Ein Differenzengleichungssystem zur Ermittlung instationärer Bewegungen in einem Meer mit geringer Turbulenzreibung

Zusammenfassung Es wird ein auf Probleme der dynamischen Meteoro-Hydrographie erfolgreich angewandtes Differenzengleichungssystem er?rtert, dessen numerische Stabilit?t, unabh?ngig von der geographischen Breite, auch bei gro?er Tiefe und sehr kleinem Horizontaldiffusionskoeffizienten gew?hrleistet ist. Für Anwendungen auf meridional stark ausgedehnte Ozeane, z. B. bei Gezeitenrechnungen, werden die durch Verwendung von Kugelkoordinaten erforderlichen Erweiterungen abgeleitet.

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A system of finite difference equations for computations of instationary motions in an ocean with small eddy viscosity

Summary A system of finite difference equations successfully applied to some problems of dynamical meteoro-hydrography is discussed. Its numerical stability may also be fitted in cases of very small horizontal eddy diffusity and large depths independend of the latitude. For the purpose of applications to meridionally far extended oceans, for instance when dealing with tidal computations, the necessary completations due to the employment of spherical polar coordinates are derived.

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Un système d'équations aux différences finies permettant le calcul de mouvements non stationnaires dans une mer à faible frottement de turbulence

Résumé On discute d'un système d'équations aux différences finies appliqué avec succès à des problèmes de météoro-hydrographie dynamique. Du fait de sa stabilité numérique, indépendante de la latitude, ce système reste également valable dans le cas des grandes profondeurs et pour de très faibles coefficients de diffusion horizontale. Pour ses applications dans les océans à grande extension méridienne, par exemple aux calculs de marées, on en tire les développements que nécessite l'emploi de coordonnées sphériques.

     

Erfahrungen mit einem neuen Ueberzug der Lamellen des Bimetallaktinographen Fuess-Robitzsch

Zusammenfassung Der Anstrich der Lamellen des Bimetallaktinographen zerfällt relativ rasch, was eine Abnahme der Empfindlichkeit zur Folge hat. Es werden die in den Jahren 1946–52 gesammelten Erfahrungen mit einem neuen Ueberzug der Lamellen mitgeteil: Während mindestens fünf Jahren bleiben die Eichfaktoren konstant.

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Summary The coat of painting of the laminas of the Bimetallactinograph wears off rather quickly which causes a decrease of the sensitiveness. In the present paper seven years experiences (1946–52) with a new coating of the laminas are being reviewed: During at least 5 years the calibration factors remain constant.

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Riassunto La vernice delle lamelle dell'attinografo bimetallico si guasta relativamente in fretta, ciò che ha come conseguenza una diminuzione della sensibilità. Vengono comunicate le esperienze, raccolte durante gli anni 1946–52, con un nuovo strato di vernice: durante almeno cinque anni i fattori di taratura rimangono costanti.

     

Spontane Bildung negativer Raumladungen in einem maritimpolaren Luftkörper mit hoher Aerosolkonzentration

Zusammenfassung In einem maritim-tropischen Luftkörper wurde während mehrerer Tage beobachtet, dass sich in 50–200 m über dem Boden spontan negative Raumladungen ausbilden, wenn kalte Hangabwinde in die bodennahe Luftschicht eindringen und sich mit der vorher vorhanden gewesenen erwärmten Luft turbulent vermischen. Der «luftelektrisch aktivierbare» Luftkörper zeichnete sich durch extrem hohe Aerosolkonzentration aus. Das Partikelspektrum war in Richtung auf grobe Aerosolkomponenten verschoben.

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Summary Spontaneous formation of negative space charges 50–200 m above the ground has been observed for several consecutive days in a warm maritime (mT) air mass penetrated by cold mountain-slope winds; the cold air underwent turbulent mixing with the pre-existing warm air. The electrifiable airspace was characterized by an extremely high aerosol concentration, with the size distribution spectrum shifted from the normal toward a significantly increased incidence of coarse particles.

