Preliminary aspects of rainfall rates in the north east of Spain

Summary A series of charts of rainfall rates recorded by means of a Jardí pluviograph in Barcelona, Spain, and covering a period of 20 years have been digitised. The time intervals of exceedance of certain pre-set rainfall rate thresholds were computed and expressed in percentages of the whole 20-year period. The average worst month period and the absolute worst month were defined and computed. Results are found to agree well with those obtained elsewhere in Southern Europe; they are also compared with some published results for Kew. Frequency-distribution of rates as well as time of occurrence are presented. Rainfall amounts pertaining to several rainfall rate categories have been analysed in order to obtain the ratio of convective to total rainfall amount. Comparison of this ratio with results of some other authors is inconclusive.

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Zusammenfassung Eine Anzahl von Tabellen über Niederschlagsraten, die in Barcelona (Spanien) durch einen Jardí Niederschlagsmesser über eine Zeitspanne von 20 Jahren aufgezeichnet wurden, werden bearbeitet. Die Andauer von gewissen festliegenden Niederschlagsraten wurde berechnet und in Prozenten von der gesamten 20jährigen Zeitspanne ausgedrückt. Die durchschnittliche Dauer im schlechtesten Monat, sowie der absolut schlechteste Monat werden definiert und berechnet. Die Ergebnisse stimmen im allgemeinen mit solchen anderer südeuropäischer Gebiete überein; sie werden mit schon veröffentlichten Ergebnissen aus Kew verglichen. Häufigkeits- als auch Verteilungsraten sowie die Eintrittszeit der Ereignisse werden angegeben. Die Niederschlagsmengen, die jeweils zu verschiedenen Niederschlagsraten gehören, wurden analysiert, um das Verhältnis des konvektiven zum gesamten Niederschlag zu ermitteln. Ein Vergleich dieses Verhältnisses mit den Ergebnissen anderer Autoren sind noch nicht abgeschlossen.

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With 7 Figures     

A note on the intercornparison between monthly mean radiance equivalent and rocketsonde temperatures

Summary Rocketsonde monthly mean temperature structure of the stratosphere is compared with that derived from Nimbus-5 SCR radiance measurements for the solsticial months in 1973 and for the equinoctial months in 1974. The comparison shows good agreement only at pressure levels between about 5 mb and 15 mb (upper-middle stratosphere). The satellite minus rocket bias is highest at the stratopause region possibly due to the constraints applied in retrieving the radiance equivalent temperatures.

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Über einen Vergleich zwischen Monatsmittelwerten von strahlungsäquivalenten Temperaturen und Temperaturen von Raketensonden

Zusammenfassung Die mit Raketensonden gewonnene mittlere monatliche Temperaturstruktur der Stratosphäre wird mit der aus Strahlungsmessungen von Nimbus-5 SCR abgeleiteten für die Monate Juni und Dezember 1973 und für März und September 1974 verglichen. Der Vergleich zeigt eine gute Übereinstimmung nur in den Druckniveaus zwischen 5 mb und 15 mb, das ist in der oberen mittleren Stratosphäre. Die Differenz zwischen den mit Satelliten und den mit Raketensonden gewonnenen Temperaturen ist am größten in der Stratopausenregion, möglicherweise zufolge der zur Ableitung der strahlungsäquivalenten Temperaturen angewendeten Methode.

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With 2 Figures     

Dewfall features of a tropical station: The case of Onne (Port Hartcourt), Nigeria

Summary This study presents the results of an analysis of the dewfall features of a tropical station. The importance of dewfall cannot be overemphasized, especially during the dry season when plants are under seriously stress. A positive correlation was found between dewfall and rainfall. Dew formation was found to peak on a diurnal basis between 6 a.m. to 8 a.m., suggesting that some steering mechanism is required for dew formation at this station. Dew formation starts later at night during the dry season but much earlier during the rainy season. The August anomaly already highlighted by Ireland showed up in dew formation as there was a marked reduction in dew formation in that month.

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Zusammenfassung Diese Untersuchung behandelt den Tauabsatz einer tropischen Station. Die Bedeutung des Taus kann nicht überbetont werden, besonders in der Trockenzeit, wenn die Pflanzen unter starkem Wasserstress stehen. Es fand sich ein positiver Zusammenhang zum Niederschlag. Im Tagesgang liegt das Maximum der Taubildung zwischen 6 und 8 Uhr, was einen steuernden Prozeß zugrunde liegen haben dürfte. In der Trockenzeit beginnt die Taubildung später als in der Regenzeit. Die schon von Ireland hervorgehobene Anomalie im August mit deutlich geringeren Werten zeigte sich auch hier.

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With 3 Figures     

Further evidence of the 11-year solar cycle in stratospheric-lower mesospheric ozone and temperatures

Summary The response of the stratosphere and lower mesosphere to the quasi-eleven-year solar activity cycle (indicated by sunspot variations) was studied using temperature data obtained from rockets which are mostly based on a datasonde system throughout the decade 1969–1978. It is suggested that the highest correlation between the long-term stratospheric-lower mesospheric temperature fluctuations and the Zürich sunspot number is obtained with a time lag of one year (sun leading). A comprehensive insight into the actual process accounting for the observed correlation would be gained from improved observational data, including observations of solar ultraviolet behavior.

