Zur Realität der Zerlegung von Häufigkeitsverteilungen in Normalkurven

Zusammenfassung Für eine Reihe von Stationen wird die Häufigkeitsverteilung langjähriger täglicher Niederschlagswerte in Normalkurven zerlegt; diese Zerlegung wurde nach einer vom Autor stammenden Methode sowie unabhängig davon nach einer Methode vonDoetsch durchgeführt. Die nach beiden Methoden berechneten 20 Beispiele ergeben nur in zwei Fällen eine schlechte Übereinstimmung, welche durch die größere Auflösefähigkeit der MethodeDoetsch bedingt ist. Es kann gefolgert werden, daß für meteorologische Zwecke die vom Autor vorgeschlagene Methode besser geeignet ist und daß in allen Fällen eine unabhängige Zerlegung möglich ist, in denen sich ein Kollektiv zwingend erfassen läßt, wobei dieses nicht immer das Randkollektiv zu sein braucht.

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Summary The frequency distribution of the daily amounts of many years' precipitation of a series of stations is split up into normal curves; this split is made by a method of the author and independently by one ofDoetsch. 20 examples are computed by means of the two methods and an insufficient concordance results only in two cases; these are due to the greater capacity of disintegration by the method ofDoetsch. It can be concluded that for meteorological purposes the method of the author is better and that in all cases an independent split is possible, where one collective can be embraced whereat this needs not necessarily be a marginal collective.

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Résumé Pour une série de stations, on démontre la décomposition en courbes normales de la répartition de la fréquence des hauteurs diurnes des précipitations. Ce procédé fut effectué indépendamment à l'aide d'une méthode développée par l'auteur d'une part et d'une méthode deDoetsch d'autre part. Les 20 exemples soumis aux deux méthodes concordent bien, excepté dans deux cas, ce qui d'ailleurs est dû au plus grand pouvoir de décomposition de la méthodeDoetsch. Il semble que la méthode de l'auteur convienne mieux aux besoins de la météorologie. D'autre part, cette décomposition est possible indépendamment dans tous les cas où un collectif peut être compris sans qu'il doive toujours s'agir ici d'un collectif marginal.

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Mit 6 Textabbildungen     

Untersuchung der Radioaktivität der Atmosphäre mit der Filtermethode

Zusammenfassung Die nicht-gasförmigen radioaktiven Beimengungen der Luft werden an Aerosole angelagert und können mit diesen in Schwebstofffiltern aufgefangen werden. Die Beziehungen zwischen Filteraktivität und Aktivitätskonzentration in der Luft werden angegeben. Ein Verfahren zur Absolutmessung von Aktivitäten wird beschrieben, bei dem das Filter in das Innere eines Zählrohres gebracht wird. Bei diesen Messungen wurde auch der Verlust an -Teilchen im Filter bestimmt und gefunden, daß die aktiven Teilchen in einer Schicht von nur wenigen mg/cm² an der Filteroberfläche abgelagert werden.Mittels der Filtermethode wurde die Radioaktivitat der bodennahen Atmosphäre in Heidelberg an zwei Meßstellen in ca. 130 und 565 m ü. M. untersucht. Die Aktivität wurde mit zylindrischen -Zählern gemessen, deren Mantel die gleiche Fläche wie das exponierte Filter hat. Das Filterverfahren ist besonders vorteilhaft für langlebige Aktivitäten, auch wenn ihre Konzentration sehr klein ist. Daher liefert die Abfallkurve außer der Aktivität der Rn-Folgeprodukte (in der Größenordnung 10^–10 Curie/m³ für eine Substanz der Zerfallsreihe) quantitativ die Beiträge der Th-Reihe (im Mittel 7,5·10^–12 Curie/m³ für ein Reihenglied), der von Atombombenversuchen stammenden Spaltprodukte (in den letzten beiden Jahren größenordnungsmäßig 10^–13 bis 10^–12 Curie/m³) und des RaD (etwa 10^–14 Curie/m³), für welches das radioaktive Gleichgewicht der Ra-Reihe durch nicht-radioaktive Vorgänge stark gestört ist. Der Einfluß der meteorologischen Bedingungen wird diskutiert und gezeigt, daß eine einwandfreie Deutung nur möglich ist, wenn man alle Witterungsfaktoren gleichzeitig in Betracht zieht. Bodenluft wurde in Stollen und Bohrlöchern untersucht und eine geologische Verwerfung durch Filtermessungen lokalisiert.

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The non-gaseous radioactive substances in the air are trapped by aerosols; together with those particles they can be collected in filters. The relations between filter activity and activity concentration in the air are given. A procedure for measuring absolute activities is described, the filter being put inside a counter. With these measurements the loss of -particles in the filter was also obtained, and it was found that the active particles are deposited in a layer of only few mg/cm² on the filter surface.By means of the filter method the radioactivity of the atmosphere near the ground has been studied at Heidelberg; two stations at 130 and 565 m above sea-level were used. The activity was measured by cylindrical -counters the lateral area of which is equal to the area of the exposed filters. The filter method presents special advantage for long-living activities even if their concentration is very low. Therefore beyond the activity of the Rn daughter-products (in the order of 10^–10 Curie/m³ for each member of the series) the decay curve gives also quantitatively the contributions of the Th series (mean value 7,5·10^–12 Curie/m³ per member), of the fission products originating from atomic bomb tests (during the last two years in the order of 10^–13 to 10^–12 Curie/m³) and of RaD (about 10^–14 Curie/m³) for which the radioactive equilibrium of the Ra series is severely perturbed by non-radioactive processes. The influence of meteorological conditions is discussed and it is shown that a consistent interpretation is reached only by considering all weather factors together at the same time. Air from the ground was studied in tunnels and bore holes, and a geological fault was localized by filter measurements.

