The seismic strength of the earth

Summary The seismic strength (resistance to sudden failure) of the seismically active regions of the crust and upper mantle is estimated and is found to be maximum at depths of 50 to 125 km. The pattern of strength versus depth can be explained in terms of lithospheric plate sinking beneath an ocean trench. The lack of earthquakes at depths larger than 700 km is probably due to decreasing shear stress rather than vanishing seismic strength.

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Résumé Dans cette communication on évalue la résistance à la rupture séismique des matériaux constituant l'écorce et le manteau supérieur de la Terre. Les résultats indiquent la présence d'un maximum à la profondeur de 50–125 km. La distribution de la résistance avec la profondeur peut être expliquée par la résorption de la lithosphère au-dessous d'un fossé océanique. L'absence de séismes dans les zones plus profondes (z>700 km) n'est pas due à la réduction de la résistance séismique, mais très probablement à l'insuffisance des tensions internes dans les matériaux.

     

An attempt to determine long-periodic variations in the drift of horizontal pendulums

Résumé On donne les résultats de l'analyse de la dérive des pendules horizontaux de la station Píbram-Bezové Hory au cours des années 1927–1938. Différemment aux résultats publiés déjà antérieurement[2], on a tout d'abord séparé par la méthode des moindres carrés la dérive linéaire et le terme à période de durée d'un an exactement et ce n'est que le reste qu'on a analysé par la méthode de l'analyse spectrale spéciale[4, 6]. On a trouvé dans les deux éléments une période de 222, respectivement 223 jours, non considérée jusqu'alors et ne pouvant pas être interprétée jusqu'à présent du point de vue physique. Les autres résultats sont en bon accord avec ceux reçus à l'origine. On peut conclure de la comparaison des phases des composantes annuelles des pendules horizontaux et du mouvement du pôle[5] que les deux événements sont du même origine.     

Un modèle stochastique des séismes de la région de Vrancea —Les caractéristiques informationnelles des tremblements de terre

Résumé On définit le modèle stochastique des séismes dans la région de Vrancea et on établit en même temps une relation magnitude-fréquence correspondent à la répartition lognormale des magnitudes. On donne des formules pratiques de calcul des coefficients de la relation magnitude-fréquence et sont définis certains termes de séismicité. On donne enfin la définition des caractéristiques informationnelles du phénomène séismique, l'entropie et l'énergie informationnelle et on calcule ces caractéristiques pour des répartitions exponentielles et lognormales des magnitudes.Ouyrage annoncé à la Réunion de C.E.S., Luxembourg, Septembre, 1970.     

La sismicité en corse: Revue historique et etude macrosismique de quelques evénéments récents

Résumé L'étude des documents (archives, presse et catalogues sismiques) que nous avons consultés, nous a permis de remonter jusqu'à la fin du XVIIIe siècle dans l'histoire sismologique corse. Le nombre des séismes ressentis (épicentres en mer ou sur l'île) recensés pendant ces deux siècles et demi est relativement faible. Les intensités maximales ont parfois atteint le degré VI, plus rarement VII. L'activité sismique touche principalement une région située au Nord-Est de la Corse, au voisinage de failles au rejeu récènt et séparent le domaine de la Corse schisteuse (alpin) du domaine de la Plaine Orientale (Quaternaire, Néogène). Une crise sismique récente (1978–1979) a de nouveau secoué cette même région où on a suggéré l'activité actuelle de certaines de ces failles. Les plus importants de ces séismes (I _max=VI et V) ontifait l'objet d'enquêtes macrosismiques qui permettent d'en préciser les épicentres. Deux d'entre-eux ont été étudiés en détail (3 avril 1978 et 27 mars 1979); en utilisant la relation de Kövesligethy, les hypocentres se situent respectivement à 4,5±0.5 km et vers 5 km, pour des coefficients d'absorption de 0,020 et 0,031. Ces profondeurs indiquent que ces deux séismes ont mis en jeu des éléments superficiels de la croûte corse (30 km).

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The documents that we have compiled (archives, newspaper reports and seismic catalogues) enabled us to go back to the end of the 18th century in the seismic history of Corsica. The number of felt earthquakes (epicentres off shore or on the island) which were documented during the two and a half centuries is relatively low. Maximum intensities have reached VI or rarely VII. The seismic activity is mainly located in the North-East of Corsica, near faults which have recently been active between the Corse schisteuse (Alpine domain) and the Plaine Orientale (Quaternary, Neogene). A seismic crisis happened recently (1978–1979) in this area where present activity of some of these faults has been suggested. Macroseismic studies have been conducted for the main shocks (I _max=VI and V) in order to locate them accurately. Two among them (April 3, 1978 and March 27, 1979) are studied here in detail. Using the Kövesligethy formula hypocenters are respectively found at 4.5±0.5 km and around 5 km, whereas the corresponding absorption factors are 0.020 and 0.031. Such depths show that the two events affected the upper crust of Corsica (30 km).

Contribution n^o 321 de l'Institut de Géophysique, Ecole Polytechnique Fédérale de Zürich.     