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Zusammenfassung Die Reaktion der Stratosphäre und der niederen Mesosphäre auf den 11jährigen-Sonnenzyklus (ausgedrückt durch Sonnenflecken-Variationen) wurde anhand von Temperaturdaten untersucht, die mit Raketensonden während des Jahrzehnts 1969–1978 ermittelt worden waren.Die Ergebnisse weisen darauf hin, daß die maximale Korrelation zwischen langfristigen stratosphärischen bzw. niedermesosphärischen Temperaturfluktuationen und der Anzahl der Sonnenflecken in Zürich mit einer Zeitverzögerung von einem Jahr zu erhalten ist.Ein besseres Verständnis des tatsächlichen Vorganges, dem die betrachtete Korrelation zugeschrieben wird, kann durch verbesserte Beobachtungsdaten unter Berücksichtigung der Sonnenaktivität im Ultravioletten gewonnen werden.

     

Equatorial westerlies over the Eastern hemisphere

Summary On the basis of extensive data of observations obtained by 272 aerological stations of the tropical zone and of radiosonde observations made in 16 Soviet oceanic expeditions the peculiarities of the equatorial westerlies in the Eastern hemisphere and their relationships with the entire mechanism of tropical circulation have been investigated. New data have been obtained on the structure, meridional extension, vertical distribution and velocity of the equatorial westerlies over Africa, the Indian ocean and the western part of the Pacific ocean. The relationship of equatorial westerlies with easterlies of the upper troposphere and with westerlies of middle latitudes is shown. In this context some features of monsoon circulation over the Guinea gulf, South-Eastern Asia and Northern Australia are discussed.Regularities of the annual migration of equatorial westerlies have been followed, the yearround existence of persistent westerlies in the lower troposphere near the equator being revealed. In order to look into the genesis and mechanism of existence of equatorial westerlies, the peculiarities of the many years distribution of cloudiness in the intertropical convergence zone (ITCZ) are considered using weather-satellite pictures presented in the US-catalogues. The features of zonal circulation in tropics are compared with the field of cloudiness of the ITCZ.

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Die äquatorialen Westwinde über der östlichen Hemisphäre

Zusammenfassung Auf Grund von umfangreichen Beobachtungsdaten von 272 Stationen in der Tropenzone und von Radiosondenbeobachtungen auf 16 sowjetischen ozeanischen Expeditionen sind die Eigenheiten der äquatorialen Westwindzone in der östlichen Hemisphäre und ihre Beziehungen zum ganzen Mechanismus der tropischen Zirkulation untersucht worden. Es sind neue Angaben über die Struktur, die meridionale Erstreckung, die vertikale Verteilung und die Geschwindigkeit der äquatorialen Westwinde über Afrika, über dem Indischen Ozean und über dem westlichen Teil des Pazifischen Ozeans gewonnen worden. Es wird die Beziehung der äquatorialen Westwinde zu den östlichen Winden der oberen Troposphäre und zu den Westwinden der mittleren Breiten gezeigt.In diesem Zusammenhang werden einige charakteristische Merkmale der Monsunzirkulation über dem Golf von Guinea, über Südost-Asien und über dem nördlichen Australien besprochen. Regelmäßigkeiten der jährlichen Verlagerung der äquatorialen Westwindzone sind verfolgt worden und die ganzjährige Existenz einer beständigen Westwindzone in der unteren Troposphäre nahe dem Äquator ist nachgewiesen worden. Um einen Einblick in die Entstehung und in den Mechanismus der Existenz äquatorialer Westwinde zu bekommen, sind die Besonderheiten der mehrjährigen Bewölkungsverteilung in der intertropischen Konvergenzzone (ITCZ) auf Grund der in den US-Katalogen veröffentlichten Wettersatelliten-Bilder in Betracht gezogen worden. Die Besonderheiten der zonalen Zirkulation in den Tropen sind mit den Bewölkungsfeldern der ITCZ verglichen worden.

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With 4 Figures     

Die Wintertemperaturen in Berlin und die Sonnenfleckenrelativzahlen

Zusammenfassung Die zweimal fünffach übergreifende Mittelbildung der 200jährigen Berliner Temperaturreihe entschleiert deren enge Beziehung zur Sonnenfleckentätigkeit, da, von zwei Ausnahmen abgesehen, jede Sonnenfleckenperiode durch eine entsprechende Schwankung der Temperaturkurve in Erscheinung tritt und zugleich keine andere Schwingung auch nur annähernd so deutlich erkennbar ist. Im Mittel waren die dem Sonnenfleckenmaximum folgenden Winter am kältesten und jene 1 1/2 Jahre vor dem Minimum am wärmsten. Insgesamt erreicht diese Schwankung aber, bei fünf- und dreifachem Ausgleich, nicht ganz 1/2°C und damit bei weitem nicht die Amplitude, die die harmonische Analyse z. B. für eine 16jährige Periode ergibt. Dies ist aber ein rein formales Ergebnis, dadurch hervorgerufen, daß die Sonnenfleckenschwingung der Temperatur, die in den Tropen so dominierend in Erscheinung tritt, in Mitteleuropa auch noch einen periodischen Phasenwechsel aufweist, indem die kalten Winter im zweiten Viertel des vorigen und in diesem Jahrhundert kurznach, während der übrigen Zeit dagegen 3 Jahrevor dem Fleckenmaximum eintraten. Dementsprechend ergibt eine damit in Übereinstimmung gebrachte Unterteilung in zwei Phasengruppen den Sonnenfleckeneinfluß außerordentlich klar, wobei die Schwankung in der einen Jahresgruppe 1°, in der anderen beinahe 2° C beträgt. Die Phasensprünge scheinen mit der etwa 89jährigen Schwankung der Sonnenfleckentätigkeit zusammenzuhängen und sind damit wahrscheinlich durch die verschiedene Intensität der Zirkulationsräder und die Vereisung der Polargebiete bestimmt. Dieser langperiodige Einfluß der Sonnenfleckentätigkeit tritt besonders in den vonKöppen berechneten Mitteltemperaturen der ganzen Erde hervor, die bei Fleckenrelativzahlen über 100 fast 0,5° kälter ist als in den Jahren mit einer Relativzahl unter 10.