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Résumé Les substances radioactives non-gazeuses de l'air sont fixées à des aérosols qui sont à leur tour captés au moyen de filtres. L'auteur fait part des rapports qui relient l'activité des filtres et la concentration de l'activité dans l'air et décrit une méthode de mesure d'activité absolue, où le filtre est introduit à l'intérieur d'un compteur. Durant ces mesures on a déterminé la perte en particules dans le filtre et on a trouvé que les particules actives n'étaient déposées que dans une couche de quelques mg/cm² à la surface du filtre.Avec la méthode des filtres on a examiné la radioactivité de l'atmosphère proche du sol sur deux points à Heidelberg à 130 et à 565 m d'altitude environ. On a mesuré l'activité avec des compteurs cylindriques dont l'enveloppe a la même surface que le filtre exposé. La méthode des filtres est particulièrement indiquée lorsqu'il s'agit d'activités longtems durables même si la concentration est très faible. C'est pourquoi la courbe de diminution fournit quantitativement outre l'activité des produits secondaires Rn (dans l'ordre de grandeur de 10^–10 Curie/m³ pour une substance de la série) les contributions des éléments de la série Th (valeur moyenne 7,5·10^–12 Curie/m³ pour un élément de la série), des produits de fission provenant d'expériences faites avec des bombes atomiques (au cours des deux dernières années dans un ordre de grandeur de 10^–12 à 10^–13 Curie/m³) et du Ra D (à peu près 10^–14 Curie/m³), pour lequel l'équilibre radioactif de la série Ra est fortement troublé par des processus non-radioactifs. L'auteur discute aussi l'influence exercée par les conditions météorologiques et montre qu'il n'est pas possible de donner d'explication satisfaisante à moins de tenir compte simultanément de toas les facteurs météorologiques. L'air du sol a été également examiné dans des galeries de mines et des trous de forage; il a été possible de localiser une faille géologique par de telles mesures.

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Mit 7 Textabbildungen

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In Firma Hans Grimmig, Heidelberg, Abt. Bergbau.     

Zur Struktur der Niederschläge. II

Zusammenfassung Fünfjährige Beobachtungen eines registrierenden Niederschlagsmessers nachHellmann werden nach dem Vorschlag vonReinhold [5] ausgewertet. Es werden Andauer und Menge der Regen je Niederschlagstag, je einzelnen Niederschlag und je Niederschlagsabschnitt (Zeit gleicher Intensität) berechnet. Die fünfjährigen Registrierungen ergeben nachWussow [1] nur einen Starkregen; nach der Methode vonHaeuser [15] werden 7 Starkregen und 57 Niederschlagsabschnitte mit Starkregen ausgezählt, von denen die meisten im Sommer auftreten.

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Summary Five year observations of a recordingHellmann rain gauge have been evaluated according toReinhold's [5] rules. Duration and amount of rain per precipitation day, per single precipitation and per precipitation interval (time of same intensity) have been computed. The five year records yield only one heavy rain afterWussow [1]. According toHaeuser's method [15] 7 heavy rains and 57 precipitation periods with heavy rain are counted, most of them occurring in summer.

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Résumé Cinq ans d'observations effectuées au moyen d'un pluviographe selonHellmann sont compilées en suivant les propositions formulées parReinhold [5]. On calcule la durée et la quantité de précipitations tombées par jour de pluie, par chute de pluie différente et par intervalle de précipitation (durée d'égale intensité). Ces cinq ans d'enregistrements ne présentent qu'une seule forte précipitation selon la définition deWussow [1]. Si l'on considère au contraire les définitions deHaeuser [15], on dénombre 7 fortes précipitations et 57 intervalles à fortes précipitations; la plupart d'entre eux se rencontrent en été.

     

Zur Schätzung der Gebietsverdunstung im Gebirge

Zusammenfassung Mit Hilfe der Albrechtschen Verdunstungsberechnung [1] aus klimatologischen Werten für die schneefreie Periode des Jahres und mit Hilfe der Sverdrupschen Formel für Schneesublimation [2] für die Schneedeckenziet wird der Versuch unternommen, die tatsächliche mittlere Monats- und Jahresverdunstung für drei Gebirgsstationen in 1200, 2000 und 2500 m zu schätzen.

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Summary Using Albrecht's [1] calculation of the evaporation—based on climatic data—for the summer period (without snow cover) on the one side and Sverdrup's formula [2] of the sublimation of snow for the period with snow cover on the other side, the author tries to get an estimation of the mean monthly and annual evaporation amount at three stations (in 1200, 2000 and 2500 m) in, the alps.

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Résumé L'auteur cherche à établir une valeur approximative de l'évaporation effective en moyennes mensuelles et annuelle pour trois stations de montagne situées à 1200, 2000 et 2500 m d'altitude. Pour ce faire, on utilise deux méthodes: Pour la période de l'année où le sol est libre de neige, il se sert de la méthode définie parAlbrecht [1] en partant des valuers climatologiques; pour le reste de l'année, on utilise la formule deSverdrup [2] pour le calcul de la sublimation de la neige.

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Mit 1 Textabbildungen     

Zur Vormittags-Anomalie des Tagesganges der normalen E-Schicht der Ionosphäre

Zusammenfassung Der zeitliche Verlauf der Vormittags-Anomalie in den Tagesgängen der kritischen Frequenzen der normalenE-Schicht (Verlangsamung des Anstieges der Elektronendichte kurz vor dem Ortsmittag im Vergleich zur Chapman-Schicht) wurde unter vereinfachten Voraussetzungen für 80 ausgewählte Tagesgänge des Jahres 1958 berechnet. Die erhaltenen Ergebnisse werden mit der Appletonschen Theorie verglichen.

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Summary In this investigation the anomaly-effect on the ionosphericE-layer critical frequency (ordinary component,f ₀ E), which is observed frequently during the forenoon hours, has been calculated for 80 selected diurnal variations on simplified conditions. The received results are compared with Appleton's theory.

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Résumé L'effet du retardement de la fréquence critique de la couche-E ionospherique (composante ordinaire,f ₀ E) qu'on peut observer souvent durant les heures avant midi, est examiné pour 80 enregistrements diurnes á conditions simplifiées. Les résultats reçus sont comparés avec la théorie d'Appleton.

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Mit 3 Textabbildungen     

Zur Bestimmung der Jahresgrenzen in mehrjährigen Schneeansammlungen

Zusammenfassung In der Winterschneedecke entwickelt sich als Folge der Temperaturschichtung eine charakteristische Verteilung der Schneedichte. Diese nimmt mit der Tiefe bis zu einem Maximum etwa in der Mitte der Schicht zu, während am Grund der Schneedecke ein Minimum der Dichte angetroffen wird. Es wird gezeigt, daß diese Dichteverteilung in den Firngebieten der Gletscher in den Ostalpen durch mehrere Jahre und bis in große Tiefen erhalten bleibt; sie kann daher als Prinzip zur Auffindung der Grenzen der Haushaltsjahre dienen.