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Physikalisch-Bioklimatische ForschungsstelleGarmisch-Partenkirchen der Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung.     

Schwerestörungen im östlichen Mittelmeer nach Messungen mit einem Askania-Seegravimeter

Zusammenfasung Das Gebiet der großen Schwereanomalien um Kreta wurde Ende 1961 durch kontinuierlich vermessene Gravimeterprofile genauer untersucht. Zusammen mit den Ergebnissen früherer Pendelmessungen im U-Boot konnte ein detaillierter Isanomalenplan der Freiluftschwere des gesamten östlichen Mittelmeeres (Tafel 3) gewonnen werden. Daraus wurden die Bougueranomalien und die isostatischen Anomalien berechnet und in farbigen Kartendarstellungen (Tafel 4 und 5) wiedergegeben.Der Vergleich zwischen zwei gleichzeitig eingesetzten Askania-Seegravimetern (Abb. 3) ergibt eine Instrumentengenauigkeit von etwa 2 mgal für die in Fahrt gemessenen Schwerewerte. Hierzu kommen mittlere Fehler von etwa 5–6 mgal aus Unsicherheiten in der Positionsbestimmung (Eötvöseffekt), der Geländekorrektion und der isostatischen Kompensation. Somit sind die Freiluftanomalien auf etwa ±6 mgal, die Bougueranomalien auf etwa ±8 mgal und die isostatischen Anomalien auf etwa ±10, mgal genau anzugeben. Bei der Größe der Anomalien, die positive und negative Werte bis zu 200 mgal annehmen können ist diese Genauigkeit durchaus zufriedenstellend.Die gravimetrische Vermessung zeigt, daß das östliche Mittelmeer zum großen Teil den Gleichgewichtszustand noch nicht erreicht hat. Die Ausgleichsbewegungen sind in den einzelnen Teilgebieten verschieden weit fortgeschritten, am wenigsten in der Umgebung von Kreta.Die heutige Morphologie dieses Gebietes hat sich wahrscheinlich durch Aufsteigen des Meeresbodens im Ägäisraum und Absinken außerhalb des Inselbogens Kythera-Kreta-Rhodos entwickelt. Wenn man annimmt, daß vor Einsetzen dieser Bewegung Isostasie herrschte, müßte das Meer im Mittel etwa 1500 m tief gewesen sein.Aus der Kombination der Schwereanomalien mit der heutigen Morphologie in der dem Inselbogen vorgelagerten Ringzone (blau II auf Tafel 6) ergibt sich eine mittlere Gesteinsdichte von etwa 3,0 g/cm³. Zwischen diesem Gebiet und dem in fast vollkommenem Gleichgewichtszustand befindlichen südöstlichen Levantemeer (grün IV, Tafel 6) liegt eine Übergangszone (rot III, Tafel 6), die sich — ebenso wie die Ägäis — durch einen nicht ausgeglichenen Dichteüberschuß von etwa 2,1 g/cm³ auszeichnet.

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Gravity anomalies in the Eastern Mediterranean as measured with the Graf-Askania sea gravimeter