First magnetic determinations in Afghanistan

Résumé La première partie de l'article contient les résultats des mesures magnétiques, effectuées à Kaboul par Monsieur D.S.A.Adams et par l'auteur indépendamment. À cause du manque des instruments magnétiques de campagne, nous avons exécuté les mesures au moyen des appareils de laboratoire. On a obtenu les valeurs approximatives suivantes pour l'époque 1948.0 à Kaboul: et une variation séculaire de la déclinaison magnétique de—3 par an. Dans la deuxième partie l'auteur discute les mesures magnétiques exécutées dans la Province du Nord de l'Afghanistan et publiées parWeinberg etZimmermann. Les chiffres en question montrent une variation annuelle de la déclinaison magnétique en Turkestan Afghan de +1.0 jusqu'à –0.6, de 4.9 jusqu'à 6.0 pour l'inclinaison, et de –37 jusqu'à –52 pour la composante horizontale. L'auteur suppose que le terrain afghan soit anomral au point de vue magnétique et mentionne que certaines anomalies magnétiques ont été découvertes près d'Achkhabad, au voisinage de la frontière d'Iran, par les géologues Russes.     

Illustration d'une théorie des microséismes par quelques cas concrets

Résumé Au colloque de Paris (1970) sur les Microseismes (MS) l'auteur a formulé les principes d'une théorie qui montre le rôle important, dans la génération des MS, joué par les houles croisées et donc par les variations de la direction du vent sur la mer, l'effect sélectif de la réflexion de la houle par une côte, la réfraction de la houle, le filtrage des houles arrivant à la côte par effet des petits fonds, la vitesse de propagation de la houle, généralement plus grande que celle des cyclones, le diagramme de rayonnement des sources, et par conséquent par la bathymétrie comme par la morphologie des côtes proches de la zone de génération.Des cas concrets de MS bien étudiés en fonction des circonstances météorologiques et océanographiques illustrent et justifient les principes originaux de cette théorie, en particulier ceux qui font l'objet des travaux dont les titres indiqués dans la bibliographie, concernent les MS classiques de la bande de périodes de 2 à 18 secondes.

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Summary During the Symposium on microseisms of Paris (Sept. 1970), the author has formulated the principles of a theory which shows the leading part taken in the generation of microseisms by: Swells more or less crossed and therefore by changes in the direction of the wind; Selective effects of the reflection of the sea waves; The filtering of the components of the swell when it arrives on small depths; The speed of the swell generally faster than the cyclone; The diagram of radiance sources, and, consequently, by the bathymetry and the morphology of the coasts.Three concrete cases illustrate and justify the theory. They are well described in the papers quoted in References.

     

Reduction of geomagnetic measurements at sea in the vicinity of the geomagnetic equator

Summary On the dayside of the Earth, a huge current system, the so-called equatorial electrojet, flows along the magnetic dip equator in the ionosphere, mainly in easterly direction. At the surface of the Earth it generates strong variations of the geomagnetic field which severely impair marine geomagnetic measurements. Independent of its changing intensity, the position of the current system is remarkably constant.For marine geomagnetic measurements in the South China Sea and the Sulu Sea the latitude dependence of the variations was determined from the data themselves, using an appropriate functional relation. By a digital filter it was taken into consideration that the slowly changing parts are less latitude-dependent. Thus, with one recording station, it was possible to reduce the variations to only 15% of their original size for distances up to 500 km.Using the comprehensive data set of two research cruises into the Dangerous Grounds area of the South China Sea, it is shown which statements on the structure of the crust are possible with the corrected data.

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Die Reduktion erdmagnetischer Messungen auf See in der Nähe des magnetischen Äquators

Zusammenfassung Entlang des magnetischen Inklinations-Äquators fließt auf der Tagseite der Erde in der Ionosphäre ein riesiges Stromsystem, der sogenannte Äquatoriale Elektroje. Es erzeugt an der Erdoberfläche starke zeitliche Veränderungen des erdmagnetischen Feldes, die seemagnetische Vermessungen erheblich beeinträchtigen. Die Lage des Stromsystems ist auch bei wechselnden Stromstärken bemerkenswert konstant. Für seemagnetische Messungen im Südchinesischen Meer wurde die Breitenabhängigkeit der Variationen unter Benutzung eines geeigneten Funktionsansatzes aus den Daten selbst bestimmt. Durch eine Filterung wurde berücksichtigt, daß langsam veränderliche Anteile weniger stark breitenabhängig sind. Dadurch gelang es, die Variationen unter Benutzung einer einzigen Registrierstation in Entfernungen bis 500 km auf nur 15% zu reduzieren.An Hand des umfangreichen Meßdatensatzes zweier Forschungsfahrten in das Gebiet der Dangerous Grounds im Südchinesischen Meer wird gezeigt, welche geowissenschaftlichen Aussagen über den Aufbau der Erdkruste nach der Verbesserung möglich werden.

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Réduction des mesures de magnétisme à la mer effectuées au voisinage de l'équateur géomagnétique

Résumé Du côté jour de la terre, un flux plasmatique puissant appelé électrojet équatorial s'écoule le long de l'équateur magnétique (champ total et composante horizontale identiques) dans l'ionosphère, principalement en direction de l'Est. Ce flux engendre à la surface du globe de fortes variations du champ géomagnétique, qui ont pour effet de perturber sévèrement les mesures de magnétisme à la mer. La position de ce courant est d'une constance remarquable, et indépendante de ses variations d'intensité.Pour les mesures de magnétisme effectuées dans les mers de Chine Sud et de Sulu, les variations en fonction de la latitude ont été déterminées à partir des données elles-mêmes, au moyen de relations fonctionelles appropriées. L'emploi d'un filtre digital a permis de tenir compte du fait que les éléments variables lentement sont moins dépendants de la latitude. C'est ainsi qu'avec une station d'enregistrement, il a été possible de réduire les variations à 15% seulement de leur valeur originale jusqu'à des distances de 500 km.En s'appuyant sur la collection très complète de données recueillies au cours de deux campagnes de recherche effectuées dans la zone des Hauts-fonds dangereux, au Sud de la mer de Chine, on montre les hypothèses qu'il est possible de formuler quant à la structure de la croûte, à partir des données corrigées.