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Summary Development of a characteristic distribution of snow density in the snow cover during winter is the consequence of the temperature stratification. Snow density increases with depth reaching a maximum at a medium level of the layer, while a minimum is found at the bottom of the snow cover. It is shown that, in the firn regions of the glaciers in the East Alps, this density distribution lasts for several years and down to considerable depths. For this reason it can be used as a means for determining the limits of the annual economy of snow.

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Résumé Par suite de la stratification de température, la densité dans la couche de neige gisante augmente à partir de la surface et atteint vers le milieu de la couche son maximum, puis diminue jusqu'au minimum qui se trouve an fond de celle-ci. Cette répartition verticale de la densité persiste pendant plusieurs années et jusqu'à de grandes profondeurs dans les névés des glaciers des Alpes orientales; elle peut de ce fait servir de base pour la recherche des limites des couches annuelles.

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Mit 2 Textabbildungen

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Herrn Prof. Dr.H. Ficker zum 75. Geburtstag gewidmet.     

Ergebnisse von Beobachtungen der Radioaktivität der Luft in Wien

Zusammenfassung Vorversuche zur Registrierung der zeitlichen Änderungen der natürlichen Radioaktivität mit frei exponierten Geiger-Zählrohren ohne Anreicherung der Luft ergaben typische Tagesgänge der Radioaktivität und besonders eine auffallende Zunahme der Radioaktivität bei Regenfällen, insbesondere bei Gewitterregen. Es werden ferner die mit einer Filtermethode gewonnenen täglichen Meßwerte der langlebigen Radioaktivität der Luft in Wien mitgeteilt. Besonders auffallend ist eine ständige Zunahme der langlebigen Radioaktivität im letzten Herbst und Winter bei gleichzeitiger Abnahme der Gesamtradioaktivität, was durch ständig ansteigende Sedimentation aus dem Reservoir der Stratosphäre erklärt werden kann, wobei den Wetterlagen und auch dem Auftreten von sogenannten heißen Teilchen eine besondere Bedeutung zukommen dürfte. Die angesaugten Luftmengen unterliegen starken zeitlichen Schwankungen, was sich bei der Beurteilung der gewonnenen Meßwerte der Radioaktivität auswirkt. Eine Reduktion auf eine einheitliche Luftmenge bereitet gewisse Schwierigkeiten. Aus den bei der Bearbeitung der bisherigen Meßwerte gewonnenen Erfahrungen ergeben sich Folgerungen für die Art der Durchführung der Messungen, die im einzelnen diskutiert werden.

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Summary Preliminary experiments with the recording of temporal variations of natural radioactivity by means of Geiger counters exposed to the open air (without concentrating the radioactive substances) render typical daily variations of radioactivity, and a marked increase of radioactivity during rainfall, particularly during thundershowers. Results of the daily measurement of long-lived radioactive substances of the air in Vienna, by means of a filter method, are given. The most remarkable feature is a continuous increase of the long-lived radioactivity during the past autumn and winter with a simultaneous decrease of the total radioactivity. This may be explained by increasing sedimentation from the stratosphere. Large-scale weather situations and the so-called hot particles may be of importance in this process. The amount of air intake varies considerably with time which has to be allowed for when considering the measured radioactivity. A reduction based upon a uniform volume of air renders certain difficulties. The experiences gained in evaluating these measurements of radioactivity and their conclusions with regard to improving the method are discussed in detail.

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Résumé Des essais préliminaires de mesure des variations de la radioactivité naturelle à l'aide de compteurs de Geiger sans aspiration de l'air ont mis en évidence des variations diurnes typiques et en particulier une remarquable augmentation lors des chutes de pluie, surtout par averses orageuses. Un procédé de mesure par filtration de l'air a fourni des valeurs journalières de la radioactivité de l'air à longue période à Vienne et révélé un accroissement constant de celle-ci durant ces derniers automne et hiver; comme la radioactivité totale a diminué, il faut expliquer le phénomène par une sédimentation croissante des réserves stratosphériques pour laquelle la situation météorologique et l'apparition de particules dites chaudes jouent un rôle important. Les masses d'air filtrées varient beaucoup, ce qui a des répercussions sur les valeurs obtenues de la radioactivité; il est d'ailleurs difficile de réduire ces résultats à une quantité d'air déterminée. Les expériences faites fournissent des indications sur la façon d'opérer les mesures.

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Mit 3 Textabbildungen     

Ergänzung zur Arbeit: „Zur Physik der Taubildung an der Erdoberfläche”

Zusammenfassung In einer früheren Arbeit wurde auf Grund der Voraussetzung eines höhenkonstanten Austauschkoeffizienten eine Tauformel abgeleitet und diskutiert, die für größere Turbulenz Abweichungen von der Wirklichkeit zeigt. Durch zusätzliche Überlegungen werden nun die nachteiligen Folgen des Rechnens mitA = const. behoben.     

Zur Frage der Klimaänderung in der Polarzone des Südatlantiks

Zusammenfassung Die seit 1903 lückenlosen Beobachtungen der argentinischen Station auf den Süd-Orkney-Inseln zeigen keine einsinnige Klimaäderung. Es läßt sich nur eine in allen Elementen gut ausgeprägte Witterungsschwankung in der zweiten und dritten Dekade dieses Jahrhunderts erkennen. Ein ähnliches thermisches Verhalten weisen auch die Malvinen und Südgeorgien auf. Da auch keine einsinnige Temperaturänderung auf je einer Insel im Ost- und Westpazifik festgestellt werden konnte, bedürfen die Behauptungen, daß es sich bei der auf der Nordhalbkugel zweifellos stattgefundenen Temperaturerhöhung um eine weltweite Erscheinung handle, einer Korrektur.

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Summary The continuous records of meteorlogical observations since 1903 at the Argentine station on the South-Orkney-Islands indicate no change of the climate in one sense; all elements show only an oscillation in the second and third decade of this century. A similar thermal characteristic is confirmed for Islas Malvinas (Falkland-Islands) and for South-Georgia. During the same period no uniform change of temperature could be found neither in the Eastern Pacific represented by Juan Fernandez (West of Chile) nor in New Zealand (Western Pacific). Therefore the suposition that the rise of temperature has been a world-wide phenomenon, needs some correction for the southern hemisphere, though the fact has been proved for the northern.

