Kurzer Bericht über die sedimentpetrographische Untersuchung zweier Lotkerne der Albatross-Expedition

Ohne Zusammenfassung     

Relation of stratospheric-tropospheric mass exchange mechanisms to surface radioactivity peaks

The atmospheric origin of the debris which produced a sudden increase of surface radioactivity is studied. Because all the radioactivity measurements show the mean debris ages to be greater than one hundred days for the entire sequence, the air is inferred to have been of recent stratospheric origin in view of an assumed mean tropospheric debris residence time of one month.The trajectories of the layer which caused the sudden increase in debris concentration were traced isentropically backward from the point of the fallout increase. The computed trajectory is seen to originate in the region traditionally considered to be the jet stream front and is shown definitely to be stratospheric air through potential vorticity considerations. The sinking motion is associated with upper air cyclogenesis and takes place to the rear of this high level cyclone. The air appears to cross the jet axis as viewed on an isobaric surface; but viewed isentropically, the trajectory is seen to slip under the jet core in such manner that no appreciable lateral shears are observed.

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Zusammenfassung Es wird der atmosphärische Ursprung der Ausfallprodukte, die einen plötzlichen Anstieg der Radioaktivität in Bodennähe verursachten, untersucht. Da alle Radioaktivitätsmessungen zeigten, daß das mittlere Alter der Ausfallprodukte in der Meßreihe größer als 100 Tage war, wird geschlossen, daß, im Hinblick auf eine angenommene mittlere Aufenthaltszeit der Ausfallprodukte in der Troposphäre von einem Monat, die Luft nicht lange vorher aus der Stratosphäre zugeströmt sein kann.Die Trajektorien der Schicht, die den plötzlichen Anstieg der Konzentration der Ausfallprodukte verursachte, wurden isentropisch vom Punkt des Anstiegs der Radioaktivität an zurückverfolgt. Die berechnete Trajektorie entspringt in der Region, die gewöhnlich als Jet Stream Front bezeichnet wird. Die Betrachtung der potentiellen Vorticity zeigt, daß die Luft eindeutig stratosphärischen Ursprungs war. Die absinkende Bewegung ist mit einer Zyklogenese in hohen Schichten in Verbindung, sie tritt an der Rückseite dieser Höhenzyklone auf. Bei Betrachtung auf einer Isobarenfläche scheint es, daß die Luft die Jetachse kreuzt; bei isentroper Betrachtung jedoch sieht man, daß die Trajektorie unter dem Jetkern durchschlüpft wobei keine größeren seitlichen Scherungen zu beobachten sind.

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Résumé On recherche l'origine atmosphérique des résidus provoquant un accroissement brusque de la radioactivité au voisinage du sol. Comme toutes les mesures de la radioactivité ont montré que l'âge moyen des produits résiduels des différentes séries de mesure dépassait toujours 100 jours, on en conclut que, en admettant que ces particules se maintiennent en moyenne 1 mois dans la trophosphère, l'air ne parvient pas longtemps auparavant de la stratosphère.On a recherché la trajectoire inverse des masses d'air provoquant un accroissement subit de la retombée radioactive. Pour ce faire, on est parti du point où la dite recrudescence avait été constatée et, par des méthodes isentropiques, on a reconstitué la trajectoire présumée des produits résiduels. Les trajectoires ainsi calculées prennent naissance dans la région dénommée ordinairement Jet Stream Front. L'examen de la vorticity potentielle a montré que l'air a une origine stratosphérique indéniable. Le mouvement subsident est lié à une cyclogénèse à très haute altitude et se produit à l'arrière de la dite dépression. En considérant une surface isobarique, il semble que l'air traverse l'axe du courant. En considérant les choses de manière isentropique, on constate cependant que la trajectoire passe sous le noyau du courant de telle sorte qu'il n'y ait pas de cisaillement latérial appréciable.