Summary At the end of 1961, the area round the isle of Crete distinguished by large gravity anomalies was subjected to thorough investigations and for this purpose continuous gravity profiles were run. The material of the above research and the results of former submarine pendulum measurements were included in a detailed isogam map of free-air anomalies of the whole Eastern Mediterranean (plate 3). From this map the Bouguer anomalies and the isostatic anomalies were derived and represented on coloured maps (plates 4 and 5).A comparison of two Askania sea gravimeters (fig. 3) operated simultaneously, demonstrates an instrumental accuracy of about 2 mgals for the gravity values measured from the ship underway. In addition, there resulted mean errors of about 5–6 mgals from uncertainties in the determination of the position (Eötvös effect), in the terrain correction, and in the isostatic compensation. The freeair anomalies are thus to be stated with an accuracy of about ±6 mgals, the Bouguer anomalies with an accuracy of about ±8 mgals and the isostatic anomalies with about ±10 mgals. Considering the fact, that the anomalies can assume positive and negative values of up to 200 mgals, this accuracy is completely sufficient.The measurement of gravity shows that the Eastern Mediterranean has, to a great extent, not yet reached the state, of equilibrium. The movements of compensation have developed differently in the individual parts of the area; the least advance is found in the area of the isle of Crete.The present morphology of this area has probably developed from an uplifting of the sea bottom of the Aegean Sea and a depression outside the island arc Kithira-Crete-Rhodes. Taking into account that before the beginning of this movement isostasy prevalied, the medium depth of the water must have been about 1500 metres.The combination of gravity anomalies with the present morphology of the ring zone extending in front of the three islands of kithira, Crete and Rhodes (bule II on plate 6) results in a mean density of the substratum of about 3,0 g/cm³. The extreme south-east of the Mediterranean, however, is in almost complete equilibrium (green IV, on plate 6). Between these two zones (blue II and green IV on plate 6) lies a transition zone (red III on plate 6) showing — like the Aegean Sea — an unbalanced density contrast of about 2,1 g/cm³.

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Anomalies de presanteur en Méditerranée orientale, suivantles enregistrements avec le gravimètre de mer Askania

Résumé Vers la fin de 1961, les parages autour de la Candie, marqués de grandes anomalies de pesanteur, ont été l'objet des enregistrements précis et continus de l'intensité de gravité, exécutés à bord d'un navire en route. Les résultats de ces recherches ainsi que ceux des mesures pendulaires antérieures faites à bord d'un sous-marin, pouvaient être réunis sur une carte montrant en détail les courbes iso-anomales des anomalies totales mesurées de toute la Méditerranée orientale (planche 3). On se servait de cette carte pour en déduire les anomalies d'après Bouguer et les anomalies isostatiques pour les représenter sur des cartes multicolores (planches 4 et 5).La comparaison de deux gravimètres de mer Askania (fig. 3), actionnés simultanément, faisait la preuve d'une précision d'enregistrement de 2 mglas environ pour les valeurs gravimétriques mesurées à bord d'une navire en route. De plus, il faut tenir compte des erreurs moyennes d'environ 5–6 mgals dues aux déterminations un peu insécures de la position (effet d'Eötvös) et aux insécurités de la correction du terrain et de la compensation isostatique. On doit, donc, indiquer les anomalies totales mesurées à ±6 mgals environ, près, les anomalies de Bouguer à ±8 mgals environ près et les anomalies isostatiques à ±10mgals environ près. Tenant compte du fait que les anoamlies peuvent atteindre de valeurs positives ou négatives jusqu' à 200 mgals, cette précision est bien satisfaisante.Les enregistrements gravimétriques montrent que la Méditerranée orientale est encore loin d'avoir atteint son état d'équilibre. Les mouvements de compensation ont fait des progrès inégaux dans les diverses parties de la Méditerranée orientale; le moindre progrès a été constaté aux alentours de la Candie.La morphologie actuelle de cette région paraît être le résultat d'un soulevèment du fond de la mer Egée et d'un affaisement du fond au dehors, du cordon des îles de Cythérée, de Candie et de Rhodes. Lorsqu'on suppose que le commencement de ces mouvements était précédé d'un état d'isostasie, la profondeur moyenne de la mer aurait été de 1500 mètres environ.De l'association des anomalies de pesanteur avec la morphologie actuelle de la région circulaire, qui s'étend devant, le cordon des îles de Cythérée, de Candie et de Rhodes (no. II, bleu, planche 6) résulte une densité moyenne du substratum d'environ 3,0 g/cm³. La partie de l'extrème sud-est de la Mediterranée (no. IV, vert, planche 6) se trouve, cependant, dans un état d'istostasie presque parfait. Entre ces deux zones (nos. II, bleu, et IV, vert, planche 6) s'étend une zone de transition (no. III, rouge, planche 6) qui est, comme la mer Egée, caractérisée par un excès non-compensé de densité de 2,1 g/cm³ environ.

