée d'une concentration analogue de la quantité de mouvement dans la verticale, au niveau de 200 à 300 mb, alors qu'au-dessus de 150 mb et au-dessous de 400 à 500 mb les vents sont faibles. Pour l'explication du phénomène on a admis que chaque courant de débit donné présentant une stratification stable doit tendre par frottement vers un état particulier de la distribution du vent selon l'altitude qui correspond à une valeur minimum de la quantité de mouvement par unité de temps dans une section verticale du dit courant. On peut calculer assez facilement une telle structure verticale en admettant que les quantités de mouvement du courant stratifié peuvent être échangées même lorsque les couches individuelles ne se mélangent pas et conservent par conséquent leur température potentielle. On peut encore exprimer cette condition en disant que dans un courant à stratification stable l'ordre de grandeur de l'échange turbulent des quantités de mouvement est plus élevé d'une dimension que celui qui se rapporte aux échanges de chaleur. Pour le calcul de l'état final asymptotique vers lequel tend le courant, on a en outre admis que l'inertie de l'atmosphère environnante s'oppose à une extension latérale du courant. Des flux stratifiés qui tendent vers cet état asymptotique subissent normalement un affaissement vertical et par conséquent une augmentation de vitesse en leur centre. Cette accélération centrale doit être évidemment liée à un gradient de pression dans la direction du mouvement, de sorte que de tels courants ne peuvent être stationnaires et n'interessent qu'un domaine limité. Pendant l'évolution décrite, les quantités de mouvement cédées doivent provoquer dans le milieu environnant des courants d'entraînement par lesquels les masses voisines sont entraînées.

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18.
Zusammenfassung Um einen besseren Einblick in die tatsächlichen Windverhältnisse im Bereich der aus der Bearbeitung der durchschnittlichen Höhenwinde in der freien Atmosphäre über Wien abgeleiteten Zonen des hochtroposphärischen Geschwindigkeitsmaximums und des stratosphärischen Geschwindigkeitsminimums und ihrer Änderungen im Laufe des Jahres zu erhalten, wurden für jeden Monat nach den in den Jahren 1952–1966 täglich nachts und mittags durchgeführten Höhenwindmessungen Häufigkeitsverteilungen der Höhenlagen dieser Geschwindigkeitsextreme und auch Häufigkeitsverteilungen der täglichen geschwindigkeitsmaxima bwz.-minima in diesen Höhen ausgezählt. Die in Tabellen und in graphischen Darstellungen wiedergegebenen Ergebnisse werden diskutiert. Zur Untersuchung von möglichen Beziehungen zwischen dem hochtroposphärischen Geschwindigkeitsmaximum und der gleichzeitigen Höhenlage der Tropopause wurden auch Häufigkeitsverteilungen der täglichen Tropopausenhöhen den Häufigkeitsverteilungen der täglichen Höhenlage des hochtroposphärischen Geschwindigkeitsmaximums gegenübergestellt. Es zeigen sich in allen untersuchten Erscheinungen charakteristische Änderungen im Laufe des Jahres, die in ihren Eigentümlichkeiten nur aus monatlichen Häufigkeitsverteilungen deutlich ersichtlich werden.
Summary In order to get a better insight into the real wind conditions in the regions of the maximum wind speed in the upper part of the troposphere and of the minimum wind speed in the stratosphere, which were found in the investigation of the average upper winds above Vienna, and their annual variation frequency distributions of the altitude of these layers of the extremes of wind speed and of the magnitude of these wind extremes were derived for each month from the daily upper wind measurements at midnight and noon from 1952 to 1966. The results, which are represented in tables and graphs, are discussed. For an investigation of the possible relations between the high-tropospheric maximum of wind speed and the simultaneous height of the tropopause the frequency distribution of the daily heights of the tropopause is compared with the frequency distribution of the daily heights of the high-tropospheric maximum wind speed. All investigated phenomena show characteristic variations in the course of a year which can be perceived distinctly only in monthly frequency distributions.
Résumé Afin d'obtenir une meilleure vue d'ensemble des conditions de vent effectives, on a effectué différents décomptes des vitesses de vent mesurées à Vienne (Autriche) durant la période de 1952 à 1966. On a utilisé pour cela les sondages faits chaque jour de nuit et à midi. On a ainsi pu déterminer la répartition des fréquences tant des maximums et des minimums journaliers du vent que des altitudes auxquelles on rencontre ces extrêmes. Ces décomptes ont été effectués pour chaque mois et pour les zones du maximum de la vitesse du vent dans la troposphère supérieure, respectivement du minimum dans la stratosphère, zones découlant de la compilation des vents moyens en atmosphère libre. On discute les résultats ainsi obtenus, résultats qui sont reproduits sous forme de tableaux et de graphiques. Pour étudier les relations possibles entre le maximum des vitesses dans la troposphère supéricure et l'altitude simultanée de la tropopause, on compare la répartition des fréquences des altitudes journalières de la tropopause à celle des altitudes journalières du maximum du vent dans la troposphère supérieure. Dans tous les phénomènes étudiés, on constate des modifications caratéristiques au cours de l'année, modifications dont les particularités n'apparaissent clairement que par l'examen de la répartition meusuelle des fréquences.