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With 11 Figures     

Klimatologische Untersuchung über die geographische Verteilung der Globalstrahlung und der diffusen Himmelsstrahlung

Zusammenfassung Die vorliegende strahlungsklimatologische Studie verfolgt den Zweck, ausschließlich auf Grund von Meßergebnissen anhand ausgewählter Beispiele gegensätzlicher Großaumklimate zunächst die typischen Eigenschaften des Jahresganges der Globalstrahlung (T) und der diffusen Himmelsstrahlung (D) zu untersuchen. In Ergänzung hierzu werden häufigkeitsstatistische Betrachtungen über die Eigenheiten im Verhalten dieser Strahlungselemente im Bereich verschieden beschaffener geographischer Räume angestellt. Dabei zeigt sich, daß neben dem jahreszeitlichen Ablauf auch die Häufigkeitsverteilungen vonT undD sich zur Klimatypisierung heranziehen lassen. Ein besonderes Interesse beansprucht der jahreszeitliche Verlauf des VerhältnissesD/T in den Hauptklimazonen der Erde. Ferner wird die Breitenabhängigkeit der Globalstrahlung (T), der diffusen Himmelsstrahlung (D) und des VerhältnissesD/T behandelt. Hinsichtlich der Höhenabhängigkeit ergibt sich auf Grund des Verhaltens vonT undD für die gemäßigten Breiten eine Abnahme des QuotientenD/T. Den Abschluß bilden strahlungsklimatologische Überlegungen zur Frage der Abhängigkeit des VerhältnissesD/T von der Sonnenscheindauer im Bereich charakteristischer Klimazonen der Erde.

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Summary The present study of radiation climatology, exclusively basing on results of measurements, presents selected examples of contrary large-scale climatic conditions and examines the typical features of the annual variation of global radiation (T) and diffuse sky radiation (D). Supplementary considerations on frequency statistics refer to the peculiarities in the behaviour of these two radiation elements in different geographical areas. It results that beside the seasonal variation frequency distributions ofT andD can be used for a characterization of radiation climates. The seasonal variation of the characteristic ratioD/T in the main climatic zones of the earth is of particular interest. Furthermore, the latitudinal dependency of global radiation (T), diffuse sky radiation (D) and of the ratioD/T is discussed. As to the dependence on altitude the ratioD/T shows a decrease in temperate latitudes on account of the behaviour ofD andT. Finally climatological reflections on the dependence of the ratioD/T on the duration of sunshine in characteristic climatic regions of the earth are discussed.

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Résumé La présente étude de la climatologie du rayonnement a pour but de déterminer les propriétés typiques de l'évolution annuelle du rayonnement global (T) et du rayonnement diffus du ciel (D) et cela exclusivement sur la base de mesures faites et d'exemples choisis parmi des climats très différenciés. En complément, on prend en considération des statistiques de la fréquence des particularités de ces deux éléments à l'intérieur d'aires géographiques de climats divers. On en déduit que, à côté de l'évolution annuelle, la répartition des fréquences deT et deD permettent d'établir le type du climat. L'évolution saisonnière du rapportD/T est tout spécialement intéressant dans les principales zones climatiques de la terre. On considère ensuite la dépendance du rayonnement global (T), du rayonnement diffus du ciel (D) et du rapportD/T de la latitude du lieu. Dans les zones tempérées, le quotientD/T diminue avec l'altitude. L'auteur termine par des réflexions concernant la climatologie du rayonnement en relation avec la dépendance du rapportD/T de la durée d'insolation dans des zones climatiques caractéristiques de notre planète.

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Mit 12 Textabbildungen     

La pénétration de l'air froid dans une vallée alpine

Résumé Les observations de deux stations situées à l'entrée de la vallée du Rhône et à l'intérieur de celle-ci permettent de déterminer dans une certaine mesure comment l'air froid pénètre dans cette longue vallée des Alpes suisses. L'accès se fait beaucoup plus souvent par-dessus les montagnes de l'Ouest ou du Nord que par le chenal de la vallée seulement.

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Summary The observations of two stations at the entrance and in the interior of the Rhône valley allow to a certain degree to determine how cold air penetrates this long extended valley of the Swiss Alps. The influx of air takes much more frequently place over the mountains in the West and North than through the trough of the valley.

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Zusammenfassung Die Beobachtungen von zwei Stationen, die am Eingang und im Inneren des Rhonetals gelegen sind, erlauben einigermaßen festzustellen, wie die Kaltluft in dieses langgestreckte Tal der Schweizeralpen eindringt. Dabei erfolgt der Luftzustrom viel häufiger über die Berge im W und N als ausschließlich durch die Talrinne.

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Avec 1 Figure     

Statistical parameters and percentile values for vector wind shear distributions of small increments

Summary The relationship between the mean of the vector shears and the shear interval is analyzed and linked to the persistence of vector shears with the shear interval. A similar relationship exists between the standard deviation of the vector shears and the shear interval.As the persistence follows an exponential law, decreasing reciprocally with the shear interval, the relationship between mean vector shears and the shear interval h assumes a power law with exponent around 1/2. The exponent of 1/3 found in relationships between extreme values and shear interval may be attributed to deviations of the frequency distribution of vector shear values from the bivariate circular distribution.