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Inhalt eines Vortrages, gehalten auf der 25. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft im April 1963 in Bochum.     

Gewinnung repräsentativer Wassermischproben mit einem einfachen kontinuierlichen Sammelgerät

The sampling device consists of a weighted wide-necked bottle with a siphon pipe inserted in its top through which water enters the bottle while air escapes out of the bottle through a pipe with a valve that is inserted in the top, too. Due to the variable setting of the valve the period of time for the filling of the bottle can be controlled between few minutes and up to 24 h.     

Kohlendioxid-Messungen in einem Durchfluß-Meßsystem mit einem neu entwickelten CO2-Sensor am Beispiel eines Hartwassersees (Willersinnweiher, Ludwigshafen am Rhein)

The concentrations of free dissolved carbon dioxide in lake water were measured with a newly developed CO₂ sensor, which was installed in a through-flow measurement system. The results of measurements demonstrate the CO₂ dynamics in lake Willersinnweiher. The CO₂ concentrations showed a correlation with the oxidation of CH₄ in the metalimnion and caused shifts in the carbonate system, thus affecting the autochthonous precipitation and dissolution of calcite.

From the results of measurement appears that the CO₂ sensor is capable of very exact measurements of dissolved free CO₂ in lake water. At the same time, the parameter is easily determined in the field without large expenditures.     

Vorkommen und Bewertung polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe in einem mit kommunalen und industriellen Abwässern belasteten Fließgewässer

The river with a catchment of 5,400 km² is investigated over a length of 230 km at seven stations for the total concentration of six polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and the total of three carcinogenic polycyclic substances (CPS) in the water by means of thin-layer chromatography. The maximum load occurs in the lower course downstream of large industrial wastewater introduction points with 5.1 μg/l polycyclic aromatic hydrocarbons, whereas in the upper course the maxima are at 2 … 3 μg/l polycyclic aromatic hydrocarbons for a mainly municipal pollution. The average daily load increases from 0.146 kg/d PAH and 0.048 kg/d CPS to 4.168 and 1.401 kg/d, respectively. In the flowing water there cannot be observed any self-purification concerning these substances, by an interconnected storage reservoir seston is reduced and thus also the PAC-concentrations are reduced by 50 … 60%. The PAH-concentration shows a significant positive correlation with the COD-Mn and the ammonium concentration. There is also a good agreement between the concentrations measured and the concentrations calculated from the wastewater load in the longitudinal section of the river.     

Magnetotellurisches feld in einem homogenen anisotropen medium

Резюме Рассматривается теория распространения плоских электромагнитнЫх волн в однородной анизотропной среде, где одна ось совпадает с направлением распространения электроманитной волны. БЫли вЫведенЫ вЫражения для главнЫх значений тензора проводимости и азимута одной главной составляющей тензора проводимости. Приводится также описание метода посредстввом которого приведеннЫе вЫше параметрЫ можно определить.

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Anschrift: Boční II, Praha 4-Spořilov.     

Biologische Aufbereitung eines BTEX-belasteten Grundwassers in einem Festbettreaktor

Biological Treatment of a BTEX-contaminated Groundwater in a Fixed-bed Reactor Conditions for the on-site operation of a fixed-bed bioreactor for remediation of contaminated groundwater were simulated and optimized in the laboratory. Two carrier materials, polypropylene rings and porous clay beads were compared. Laboratory experiments revealed that the originally planned aeration rate of 100 m³ h^–1 for the on-site-reactor (working volume 10.6 m³) had to be reduced to less than 0.7 m³ h^–1 to avoid complete stripping of BTEX-compounds and to allow biofilm formation on the carrier material. The high ground water flow rate of 5 m³ per square meter of reactor surface area and hour did not prevent biofilm formation. With a bubble-free aeration system in the fixed-bed reactor with clay beads that contained an active biofilm on the surface, 97% of benzene and 99% of the total BTEX-compounds were eliminated by respiration within one hour residence time. In the reactor with polypropylene rings, only 94% of the benzene and 83% of the total BTEX-compounds were degraded under similar conditions. Thus, for BTEX-elimination clay beads performed better in the fixed-bed reactor than the polypropylene rings.     