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Resumen La ininterrumpida serie de observaciones meteorológicas, efectuadas desde el año 1903 en las Islas Orcadas del Sud, demuestra que durante ese lapso no se produjio ningún cambio definido del clima. Hubo únicamente oscilaciones simultáneas en los elementos climáticos durante la segunda y tercera década de este siglo. Se comprueba un comportamiento térmico similar para las Islas Malvinas y Georgia del Sud. Consta, además, que durante el mismo período no hubo ningún cambio definido del régimen térmico ni en el Océano Pacífico Oriental, representado por la Isla Juan Fernández, ni en el Pacífico Occidental, representado por Nueva Zelandia. En consecuencia debe revisarse la hipótesis que el aumento de la temperatura, comprobado sin lugar a dudas en lo que va de nuestro siglo para el hemisferio norte, constituye un fenómeno mundial.

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Résumé Des observations continues effectuées dès 1903 à la station argentine des Orcades du Sud démontrent qu'aucun changement uniforme du climat y a eu lieu depuis cette époque. Uniquement pendant la 2^ème et 3^ème décade du siècle une oscillation du climat en tous ses éléments a été remarquée. Une réaction thermique analogue se présente pour les Malouines et la Géorgie du Sud. Il n'est non plus possible de constater une variation uniforme sur l'île Juan Fernandez (pacifique oriental) ni à la Nouvelle Zélande. Il s'ensuit que l'accroissement indiscutable des températures sur l'hémisphère nord ne peut être regardé comme mondial, puisqu'il n'a pas été constaté pour l'hémisphère sud.

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Mit 2 Textabbildungen.     

Der vertikale Aufbau der täglichen Druck- und Temperaturänderungen

Zusammenfassung Die vorliegende Veröffentlichung bildet den zweiten Teil einer Untersuchungsreihe über das atmosphärische Druckgeschehen gemäßigter Breiten [5]. Es werden die interdiurnen Änderungen des Druckes am Bodenp, der StandardisobarenflächenH ₅₀₀,H ₂₂₅,H ₉₆ und der relativen Topographie der 500/1000 mb-Flächenh zueinander in Beziehung gesetzt. Bei Unterteilung des gesamten Materials rein qualitativ (nach Art der Vorzeichen) in sieben Gruppen ergibt sich, daß im Mittel gerade jene Fälle am häufigsten vorkommen, bei denen die Bodendruckänderung das gleiche Vorzeichen mit den Druck- und Temperaturänderungen der freien Atmosphäre hat, somit nur aus Vorgängen der Höhe erklärt werden kann. Je nach geographischer Lage und Jahreszeit ist die Verteilung der Häufigkeiten der Gruppen verschieden, wie dies an Hand von Abbildungen veranschaulicht wird. Eine weitere Einteilung (GruppenA bisE) berücksichtigt speziell die Vorgänge einzelner Atmosphärenschichten, um Schlüsse auf deren Verhalten ziehen zu können. Noch augenscheinlicher werden die Zusammenhänge der niedrigen Vorgänge mit dem Druckgeschehen an der Tropopause und in der Stratosphäre, wenn man neben dem Vorzeichen die absolute Größe der Elemente mitberücksichtigt.

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Summary This paper comprises the second part of a series of investigations on the atmospheric pressure of medium latitudes. Relationship between the interdiurnal variations of the pressure on groudp, the standard isobaric surfacesH ₅₀₀,H ₂₂₅,H ₉₆, and the relative topography of the 500/1000 mb surfacesh is examined. A purely qualitative subdivision of the whole material (according to the signs) into 7 groups leads to the result that, on the average, those cases occur most frequently in which the ground pressure variation has the same sign as the pressure and temperature variations in the free atmosphere and, therefore, can be accounted for only by processes at high levels. Distribution of frequencies of the different groups varies according to geographical position and season, which is illustrated by figures. A further subdivision (groupsA toE) takes into consideration especially the processes of particular atmospheric layers from which conclusions can be drawn as to the behaviour of these layers. The connection of the processes near ground with the pressure in the tropopause and stratosphere becomes even more apparent if, beside the sign, also absolute values of the elements are considered.

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Résumé La présente étude est la deuxième partie d'une recherche concernant les conditions de la pression atmosphérique aux latitudes moyennes. On compare les relations des variations interdiurnes de la pression au sol, des surfaces isobares standardH ₅₀₀,H ₂₂₅,H ₉₆ d'une part et celles de la topographie relative de la couche 500/1000 mb. d'autre part. En subdivisant tout le matériel d'après le signe en sept groupes, on constate qu'en moyenne ce sont précisément les cas pour lesquels la variation de pression au sol a le même signe que les variations de pression et de température dans l'atmosphère libre qui sont les plus fréquents et que les premières s'expliquent donc par les secondes. Selon la position géographique et la saison, la distribution des fréquences des groupes est différente, ce que montrent des figures. Une autre subdivision (groupesA àE) considère spécialement certaines couches atmosphériques pour en étudier le comportement. Les relations de dépendance entre les phénomènes au sol et la variation de pression au niveau de la tropopause et de la stratosphère deviennent encore plus nettes si l'on considère, outre le signe, également les valeurs absolues.

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Mit 9 Textabbildungen.     

Untersuchungen zum Problem der Aktivität kleiner Kondensationskerne

Zusammenfassung Es werden Experimente mit Mischwolken- und Expansionskammern zur Prüfung der Aktivität der Aitkenkerne beschrieben und mit der Theorie vonH. Köhler undChr. Junge verglichen. Dabei wird festgestellt, daß eine Übersättigung von ungefähr einem halben Prozent ausreichend ist, um den größten Teil aller mit einem Aitkenkernzähler bei einer Volumenvergrößerung von 25% gezählten Kerne zu aktivieren. Da die genannte Theorie zur Aktivierung der Gesamtheit der Aitkenkerne eine wesentlich höhere Übersättigung erfordert, konnte eine Übereinstimmung zwischen Theorie und Meßergebnissen nicht gefunden werden.Es ließ sich ferner zeigen, daß bei adiabatischer Expansion der freiwerdende Wasserdampf sich in ungefähr 100 ms an den Kernen so weitgehend angelagert hat, daß sich der möglicherweise noch nicht kondensierte freie Dampf der Messung entzieht. Dieses Verhalten ist in erster Näherung unabhängig von der Expansionsgeschwindigkeit, bei sehr schneller Expansion ist die Wolke bereits nach 1 bis 2 ms nachweisbar. Die außergewöhnlich große Schnelligkeit, mit der sich die Kondensation vollzieht, läßt es wahrscheinlich erscheinen, daß die in der freien Atmosphäre sich ausbildenden Übersättigungen den Wert von 1 nicht überschreiten, so daß für die Bildung natürlicher Wolken nur die Gruppe von Kernen in Frage kommt, die bei so kleiner Übersättigung bereits aktiviert wird. Auf Grund der Versuchsergebnisse liegt die Annahme nahe, daß im Gegensatz zur bisher gewöhnlich vertretenen Auffassung ein sehr großer Teil der Aitkenkerne zu dieser hochaktiven Kerngruppe gehört.