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Zusammenfassung Der Zusammenhang zwischen der mittleren vektoriellen Windscherung und dem Scherungsintervall wird analysiert. Dabei kann gezeigt werden, daß diese Beziehung von der Erhaltungsneigung (Persistenz) der Scherungsvektoren mit dem Intervall abhängt. Dasselbe gilt für die Beziehung der Streuungen mit dem Scherungsintervall.Die Persistenz nimmt bei zunehmendem Scherungsintervall nach einem exponentiellen Gesetz ab. Daraus läßt sich ein Exponent für den oben erwähnten und vom Autor an anderer Stelle [7] abgeleiteten Zusammenhang zwischen mittlerer vektorieller Windscherung und Scherungsintervall von ungefährt 1/2 berechnen. Für Extremwerte scheint dagegen der Exponent um 1/3 zu liegen. Dies mag damit erklärt werden, daß Abweichungen von der zweidimensionalen normalen zirkulären Verteilung auftreten, die exponentiell mit wachsendem Scherungsintervall abnehmen und somit den Exponenten verkleinern.

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Résumé On analyse ici la relation existant entre le cisaillement vectoriel moyen du vent et l'intervalle en altitude de ce cisaillement. On peut ainsi démontrer que cette relation dépend de la persistance du vecteur de cisaillement avec l'intervalle. Il en va de même de la relation entre la dispersion et l'intervalle de cisaillement.La persistance diminue exponentiellement avec l'augmentation de l'intervalle. On peut calculer un exposant d'environ 1/2 pour la relation mentionnée plus haut et déduite d'autre par par le même auteur [7]. Dans des cas extrèmes, cet exposant est d'à peu près 1/3. Cela peut être expliqué par le fait que l'on rencontre des écarts de la répartition normale circulaire à deux dimensions. Ceux-ci diminuent exponentiellement avec l'accroissement de l'intervalle de cisaillement et font, par conséquent, diminuer la valeur de l'exposant.

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With 2 Figures     

La constante solar

Zusammenfassung Aus der Temperatur der Sonnenoberfläche und der Entfernung Sonne-Erde ergiebt sich die Solarkonstante 2.4 in Uebereinstimmung mit dem rohen Wert, der die Instrument-Temperatur berücksichtigt. Da an den meisten Observatorien die mittägliche Sonnenhöhe nicht ausreicht für eine genaue Bestimmung der Solarkonstante, wird 2.4 als rohe vorläufige Solarkonstante vorgeschlagen, bis im Laufe der nächsten 2 Jahre eine genauere Bestimmung vorliegt. Vermutlich ist auch die Strahlungskonstante von dem Temperaturfehler beeinflusst.     

The atmospheric tide as a continuous spectrum: Lunar semidiurnal tide in surface pressure