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Summary The 200 years temperature records for Berlin, twice smoothed by calculating the means of all five values of five year averages, reveal their close connection with the sunspot activity, in that, apart from two exceptions, each sunspot period is associated with a characteristic point of the accompanying temperature cycle, and, furthermore, no other oscillation is clearly discernable. Averaging the whole series of observations, the winters following the sunspot maxima were the coldest, and those 1 1/2 years before the sunspot minimum were the warmest. On the other hand, the amplitude of this oscillation does not even reach 1/2°C., and is far below the value of a 16-years period. However, this results from the fact that the sunspot variation of temperature being such a dominant feature in the tropical regions is subjected to a periodical change in phasis over central Europe in that the cold winter occured closely after the sunspot maximum in the second quarter of the preceding and in the current century contrary to the periods left when they reached their greatest frequency 3 yearsbefore sunspot maximum. Accordingly, by considering both groups of phasis separately, the influence of the sunspot activity becomes distinctly pronounced amounting to about 1°C., or even 2°C., in the respective periods. The leaps in the phasis seem to be associated with the 89-years period of sunspot activity, and thus probably are originated by the respective intensity of the atmospheric circulation and the amount of the ice cover in the polar regions. This long-periodical influence of the sunspot activity is especially clearly shown by mean temperatures of the whole earth calculated byKöppen in that this temperature is nearly 0,5°C. lower in the years distinguished by a sunspot number greater than 100 compared with the years of sunspot numbers below 10.

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Résumé Lorsqu'on étudie la série d'observations de température de 200 ans à Berlin en calculant les valeurs pondérées par la méthode des moyennes quinquennales chevauchées, on fait apparaître la relation étroite entre la température et l'activité des taches solaires; à deux exceptions près, chaque période de taches est accompagnée d'une variation correspondante de la température, et aucune autre variation n'est aussi nette que celle-ci. En moyenne, les hivers succédant aux maxima d'activité solaire sont les plus froids, et ceux qui précèdent d'une année et demie les minima sont les plus chauds. Dans l'ensemble l'amplitude n'atteint pas tout à fait 1/2 degré et reste ainsi bien inférieure à celle que l'analyse harmonique met en évidence par exemple pour une période de 16 ans. Cela n'est qu'un résultat purement formel provenant du fait que la variation de la temperature en relation avec les taches solaires qui apparaît si nettement sous les tropiques présente de plus en Europe centrale un changement périodique de phase, dans ce sens que dans le deuxième quart du siècle dernier et dans le siècle présent les hivers froids ont lieu peu après le maximum des taches, tandis qu'ils précèdent de trois ans ce maximum dans les autres périodes. Si l'on tient compte de cette variation de phase, l'influence des taches solaires apparaît très nettement: dans un des groupes d'années, l'amplitude est de 1°, et dans l'autre de presque 2°. Le changement de phase semble être en rapport avec la période d'environ 89 ans de l'activité solaire et découle probablement de la variation d'intensité de la circulation atmosphérique et de la glaciation des régions polaires. L'effet à longue période de l'activité solaire apparaît particulièrement bien dans les températures moyennes de l'ensemble du globe calculées parKöppen; pour un nombre relatif de taches supérieur à 100, elles sont près de 0,5° plus basses que pendant les années à nombre relatif inférieur à 10.

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Mit 2 Textabbildungen.     

The Tropical easterly Jet and Sudan rainfall: A review

Summary Recent work on Sahelian rainfall anomalies has concentrated on modelling of both ocean heat anomaly forcing of regional low-mid troposphere circulation and land surface forcing of precipitation processes. This paper, however, assesses the role of an upper troposphere synoptic feature of importance in modulating surface rainfall over Sudan in the eastern Sahel: the Tropical easterly Jet (TEJ). The TEJ provides an example of an inter-regional circulation feature linking the Sahelian and southeast Asian monsoons and ultimately, perhaps, forced by ENSO-related anomalies. Using the literature, intra-and inter-year variations in TEJ intensity, latitude and extent over northeast Africa are discussed and related to the lower tropospheric ITD and precipitation anomalies. The paper outlines ideas to be pursued in relating TEJ behaviour to surface rainfall, upper air windflow, and mid-troposphere water vapour (WV) as derived from METEOSAT data.

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Zusammenfassung Die neueren Arbeiten über die Niederschlagsanomalien im Sahel haben sich auf die Modellierung der ozeanischen Wärmeanomalien, hervorgerufen von der regionalen Zirkulation der unteren und mittleren Troposphäre, sowie der Niederschlagsentstehung durch Landoberflächenprozesse konzentriert. Dagegen wird in der vorliegenden Studie die Rolle eines wichtigen synoptischen Phänomens der oberen Troposphäre abgeschätzt, das den Niederschlag im Sudan und somit der östlichen Sahelzone beeinflußt: der tropische Ost-Strahlstrom (TEJ). Der TEJ liefert ein Beispiel für ein überregionales Zirkulationssystem, das mit dem Monsun im Sahel und in Südostasien in Zusammenhang steht und möglicherweise letztlich von ENSO-Anomalien gesteuert wird. Auf Grund der Literatur werden die intra- und interannuären Variationen der TEJ-Intensität, einschließlich seiner Breitenlage und Ausdehnung, im nordöstlichen Afrika diskutiert und zur niedertroposphärischen IT sowie zu Niederschlagsanomalien in Beziehung gesetzt. Der vorliegende Beitrag umreißt die Vorstellungen, die zu verfolgen sind, um das TEJ-Verhalten mit dem Niederschlag, der hochatmosphärischen Strömung sowie dem Wasserdampfgehalt der mittleren Troposphäre, bestimmt aus METEOSAT-Daten, zu verknüpfen.