     

Funkpeilungen des ersten künstlichen Erdsatelliten Sputnik

Zusammenfassung Die am 16. und 17. Oktober 1957 auf der Frequenz 20,005 MHz durchgeführten Funkpeilungen nach dem ersten künstlichen Erdsatelliten Sputnik werden mitgeteilt. Dabei ist insbesondere bei den mit dem Doppelkanal-Sichtfunkpeiler erhaltenen photographisch registrierten Ergebnissen charakteristisch, daß reine Strichpeilungen erhalten wurden. Bei den verschiedenen Beobachtungsserien wurden sowohl Linksauswanderungen als auch Rechtsaus-wanderungen der Peilungen über Winkelbereiche zwischen etwa 4° und 171° beobachtet. Diesen Peilungen nach einem außerhalb der Ionosphäre befindlichen Kurzwellensender wurden Peilungen nach zwei auf annähernd gleicher Frequenz wie der Satellit sendenden Funkstationen in sehr großer Entfernung, die beide die für kohärente Wellen charakteristische elliptische Aufspaltung zeigen, gegenübergestellt.

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Radio bearings taken from the first artificial satellite of the earth, Sputnik

Summary Information is given about the radio bearings taken from the first satellite Sputnik on 16th and 17th October 1957 on a frequency of 20,005 Mc. A special feature is that the results obtained by application of the twinchannel visual direction finder are pure line indications. The different series of observations show a variation of the bearings in a clockwise direction as well as in an anticlockwise direction, covering angles between circ. 4° and 171°. These bearings for a shortwave transmitter beyond the ionosphere were compared with bearings for two very distant stations on nearly identical frequencies which both show the elliptical split being characteristic of coherent waves.

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Relèvements pris pour le premier satellite artificiel de la terre, Sputnik

Résumé Le rapport présent a pour objet les relèvements pour le premier satellite de la terre Sputnik pris sur la fréquence de 20,005 Mc/s le 16 et le 17 octobre 1957. Les résultats obtenus à l'aide du radiogoniomètre visuel à deux canaux et au moyen des enregistrements photographiques se caractérisent par le fait que les relèvements apparaissent toujours en forme de trace. Au cours des différentes séries d'observations les relèvements étaient soumis à des variations vers la droite et vers la gauche couvrant des angles de 4° à 171° environ. Ces relèvements pour un émetteur à ondes courtes qui se trouve en dehors de la ionosphère ont été comparés à ceux de deux stations-radio à très grande distance qui travaillent à peu près sur la même fréquence que le satellite lui-même. Les relèvements pour ces deux stations se présentent en forme d'ellipse, trait caractéristique de la réception d'ondes cohérentes.

     

Induction in the Earth's crust: Observational methods on land and sea

During the last twenty years, the measurement of the Earth's electromagnetic field has been greatly improved. Old devices, such as suspended magnet variometers or the inductive sensors, are now up to date, thanks to the use of negative feedback techniques. Very sensitive instruments, like the superconducting quantum interference device (SQUID) are now available for geophysical applications. The extensive use of large arrays of magnetometers has permitted the study of the distribution of telluric flow inside the Earth's crust and the delineation of large, deep conductivity anomalies. We also have a better knowledge of the distribution of the resistivity at depth, even under the ocean bottom. But we are still very far from understanding how the telluric currents are induced in the Earth, especially at very low frequencies.

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Résumé Depuis vingt ans la mesure du champ électromagnétique naturel s'est beaucoup améliorée. D'anciens instruments comme les variomètres à aimant suspendu ou les capteurs inductifs ont été remis en honneur grâce à l'utilisation de techniques nouvelles, comme la contre-réaction de champ. D'autres appareils, extrêmement sensibles, tels que les SQUID (superconducting quantum interference device) sont maintenant disponibles pour des applications géophysiques. L'usage intensif de réseaux de magnétomètres a permis d'étudier la distribution des courants telluriques en profondeur et de mettre en évidence d'importantes anomalies de conductivité. Nous avons aussi une meilleure connaissance de la répartition de la résistivité à grande profondeur y compris sous les océans. Mais nous restons très ignorants des mécanismes qui régissent l'induction des courants telluriques à l'échelle de la terre entière, particulièrement aux très basses fréquences.