Summary The standard equations for the theory of atmospheric tides are solved here by an integral representation on the continuous spectrum of free oscillations. The model profile of back-ground temperature is that of the U.S. Standard Atmosphere in the lower and middle atmosphere, and in the lower thermosphere, above which an isothermal top extends to arbitrarily great heights. The top is warm enough to bring both the Lamb and the Pekeris modes into the continuous spectrum.Computations are made for semidiurnal lunar tidal pressure at sea level at the equator, and the contributions are partitioned according to vertical as well as horizontal structure. Almost all the response is taken up by the Lamb and Pekeris modes of the slowest westward-propagating gravity wave. At sea level, the Lamb-mode response is direct and is relatively insensitive to details of the temperature profile. The Pekeris mode at sea level has an indirect response-in competition with the Lamb mode-and, as has been known since the time of its discovery, it is quite sensitive to the temperature profile, in particular to stratopause temperature. In the standard atmosphere the Lamb mode contributes about +0.078 mb to tidal surface pressure at the equator and the Pekeris mode about –0.048 mb.The aim of this investigation is to illustrate some consequences of representing the tide in terms of the structures of free oscillations. To simplify that task as much as possible, all modifying influences were omitted, such as background wind and ocean or earth tide. Perhaps the main defect of this paper's implementation of the free-oscillation spectrum is that, in contrast to the conventional expansion in the structures of forced oscillations, it does not include dissipation, either implicity or explicity, and thus does not satisfy causality. Dissipation could be added implicity by means of an impedance condition, for example, which would cause up-going energy flux to exceed downgoing flux at the base of the isothermal top layer. To achieve complete causality, however, the dissipation must be modeled explicity. Nevertheless, since the Lamb and Pekeris modes are strongly trapped in the lower and middle atmosphere, where dissipation is rather weak (except possibly in the surface boundary layer), more realistic modeling is not likely to change the broad features of the present results.Symbols a earth's mean radius; expansion coefficient in (5.3) - b recursion variable in (7.4); proximity to resonance in (9.2) - c sound speed in (2.2); specific heatc _p in (2.2) - f Coriolis parameter 2sin in (2.2) - g standard surface gravity - h equivalent depth - i ; discretization index in (7.3) - j index for horizontal structure - k index for horizontal structure; upward unit vectork in (2.2) - m wave number in longitude - n spherical-harmonic degree; number of grid layers in a model layer - p tidal pressure perturbation; background pressurep ₀ - q heating function (energy per mass per time) - r tidal state vector in (2.1) - s tidal entropy perturbation; background entropys ₀ - t time - u tidal horizontal velocityu - w tidal vertical component of velocity - x excitation vector defined in (2.3); vertical coordinate lnp _*/p ₀ [except in (3.8), where it is lnp /p ₀] - y vertical-structure function in (7.1) - z geopotential height - A constant defined in (6.2) - C spherical-harmonic expansion coefficient in (3.6) - D vertical cross section defined in (5.6) and (5.9) - E eigenstate vector - F vertical-structure function for eigenstate pressure in (3.2) [re-defined with WKB scaling in (7.2)] - G vertical-structure function for eigenstate vertical velocity in (3.2) [re-defined with WKB scaling in (7.2)] - H pressure-scale height - I mode intensity defined in (8.1) - K quadratic form defined in (4.4) - L quadratic form defined in (4.4); horizontal-structure magnification factor defined in (5.11) - M vertical-structure magnification factor defined in (4.6) - P eigenstate pressure in (3.2); tidal pressure in (6.2) - R tidal state vector in (5.1) - S eigenstate entropy in (3.2); spherical surface area, in differential dS - T background molecular-scale (NOAA, 1976) absolute temperatureT ₀ - U eigenstate horizontal velocityU in (3.2); coefficient in (7.3) - V horizontal-structure functionV for eigenstate horizontal velocity in (3.2); recursion variable in (7.3) - W eigenstate vertical velocity in (3.2) - X excitation vector in (5.1) - Y surface spherical harmonic in (3.7) - Z Hough function defined in (3.6) - +dH/dz - (1––)/2 - Kronecker delta; Dirac delta; correction operator in (7.6) - equilibrium tide elevation - (square-root of Hough-function eigenvalue) - ratio of specific gas constant to specific heat for air=2/7 - longitude - - - background density ₀ - eigenstate frequency in (3.1) - proxy for heating functionq =c _P/t - latitude - tide frequency - operator for the limitz - horizontal-structure function for eigenstate pressure in (3.2) - Hough function defined in (6.2) - earth's rotation speed - horizontal gradient operator - ()₀ background variable - ()_* surface value of background variable - () value at base of isothermal top layer - Õ state vector with zerow-component - , energy product defined in (2.4) - | | energy norm - ()^* complex conjugate With 10 Figures     

A Modified Form of Mild-Slope Equation with Weakly Nonlinear Effect

Nonlinear effect is of importance to waves propagating from deep water to shallow water.Thenon-linearity of waves is widely discussed due to its high precision in application.But there are still someproblems in dealing with the nonlinear waves in practice.In this paper,a modified form of mild-slope equa-tion with weakly nonlinear effect is derived by use of the nonlinear dispersion relation and the steady mild-slope equation containing energy dissipation.The modified form of mild-slope equation is convenient to solvenonlinear effect of waves.The model is tested against the laboratory measurement for the case of a submergedelliptical shoal on a slope beach given by Berkhoff et al,The present numerical results are also comparedwith those obtained through linear wave theory.Better agreement is obtained as the modified mild-slope e-quation is employed.And the modified mild-slope equation can reasonably simulate the weakly nonlinear ef-fect of wave propagation from deep water to coast.     