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With 4 Figures     

Recent changes in Phoenix,Arizona summertime diurnal precipitation patterns

Summary Summertime diurnal precipitation patterns for Phoenix, Arizona are analyzed for the period 1954 through 1985. Although the mean precipitation amounts and frequencies for the entire summer monsoon season have not shown any significant effects from the rapidly developing urban heat island, diurnal patterns have displayed substantial changes in the recent period of explosive population growth. During the most recent 16 years, late afternoon and evening storms have become more frequent and produce greater rainfall totals. Sharp declines are noted in the frequency of rain events between midnight and noon; especially large drops occur in the rainfall amounts between 9.00 and 12.00 MST. These findings appear to be consistent with several mechanisms proposed to explain the unusual diurnal character of the summertime rainfall in the Phoenix, Arizona area.

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Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird der sommerliche Tagesgang des Niederschlags für Phönix, Arizona, analysiert.Obwohl keine signifikante Beeinflussung der durchschnittlichen Niederschlagsmengen und -häufigkeiten über die gesamte Sommermonsunzeit durch die rasch anwachsende städtische Wärmeinsel zu verzeichnen ist, weisen die Tagesgänge in der jüngsten Zeit explosiven Bevölkerungswachstums substantielle Veränderungen auf. In den vergangenen 16 Jahren sind Unwetter spätnachmittags und abends häufiger geworden und führten zu einer größeren Niederschlagssumme. Eine starke Abnahme der Regenfälle zwischen Mitternacht und Mittag ist zu verzeichnen; bei Regenfällen zwischen 9.00 und 12.00 MST ist der Rückgang besonders deutlich.Wie sich zeigt, stehen diese Beobachtungen im Einklang mit einigen Mechanismen, die zur Erklärung der ungewöhnlichen Tagesverteilung der sommerlichen Regenfälle über Phönix, Arizona, angeführt werden.

     

Stochastic intervention analysis of rainfall

Summary Urbanization and industrialization are claimed to affect local climate and to increase precipitation in urban and surrounding rural areas. In the past, considerable meteorologic data have been collected in urban areas and the effects of urbanization on precipitation and other variables have been analyzed by using various techniques. In evaluating urban effects on precipitation, changes in precipitation due to urban effects must be distinguished from changes which are due to natural variability, noise effect, and sampling error. Stochastic intervention analysis is used in this study to establish the statistical significance of changes in monthly precipitation attributed to the effects of urbanization and industrialization and to investigate the nature of these changes. Intervention analysis is especially useful in the analysis of correlated and seasonal monthly rainfall data. Intervention analysis is used to determine whether changes have occurred in the overall mean value or in warm and cold seasons. Monthly rainfall data from Laporte and St. Louis areas are analyzed and the results are presented.

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Zusammenfassung Urbanisierung und Industrialisierung beeinflussen wahrscheinlich das Lokalklima und erhöhen dabei den Niederschlag in städtischen Gebieten sowie deren ländlicher Umgebung. In der Vergangenheit sind meteorologische Daten beträchtlichen Umfangs in städtischen Gebieten gesammelt worden und die Effekte der Urbanisierung auf den Niederschlag wurden mit Hilfe verschiedener Methoden untersucht. Bei der Abschätzung dieser Stadtklimaeffekte auf den Niederschlag müssen Varianten davon unterschieden werden, die natürlichen Ursprungs sind, einschließlich dem Rausch-Effekt und dem Probenahmefehler. In der vorliegenden Studie wird die stochastische Interventionsanalyse dazu benützt, die statistische Signifikanz der Änderungen des monatlichen Niederschlages herauszufinden, die der Urbanisierung und Industrialisierung zugeschrieben werden können und die Art dieser Änderungen zu untersuchen. Dié Interventionsanalyse ist insbesondere bei der Analyse korrelierter jahreszeitlich-monatlicher Niederschlagsdaten nützlich. Diese Interventionsanalyse wird nun dazu benützt, festzustellen, ob sich die Änderungen im Gesamtmittelwert oder aber in der warmen bzw. kalten Jahreszeit zeigen. Die monatlichen Niederschlagsdaten von Laporte und St. Louis (U.S.A.) werden analysiert und die Ergebnisse mitgeteilt.

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With 3 Figures     

Magnitude and sources of variation in albedo within an alpine tundra

Summary Temporal and spatial variations of albedo in a mid-latitude alpine tundra are assessed in order to develop a classification of surface cover mapping units which is useful for surface climate simulations. The largest temporal changes in albedo result from alterations in moisture conditions at the tundra surface associated with snowpack ripening and precipitation. Surface albedo varies under high atmospheric transmission conditions (clear skies) from 0.168 to 0.205; under low transmission conditions (cloudy) there was little variation in the surface albedo with the solar zenith angle and the value of the albedo was approximately equal to that under clear skies when 45° >z > 30°.Spatial variation of albedo within commonly used alpine surface cover mapping units is large, due to the roughness and heterogeneity of the tundra surface. Small differences between mean albedo among vegetated units (mean values range from 0.15 to 0.19) and large ranges of values within units (average 25% of the mean value) preclude differentiation of the commonly used surface cover mapping units (except snow) on the basis of shortwave reflectivity. Aggregation of the vegetated surface cover units based on height and density of plants yields three classes (krummholz, dense low vegetation, and sparse low vegetation) for which differences between mean albedo among all combinations of pairs of mapping units (4 units, 3 vegetative plus snow) are statistically significant.