     

Témoignages de la contamination dans les produits des éruptions explosives des M. Silvestri (1892) et M. Rossi (1669) (M. Etna)

Resume Les différentes étapes de la cristallisation des pyroclastes des Monti Rossi et Silvestri ont été reconstituées par l'étude des inclusions vitreuses intraminérales.L'olivine magnésienne (Fo 82) et le diopside cristallisent à partir d'un liquide basaltique de nature alcaline au cours de l'ascension, sous une forte pression de fluides liée à la quantité importante de gaz dissous (4 à 5% dont 2800–3500 ppm de S).L'« ouverture » du système s'accompagne de la démixtion d'environ 50% de la phase volatile dissoute.Les oxydes Fe-Ti, les olivines (Fo 74-75) et les salites cristallisent alors, à partir d'un liquide partiellement dégazé (2 à 2,5% d'éléments volatils, dont 1200 ppm de S), de composition hawaïtique, dans un domaine de température compris entre 1160 et 1140°C.Le plagioclase (An 82) se sépare tardivement dans un liquide dont la composition se rapproche de celle du liquide résiduel. Ce stade d'évolution qui s'accompagne d'une accumulation de gaz démixé, témoigne de conditions pré-éruptives de subsurface.Les teneurs anormalement élevées en fluides des basaltes alcalins etnéens comparées à celles de basaltes de même composition (par exemple dans les inclusions des Fo 82 du Piton de la Fournaise, des volatils 2%, S=1200 ppm et Cl=200 à 400 ppm) nous ont conduit à envisager la contribution de l'encaissant sédimentaire.La présence dans les produits des Silvestri de nombreuses enclaves carbonatées (fassaïte, wollastonite, anorthite), argilo-schisteuses (plagioclase, hercynite, sulfures) et gréseuses (quartz, verres rhyolitiques), l'abondance des inclusions fluides (CO₂, SO₂) dans les minéraux néoformés, les témoignages de phénomènes locaux d'assimilation (verres riches en Ca, Si...) viennent renforcer l'idée du rôle de la contamination (au moins en ce qui concerne les fluides) par l'encaissant sédimentaire, négligée jusqu'ici dans le cas des laves de l'Etna.

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The melt inclusions trapped inside crystals have allowed the determination of the different crystallization steps, for the M. Rossi and M. Silvestri pyroclastic products.Magnesian olivine (Fo 82) and diopside crystallize from an alkali basaltic liquid, during ascent. The high concentration (4–5% with S=2800–3500 ppm) of volatiles in glass inclusions involves a strong fluid pressure.The release of about 50% of dissolved gases reflects the « opening » of the magmatic system. Therefore, olivine (Fo 74-70), salite and Fe-Ti oxydes, crystallize from an hawaiitic melt, with lower volatile content (2 to 2,5% with S=1200 ppm). The temperatures range from 1160°C to 1140°C.Plagioclase phenocrysts (An 82) grow later from a more evolved liquid. Equivalences of gas accumulation infer a pre-eruption crystallization.The unusual content of volatiles in the alkali basalts compared to equivalent oceanic basalts (2% with S=1200 ppm and Cl= 200 to 400 ppm in olivine melt inclusions from Piton de la Fournaise volcano) suggests a wall rock contribution.Numerous xenoliths of carbonates (with fassaite, wollastonite, anorthite assemblages), shale (with plagioclase, hercynite and sulfide) or sandstone (with quartz and rhyolitic glasses) have been found among the M. Silvestri products.Fluid inclusions in the minerals as well as local SiO₂, CaO, FeO enrichments of the magmatic liquid infer partial assimilation of sedimentary rocks.All these observations support a contamination hypothesis, at least for the volatile phase.

     

Observations d'ondesS a de typeSH

Résumé Nous observons fréquemment à l'aide de stations longues périodes de l'I.P.G. de Paris, une phase sismique S _a arrivant en tête de l'onde de Love et dont la période est de 30 à 40 s. L'analyse, par filtrage multiple nurnérique, de 44 enregistrements de séismes superficiels nous permet de dégager le caractère spécifique de la composanteSH du mouvement au sol au passage de l'ondeS _a et de remarquer que son mode de propagation peut s'expliquer par l'interférence des premiers harmoniques de l'onde de Love; la confrontation de l'amplitude observée pour la phaseS _a avec des résultats théoriques portant sur le niveau d'excitation des harmoniques de l'onde de Love est satisfaisante, même pour des foyers superficiels.La proximité des courbes de vitesse de groupe de ces harmoniques entre 30 et 40 s ne permettant pas de séparer les différents modes lors de l'analyse de l'onde en une ou deux stations, nous montrons la nécessité d'accroître la connaissance de la forme spatiale de l'onde et de développer des methodes fines d'analyse en nombre d'onde, en vue d'un apport d'informations sur l'asthénosphère et le manteau supérieur.     

Analysis of the pressure variations at sea-level

Summary First of all the tendency equation at sea-level is deduced from the equation of continuity and the classical condition of quasi-static equilibrium along the verticals. This equation is then shown to be insufficient for the analysis and forecast of pressure variations. Accordingly, the equation of motion is combine with the tendency equation and the result of this operation is a partial differential equation for the field of pressure at sea-level. The analysis of its coefficients shows that it can be reduced to a partial differential equation for the height-integral of pressure which can also be written as a linear integro-differential equation. The solution of this last equation can be expanded in a series of rotating fields with positive constant angular velocities, the axis of rotation being the earth's polar axis and the spectrum of angular velocities being given by the eigenvalues of a symmetric kernel associated with theGreen's function of the geoid surface. Finally, the solution of the integro-differential equation leads to the determination of the sea-level pressure by the tendency equation.

