Wasserstandserhöhungen in der Deutschen Bucht infolge von Schwingungen und Schwallerscheinungen und deren Bedeutung bei der Sturmflut vom 16./17. Februar 1962

Zusammenfassung Nach den Erfahrungen im Windstau- und Sturmflutwarndienst des Deutschen Hydrographischen Instituts müssen bei Wasserstands- oder Sturmflutvorausberechnungen, außer einer statistisch ermittelten Beziehung Windfeld-Windstau, der statische Luftdruck, die Böigkeit des Windes sowie die Inhomogenität des Windfeldes berücksichtigt werden. Der noch verbleibende Reststau wird untersucht, soweit er dem Betrage nach größer als 30 cm ist.Es lassen sich nachweisen: 1. Fortschreitende Wellen, die mit Luftdruckschwankungen in Resonanz stehen, 2. Querschwingungen der Nordsee, 3. Schwallerscheinungen in der Deutschen Bucht, die mit den an der englischen Küste bekannten external surges in Beziehung gesetzt werden. Es wird dargestellt, wie diese wellenförmigen Wasserstandserhöhungen bei der Vorhersage berücksichtigt werden können. Zum Schluß wird eine Aufgliederung der bei der Sturmflut vom 16./17. Februar 1962 gemessenen Wasserstandserhöhungen auf die oben dargelegte Weise gegeben.

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Elevations of water level in the German Bight due to oscillations and surges and their importance to the storm surge of 16/17th February 1962

Summary According to the experiences made by the Storm Surge Warning Service of Deutsches Hydrographisches Institut in predicting water level and storm surges, it is necessary to consider not only the relation wind field — wind effect, calculated by statistical means, but also the squally character of the wind, the static atmospheric pressure, and the inhomogeneity of the wind field. The still remaining residual wind effect is analysed, as far as its value exceeds 30 cm.The following phenomena have been verified: 1. Progressive waves caused by atmospheric pressure variations (resonance case), 2. Transverse oscillations of the North Sea, 3. Surges in the German Bight that may be related to the external surges, a well known phenomenon on the British coasts. It is discussed how these wave-shaped elevations of the water level can be considered in predicting storm surges. Finally, the different elevations of the water level, measured during the storm surge of 16th to 17th February, 1962, are analysed with the aid of the afore mentioned method.

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Elévations du niveau de la mer dues aux oscillations et aux ondes de tempêtes et leur importance à l'inondation du 16^e et du 17^e février 1962 dans la Deutsche Bucht

Résumé Suivant les expériences que le Service d'Avertissement des Marées de Tempêtes au Deutsches Hydrographisches Institut a faites à l'occasion de la prévision des ondes de tempêtes, il s'est montré nécessaire de tenir compte non seulement de la relation entre le champ du vent et l'effet du vent calculée à l'aide des moyens statistiques mais qu' il faut aussi bien considérer le vent à rafales, la pression atmosphérique statique et l'inhomogénéité du champ du vent. L'effet résiduel du vent qui pourtant reste, est analysé en tant que sa valeur s'élève à plus de 30 centimètres.Les phénomènes suivants ont été vérifiés: 1⁰ «Ondes progressives» causées par des variations de la pression atmosphérique (cas de résonance), 2⁰ «Oscillations transversales» de la mer du Nord, 3⁰ «Houles» dans la Deutsche Bucht qui peuvent être associées aux houles externes (external surges), phénomènes bien connus sur les côtes britanniques. On discute de quelle manière on pourrait tenir compte de ces élévations ondulatoires du niveau de la mer dans la prévision des ondes de tempêtes. Enfin, les élévations diverses du niveau de la mer, mesurées à l'occasion de l'inondation du 16^e et du 17^e février 1962, sont analysées à l'aide de la méthode décrite ci-dessus.

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Ein Vortrag wurde am 11. Oktober 1962 auf der Meteorologentagung in Hamburg gehalten.     