Nickel-copper mineralization at Talnotry,Newton Stewart,Scotland

Summary Nickel-copper mineralization occurs near the base of a diorite intrusion close to its contact with hornfelsed Ordovician and Silurian shales and greywackes. The principal ore minerals are nickeline, gersdorffite, pyrrhotine, pentlandite and chalcopyrite with minor amounts of molybdenite, tellurobismutite, gold, sphalerite and argentopentlandite. Pyrite, marcasite, violarite and goethite also occur but are interpreted as later alteration products. Much of the pyrrhotine-rich mineralization at the base of the intrusion is in the form of blebs and interstitial aggregates with amphiboles, plagioclase feldspar, biotite, chlorite and quartz. Chalcopyrite-rich and nickeline-gersdorffite-rich mineralization occurs above this and immediately below unmineralized diorite in the form of patches, lenticular masses and stringers along joints and fractures.Whole rock and ore analyses and electron microprobe data on the silicates, sulphides and sulpharsenides are presented.The unmineralized diorite has low SiO₂ and high MgO contents compared to typical diorites and relatively high Cr, Ni and Ti trace element values. In the mineralized diorite, platinum-group elements occur in very low concentrations in the pyrrhotineand chalcopyrite-rich assemblages but Pt, Pd and Au show significant enrichment in the nickeline-gersdorffite-rich mineralization.A magmatic origin for the mineralization is proposed rather than formation by hydrothermal solutions or metasomatism.

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Die nickel-kupfer vererzung von Talnotry, Newton Stewart, Schottland

Zusammenfassung Die Nickel-Kupfer Vererzung befindet sich im Kontaktbereich einer Dioritintrusion mit hornfelsdurchdrungenen silurischen und ordovizischen Grauwacken. Die am häufigsten auftretenden Erzmineralien sind Nickelin, Gersdorffit, Pyrrhotin, Pentlandit, und Chalcopyrit mit kleineren Mengen von Molybdenit, Tellurwismuth, Gold, Sphalerit und Argentopentlandit. Weiters treten als spätere Umwandlungsprodukte Pyrit, Markasit, Violarit und Goethit auf. Ein großer Teil der Pyrrhotin-reichen Vererzung am Fuße des eingedrungenen Diorits bildet fleckige, lückenfüllende Aggregate zwischen den Silikatphasen (Amphibol, Plagioklas, Biotit, Chlorit, Quarz). Die Chalcopyrit- und Nickelin-Gersdorffit-reiche Vererzung tritt zwischen dem unvererzten Diorit im Hangenden und der Pyrrhotin-reichen Vererzung im Liegenden als linsige, lappenartige Konzentration und entlang von Fugen und Brücken auf.Vollgesteins-Analysen sowie ausgewählte Erzanalysen und Mikrosondenergebnisse der Silikate, Sulfide und Sulfarsenide liegen vor.Im Unterschied zu den typischen Dioriten zeigt der unvererzte Diorit einen niedrigen SiO₂ und hohen MgO Gehalt und relativ hohe Cr, Ni und Ti Spurenelementwerte. Die Platingruppenelemente sind in den Pyrrhotin- und Chalcopyrit-reichen Vererzungen nur schwach vertreten, jedoch sind Pt, Pd und An in der Gersdorffit-reichen Vererzung stark angereichert.Ein magmatischer Ursprung dieser Vererzung, im Gegensatz zu einer metasomatischen Entstehung oder Bildung aus hydrothermalen Lösungen wird vermutet.

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With 3 Figures     

Reproductive biology of Parazoanthus axinellae (Schmidt, 1862) and Savalia savaglia (Bertoloni, 1819) (Cnidaria,Zoantharia) from the NW Mediterranean coast

Despite the wide distribution of zoanthids, little is known about their pattern of reproduction. Here we investigate the reproductive biology of two Mediterranean species, the common Parazoanthus axinellae (Schmidt) and the rare Savalia savaglia (Bertoloni). For both species, samples were collected during an annual cycle, from January to December 2005, in the Western Mediterranean (Ligurian Sea, Italy). Both species are gonochoric. In P. axinellae the sex‐ratio (n colonies = 30) showed a slight predominance of male colonies (M/F = 1.35), whereas in the population of S. savaglia (n colonies = 15) a predominance of females was found (M/F = 0.3). In P. axinellae the first gametocytes were visible in March, whereas in S. savaglia they became visible in May. Both species reproduce at the end of autumn when seawater temperature begins to decrease. Parazoanthus axinellae (10 m depth) spawns eggs and sperms in November, whereas S. savaglia (67 m depth) spawns in December. In P. axinellae sexes were segregated on a rocky wall, with males occurring deeper, whereas male and female colonies of S. savaglia were irregularly dispersed in the population. The maximum number of oocytes differed between the species, being higher in P. axinellae than in S. savaglia.