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Résumé On déduit tout d'abord l'équation des tendances au niveau de la mer de l'équation de continuité et de la condition classique d'équilibre vertical quasi-statique. On montre ensuite que cette équation est insuffisante pour l'analyse et la prévision des variations de pression. En conséquence, on associe l'équation du mouvement à l'équation des tendances et le résultat de cette opération est une équation aux derivées partielles pour le champ de pression au niveau de la mer. L'analyse des coefficients de cette équation montre qu'elle peut être réduite à une équation aux dérivées partielles pour l'intégrale de la pression suivant la verticale, ou encore à une équation intégrodifférentielle linéaire. La solution de cette dernière équation est une série de champs en rotation dont les vitesses angulaires sont constantes et positives, leurs axes de rotation se confondant avec l'axe des pôles et le spectre des vitesses angulaires étant déterminé par les valeurs propres d'un noyau symétrique associé à la fonction deGreen de la surface du géoide. Finalement, la solution de l'équation intégro-différentielle conduit à la détermination de la pression au niveau de la mer par léquation des tendances.

     

8. Beitrag Die Temperaturen der pazifischen Küstengewässer Nordamerikas von 1920 bis 1955

Zusammenfassung Es werden neue Jahrfünftmittel der Oberflächentemperatur für die pazifische Küste Nordamerikas mitgeteilt, die den Zeitraum von mindestens dreißig Jahren (bis einschließlich 1955) umfassen. Die fortschreitenden Jahrfünftmittel lassen Fluktuationen, aber keinen säkularen Trend erkennen. Die seit dem Maximum von 1941 allgemein aufgetretene Abkühlung machte die letzten zehn Jahre 1946–55 zu den durchschnittlich kältesten seit Beginn der zwanziger Jahre. Der Tiefpunkt scheint jedoch bei den meisten Stationen überschritten zu sein. Einzelne besonders ausgeprägte Warmwasser- (und Kaltwasser-) Jahre erstrecken sich offensichtlich über die gesamte Küste von Kalifornien bis Alaska. An dem Beispiel von 1926 wird gezeigt, daß hier eine globale atmosphärische Zirkulationsanomalie ursächlich war, die in ganz ähnlicher Weise auch eine starke Wassererwärmung im östlichen subtropischen Nordatlantik gezeitigt hatte.

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Temperatures of surface waters on the Pacific coast of North America, 1920–1955

Summary This paper presents recent five-year mean values of sea-surface temperatures from the Pacific coast of North America for a period of at least thirty years (including the year 1955). The five-year running means reveal the occurrence of fluctuations rather than the existence of a secular trend. Decreasing temperatures which have been generally observed since the maximum of sea temperature in 1941 made the last ten years from 1946 to 1955 the coldest years since the beginning of the twenties of this century. It seems, however, that at most stations, temperatures already exceeded the minimum. Throughout separate years, a pronounced warming (or a pronounced cooling) of sea-surface water obviously extended over the whole length of the Pacific coast from California to Alaska. The example of 1926 shows that in this case the high temperatures are caused by a worldwide atmospheric circulation anomaly which, in a similar way, accounts for the high values of sea-surface temperatures in the eastern subtropical part of the North Atlantic Ocean.

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Les températures superficielles des eaux côtières pacifiques de l'Amérique du Nord de 1920 à 1955

Résumé Pour une période de trente années (y compris l'anné de 1955) le travail actuel présente de récentes valeurs moyennes de cinq années des températures de surface mesurées sur la côte Pacifique de l'Amérique du Nord. Les moyennes progressives de cinq années montrent la présence des variations plutôt que l'existence d'un trend séculaire. Causé par le refroidissement des eaux de surface qui s'est produit partout depuis le maximum de la température en 1941, les derniers dix ans de 1946 à 1955 ont été au moyen les plus froids dès le début de la décade de 1920 à 1930. Il semble, cependant, qu'auprès de la plupart des stations, les températures aient déjà dépassé le minimum. Pendant plusieurs années isolées, un échauffement prononcé (ou un refroidissement prononcé) des eaux de surface s'étend tout le long de la côte Pacifique de la Californie jusqu'à l'Alaska. L'exemple de 1926 montre que dans ce cas les températures élevées furent causées par une anomalie universelle de la circulation atmosphérique qui, d'une manière analogue, provoqua également un échauffement des eaux de surface dans la région orientale subtropicale de l'Atlantique du Nord.

     

Dynamic features in the western Baltic Sea investigated using NOAA-AVHRR data

Summary The western part of the Baltic Sea is a shallow transition area which is characterized by the water exchange between the Baltic and the North Sea. The dynamic processes in this area are forced by sea-level differences between the North Sea and Baltic Sea as well as by local wind and freshwater input. The response patterns are modified by Earth's rotation, bathymetric structures and the alignment of the coast. Series of satellite images permit synoptical views of these pattern and their temporal and spatial development.Sea surface temperature maps derived from infrared data supplied by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) satellite-borne Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) are used to show various features like upwelling filaments and eddies.The River Oder discharges into the Pomeranian Bight is the main source of freshwater input into the western Baltic. The variability of this inflow and of the affected coastal seas is being presented in relation to the prevailing meteorological conditions.

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Dynamische Besonderheiten in der westlichen Ostsee untersucht anhand von NOAA-AVHRR-Daten

Zusammenfassung Die westliche Ostsee ist ein flaches Übergangsgebiet, das durch den Wasseraustausch zwischen Nord- und Ostsee charakterisiert ist. Die dynamischen Prozesse werden in diesem Gebiet durch Wasserstandsdifferenzen zwischen Nord- und Ostsee, durch den lokalen Wind und die Süßwasserzufuhr getrieben. Die Reaktionsmuster werden modifiziert durch die Erdrotation, die Bathymetrie und den Küstenverlauf.Serien von Satellitendaten gestatten die synoptische Betrachtung dieser Muster und ihrer zeitlichen und räumlichen Entwicklung.Karten der Wasseroberflächentemperatur (SST), abgeleitet aus Infrarotdaten des Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), werden genutzt, um verschiedene Strukturen wie Auftrieb, Filamente und Wirbel zu präsentieren. Das Radiometer wird durch die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) auf Wettersatelliten betrieben.Der Flußeintrag der Oder in die Pommersche Bucht ist die bedeutendste Süßwasserzufuhr in die westliche Ostsee. Die Veränderlichkeit des Einstroms und die beeinflußten Gebiete sind in Abhängigkeit von den meteorologischen Bedingungen dargestellt.