Das Bodenwasser und die Vertikalzirkulation des Mittelländischen Meeres

Zusammenfassung Der Beitrag stellt eine Fortsetzung der 1960 in dieser Zeitschrift Jahrgang 13, Heft 3 erschienenen Abhandlung (Wüst [1960]) dar und führt die Studien über die mittelmeerische Tiefenzirkulation in bezug auf die Ausbreitungs- und Vermischungsvorgänge im Bodenwasser (bei Wassertiefen von mehr als 1500 m) fort. Nach einem detaillierten Nachweis über das Quellenmaterial, das 234 Stationen (von 11 Forschungsschiffen) umfaßt, wedden weitere Belege zur Frage der Formung des Nordbalearischen und des Adriatischen Bodenwassers gebracht und die Verbreitung dieser beiden Wasserarten auf Grund neuer Karten der potentiellen Bodentemperatur und des Bodensalzgehaltes in den beiden mittelmeerischen Großbecken verfolgt. Durch ein schematisches dreigeteiltes Blockdiagramm (Tafel 5) wird die Vertikalzirkulation und Salzgehaltsverteilung des Mittelmeeres im Winter in ihrem Zusammenwirken zonaler und meridionaler Komponenten veranschaulicht. In einem Nachtrag (zum 1. Beitrag 1960) wird eine weitere Kernschichtkarte des Levantinischen Zwischenwassers auf grund der Armauer Hansen-Stationen Mai–Juni 1931 vorgelegt.

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The bottom water and the vertical circulation of the Mediterranean Sea

Summary The present paper is a continuation of the first article published in vol. 13, page 105 of this journal (Wüst [1960]). It continues the studies of the deep circulation in the Mediterranean Sea with regard to distribution and mixing in the bottom water (at depths of 1500 m and more). A detailed verification of the observational material comprising 234 stations (of 11 research vessels) is presented and some further proofs concerning the formation of the North-balearic and the Adriatic bottom water are given. Besides, basing on new charts of the potential bottom temperature and bottom salinity, the distribution of the aforementioned two water types in the two large mediterranean basins is discussed. A schematical diagram consisting of three four-edged columns (Tafel 5), shows clearly the vertical circulation and salinity distribution in the Mediterranean Sea and the combined action of their zonal and meridional components during the winter months. As a supplement to the 1960-paper in this journal, another chart is added showing the core layers of the Levantine intermediate water based on the Armauer Hansen-stations from May and June 1931.

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Les eaux du fond et la circulation verticale de la mer Méditerranée

Résumé L'article actuel fait suite au premier travail, paru dans le volume13, page 105 de ce journal (Wüst [1960]). Il continue les recherches de la circulation mediterranéenne par rapport aux processus de distribution et de mélange des eaux du fond (à 1500 mètres de profondeur et plus). Le matériel d'observation comprenant 234 stations (exécutées par 11 bâtiments de recherche) est soumis à une vérification détaillée; d'autres preuves sont apportées concernant la formation des eaux du fond dans la région septentrionale du bassin baléarique et dans la mer Adriatique. Partant de nouvelles cartes de la température potentielle et de la salinité des eaux du fond on poursuit, en même temps, les études de la distribution des deux types d'eaux rencontrés dans les deux grands bassins de la Méditerranée mentionnés ci-dessus. Un diagramme schématique se composant de trois colonnes quadrangulaires (Tafel 5) montre nettement la circulation verticale et la distribution de la salinité méditerranéenne ainsi que l'action combinée de leurs composantes régionales et méridionales pendant les mois d'hiver. Dans un supplément au premier travail (Wüst [1960]) une autre carte est ajoutée représentant les couches de noyaux des eaux intermédiaires levantines basant sur les stations de l'«Armauer Hansen» en mois de mai et de juin 1931.

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Hierzu Tafeln 2–5 im Anhang

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Herrn Professor Dr. Günter Dietrich zum 50. Geburtstag gewidmet.     