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Zusammenfassung Zeitliche und räumliche Unterschiede der Albedo einer alpinen Tundra der mittleren Breiten werden herangezogen, um eine kartographische Klassifikation der Oberflächendecke zu entwickeln, die für klimatische Simulationen von Nutzen sein kann.Die auffälligsten zeitlichen Schwankungen der Albedo resultieren aus einer Veränderung der Feuchtigkeitsbedingungen an der Tundraoberfläche in Verbindung mit der Alterung der Schneedecke und Niederschlag. Die Oberflächenalbedo schwankt bei starker atmosphärischer Transmission (klarer Himmel) von 0.168 bis 0.205; bei geringer atmosphärischer Transmission (wolkig) zeigt sich nur wenig Veränderung der Oberflächenalbedo, wobei der Sonnenzenithwinkel und der Albedowert bei 45° >z > 30° in etwa den Werten bei klarem Himmel gleichen.Die räumliche Variation der Albedo innerhalb der üblicherweise herangezogenen kartographischen Einheiten der alpinen Oberflächendecke ist aufgrund der Rauhigkeit und Heterogenität der Tundraoberfläche groß. Bei Vergleich der Vegetationseinheiten untereinander zeigen sich nur geringfügige Unterschiede der durchschnittlichen Albedo (die Durchschnittswerk bewegen sich zwischen 0.15 und 0.19), während die Bandbreite der Werte innerhalb der jeweiligen Einheiten (im Durchschnitt 25% des Mittelwerts) hoch ist. Dies verhindert eine Differenzierung der allgemein angewandten kartographischen Klassifizierung der Oberflächendecke (Schnee ausgenommen) auf der Grundlage kurzwelliger Reflektivität.Eine Einteilung der Vegetationseinheiten hinsichtlich Höhe und Pflanzendichte ergibt drei Klassen (Krummholz, dichter Niederbewuchs und spärlicher Niederbewuchs), wobei die Unterschiede der Albedomittelwerte aller paarweisen Kombinationen der kartographischen Einheiten (4 Einheiten: 3 Vegetationstypen und Schnee) statistische Signifikanz aufweisen.

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With 3 Figures     

Simple models of the valley-plain circulation Part I: Minimum resolution model

Summary A minimum resolution model of thermally induced valley-plain circulations is presented. Slope winds and cross-valley circulations are treated as subgrid motions and are incorporated via aK-ansatz. Using this model one can determine the dependence of the valley-plain circulation on the valley's geometry, on the effectivity of the subgrid motions and on stratification. The relative importance of advective processes is assessed and the response to heating with a diurnal cycle is examined.

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Einfache Modelle der Ausgleichströmung zwischen Gebirgstälern und dem Vorland. Teil I: Modell mit minimaler Auflösung

Zusammenfassung Ein Modell mit extrem niedriger Auflösung wird auf das Problem der thermisch induzierten Ausgleichsströmung zwischen einem Gebirgstal und einer vorgelagerten Ebene angesetzt. Hangwinde und die zugehörigen Zirkulationen in der Talatmosphäre werden im Modell als subskalige Bewegungen angesehen und durch einenK-Ansatz erfaßt. Das Modell erlaubt es, Aussagen über die Abhängigkeit der Talwinde zum Zuschnitt des Tals, von der Wirksamkeit der subskaligen Bewegungen und von der Schichtung zu machen. Die Bedeutung der Temperaturadvektion läßt sich abschätzen. Ferner wird die Reaktion der Zirkulation auf Antriebe mit Tagesgang untersucht.

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With 3 Figures     

Solare Vorgänge im Wettergeschehen

Zusammenfassung Nach zusammenfassendem Referat über die Abhängigkeit der Wetterelemente (Temperatur, Luftdruck, Niederschlag, Gewitter) vom 11,2-bzw. 89jährigen Sonnenfleckenzyklus, von der 5,6jährigen Unterperiode und von der 27tägigen Sonnenrotation werden die statistischen Zusammenhänge zwischen Gewittern, Meridianpassagen von Sonnenflecken und isoliert auftretenden magnetischen Störungen in Mitteleuropa in den Zeiten geringer Sonnenfleckentätigkeit untersucht. Die Diskussion führt auf eine auslösende Wirkung von Schwankungen (Invasionen) der solaren Wellenstrahlung, die von der auf Korpuskelemissionen ansprechenden magnetischen Charakterzahl nur unvollkommen und mit zwei bis drei tagen Verspätung wiedergegeben werden. Anschließend wird die Luftdruckverteilung in der Umgebung einer isolierten magnetischen Störung (insgesamt 352 Fälle) mittels Lochkarten untersucht. Während Minimum und Anstieg des Sonnen-fleckenzyklus ergab sich ein Drucksteiggebiet, das, jeweils zwei bis drei Tage vor der magnetischen Störung einsetzend, von Nordeuropa aus nach SE zog, während ein Druckfallgebiet von den Britischen Inseln nach E nachfolgte. Ein Aufgliederung nach Jahreszeiten oder nach Sonnenfleckenphasen lieferte das gleiche Resultat; sehr ähnliche Ergebnisse erbrachten an unabhängigem MaterialDüll (1948) undKoppe (1950). Die Beschränkung eindeutiger Zusammenhänge auf den Beginn eines Sonnenfleckenzyklus steht in Übereinstimmung mit den älteren Befunden über eine negative Korrelation zwischen der heliographischen Breite der solaren Herde und den atmosphärischen Vorgängen.