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Recherche du caractéristiques dynamiques en mer Baltique ouest á l'aide de données NOAA-AVHRR

Résumé La partie ouest de la mer Baltique est une zone de transition de profondeur réduite, caractérisée par un échange des eaux entre la mer du Nord et la mer Baltique.Dans cette zone, les processus dynamiques proviennent des différences de niveau de la mer du Nord et de la mer Baltique, des vents locaux et de l'apport en eau douce. Les modèles créés sont modifiés à partir de la rotation terrestre, de la bathymétrie et de la morphologie côtière.Les données satellite permettent d'établir une étude synoptique de ces processus dans l'ensemble de la zone ainsi que leur développement spatio-temporel au moyen de séries.Des cartes de température superficielle (SST) obtenues à partir des données radiométriques infrarouges AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) sont utilisées pour présenter des exemples SST caractéristiques de résultats de processus dynamiques de l'ouest de la mer Baltique. Les données radiométriques proviennent du National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) à partir de satellites météorologiques.La dépendance des développements spatio-temporels de modèles en fonction des conditions météorologiques est discutée à partir de scènes et de séries particulières.Des exemples d'upwelling devant les côtes allemandes, suédoises et polonaises ainsi que des fronts, des filaments et des tourbillons sont présentés.La plus grande partie de l'apport en eau douce à l'ouest de la mer Baltique provient du fleuve Oder, en baie de Poméranie. L'influence des facteurs météorologiques sur la variation de ce déversement et sur les zones influencées est présentée.

     

The mean density of the earth

Résumé La densité moyenne de la Terre et la densité moyenne de la couche superficielle, jusqu'à1450 m, furent déterminées `a partir des observations du gradient vertical de la pesanteur, dans la mine Anna à Píbram. Les calculs furent effectués selon les formules(6) et(7), déduites sous la supposition que la Terre soit un ellipsoïde de révolution. Les résultats furent comparés aux valeurs déduites pour l'ellipsoïde astronomique et aux valeurs des densités obtenues des prises de roches dans la mine et on a constaté un bon accord.     

Die regelmässigen Teile des Schwerefelds

Summary The regular parts of the gravity field means the continental and the regional ones. The residuals are the local parts. The regional parts contain a too large area, as to establish them by a single rate, they demand two rates. The separation of all 4 parts can be obtained by two different methods. The one demands calculation point by point by means of theoretical gravity functions and therefore allows application only in particular cases. The other one permits derivation area by area with a method of practical adjustment. Several gravity maps are the result of those calculations.

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Résumé Le champ de la gravité possède deux parties régulières: la partie continentale et la parte régionale. Ce qui reste est la partie locale. Les parties régionales se rapportant à des territoires trop grands, leur définition exige deux différentes étapes. Au but de séparer les 4 parties citées on peut appliquer deux méthodes différentes. La première comporte le calcul point par point avec des fonctions théoriques: c'est pour celà qu'elle est liée à des applications singulières. La deuxième permets le calcul aire par aire avec une forme d'ajustement pratique. C'est la méthode appliquée ici à plusieurs cartes gravimétriques.

     

Base line stability of the magnetic main registration at the Göttingen observatory

Summary Since November 1984 a regional study of the Earth's magnetic field has been carried out, measuring absolute values ofF, D, andI. The aim is to find the behaviour of the secular variation at about 40 field sites with maximum distances of 50 km from Göttingen. After a long search for the least disturbed points, the first set of measurements was taken in 1987. For the reduction according to the normal 2^h UT level the Göttingen observatory (GTT) records are used for each field point. However, by comparing the simultaneously registered magnetic values of the observatories Wingst (WNG) and GTT it turned out that there is an annual periodic drift in the GTT registrations. Besides the temperature coefficients of the variometers the whole micro-climate of temperature and humidity inside and outside the building and of the underground has to be considered. It causes a motion of the bottom plate (on which the variometers are standing) relative to the foundations of the walls (which house the camera and the lamps for the photographic registration). These motions can be misinterpreted as long period magnetic variations. Variations of the micro-climate and consequently the time dependence of the motions cannot be predicted. Apparently the long-term stability of the whole recording system, which is essential for reducing regional measurements and for the investigation of the secular variation, had not been considered important as the building was set-up. To overcome that lack of stability two ways are necessary: firstly, to perform regular absolute measurements at the observatory (more than once a week) to get a better knowledge of the base line of each component, secondly, to refer the GTT registrations to the momentary values of WNG which are assumed to be stable, to get by this way a proper reduction of the field measurements.