Kaledonische Intrusivgesteine des Stavanger-Gebietes

An empirical approach has been taken to develop a geothermometer based on plagioclase-magmatic liquid equilibrium. Compositions of coexisting plagioclase and liquid (glass) obtained by electron microprobe analysis of quenched samples from equilibrium melting experiments of natural granitic rocks at water pressures of 0.5 and 1.0 kilobars have been used along with data from the equilibrium experiments of Bowen (1913, 1915), Prince (1943) and Yoder et al. (1957) to calibrate this geothermometer. Applications of this geothermometer to natural occurrences demonstrate that it can provide useful information on temperature of equilibration of coexisting plagioclase and liquid in rocks ranging in composition from basalt to rhyolite. The plagioclase geothermometer is in good general agreement with other geothermometers wherever these are applicable. Where temperatures are known from other sources it can be used to predict the equilibrium compositions of plagioclase in magmas as well as to provide a rough estimate of water pressure.     

Relations between metamorphism and orogeny in a typical section of the Indian Himalayas

Summary A comprehensive geological and petrological investigation has been undertaken in an area of about 10 000 km² in the Indian Himalaya (S-Lahul, Himachal Pradesh). The development of mineral assemblages in metamorphic rocks of medium grade is considered to be a dominant Alpine event, although almost exclusively Paleozoic and Precambrian rocks have been involved. The Barrowian type of this metamorphism, ranging from the anchi- to the sillimanite zone, took place under the elavated T-gradient of about 4°C/100 m. It is suggested that normal geothermal conditions prevailed only in the outermost zone of this orogenic belt. In the Late Tertiary this metamorphic series has been moved as a huge nappe upon the Lower Himalaya. During this process a unique feature of reverse metamorphism has been formed. It can be shown that this feature was caused by a combination of metamorphism and very rapid tectonic movements.

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Beziehungen zwischen Metamorphose und Orogenese in einem typischen Querschnitt des Indischen Himalaya

Zusammenfassung Ein etwa 10 000 km² großes Gebiet des Indischen Himalaya (S-Lahul, Himachal Pradesh) wurde einer umfassenden geologischen und petrographischen Bearbeitung unterzogen. Die Ausbildung der in den mittelgradig metamorphen Gesteinen vorliegenden Mineralparagenesen wird als ein dominant alpines Ereignis betrachtet, obwohl fast nur paläozoische und präkambrische Gesteine einbezogen wurden. Die Metamorphose selbst ist von Barrow-Typus und reicht von der Anchi- bis zur Sillimanitzone. Sie fand unter einem erhöhten Temperaturgradienten von etwa 4°C/100 m statt. Nur in der äußersten Zone des Orogens entsprach der Gradient etwa normalen geothermischen Verhältnissen. Im Spättertiär wurde diese alpin-metamorphe Serie in Form einer mächtigen Kristallindecke dem Niedrigen Himalaya aufgeschoben. Dabei wurde eine einzigartige Zone inverser Metamorphose ausgebildet. Es konnte gezeigt werden, daß diese inverse Metamorphose durch das Zusammenwirken von Metamorphose und sehr rasch ablaufender Tektonik entstand.

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With 13 Figures

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Dedicated to Prof. Dr. Dr. h. c.B. Sander on the occasion of his 90th birthday.     

Lebendige Tektonik im Irak

Zusammenfassung Im folgenden werden einige Beobachtungen und Schlüsse über die nach W fortschreitende orogenetische Verformung der Iraniden mitgeteilt. Diese Faltung zeigt eine deutliche Wanderung und macht sich in den östlichen Bereichen Mesopotamiens noch in den letzten 1700 Jahren bemerkbar.     