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Summary The author describes experiments with mixed cloud and expansion chambers for the examination of the activity of Aitken nuclei and compares them with the theory ofH. Köhler andChr. Junge. He states that a supersaturation of about half a percent is sufficient to actuate most of the nuclei counted by means of an Aitken nucleus counter with an increase of volume of 25%. Since this theory requires a considerably higher supersaturation for actuating all Aitken nuclei, a correspondence between theory and results of measurements could not be found.Further-on it could be demonstrated that with adiabatic expansion the released water vapour combines with the nuclei in approximately 100 millisec to such an extent that possibly not yet condensed free vapour is not detectable. This reaction is in first approximation independent of the expansion speed; with very rapid expansion the cloud is already traceable after 1–2 millisec. The extremely high speed of the condensation makes it probable that the supersaturations of the free atmosphere do not exceed 1, so that in the formation of natural clouds only that group is involved which is already actuated with such small supersaturation. The results of the experiments lead to the assumption that, contrary to the conception hitherto generally recognized, a very large quantity of the Aitken nuclei belongs to this highly active group of nuclei.

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Résumé L'auteur décrit des expériences faites au moyen de chambres d'expansion et de nuages de turbulence, expériences destinées à déterminer l'activité des noyaux d'Aitken. Le résultat en est alors comparé à la théorie deH. Köhler et deChr. Junge. Au cours des dites expériences, on a constaté qu'une sursaturation de 0,5% environ suffisait pour rendre visible la plus grande partie de tous les noyaux pouvant être décomptés par un compteur de noyaux d'Aitken dans le cas d'une augmentation de volume de 25%. Comme la dite théorie réclame une sursaturation notablement supérieure pour permettre de dénombrer la totalité des noyaux d'Aitken, il est impossible d'établir un parallèle entre la théorie et le résultat des mesures.L'expérience démontre en outre qu'après 100 millisecondes la vapeur d'eau libérée en cas d'expansion adiabatique est déjà à tel point absorbée par les noyaux que celle qui pourrait ne pas s'être encore condensée échappe à la mesure. Ce comportement est, à la première approximation près, indépendant de la vitesse d'expansion. Si cette dernière est très rapide, on peut déjà constater la présence du nuage après 1 à 2 millisecondes. La rapidité extraordinaire avec laquelle la condensation se produit laisse à penser que, dans l'atmosphère libre, la sursaturation ne dépasse guère 1. Dans la formation des nuages naturels, le groupe de noyaux qui sont actifs par une aussi faible sursaturation entre seul en cause. Sur la base des dites expériences, on peut facilement admettre que, contrairement à ce qui était reconnu jusqu'ici, une très grande partie des noyaux d'Aitken se range dans ce groupe des noyaux hautement actifs.

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Mit 15 TextabbildungenVon der Fakultät für Allgemeine Wissenschaften der Technischen Hochschule Aachen genehmigte Dissertation (D 82 Diss. T.H. Aachen), Berichterstatter Prof. Dr.F. Schultz-Grunow und Prof. Dr.H. Israël, Tag der mündlichen Prüfung 28. Februar 1961.     

Zur Höhenabhängigkeit der Niederschlagsmenge in den Alpen

Zusammenfassung Im ersten Teil der Untersuchung werden die Gründe angeführt, welche die vonE. Ekhart entworfene Isanomalenkarte des Niederschlages, die sich über das gesamte Alpengebiet erstreckt, problematisch erscheinen lassen. An Hand von Beispielen aus der Schweiz wird gezeigt, daß die Höhenabhängigkeit dieses Elementes regional so wenig einheitlich ist, daß es unmöglich erscheint, eine allen Teilgebieten genügend angepaßte Form der Höhe—Niederschlags-Beziehung aufzustellen. Auch ergibt sich rein rechnerisch, daß der Gesamtgradient dieser Beziehung mit der Ausdehnung des zu untersuchenden Gebietes immer mehr verflacht. Anlaß zur Diskussion gibt ferner der vonE. Ekhart geltend gemachte Anspruch, die Existenz einer Höhenzone maximalen Niederschlages für die Alpen als Ganzes nachgewiesen zu haben.Der zweite Teil befaßt sich mit der Niederschlagsverteilung in einem Voralpental, dem Wägital. Mit Hilfe statistischer Untersuchungsmethoden wird gezeigt, daß nicht immer nur die Seehöhe das Verteilungsbild maßgebend beeinflußt. Die Topographie einer Gegend kann sich auch so auswirken, daß die Niederschläge infolge der Exposition zu den Regenwinden in einer bestimmten Richtung zunehmen. Das Wägital ist ein Beispiel dafür, daß der letztere Einfluß gelegentlich gegenüber dem der Seehöhe deutlich überwiegt. Recht instruktiv wirkt ein Isanomalenkärtchen des Wägitales, das auf einer kombinierten Beziehung der Niederschlagsmenge zur Hauptrichtung des Talverlaufes und zur Seehöhe aufgebaut ist.

