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

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

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

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

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Mit 4 Textabbildungen     

A study to explain the emission of nitric oxide from a marsh soil

In the period 18–21 September 1989, soil NO emission was studied at Halvergate Marshes, Norfolk (U.K.) within the framework of the BIATEX-LOVENOX joint field experiment. Using a dynamic chamber technique, 186 measurements at four plots were performed showing a net NO flux of 7.2–14.6×10^–12 kgN m^–2 s^–1. Soil samples from a soil profile (1.0 m) at a representative site and from the uppermost layer (0.1 m) of each of the four plots were sent to the laboratory for (a) detailed physical and chemical soil analysis, (b) determination of NO production rates, NO uptake rate constants, and NO compensation mixing ratios, and (c) characterization of the microbial processes involved. A diffusive model (Galbally and Johansson, 1989) was applied to the laboratory results to infer NO fluxes of the individual soil samples. When we compared these fluxes with those measured in the field, we found agreement within a factor 2–4. Furthermore, laboratory studies showed, that NO was produced and consumed only in the upper soil layer (0–0.1 m depth) and that the NO production and consumption activities observed in the Halvergate marsh soil were most probably due to the anaerobic metabolism of denitrifying bacteria operating in anaerobic microniches within the generally aerobic soil.     

Tectonometamorphic evolution of the Neoproterozoic Delgo suture zone,Northern Sudan

In the area around Delgo in north-east Sudan a narrow NNE-trending Neoproterozoic belt of low grade volcanosedimentary rocks is fringed by high grade migmatitic basement blocks. The volcanosedimentary sequence is structurally overlain by a rock body of several kilometres length, which is composed of metamorphosed ultramafic and mafic rocks. This sequence is interpreted as an island arc-ophiolite association representing a suture zone.With respect to their degrees of metamorphism and their structural characteristics, the lithological units of the Delgo area are significantly different from the adjacent basement rocks in the east and west. The lithological contacts of the metavolcanic-metasedimentary rocks with the basement rocks are often marked by intermediate-dipping mylonites which are locally overprinted by ductile to brittle-ductile strike-slip faults.The Delgo suture evolved through the subduction-related closure of an oceanic basin and final collision of the island arc with the migmatitic basement blocks on either side of the oceanic basin. Peak metamorphism of deeply buried back-arc basin sequences occurred at around 700 Ma ago. During the collision stage, island arc rocks, passive margin sequences and ophiolitic rocks were thrust to the east and west over the basement blocks, causing limited crustal thickening and a minor isostatic rebound.Lithospheric extension associated with increasing heat flow caused migmatization in the basement between ca. 580 and 540 Ma ago. The development of numerous intermediate-dipping mylonitic shear zones at decreasing temperatures post-dates the migmatization. Lithospheric extension may explain the juxtaposition of rocks which were formed and/or metamorphosed at significantly different crustal levels.     

黄河矿晶体结构的重新测定及空间群对称的讨论

黄河矿 BaCe(CO₃)₂F(a=0.5072(1)nm,c=3.846(1)nm;V=856.8×10^-3nm³;Z=6)晶体结构的重新测定,采用中心对称空间群 R3m-D_3d⁵,基于337个可观察的单晶 X 射线数据(I>2σ₁)和30个可变参数,R=0.031。原子坐标和均方根振幅(据各向异性位移参数计算,O.013-0.025nm)表明,没有必要降低对称性,即没有必要采用相应的非中心对称空间群或其它次群。黄河矿的结构中,原子形成似层状排列,且垂直于 c 轴;碳酸根通过 Ba 与 Ce 的联结形成三维结构。C(1)O₃,和 C(2)O₃,中的 C 原子偏离三个氧组成的平面,其偏离的距离分别为0.0066(15)nm 和 0.0029(15)nm。     

Landsat-Bilder der Antarktis

Zusammenfassung Im antarktischen Sommer 1979/80 führte die Deutsche Antarktis-Expedition Nord-Victorialand (Ganovex 1979) geowissenschaftliche Untersuchungen im nördlichen Victorialand durch. Von einem Teilgebiet an der Nordostecke von Victorialand, westlich des Ross-Meeres, werden Bilder des SatellitenLandsat vorgestellt. Diese Aufnahmen sind die ersten Versuche einer digitalen Bildverarbeitung für dieses Gebiet. Sie lassen aber schon den Wert besonders für die Glaziologie, Geomorphologie und Geologie erkennen.

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In the Antarctic summer of 1979/80 the German Antarctic North Victoria Land Expedition (Ganovex 1979) carried out geoscientific investigations in the northern part of Victoria Land.Landsat satellite images from a section of the northeastern corner of Victoria Land, west of the Ross Sea, are described. These photos represent the first digital image processing for this area. Their value can be discerned already, especially in terms of our knowledge on the glaciology, geomorphology, and geology of this region.

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Résumé Au cours de l'été antarctique 1979/1980, l'Expédition Allemande Antarctique de la Terre Victoria (Ganovex 1979) a effectué des recherches géoscientifiques sur la partie nord de la Terre Victoria. Nous présentons ici des images du satelliteLandsat de la partie nord-est de la Terre Victoria à l'ouest de la Mer de Ross. Ces images représentent le premier essai d'un traitement digital par images sur cette région. La valeur de ces essais est déja evidente en glaciologie, géomorphologie et géologie.