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19.
Zusammenfassung In vorliegender Arbeit werden aus den für ein bestimmtes Punktenetz interpolierten Werten der Hamburger Seewarte-Karten die interdiurnen Änderungen des Druckes in der Höhe der Standardisobarenflächen (St. I. Fl.) für das erste Halbjahr 1943 berechnet. Sowohl die geographische Abhängigkeit wie auch der Jahresgang der interdiurnen Veränderlichkeit (i. V.) des Druckes zeigen ein sehr ähnliches Verhalten der Vorgänge in der freien Atmosphäre mit jenen am Boden. Es nimmt jedoch die i. V. des Druckes mit der Höhe bis zur 225 mb-Fläche stark zu, fällt dann aber in der Stratosphäre rasch wieder ab. Auch bei der i. V. der Temperatur (rel. Top. der 500/1000 mb-Fläche) ergeben sich ähnliche Gesetzmäßigkeiten in der geographischen Verteilung und im Jahresgang wie bei der i. V. des Druckes.An Hand bestimmter Querschnitte, für die die mittleren Höhen der St. I. Fl. berechnet wurden, wird auch gezeigt, daß ein enger Zusammenhang zwischen der Neigung der Druckflächen und der i. V. des Druckes selbst besteht, jene also als mitbestimmender Faktor der täglichen Druckänderungen zu betrachten ist. In weiteren Arbeiten sollen die Druck- und Temperaturänderungen in Bodennähe jenen in der oberen Troposphäre und in der Stratosphäre gegenübergestellt und aus den Ergebnissen Schlüsse auf den vertikalen Aufbau des Druckgeschehens gemäßigter Breiten gezogen werden.
Summary Interdiurnal variations of pressure at the height of the standard isobaric surfaces are calculated for the first half-year of 1943 from data of the Hamburg Seewarte-maps interpolated for a certain net of points. The geographical distribution as well as the annual march of the interdiurnal variability of pressure show the processes in the free atmosphere to be very similar to those near the ground. There is, however, a strong increase of the interdiurnal variability of pressure with height, followed by a rapid decrease in the stratosphere. The interdiurnal variability of temperature (relative topography of the 500/1000 mb. surfaces) follows analogous relations with the geographical distribution and the annual variation as the interdiurnal variability of pressure. By means of certain cross-sections for which the average heights of the standard isobaric surfaces were calculated can be show that there exists a close connection between the inclination of the surfaces of pressure and the interdiurnal variability of the pressure itself. The inclination of the surfaces of pressure therefore, must be considered as one of the factors determining the daily variations of pressure. Further investigations will deal with the relations between the variations of pressure and temperature near the ground and those in the upper troposphere and the stratosphere from which conclusions can be drawn with regard to the vertical structure of pressure phenomena in middle latitudes.
Résumé L'étude suivante porte sur la variation interdiurne de la pression au niveau des surfaces isobares standard, calculée pour un certain réseau de points des cartes dressées par la Seewarte de Hambourg, et cela pour le premier semestre de 1943. La géographie et la marche annuelle de cette variation de pression montrent une grande analogie des phénomènes de l'atmosphère libre avec ceux observés au sol. Toutefois la variation interdiurne de pression augmente fortement avec l'altitude jusqu'à la surface de 225 mb., puis diminue rapidement dans la stratosphère. La variation interdiurne de la température (topographie relative de la couche de 500/1000 mb) présente la même régularité de distribution géographique et de marche annuelle.Sur la base de profils calculés pour les altitudes moyennes des surfaces isobares standard, on montre aussi qu'il existe une étroite relation entre l'inclinaison des surfaces isobares et la variation interdiurne de la pression, et que celle-ci est un facteur actif des variations diurnes de la pression.Des recherches ultérieures auront pour objet de comparer les variations de pression et de température au niveau du sol et dans la troposphère supérieure ou dans la stratosphère; on en tirera des conclusions concernant la structure verticale des processus de pression des latitudes moyennes.