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Summary After a comprehensive report on the dependance of weather elements (temperature, pressure, precipitation, thunderstorms) from the 11,2-respectively the 89-year-cycle of sun-spots, from the 5,6-year partial period and from the solar rotation period of 27 days, statistical connexions between thunderstorms, central meridian passages of sun-spots and isolated magnetic disturbances in Central Europe are examined for periods of little solar activity. The discussion leads to an effect of invasions of the undulatory radiation of the sun wich is indicated only imperfectly and with a delay of 2 to 3 days by magnetic character figures depending on corpuscular emissions. Then the pressure distribution in the environs of an isolated magnetic disturbance (352 cases) is investigated by means of punched cards. In the minimum and rise of sun-spot-cycle exists, 2 to 3 days before the magnetic disturbance, an area of rising pressure moving from northern Europe to SE and an area of falling pressure following from the British Isles to E. An assignment to seasons or to phases of the sun-spot-cycle leads to the same result, according to the quite similar results ofDuell (1948) andKoppe (1950). The limitation of precise correlations to the beginning of sun-spot-cycles is in accordance with former results of negative correlations between heliographic latitudes of active solar centres and atmospheric events.

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Résumé On résume tout d'abord les faits connus concernant la relation entre les éléments météorologiques (température, pression, précipitations, orages) et les cycles de taches solaires de 11,2 respectivement de 89 ans, la période partielle de 5,6 ans ainsi que la période de rotation du soleil de 27 jours. On étudie ensuite par voie statistique les corrélations entre les orages, les passages des taches solaires au méridien central et les perturbations magnétiques isolées observées en Europe centrale aux époques de faible activité solaire. On conclut à un effect déclancheur des variations du rayonnement ondulatoire du soleil, lesquelles ne sont révélées qu'imparfaitement par les caractères magnétiques liés au rayonnement corpusculaire et n'apparaissant qu'avec un retard de deux à trois jours. On a en outre étudié la répartition de la pression au voisinage d'une perturbation magnétique isolée (352 cas au total) au moyen de cartes perforées. Lors d'un minimum de taches et à la montée du cycle des taches solaires il y a un noyau de hausse de pression naissant deux à trois jours avant la perturbation magnétique et qui se déplace du Nord de l'Europe vers le SE, tandis qu'un noyau de baisse le suit des Iles britanniques vers l'Est. Une analyse procédant par saisons ou par phases de taches solaires conduit au même résultat; le matériel deDüll (1948) et deKoppe (1950) fournit des résultats analogues. Le fait que des corrélations nettes ne s'observent qu'au début d'un cycle de taches solaires est en accord avec des études antérieures qui montraient une corrélation négative entre la latitude héliaque des foyers solaires et les phénomènes atmosphériques.

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Mit 6 Textabbildungen.     

The 11-yr ozone modulation of extreme surface air temperatures

Summary The opposite effect of the total ozone on daily maximum and minimum air temperatures is one of the reasons for the failure of the correlation between solar activity and surface air temperature by means of mean daily values. The solar-related fluctuations in the atmospheric total ozone are found to be responsible for the observed correlations between solar activity and separately daily maximum and minimum air temperatures. The present evidence indicates that ozone serves as a stratospheric shutter modulating both the incoming daytime visible solar energy flux and the Earth's night-time upward infrared radiation transferred downward.

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Zusammenfassung Der umgekehrte Effekt des gesamten Ozons auf die Tagesmaxima und -minima der Lufttemperatur ist einer der Gründe für die mißglückte Korrelation zwischen Sonnenaktivität und Oberflächenlufttemperatur, wie sie bis jetzt aus Tagesmittelwerten ermittelt wurde. Die sonnenabhängige Fluktuation im atmosphärischen Gesamtozon erwies sich als Ursache der genannten Korrelation zwischen Sonnenaktivität und täglichen Maxima und Minima der Lufttemperaturen andererseits. Damit wird darauf hingewiesen, daß Ozon als stratosphärischer Absorber sowohl für die tagsüber einfallende sichtbare Sonnenstrahlung als auch für die nächtliche, rücktransferrierte Erdinfrarotabstrahlung wirkt.

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With 1 Figure     

A study of interacting multi-scale wind systems, Canterbury plains, New Zealand

Summary The wind regime of the Canterbury region, New Zealand, is composed of several interacting multi-scale wind systems all of which show strong diurnal periodicity. The dynamic orographic effect of the Southern Alps on the prevailing westerly flow results in perturbations to the pressure field and localized antitriptic airflow. Superimposed on this larger scale process are thermotopographic effects resulting from both regional and local land-sea thermal contrasts and slope heating. These processes act within an hierarchy of scales to produce a complex wind regime characterized by marked temporal variability, a layered vertical structure and the frequent occurrence of convergence lines and shear zones. The synergistic nature of the forcing mechanisms and the tendency for nocturnal decoupling of the boundary layer due to stability variations makes it difficult to differentiate and label discrete wind components.Attempts to simulate this regime using the Colorado State University mesoscale model showed that the model was unable to adequately resolve both the dynamic orographic effect and the local thermotopographic effect because of their differing scales of influence. These results suggest that a more holistic approach to both empirical and theoretical studies in such environments is required if more accurate wind field forecasting is to be achieved.