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(GANOVEX 1979) 1979/80 . - LANDSAT. , .

     

The variation in suspended sediment and water properties in the flood-water front traversing the tidal flat

The initial flooding waters from twenty-four consecutive tides were examined for changes in water properties as the flood-front traversed the intertidal zone. The flood-front water temperature depended on the time of flooding as well as the sun’s insolation. On warm sunny days, the water temperature at the leading edge of the tide successively increased as the water flooded the tidal flat. In contrast, during cloudy days, and early morning and evening samplings, the flood-front water decreased during flooding. Flood-front water temperatures on warm days exceeded 34°C, some 15°C higher than the water observed in the deeper tidal channels. Flood-front salinities increased progressively across the intertidal zone regardless of local weather conditions, and were primarily controlled by mixing of surface waters with interstitial waters during the flooding process. Particulate matter concentrations were dependent on the interaction between small amplitude waves and varying intertidal bottom slope. Extreme variability in the particulate matter concentration across the tidal flat was in part caused by alternate resuspension and settling of fecal pellets composed of silty-clay aggregates which partly form the bottom sediment of the test area. The texture of the suspended particulate matter coarsens near shore, where wave resuspension became more effective on a steeper portion of the intertidal zone. *** DIRECT SUPPORT *** A01BY009 00003     

Phase relations and metamorphic history of a clinohumite-chlorite-serpentine-marble from the Western Tauern Area (Austria)

Several different metamorphic events — an early or prevariscian regional, a variscian contact and the alpine regional — on marbles from the Schlegeistal (Western Tauern Area, Tyrol, Austria) have resulted in a great variety of mineral assemblages. These assemblages include calcite, dolomite, tremolite, diopside, forsterite, clinohumite-titanianclinohumite-chondrodite, chlorite-serpentine, brucite, and boron minerals karlite and ludwigite.Microprobe analysis fo the minerals indicate that three different generations of chlorite minerals exist (clinochlor, penninite, Al-serpentine). The occurence of these chlorites is explained by formation of serpentine component during the last (alpine) regional metamorphism from the breakdown of forsterite, humite-minerals and diopside. The phase relations are described in the system CaO-MgO-SiO₂-H₂O-CO₂-HF and a petrogenetic grid for the low low X _F ^mineral region is given. The reactions are typical for ophicarbonate rocks, but include clinohumite and chlorite, due to the presence of F and minor amounts of Al₂O₃.     

Der Strahlungshaushalt eines alpinen Sees

Zusammenfassung Für den Lunzer Untersee wurde die Strahlungsbilanz in den verschiedenen Monaten und im Jahresmittel berechnet. Der See ist von Bergen umgeben, welche den Horizont im Durchschnitt um 17° überhöhen. Daher mußten Sonnen-, Himmels-, Gegen- und Ausstrahlung je für sich behandelt werden. Grundlage der Berechnungen bilden Karten der möglichen Sonnenscheindauer, die mit Hilfe des Tagbogenmessers vonW. Schmidt gewonnen wurden, zahlreiche Messungen an Ort und Stelle sowie die Ergebnisse verschiedener früherer Untersuchungen. Die Jahresbilanz des Untersees wurde erheblich größer gefunden als die vonAlbrecht für den Sakrowersee berechnete, nämlich 53670 cal/cm² gegen 30050 cal/cm². Vor allem bereiten die ungenügenden Kenntnisse über die Gegenstrahlung derartigen Berechnungen Schwierigkeiten.Die zur Bestimmung der Sonnenstrahlungssummen unter Berücksichtigung der Bewölkung durchgeführten Berechnungen aus den Strahlungssummen wolkenloser Tage mit Hilfe der Monatswerte der Prozente der effektiv möglichen Sonnenscheindauer ergaben gegenüber den Berechnungen aus Stundenwerten der effektiven Sonnenscheindauer unter Berücksichtigung des Tagesganges der Bewölkung keine nennenswerten Unterschiede. Ebenso zeigen die mit Hilfe der Tagesmittel der Temperatur und des Dampfdruckes berechneten Mittelwerte der Gegenstrahlung keine bemerkenswerten Abweichungen von den aus Terminwerten oder aus Stundenwerten berechneten Summen der Gegenstrahlung.

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Summary Monthly and annual mean values of radiation balance were calculated for the Untersee near Lunz. This lake is surrounded by mountains rising above horizon by 17° on the average. Therefore, solar radiation, sky radiation, atmospheric and outgoing radiation must be treated separately. Maps of possible sunshine duration obtained with the aid of the solar arc-meter ofW. Schmidt, numerous measurements on the spot, and the results of various former investigations represented the basid of the calculations. The annual balance of the Untersee was found to be considerably greater than that calculated byAlbrecht for the Sakrow-lake, viz. 53670 cal/cm² against 30050 cal/cm². Difficulties in calculating such values arise principally from insufficient knowledge of the atmospheric radiation. Solar radiation sums with consideration of cloudiness calculated from radiation sums of cloudless days with the aid of monthly values of the percentage of the effectively possible sunshine duration did not differ noticeably from those calculated from hourly values of the effective sunshine duration taking into account the daily march of cloudiness. Also the mean values of atmospheric radiation determined with the aid of daily means of temperature and vapour pressure show but small departures from the sums of atmospheric radiation calculated from term observations and hourly values.