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Summary In the first part of this paper the reasons are assigned which seem to reveal that the map of isanomals of precipitation traced out byE. Ekhart for the Alps is problematic. It is quoted from cases in Switzerland that dependency of precipitation on altitude is so far from being uniform that it appears impossible to calculate a correlation between precipitation and altitude which is sufficiently corresponding for the different regions of the country. In addition it results arithmetically that the total gradient of this correlation becomes levelled with increase of extension of the region to be regarded. A further reason for a discussion is the pretension asserted byE. Ekhart to have proved the existence of a zone of height with maximum precipitation for the Alps as a whole.The second part deals with the distribution of precipitation in a valley of the Lower Alps, the Wägital. It is shown by means of statistical methods that it is not always only the height above sea level which affects decisively the picture of distribution. The topography of a region can effect in such a manner that precipitation increases in a certain direction owing to the exposure to precipitation winds. The Wägital is an example that this influence occasionally predominates the altitude. A map of isanomals of the Wägital is very instructive, in it the amount of precipitation is put in a combined correlation to the chief direction of the valley and the height of its bottom.

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Résumé Dans la première partie de cette étude on expose les motifs pour lesquels on peut mettre en doute l'image cartographique des isanomales de précipitations dressée parE. Ekhart pour toute la région des Alpes. A l'aide d'exemples tirés des observations suisses, on montre que la loi de croissance des précipitations avec l'altitude est si variable d'une région à une autre qu'il semble impossible d'en trouver une qui soit valable pour toutes. Il apparaît en outre par simple voie de calcul que le taux de croissance se nivelle au fur et à mesure que la région considérée s'agrandit. On met aussi en discussion la prétention deEkhart d'avoir prouvé l'existence d'une zone de maximum de précipitation pour la totalité des Alpes.La deuxième partie de l'exposé est consacrée à la distribution pluviale dans une vallée préalpine, le Wägital. Grâce à des méthodes de recherche statistiques, on peut montrer que cette distribution ne dépend pas uniquement de l'altitude, mais que la topographie intervient en créant des zones d'excès dans une direction déterminée et conditionnée par le vent pluvieux. Le cas du Wägital prouve que ce facteur peut être dominant et l'emporter sur l'effet hypsométrique. Une carte d'isanomales du Wägital illustrant la dépendance combinée de la hauteur d'eau par rapport à l'axe principal de la vallée et à l'altitude est particulièrement instructive.

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Mit 8 Textabbildungen.     

Zur Bestimmung der Sonnenscheindauer in einem stark kupierten Gelände

Zusammenfassung Es werden auf Grund von Horizontausmessungen und unter Zuhilfenahme von wirklichen Registrierungen die Sonnenscheinverhältnisse in einem stark kupierten Gelände kartographisch dargestellt. Bei der Berechnung der wirklichen Sonnenscheindauer zeigt sich, daß der tägliche Gang der relativen Sonnenscheindauer nicht vernachlässigt werden darf.

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Summary The conditions of sunshine are represented cartographically for a very mountainous region by means of measuring out the horizon and by the help of recording the real amount of sunshine. For the calculation of the duration of sunshine, it is of the utmost importance to take into consideration the diurnal variation of the relative duration of sunshine.

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Résumé Les conditions d'insolation d'une région très montagneuse sont représentées cartographiquement à base de mesures d'horizon et à l'aide d'enregistrements. Pour calculer la vraie durée d'insolation, il faut tenir compte de la variation diurne de l'insolation relative.

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Mit 9 Textabbildungen.     

Intensität und Spektralverteilung der Globalstrahlung bei klarem Himmel

Zusammenfassung Die Arbeit geht aus von den empirischen Feststellungen des Verfassers von 1935, daß die Globalstrahlung bei klarem Himmel und der Sonnenhöhe durch eine Formel (1) mit zwei Konstanten dargestellt werden kann, und daß die Spektralverteilung der Globalstrahlung bei klarem Himmel konstant und in erster Näherung unabhängig von der Sonnenhöhe ist; diese beiden Feststellungen entbehrten bisher einer theoretischen Begründung. Um zu einer solchen zu gelangen, wurde die bereits vonBerlage jr. gemachte Annahme benutzt, daß die Globalstrahlung gleich sein muß der auf die Horizontale fallenden extraterrestrischen Strahlung, vermindert um die Wasserdampfabsorption und um ein Abzugsglied, das der Rückstrahlung der Atmosphäre in den Raum entspricht. Es werden die Beziehungen der für die Globalstrahlung repräsentativen Rückstrahlungskonstante zum Trübungsfaktor festgestellt.Wegen der besonderen Wichtigkeit des Verhältnisses zwischen der von der Atmosphäre nach oben und nach unten gestreuten Strahlung wurde die Zerstreuungsfunktion verschiedener Partikel, die vermutlich das Aerosol bilden, betrachtet und gefunden, daß die fast stets beobachteten erheblichen Werte der Rückstrahlung der Atmosphäre nicht ohne die Anwesenheit von undurchsichtigen Partikeln zustande kommen können, die bei hoher Luftfeuchtigkeit vermutlich aufquellen. Auch für die annähernde Unabhängigkeit der Spektralverteilung der Globalstrahlung von der Sonnenhöhe wurde die theoretische Begründung in dem Effekt gefunden, daß bei tiefem Sonnenstand die dann relativ viel stärkere Himmelsstrahlung, bei hohem vorwiegend die Sonnenstrahlung die Spektralverteilung der Globalstrahlung bestimmt. Diese Tatsache wurde sowohl bei der Extinktion der natürlichen Sonnenstrahlung in der Atmosphäre als gültig festgestellt als auch bei Annahme einer extraterrestrischen Energieverteilung nach der Planckschen Formel für einen schwarzen Strahler von 6000 °K und für verschiedene Annahmen für die Zerstreuung.Im zweiten Teil der Arbeit wurden für alle dem Verfasser gegenwärtig erreichbaren Monatsmittel der Globalstrahlung bei klarem Himmel die Rückstrahlungskonstanten berechnet und festgestellt, daß, wie zu erwarten, mit zunehmender Luftfeuchtigkeit die nach unten gestreute Strahlung gegenüber der nach oben gehenden vergrößert wird. Aus den in der Wüste Gobi im Mai 1931 vonHaude beobachteten Sonnen- und Globalstrahlungswerten an klaren Tagen wurde das Verhältnis der nach oben und nach unten gehenden Strahlungen für die einzelnen Beobachtungen bestimmt und gefunden, daß das Aerosol von einem Tag zum anderen seine Rückstrahlungsfähigkeit erheblich ändern kann. Der Vergleich der mittleren beobachteten Spektralverteilung mit der theoretischen ergab bei etwa gleicher Wellenlänge des Maximums der Intensität höhere Werte bei längeren und niedrigere Werte bei kürzeren Wellen für die Beobachtung gegenüber der Theorie.