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Eine Studie zusammenwirkender Windsysteme verschiedener Größenordnungen, Canterbury Plains, Neuseeland

Zusammenfassung Das Windregime des Gebiets von Canterbury, Neuseeland, setzt sich aus verschiedenen zusammenwirkenden Windsystemen verschiedener Größenordnungen zusammen, die alle einen starken Tagesgang aufweisen. Der dynamisch-orographische Effekt der neuseeländischen Alpen auf die vorherrschende Westströmung führt zu Störungen im Druckfeld und lokalen Luftbewegungen im Lee. Diesem großräumigen Prozeß sind thermisch-topographische Effekte überlagert, die sowohl durch regionale als auch lokale thermische Unterschiede zwischen Land und Meer und die Erwärmung der Hangregion hervorgerufen werden. Die Vorgänge spielen sich in einer Hierarchie von Größenordnungen ab. Sie erzeugen ein kompliziertes Windsystem, das durch hohe zeitliche Variabilität, eine schichtweise thermische Struktur und häufige Konvergenz- und Scherungszonen gekennzeichnet ist. Die synergetische Natur der Antriebe und die Tendenz zum nächtlichen Entkoppeln der planetaren Grenzschicht aufgrund von Stabilitätsschwankungen macht es schwer, die einzelnen Windkomponenten zu trennen und zuzuordnen.Die Versuche, dieses Regime mit Hilfe des Mesoscale-Modells der Colorado State University zu simulieren, zeigten, daß es aufgrund der verschiedenen Größenordnungen des Einflusses nicht geeignet war, gleichzeitig den dynamisch-orographischen und den thermo-topographischen Effekt zu reproduzieren. Diese Ergebnisse legen sowohl für empirische wie für theoretische Untersuchungen einen holistischeren Ansatz nahe, um eine genauere Prognose des Windfeldes zu ermöglichen.

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With 11 Figures     

An index to assess agricultural drought in India

Summary Crop drought or moisture stress is a function of the difference between actual evapotranspiration and evapotranspiration requirements of the crop under given atmospheric conditions.In the present work the climatic water balance approach is utilized to develop a crop moisture index for the kharif crop season over India.The difference between actual and climatologically derived evapotranspiration have been accumulated for different consecutive weeks of the crop season and made comparable in time and space through suitable weights. The lowest weighted deficit values have then been used for successive weeks to evolve the Crop Moisture Index. This index enables detection of degree of moisture stress experienced by the crop and can be used in drought monitoring.

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Zusammenfassung Dürre oder Feuchtestreß ist eine Funktion der Differenz zwischen tatsächlicher Verdunstung und dem Verdunstungsbedarf für bestimmte Kulturpflanzen unter gegebenen atmosphärischen Bedingungen. In vorliegender Studie wird die klimatische Wasserbilanz verwendet, um einen Feuchtigkeitsindex für die Kharif-Anbauzeit in Indien zu erstellen.Die Differenz zwischen aktueller und klimatologisch errechneter Verdunstung wurde für einige aufeinanderfolgende Wochen der Erntezeit aufsummiert und durch geeignete Gewichtungen in Zeit und Raum vergleichbar gemacht. Die am wenigsten veränderten Defizitwerte wurden dann für aufeinanderfolgende Wochen zur Errechnung eines Feuchtigkeitsindex herangezogen. Dieser Index ermöglicht die Quantifizierung des für die Pflanzen relevanten Feuchtestresses und kann für die Aufzeichnung von Dürren verwendet werden.

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With 2 Figures     

Contributions to the knowledge of the fluctuations of the Dead Sea level

Summary After an extended critical evaluation of a wealth of historical sources, the history of the Dead Sea level fluctuations is reviewed with accuracy since 1800 (Klein, 1961). Earlier data since 1100 AD based on landmarks and tree-ring data (Klein, 1982, 1985) are also summarized. Since 1930 interannual fluctuations are compared with area-averaged rainfall data from the western and eastern part of the catchment, as well as with rainfall records from Jerusalem and Amman. Correlation analysis lead to two linear regression equations for the period 1930/1931–1962/1963 (undisturbed) and 1963/1964–1983/1984 after diversion of water from Lake Tiberias and Jordan River. From these equations, the average annual effect of this diversion results to about –24 cm; in very moist years this effect is insignificant.

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Zusammenfassung Auf der Grundlage einer kritischen Auswertung einer Fülle von Quellen werden zunächst die Spiegelschwankungen des Toten Meeres seit 1800 genau behandelt (Klein, 1961). Eine zusammenfassende Darstellung der Schwankungen ab 1100 A. D. wird aus historischen Quellen über die Landmarken des Seeufers und Baumringdaten (Klein, 1982, 1985) abgeleitet. Die interannulären Schwankungen des Seespiegels seit 1930 werden verglichen mit Gebietsmitteln des Niederschlages vom westlichen wie vom östlichen Teil des Einzugsgebietes, ebenso mit den Niederschlagsreihen von Jerusalem und Amman. Eine Korrelationsanalyse führt zu zwei linearen Regressionsgleichungen für die ungestörte Periode 1930/1931 bis 1962/1963, sowie für die Periode 1963/1964 bis 1983/1984, nach der Ableitung von Wasser zu Bewässerungszwecken aus dem See Genezareth und dem Jordan-Fluß. Eine Abschätzung des mittleren Effektes aus diesen Gleichungen ergibt etwa –24 cm pro Jahr; in sehr feuchten Jahren ist der Effekt unbedeutend.

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With 4 Figures     

Long-range seasonal rainfall forecast for Zimbabwe and its relation with El-Niño/Southern Oscillation (ENSO)

Summary This investigation shows a fairly definite connection between the mean seasonal rainfall in a rainy season and the ground minimum temperature in the preceding two winter seasons in Zimbabwe. The latter is considered to represent the intensity of the over land high over Botswana and the corresponding degree of cooling of the subcontinent during the winter season. This over land high is related to the east-west overturning Walker Circulation. This relationship emphasizes that the rainfall variability over Zimbabwe is strongly linked to the ENSO phenomenon.The study brings out an empirical relationship between these two factors from which the mean seasonal rainfall over Zimbabwe can be predicted three months before the start of the rainy season. These approaches have been examined against independent data covering a period of 20 years and the results were very encouraging.