Mathematische Modelle zur Simulation von Zirkulationsströmungen in einem See

The three-dimensional, finite-difference model of R.L. Street (Stanford University) has been adapted at the simulation of wind-induced currents in the northern basin of the Lake of Lugano. The model makes use of complete Navier-Stokes equations and a dynamical algorithm to calculate the eddy viscosity. The model predictions are compared with data collected in the measure campaign of 1979. A further application of the model is the cold inflow simulation in a stratified basin with inclusion of turbulent vertical exchange processes. A two-dimensional version of the model, which assumes an hydrostatic pressure distribution, is utilized to simulate the thermal sommer development of the Lake of Lugano, during 40 days. The model includes the thermical interactions and the wind influence. The results obtained show the possible application of the three-dimensional model to the currents simulation in lake basins. The two-dimensional model may be utilized to predict the development of a basin subject to a thermal load.      

Die Rekonstruktion früherer Stoffrachten in einem See mittels Sedimentuntersuchungen

A mathematical model is presented describing the vertical concentration gradient of a chemical species in the sediments of a lake as a function of external input variation and of characteristic parameters (mass sedimentation rate or sinking velocity, distribution factor between dissolved and particulate phase, hydraulic loading). Delayed response of external input variations on sedimentation due to finite species residence times is taken into account. The model is tested for Pb, Cd, Cu, and Zn in Greifensee (Switzerland) where—based on sediment data—an increase of external input of these metals by a factor 2.5 (Pb, Cd, Cu) and 4 (Zn) is found for the last 35 years.      

Ausbreitung eines Abwasserauftriebstrahls in einem See Verifikation eines mathematischen Modells in der Natur

The object in view—namely the recording of the trajectory of a buoyant jet in stratified lake and the comparison of this trajectory with that predicted by a mathematical model developed at the VAW—was achieved to a great extent. The field experiments were performed in the summer of 1981 in Lake Hallwil. The comparison shows that, given the same conditions, the results obtained from the mathematical model agree with the measured quantities. Although the final layer where the jet levels appears to be at a greater depth than predicted, the horizontal and vertical spreading of the jet and its dilution accord well with the theory.     

Gleichzeitige Messungen des Seegangs mit nicht-stabilisierten Beschleunigungsschreibern an Orten mit unterschiedlicher Wassertiefe in der Deutschen Bucht

Zusammenfassung Es werden Ergebnisse von simultanen Seegangsmessungen an sieben Pl?tzen mit verschiedener Wassertiefe im Küstengebiet der Deutschen Bucht behandelt. An Hand einiger Gegenüberstellungen wird dargelegt, in welcher Weise die Windsee mit abnehmender Wassertiefe niedriger und kürzer wird.

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Simultaneous measurements of waves by means of non-stabilized recording accelerometers at various places in the German Bight with different water depths

Summary Treated are the results of simultaneous measurements of waves at seven places in the coastal area of the German Bight with different water depths. A comparison demonstrates the way in which the wind sea is getting lower and shorter with decreasing water depth.

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Mesures simultanées de l'agitation de la mer avec accéléromètres enregistreurs non stabilisés en points de profondeurs différentes de la Baie Allemande

Résumé On a traité les résultats obtenus de mesures simultanées de l'agitation de la mer en sept endroits de profondeurs différentes dans les eaux c?tières de la Baie Allemande. En utilisant quelques comparaisons on expose de quelle manière la mer due au vent diminue de hauteur et de longueur en même temps que la profondeur.