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Résumé On a calculé les moyennes mensuelles et annuelles du bilan de rayonnement du lac inférieur de Lunz, lequel est environné de montagnes formant un horizon surélevé d'environ 17 degrés en moyenne. Il a donc fallu traiter séparément le rayonnement solaire, céleste, terrestre et atmosphérique sur la base de cartes de l'insolation possible obtenue au moyen de l'héliochronomètre deW. Schmidt, de nombreuses mesures sur place et des résultats d'études antérieures. Le bilan annuel du lac s'est révélé notablement plus élevé que celui queAlbrecht a calculé pour le lac de Sakrow, soit 53670 cal/cm² contre 30050 cal/cm². Des difficultés surgissent avant tout du fait de la connaissance insuffisante du rayonnement atmosphérique obscur.Il est à peu près indifférent de calculer les sommes de rayonnement solaire tenant compte de la nébulosité au moyen des sommes de rayonnement de jours sans nuages par l'intermédiaire des valeurs mensuelles moyennes des pourcents de l'insolation possible d'une part, ou au moyen des valeurs horaires de l'insolation effective sons l'influence de la marche diurne de la nébulosité d'autre part. De même les valeurs moyennes du rayonnement atmosphérique obtenues à partir des moyennes journalières de la température et de la tension de vapeur d'eau ne s'écartent guère des sommes de ce rayonnement que l'on tire des valeurs termes ou horaires du rayonnement atmosphérique.

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Mit 5 Textabbildungen.

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Herrn Prof. Dr.Franz Ruttner, Leiter der Biologischen Station Lunz, zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Fazies und Tektonik im Miozän am S-Rand der Sierra Morena zwischen Lora del Rio (Sevilla) und Posadas (Cordoba)

Zusammenfassung Am Nordrand des Guadalquivirbeckens konnten in dem über den variszischen Sockel transgredierenden Helvet zwei ästuarine Zonen ausgeschieden werden, die in ihrem Verlauf den paläozoischen Strukturen folgen.Das Torton zeigt im gesamten Untersuchungsgebiet übergreifende Tendenz.Antithetische ENE- und ESE-streichende Brüche zerlegen den regional nach S abtauchenden Sockel und seine tertiären Deckschichten in eine Schollentreppe.

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At the northern border of the Guadalquivir basin two estuarine zones were observed within the Helvetian transgressive over the hercynian basement. They follow in their direction the strike of the paleozoic structures.The Tortonian always shows transgressive tendency.Antithetic ENE and ESE striking faults subdivide the basement generally dipping towards the south and its tertiary cover into a system of blocks.

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Resumen Al borde norte de la cuenca del Guadalquivir se observan dos zonas de fazies fluvio-marino en el Helveciense transgresivo sobre el sócalo hercínico. Estas zonas siguen la dirección de las estructuras paleozóicas.El Tortoniense en todo el areal de investigation tiene una tendencia transgresiva.Fallas antitéticas en dirección ENE y ESE subdividen el sócalo y su cobertera terciarea, buzando generalmente hacia el sur, en un sistema de bloques.

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. , . , ENE ESE, , .

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Herrn Professor Dr.Roland Brinkmann zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Significance of late Precambrian turbidite sequences bordering the East Antarctic Shield

A late Precambrian turbidite succession is described from North Victoria Land, Antarctica, in its sedimentological, biological and tectonic aspects. Similar sequences occurring across the whole continent along the present Transantarctic Mountains are discussed. The geotectonic significance of this flysch belt is analysed in its relation to the East Antarctic Shield, the Gondwana craton and a proto-Pacific.

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Zusammenfassung Aus dem Nord-Viktoria-Land, Antarktis, wird eine spätkambrische Turbiditfolge mit ihren sedimentologischen, biologischen und tektonischen Kriterien beschrieben. Ähnliche Sequenzen, die quer durch den ganzen Kontinent im Zuge des Transantarktischen Gebirges vorkommen, werden diskutiert. Die geotektonische Bedeutung dieses Flysch-Gürtels wird analysiert in seiner Beziehung zum ostantarktischen Schild, zum Gondwana Kraton und zu einem Proto-Pazifik.

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Résumé L'auteur décrit, avec ses critères sédimentologiques, biologiques et tectoniques, une série de turbidites du Précambrien supérieur dans le Nord de la Terre Victoria de l'Antarctique. Il discute des séries analogues se présentant dans tout le continent suivant la présente Chaîne transantarctique. Il analyse la signification géotectonique de cette ceinture de flysch dans sa relation avec le bouclier de l'Antarctique oriental, du craton du Gondwana et d'un Proto-Pacifique.

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