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Summary The paper commences with the auther's conclusions 15 years ago, that the global radiation with a clear sky can be expressed as function of the height of the sun by a formula (1) with two constants, and secondly, that the spectral distribution of the global radiation with a clear sky is constant and approximately independent of the height of the sun. Both statements lackened a theoretical explanation at yet. In order to obtain that the assumption made byBerlage jr. is used, namely that the global radiation must be equal to the extraterrestrial radiation falling on the horizontal plane diminished by the absorption of the water vapor and by a subtractive term which corresponds to the radiation reflected from the atmosphere into the space. The constant of reflected radiation is representative for the global radiation, its relations to the turbidity factor are examined.The diffusion function of different particles probably forming the aerosol were considered because of the particular importance of the proportion between the radiations diffused upwards and downwards by the atmosphere. It is found that the considerable figures of the reflected radiation of the atmosphere mostly observed cannot take place without presence of opaque particles which probably swell with a high atmospheric humidity. It is theoretically explained that the spectral distribution of the global radiation must be approximately independent of the height of the sun by means of the effect that with a low height of the sun the then relatively large sky radiation controls the spectral distribution of the global radiation while with a large height of the sun the global radiation is controlled in the first place by the solar radiation.This fact is valid in the extinction of natural sun radiation in the atmosphere and in the extinction with different diffusion laws for an extraterrestric energy distribution according toPlanck's formula for a black radiator of 6000° K, as well.In the second part of the paper the constant of the back radiation is calculated for all monthly means of the global radiation with clear sky, at present available to the author. Therefrom it can be established that the radiation diffused downwards is enlarged in relation to the radiation going upwards with increasing atmospheric humidity, as expected. The proportion of the radiations going upwards and downwards is calculated for the single observations from the values of solar and global radiation observed on clear days in the Gobi in May 1931 byHaude. It is found that the aerosol can considerably change its radiation reflective power from one day to another. The comparison of the observed average spectral distribution of the global radiation with the theoretical one yields higher values with longer waves and lower values with shorter waves for the observations in relation to the theory while the wave-length of the intensity maximum is almost the same for the observed and the theoretical spectral distribution.

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Résumé L'auteur avait constaté en 1935 que par ciel clair le rayonnement global peut être représenté, comme fonction de la hauteur solaire, par une formule empirique (1) à deux constantes; il avait constaté en outre que la répartition spectrale du rayonnement global par ciel serein est constante et ne dépend pas de la hauteur solaire en première approximation. Ces deux constatations manquaient jusqu'ici de fondement théorique. Pour établir ce dernier on a suivi la voie prise parBerlage jr. qui admet que le rayonnement globall doit être égal au rayonnement extra-terrestre tombant sur le plan horizontal, diminué de l'absorption par la vapeur d'eau et d'un terme soustractif correspondant au rayonnement renvoyé par l'atmosphère dans l'espace. La constante du rayonnement réfléchi est représentative du rayonnement global et on a établi ses relations avec le facteur de trouble.Vu l'importance particulière du rapport entre le rayonnement émis par l'atmosphère vers le haut et vers le bas, on a considéré la fonction de dispersion de différentes particules composant probablement l'aérosol, et on a trouvé que les valeurs relativement considérables que fournit l'observation du rayonnement renvoyé par l'atmosphère ne peuvent s'expliquer que par la présence de particules opaques se gonflant lorsque l'humidité est forte. En ce qui concerne l'indépendance relative de la distribution spectrale du rayonnement global à l'égard de la hauteur solaire, on en a recherché l'explication dans le fait que le soleil étant bas sur l'horizon le rayonnement céleste est alors prédominant et détermine la répartition spectrale du rayonnement global, alors que par grande hauteur solaire c'est essentiellement le rayonnement du soleil qui est déterminant. On a vérifié ce fait tant pour l'extinction du rayonnement naturel du soleil dans l'atmosphère que pour le cas d'une répartition de l'énergie extra-terrestre conforme à la formule dePlanck pour un radiateur noir de 6000° K et pour différentes hypothèses concernant la dispersion.Dans la seconde partie du travail, l'auteur a utilisé toutes les moyennes mensuelles du rayonnement global par ciel serein dont il pouvait disposer pour calculer la constante du rayonnement réfléchi; à l'aide d'un diagramme il a constaté, comme il fallait s'y attendre, que le rayonnement dispersé vers la bas augmente avec l'humidité par rapport au rayonnement diffusé vers le haut. Sur la base des observations deHaude dans le désert de Gobi en mai 1931, il a calculé le rapport des rayonnements allant vers le haut et vers le bas pour chaque observation isolée aux jours sereins, et il a trouvé que l'aérosol peut modifier notablement d'un jour à l'autre son pouvoir réfléchissant. La comparaison des répartitions spectrales moyennes observées avec les valeurs théoriques a montré que les longueurs d'onde du maximum d'intensité sont à peu près identiques, mais que les valeurs observées sont plus élevées que les valeurs théoriques pour les grandes longueurs d'onde, et plus faibles pour les petites longueurs d'onde.

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Mit 7 Textabbildungen.     

Zum Anteil des Faraday-Sohncke-Effekts am Zustandekommen der Gewitterelektrizität

Zusammenfassung Eine Übersicht über die bisher vorgeschlagenen Quellen für die Gewitterelektrizität zeigt, daß diese den Erfordernissen der Wirklichkeit kaum genügen. Daher wird der Versuch gemacht, das Zustandekommen des unteren positiven Raumladungsgebiets im Gewitter auf die Aufladung zurückzuführen, die Hagelkörner während ihres Wachstums aus Wolkentröpfchen im Aufwind durch den Faraday-Sohnckeschen Tropfenzerreißeffekt erfahren. Quantitative Ausrechnung der Ladung eines Hagels und der gesamten Ladungsproduktion einer aktiven Gewitterzelle sowie Abschätzung aller wesentlichen Einflüsse im wirklichen Cumulonimbus führen zu Gesamtleistungen des Effekts, mittels deren gerade eben der Blitzmechanismus eines bescheidenen Gewitters erklärt werden kann. Der Vorgang ist aber in der gewählten Form einstweilen viel zu schwach, um auch für die außerordentlich großen Verlustströme durch Niederschlag und Ionenabwanderung aufkommen zu können.