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Zusammenfassung Diese Untersuchung zeigt einen ziemlich deutlichen Zusammenhang zwischen dem durchschnittlichen Niederschlag während der Regenzeit und den Bodentemperatur-Minima während der beiden vorhergehenden Winter in Zimbabwe. Letztere Daten sollen die Intensität des Land-Hochs über Botswana repräsentieren und somit das Ausmaß der Abkühlung des Subkontinents während des Winters zeigen. Dieses Land-Hoch steht in Zusammenhang mit der auf Ost—West umschlagenden Walker-Zirkulation. Dies macht deutlich, daß zwischen der Niederschlags-Variabilität über Zimbabwe und dem ENSO-Phänomen ein enger Zusammenhang besteht.Die vorliegende Studie weist einen empirischen Zusammenhang zwischen den beiden Faktoren nach, wodurch eine Vorhersage des durchschnittlichen Niederschlags über Zimbabwe bereits drei Monate vor Beginn der Regenzeit möglich wird. Die genannten Ansätze wurden mit einem unabhängigen Datensatz von 20 Jahren überprüft und durch das Ergebnis in ermutigender Weise bestätigt.

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With 7 Figures     

A study of the seasonal variation of rain-days of different categories in Nigeria in relation to the Miller station types for tropical continents

Summary The seasonal distribution of rain-days of different categories, namely: rain-days of light showers, rain-days of moderate showers and rain-days of heavy rainfall, were analysed for Nigeria in this study. The areal distribution of the seasonal variation types identified for each rainday category was then examined in relation to the zonal pattern of station types derived by Miller (1971) for tropical continents. Both the areal distribution of the seasonal variation types depicted by rain-days of moderate rainfall and by rain-days ofheavy rainfall were found to conform fully to Miller's theoretical model for the country. Only the areal distribution of the seasonal variation types depicted by rain-days of light rainfall was found not to conform to this theoretical model.

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Zusammenfassung In der folgenden Studie wird die jahreszeitliche Verteilung von Regentagen unterschiedlicher Kategorien (d.h. Regentage mit geringem/mäßigem/starkem Niederschlag) für Nigeria untersucht. Die räumliche Verteilung der jahreszeitlichen Variationstypen jeder der untersuchten Kategorien wurde dann mit Millers (1971) Stations-Typen-Muster verglichen. Die räumliche Verteilung der jahreszeitlichen Variationstypen von Regentagen mit mäßigem als auch von solchem mit starkem Niederschlag entsprechen dem theoretischen Modell von Miller für dieses Land; Abweichungen ergeben sich nur für die Kategorie der Regentage mit geringem Niederschlag.

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With 7 Figures     

La dissociation de l'oxygène dans la haute atmosphère

Résumé Une étude des conditions aéronomiques dans la thermosphère inférieure montre que le maximum de la concentration de l'oxygène atomique est situé aux environs de 90 km et ne dépend pas des conditions d'équilibre photochimique. Une telle distribution de l'oxygène atomique permet de souligner les relations existant entre le transport des atomes d'oxygène et l'émission de la raie 5577 Å du ciel nocturne et également les basses températures au-dessus de la mésopause.

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Summary An aeronomic study of departures from photoequilibrium conditions in the lower thermosphere shows that the peak of atomic oxygen concentration occurs in the neighbourhood of 90 km. Its vertical distribution must be associated with the airglow emission at 5577 Å and the low temperatures above the mesopause.

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Zusammenfassung Aus einer Untersuchung der aeronomischen Verhältnisse in der unteren Thermosphäre ergibt sich, daß das Maximum der Konzentration an atomarem Sauerstoff seinen Sitz in ungefähr 90 km Höhe hat und unabhängig ist von den Bedingungen des photochemischen Gleichgewichts. Eine solche Verteilung des atomaren Sauerstoffs gestattet einen Schluß auf die Beziehungen, die zwischen dem Transport der Sauerstoffatome und der Emission der Linie 5577 Å des Nachthimmelslichts sowie den niedrigen Temperaturen oberhalb der Mesopause bestehen.

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Dédié au Dr.Anders K. Ångström à l'occasion de son 70^e anniversaire     

The contribution of months and seasons to fluctuations of the mean annual temperature in eastern Minnesota

Summary The 164-year eastern Minnesota record was analyzed to determine the contribution that each month and season has made to the fluctuations in the annual mean temperature record. The contributions are considered at time scales of years, pentad averages, and decadal averages. Correlation analyses, Cramer tests, and linear trend analyses were used to determine the degreee of influence.The different analysis methods provide a convergence of evidence toward the major conclusion of this investigation: late summer and autumn months and the autumn season have been most influential in determining the fluctuations in the annual mean temperature for pentad and decadal averaging periods.

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Zusammenfassung Die Aufzeichnungen über einen Zeitraum von 164 Jahren aus dem östlichen Minnesota wurden analysiert, um festzustellen, welchen Beitrag jeder Monat und jede Jahreszeit zu den Schwankungen in den Aufzeichnungen über das Temperaturjahresmittel leistet. Die Beiträge werden in Jahreszeiträumen, und zwar im fünfjährigen und zehnjährigen Mittel betrachtet. Zur Bestimmung des Einflußgrades wurden Korrelationsanalysen, Cramertests und lineare Trendanalysen verwendet.Die unterschiedlichen Analysenmethoden liefern Ergebnisse, die auf die wesentliche Schlußfolgerung dieser Untersuchung zusammenlaufen: die Sommer- und Herbstmonate sowie die Jahreszeit Herbst hatten den größten Einfluß auf die Schwankungen im Temperaturjahresmittel für Mittelungsperioden von fünf und zehn Jahren.

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With 2 Figures