Zur Mikrometeorologie der eisnahe Luftschicht

Zusammenfassung Es werden einige Ergebnisse von Messungen der Wind- und Temperaturschichtung in der etwa 2 m mächtigen eisnahen Luftschicht aus zwei mehrtägigen Meßreihen am Vernagtferner (Ötztaler Alpen, 2973 m) und am Hornkees (Zillertaler Alpen, 2260 m) mitgeteilt. Die vertikale Verteilung von Windgeschwindigkeit und Temperatur läßt sich in beiden Fällen durch logarithmische Gesetze beschreiben. Diese gestatten nachPrandtl die Ermittelung des Austauschkoeffizienten und damit die Berechnung des turbulenten Wärmestromes aus der Luft zum Eis im Rahmen der Wärmeumsatzbestimmung der Gletscheroberfläche. Dazu muß der Austauschkoeffizient nach dem Verfahren vonSverdrup oderLettau der vorhandenen, über der schmelzenden Gletscheroberfläche ausgeprägt stabilen thermischen Schichtung angepaßt werden. Die gleiczeitige Messung der Ablation und der Strahlungsbilanz ermöglicht eine direkte Kontrolle der Größenordnung der aus der Luft zugeführten Wärmemenge. Aus der gefundenen guten Übereinstimmung des empirisch ermittelten und der nach den Theorien vonSverdrup bzw.Lettau berechneten Austauschkoeffizienten geht hervor, daß in der eisnahen Luftschicht im Sommer, die durch das Fehlen thermischer Konvektion gekennzeichnet ist, der Austausch von Impuls, Wärme und Feuchtigkeit die gleichen Gesetze zu befolgen scheint.

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Summary Basing on two series of measurements carried out during several days on the Vernagt glacier (Oetztal Alps, 2973 m) and on the Hornkees (Zillertal Alps, 2260 m), results are given of measurements of the wind and temperature distribution within a surface air-layer, approximately 2 meters thick, above ice. In both cases the vertical distribution of wind velocity and temperature can be described by logarithmic formulas which allow to calculate, as shown byPrandtl, the exchange (Austausch) coefficient and thereby the turbulent heat-current from air to ice by determining the thermal economy of the glacier surface. For this purpose the exchange coefficient must be fitted, according to the methods ofSverdrup orLettau, to the very stable thermal stratification of the air above the melting surface of the glacier. The simultaneous measurement of ablation and radiation balance makes possible a direct control of the approximate quantity of heat supplied from the air. The good agreement of the exchange coefficient as obtained empirically and calculated by means of the theories ofSverdrup orLettau leads to the conclusion that, within the air-layer above an ice surface during summer where no thermal convection occurs, the exchange of impulse, heat, and humidity appears to obey the same laws.

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Résumé L'auteur communique quelques résultats de mesures de la distribution du vent et de la température dans la couche d'air d'environ 2 m d'épaisseur reposant sur la glace, mesures faites en deux séries de plusieurs jours sur le Vernagtferner (Alpes de l'Oetztal, 2973 m) et sur le Hornkees (Alpes du Zillertal, 2260 m). La distribution verticale de la vitesse du vent et de la température obéit à des lois logarithmiques, lesquelles permettent d'aprèsPrandtl le calcul du coefficient d'échange turbulent et celui du courant de chaleur par turbulence entre l'air et la glace dans le cadre de la détermination du bilan thermique de la surface glaciaire. Il faut pour cela adapter d'après le procédé deSverdrup ou deLettau le coefficient d'échange turbulent à la stratification thermique parfaitement stable de l'air reposant sur la surface glaciaire en fusion. La mesure simultaée de l'ablation et du bilan radiatif rend possible le contrôle direct de l'ordre de grandeur de la quantité de chaleur fournie par l'air. L'accord satisfaisant entre les valeurs du coefficient d'échange par turbulence trouvées expérimentalement ou tirées des théories deSverdrup ou deLettau montre que dans la couche d'air voisine de la glace, qui est caractérisée par l'absence de convection thermique, les échanges de quantité de mouvement (impulsion), de chaleur et d'humidité semblent obéir en été aux mêmes lois.

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Mit 2 Textabbildungen.     

Big Earth data: disruptive changes in Earth observation data management and analysis?

ABSTRACT

Turning Earth observation (EO) data consistently and systematically into valuable global information layers is an ongoing challenge for the EO community. Recently, the term ‘big Earth data’ emerged to describe massive EO datasets that confronts analysts and their traditional workflows with a range of challenges. We argue that the altered circumstances must be actively intercepted by an evolution of EO to revolutionise their application in various domains. The disruptive element is that analysts and end-users increasingly rely on Web-based workflows. In this contribution we study selected systems and portals, put them in the context of challenges and opportunities and highlight selected shortcomings and possible future developments that we consider relevant for the imminent uptake of big Earth data.