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Summary A survey of the sources of thunderstorm electricity taken into consideration up to now shows that they are scarcely sufficient when confronted with the requirements of reality. An attempt has been made, therefore, to account for the origin of the lower positive space-charge region in thunderstorms by the fact that hailstones accept an electric charge by the Faraday-Sohncke-effect when growing from cloud droplets in upwind. Quantitative calculation of the charge of a hailstone and of the total production of electricity in an active thunderstorm cell and estimation of all essential influences in a real cumulonimbus lead to a total energy of the effect by which just the lightning mechanism of a modest thunderstorm can be covered. For the present, the process as considered above is much to weak to be made responsible also for the extraordinarily great losses of electricity by precipitation and migration of ions.

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Résumé Les sources de l'électricité orageuse considérées jusqu'ici sont insuffisantes en regard des faits observés. On tente ici de ramener la charge spatiale positive de la partie inférieure du nuage orageux à la charge dont sont le siège les grêlons au cours de leur croissance dans le vent ascendant par suite de l'effet Faraday-Sohncke. le calcul de la charge d'une grêle en formation et de la charge totale d'une cellule orageuse active, ainsi que l'estimation de tous les effets produits au sein du cumulonimbus, conduisent à une valeur correspondant aux décharges d'un modeste orage. Le processus invoqué est toutefois beaucoup trop faible pour tenir compte des pertes considérables dues aux précipitations et au transport d'ions.

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Mit 4 Textabbildungen     

Die tägliche Periode der Lufttemperatur in Bodennähe und ihre geographische Verteilung

Zusammenfassung Auf Grund von Beobachtungsdaten und theoretischen Erwägungen wird eine Darstellung der Hauptglieder der täglichen Temperaturschwankung und ihrer Verteilung über die Erde in Form von Reihen von trigonometrischen undLegendre-Funktionen gegeben. Ein Vergleich mit einer rein theoretisch erhaltenen Darstellung vonKertz zeigt in großen Zügen eine befriedigende Übereinstimmung beider Ergebnisse.

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Summary A representation is given of the main terms of the daily temperature variation and their global distribution as a series of trigonometric andLegendre functions, based partly on observational data, partly on theoretical considerations. A comparison with a representation obtained byKertz on a purely theoretical basis shows in general a satisfactory agreement.

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Résumé Partant de données d'observations et de considérations théoriques, l'auteur a établi, au moyen de séries de fonctions trigonométriques et deLegendre, une représentation des éléments principaux de la variation diurne de la température ainsi que de sa répartition sur le globe. La comparaison du résultat à une représentation semblable faite parKertz sur une base purement théorique indique une similitude satisfaisante.

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Die vorliegende Untersuchung wurde während eines Aufenthaltes am Meteorologischen Institut der Universität München ausgeführt.     

Zur numerischen Methode der Vorhersage von Änderungen der 500 mb-Fläche nach Charney und Eliassen

Zusammenfassung Eine Überprüfung der vonCharney undEliassen abgeleiteten Prognosenformel für Änderungen der 500 mb-Fläche entlang einer bestimmten geographischen Breite ergibt, daß in den untersuchten Fällen (Januar 1949) eine Verwendung im praktischen Wetterdienst noch fraglich ist. Nur bei verhältnismäßig einheitlicher zonaler Windkomponente und bei entsprechend kleinen Störungen scheint eine Vorausberechnung der Drucktendenz der oberen Druckwelle für einen bestimmten Ort mit Hilfe der Formel möglich zu sein.

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Summary A verification of the prognostic formula for predicting the height profile of the 500 mb pressure surface at a fixed latitude derived byCharney andEliassen shows that a practical application is limited at least for the period under consideration (January 1949). Only in case of relatively small perturbations and rather uniform current along the latitude circle the formula seems to be successful in day-to-day forecast procedures.

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Résumé Une vérification portant sur le mois de janvier 1949 de la formule pronostique établie parCharney etEliassen et applicable aux variations de la surface de 500 mb. le long d'un parallèle géographique déterminé montre que son emploi dans la pratique de la prévision du temps est encore douteux. Ce n'est que dans le cas d'une composante zonale du vent à peu près uniforme et lors de petites perturbations correspondantes qu'une prévision calculée de la tendance de pression de l'onde supérieure de pression en un lieu déterminé semble possible.

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Mit 4 Textabbildungen.     

Die Intensität der direkten Sonnenstrahlung bei Nordföhn auf der Alpensüdseite

Zusammenfassung Aus langjährigen Messungen der Intensität der direkten Sonnenstrahlung in Locarno-Monti (380 m/M) wurden die Tage ausgezogen, an denen Nordföhn herrschte. Es zeigte sich, daß bei dieser Wetterlage außerordentlich hohe Intensitäten auftreten. Sie entsprechen etwa den mittleren Werten einer Höhenlage von 1600 m, haben also durchaus Hochgebirgscharakter. Da klare Tage mit Nordföhn unvermittelt mit dunstigen abwechseln, hat der Alpensüdfuß eine große interdiurne Veränderlichkeit der Strahlung, die eine Mittelbildung zu sogenannten Normalwerten höchst problematisch erscheinen läßt.

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Summary From the measurements of the intensity of direct solar radiation covering many years at Locarno-Monti (380 m above sea level) all those days, in which the North foehn prevailed, have been extracted. It appears that exrraordinarily high intensities are found at this weather situation. They nearly correspond to the mean values of an altitude of 1600 m above sea level; thus they have straight Alpine character. Because clear days with North foehn change abruptly with hazy ones, the interdiurnal variation of the radiation is very great on the South foot of the Alps; therefore it appears very problematic to calculate averages for so-called standard values.

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Résumé D'une série de mesures d'intensité de la radiation solaire directe qui ont été faites pendant de nombreuses années à Locarno-Monti (380 m.s/mer), on a extrait les jours pendant lesquels le foehn du nord dominait. On a trouvé par cette situation du temps des intensités extraordinairement élevées. Elles correspondent à peu près aux moyennes d'une altitude de 1600 m, c'est-à-dire qu'elles ont absolument le caractère alpin. Comme les jours clairs avec foehn du nord alternent brusquement avec des jours brumeux, le versant sud des Alpes montre une très grande variation interdiurne de la radiation. Par conséquent, il est très problématique de calculer des moyennes des valeurs normales.