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Die Stabilität der Basiswerte der magnetischen Hauptregistrierung des Observatoriums Göttingen

Zusammenfassung Seit November 1984 wird das regionale Erdmagnetfeld in der Umgebung von Göttingen mit Absolutinstrumenten fürF, D undI vermessen. Das Ziel einer solchen Vermessung ist die Untersuchung der Säkularvariation an 40 Punkten mit einer maximalen Entfernung von 50 km von Göttingen. Nach einer längeren Suche nach den am wenigsten gestörten Punkten wurde 1987 mit den Messungen begonnen. Für die Reduktion aller Meßwerte auf 2^h UT und auf einen bestimmten Tag im Jahr wurden die photographischen Registrierungen des Observatoriums Göttingen (GTT) benutzt. Durch Vergleich der gleichzeitig in den Observatorien Wingst (WNG) und GTT abgelesenen Momentanbeobachtungen der Magnetfeldkomponenten zeigte sich aber, daß der Säkularvariation in GTT eine starke Jahreswelle überlagert ist. Verursacht wird diese Jahreswelle offenbar durch eine Relativbewegung der zwei Fundamente der Meßhütte: Die Fundamentplatte (auf der die Variometer stehen) bewegt sich gegenüber dem Fundament der Wände (in die Registrierkamera und die Lampen eingelassen sind). Auf der Registrierung können diese Bewegungen fälschlicherweise als Magnetfeldvariation mit langer Periode gedeutet werden. Änderungen des Mikroklimas (Temperatur und Feuchte) innerhalb und außerhalb der Meßhütte, das für diese Bewegungen verantwortlich ist, sind nicht vorhersehbar. Offenbar ist die Langzeitstabilität der Aufzeichnungsapparatur, die auch eine Untersuchung der Säkularvariation ermöglichen würde, bei der Konstruktion der Meßhütte noch nicht wichtig gewesen. Um dennoch eine vernünftige Reduktion zu erzielen, ist es nötig, öfter als einmal wöchentlich die Absolutwertbestimmung in GTT durchzuführen und damit die Basis jeder Magnetfeldkomponente zu bestimmen, und zweitens zu versuchen, die Zeiten zwischen zwei Absolutwertbestimmungen mit den Momentanwerten aus WNG zu überbrücken.

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La stabilité des valeurs de base de l'enregistrement principal de l'observatoire à Göttingen

Résumé Depuis novembre 1984, une étude régionale du champ magnétique terrestre a été menée afin de déterminer les valeurs absolues deF, D etI. le but visé est de déterminer l'évolution de la variation séculaire sur environ quarante sites situés à une distance maximale de 50 km de Göttingen. Après une longue recherche des points les moins perurbés une première série de mesures a pu être effectuée en 1987. Pour la réduction rapportée à la valeur normale à 2^h UT, les enregistrements de l'observatoire de Göttingen (GTT) furent utilisés pour chaque site.En comparant les valeurs magnétiques enregistrées simultanément à l'observatoire de Wingst (WNG) et à GTT, il apparut qu'il existait une dérive annuelle périodique dans les enregistrements de GTT. Outre les coefficients de température des variomètres, l'ensemble des paramètres température et humidité du micro-climat, à l'intérieur et à l'extérieur de la station ainsi qu'en sous-sol dut être pris en compte. Ces derniers causent un déplacement de l'embase (sur laquelle les variomètres sont installés) par rapport aux fondations des murs (qui abritent la caméra et les flashs pour l'enregistrement photographique): Ces mouvements peuvent être interprétrés à tort comme des variations à longue période du champ magnétique.Les variations du micro-climat et partant, la dépendance de ces mouvements en fonction du temps, ne peuvent se prévoir. Apparemment la stabilité á long terme de l'ensemble du système d'enregistrement, qui est essentielle pour la réduction des mesures régionales et pour l'étude de la variation séculaire, n'avait pas été condiérée comme importante au moment de la construction de la station.Pour palier ce manque de stabilité deux solutions sont possibles: Tout d'abord réaliser régulièrement des mesures absolues à l'observatoire (plus d'une par semaine) afin d'obtenir une meilleure connaissance de la valeur instantanée de la direction de chaque composante, ensuite rattacher les enregistrements de GTT aux valeurs déterminées à WNG, supposées stables, pour obtenir ainsi une réduction correcte des mesures de champs.

     

Utilisation d'un microdébitmètre à haute résolution pour les mesures de turbulence par avion

Résumé Nous avons décrit dansBardeau et al. (1987), la réalisation, le fonctionnement et les tests d'un microdébitmètre basé sur l'anémométrie à fil chaud. Il a été particulièrement montré que cet appareil était bien adapté aux mesures de pression et pression différentielle avec une grande sensibilité et une très faible constante de temps. Nous présentons ici les applications qui ont été faites de ce capteur aux mesures à haute résolution à bord d'avions instrumentés pour la recherche atmosphérique. L'avion utilisé était spécialement équipé pour les mesures de turbulence et permettait donc l'acquisition d'un grand nombre de paramètres indispensables à l'analyse des données de ce capteur. Dans les applications aéronautiques qui ont été faites, le capteur a surtout été utilisé en tant que variomètre. Les comparaisons avec les mesures standards d'altitude par pression et couplages pression-données inertielles montrent que cet instrument pourrait apporter une contribution intéressante dans le domaine de la mesure à haute fréquence des fluctuations de pression.     

Der künstliche Mond als Hilfsmittel für Geodäsie und Astronomie

Summary The artificial moon, projected from serious scientists, presents, whenever previously without reality, a field of interesting theoretical problems. At first the figure of movement of the body itself within the varying gravity field, further more its observation by angles and distances relative to earth's body and to sky and the possible reconclusions to earth's figure and to natural moons movement. The latter beeing in a too far distance from the earth, the former surely will help to solve different problems of geodesy and astronomy.