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20.
Summary A general expression is derived for the intensity of dryfallout based on time variations of beta-activity in surface air, due to worldwide tropospheric distribution of debris from nuclear testings. Model assumptions are outlined for the consideration of large-scale effects of horizontal divergence of air flow, and small-scale effects of eddy diffusion. The parameterization is based on the concept of geostrophic drag coefficients and atmospheric boundary layer theory. The model is completed by a two-parameter representation of tropospheric profiles of beta activity. Case studies of dry-fallout in 1962 and 1963 at three stations of the United States Public Health Service (USPHS) network are discussed. Dry-fallout rates per day are found to be approximately 10% of average wet-fallout rates of the same period. The average residence time of debris in the troposphere is estimated to be about 65 days if dry-fallout would be the only cleansing process.
Zusammenfassung Für die Intensität von radioaktivem Ausfall wird eine allgemeine Formel abgeleitet. Sie beruht auf der beobachteten zeitlichen Veränderung der bodennahen Konzentration radioaktiver Beta-Teilchen, die als Abfallprodukte der Kernwaffenversuche weltweite Verteilung erfuhren. Das theoretische Modell zur Berechnung von Trockenausfall erfordert gewisse Annahmen zur Berücksichtigung von 1. großräumigen Effekten der horizontalen Divergenz der Luftströmung und 2. kleinräumigen Turbulenzeinflüssen. Diese Effekte werden durch Parameter der horizontalen Luftdruckverteilung berücksichtigt, die auf dem Konzept des geostrophischen Widerstandsbeiwertes und der atmosphärischen Grenzschichttheorie beruhen. Das Modell ist durch zwei weitere Parameter vervollständigt, welche das troposphärische Profil der Beta-Aktivität repräsentieren. Beispiele von Trockenausfall in den Jahren 1962 und 1963 werden für drei Stationen des Beobachtungsnetzes des United States Public Health Service diskutiert. Es ergab sich, daß Trockenausfall pro Tag etwa 10% des Ausfalles durch Niederschlag (pro Regentag) für den gleichen Zeitabschnitt ausmacht. Ferner wird abgeschätzt, daß die Verweilzeit der radioaktiven Teilchen in der Troposphäre im Durchschnitt 65 Tage beträgt, wenn Trockenausfall der alleinige Reinigungsprozeß ist.
Résumé On développe ici une formule générale permettant le calcul de l'intensité des retombées radio-actives. Cette formule est fondée sur la variation de la concentration au voisinage du sol des particules radio-actives béta, disséminées dans l'atmosphère entière à la suite d'essais d'armes nucléaires. Le modèle théorique permettant de représenter la sédimentation en atmosphère sèche nécessite certaines suppositions afin de tenir compte d'une part des effets à grandes dimensions de la divergence horizontale des courants aériens et d'autre part des effets de la turbulence à petites dimensions. On tient compte de ces effets au moyen de paramètres de la répartition horizontale de la pression, paramètres basés sur le coefficient de la résistance géostrophique et sur la théorie des couches limites atmosphériques. Ce modèle est complété par deux paramètres supplémentaires qui représentent le profil troposphérique de l'activité béta. Comme exemple, on discute les quantités de retombées recueillies à trois stations du «United States Public Health Service» durant les années 1962 et 1963. Le résultat en est que la sédimentation à sec par jour représente environ le 10% des retombées entraînées par les précipitations durant la même période. On estime en outre que les particules se maintiennent en moyenne durant 65 jours dans la troposphère si la sédimentation se fait uniquement sans le concours de précipitations.

With 2 Figures

The research reported was supported, in part, by the National Science Foundation, Grant No. GP-444.  相似文献   

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