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Résumé La Lune artificielle, comme projet d'une science sérieuse moderne, présente, quand même préalablement sans réalité, un grand nombre de problèmes théoriques intéressantes. Avant tout la figure elle même de sa route dans le champs variant de la gravité et de la force centrifuge, de plus l'observation par angles et distances relatives à la terre et au ciel, et les reconclusions à la figure de la terre et au mouvement de la Lune naturelle. Cette dernière se trouvant perpétuellement dans une position de distance trop grande, la première peut aider sans doute la solution de problèmes différents de géodésie et astronomie.

     

Air pressures causing wave development,estimate by theory,model tests,and sea observations

Summary The wave drag, caused by horizontal components of normal air pressures, had been evaluated by three methods: wind tunnel tests on rigid models, observations of wave growth at sea, and theories of J. W. Miles and T. Brooke Benjamin. It has been found that neither the magnitude nor the functional form of the pressure drag is correctly predicted by the form of the theory specifically developed for application to rigid models. On the other hand, the form of the theory developed for mobile waves gives results in good agreement with wind tunnel model data at corresponding values of wave steepness. Model tests and theory agree in that the pressure drag does not depend on the Reynolds Number. In the absence of experimental data on pressures acting on water waves, the limits, within which the pressure drag must be confined, are defined by considering the observed rate of wave development at sea, and the total and frictional drag of water surface. Model tests, as well as the theory, give pressure drag estimates which lie within the foregoing limits. Miles' form of the pressure drag coefficient, ^*, in terms of the friction velocity,u _*, leads to a particularly simple expression for the ratio of the pressure drag to total drag. Thus, rational prediction of the wave growth in wind is connected with the ability to predict the total drag of the sea surface.

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Winddruck und Wellenentwicklung — eine Schätzung an Hand von theoretischen Berechnungen, Modelltests und Seebeobachtungen

Zusammenfassung Der durch die horizontalen Komponenten normalen Winddrucks erzeugte Wellenwiderstand ist auf drei verschiedene Methoden ausgewertet worden: durch Windkanaltests an starren Modellen, Beobachtungen der Wellenzunahme auf See und mit Hilfe der Theorien von J. W. Miles und T. Brooke Benjamin. Es stellte sich heraus, daß weder die Größenordnung noch die funktionelle Form des Druckwiderstandes genau von der theoretischen Form wiedergegeben wird, die speziell für starre Modelle entwickelt worden ist. Andererseits ergibt die theoretische Form für wandernde Wellen Daten, die bei entsprechenden Werten der Wellensteilheit gut mit den Ergebnissen der Windkanalmodelle übereinstimmen. Modelltests und Theorie stimmen darin überein, daß der Druckwiderstand nicht von der Reynolds-Zahl abhängt. Da experimentelle Daten über den Druck, der auf Wasserwellen ausgeübt wird, fehlen, werden die Grenzen, in denen sich der Druckwiderstand bewogen muß, unter Berücksichtigung der beobachteten Wellenzuwachsrate auf See und des Gesamt- und Reibungswiderstands bestimmt. Modelltests und Theorie ergeben Druckwiderstandsschätzungen, die in den oben erwähnten Grenzen liegen. Miles Druckwiderstandskoeffizient ^* bei einer Schubspannungsgeschwindigkeit ^* führt zu einer besonders einfachen Darstellung des Verhältnisses von Druckwiderstand zu Gesamtwiderstand. So besteht ein Zusammenhang zwischen stichhaltiger Vorausberechnung der Wellenzunahme bei Wind und der Möglichkeit, den Gesamtwiderstand der Meeresoberfläche zu berechnen.

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Evolution des vagues sous l'effet des pressions de l'air. Etude théorique — Essais sur modèles — Observations à la mer

Résumé La résistance à l'avancement des vagues due aux composantes horizontales de pressions d'air normales a été calculée suivant trois méthodes: par essais en soufflerie sur modèles rigides, par observations à la mer de la croissance des vagues et suivant la théorie de J. W. Miles et T. Brooke Benjamin. On a trouvé que ni la valeur ni la forme de l'expression de la résistance due à la pression ne sont données correctement par la théorie spécifiquement adaptée aux modèles rigides. D'autre part la théorie appliquée aux vagues en mouvement donne des résultats qui concordent bien avec ceux obtenus en soufflerie pour des valeurs correspondantes de la cambrure des vagues. Les essais sur modèles et la théorie sont d'accord sur le fait que la résistance due à la pression ne dépend pas du Nombre de Reynolds. En l'absence de données expérimentales sur l'action des pressions sur les vagues, les limites à l'intérieur desquelles doit être comprise la résistance de pression sont définies en considérant la vitesse de formation des vagues observée à la mer, la résistance totale et la résistance de frottement sur la surface de l'eau. Les essais sur modèles, comme la théorie, donnent des estimations de la résistance de pression qui restent dans les limites mentionnées ci-dessus.La forme donnée par Miles au coefficient ^* de cette résistance en fonction de la vitesse de frictionu _*, permet d'obtenir une expression particulièrement simple du rapport de la résistance de la pression à la résistance totale. De cette façon la prévision rationnelle de la croissance des vagues dans le vent se trouve rattachée à la possibilité de prévoir la résistance totale de la surface de la mer.