Zur Struktur der Niederschläge. III

Zusammenfassung Die an acht Stationen von der Polar-bis zur Tropenzone vermessene Struktur des Niederschlags wird hauptsächlich durch die atmosphärische Schichtung und die geographische Lage bestimmt. Dabei treten für die einzelnen Stationen charakteristische Schwankungen auf, die sich z. B. in der Anzahl der Tropfen für die verschiedenen Größengruppen oder in der Breite der Spektren zeigen. Stau- und Labilitätsregen unterscheiden sich deutlich. Für Karlsruhe lassen sich aus den in zeei Jahren gemessenen Daten die Unterschiede von Jahreszeit zu Jahreszeit ableiten. Intensive Regen sind mit Labilität und hoher Temperatur gekoppelt und fehlen deshalb in der Polarzone vollständig. Sie treten außerdem nur bei breiten Spektren auf und sind nur in der Tropenzone an hohe Tropfenzahlen gebunden. Zwischen einem idealen Regen und den tatsächlich vermessenen ergeben sich infolge der immer vorhandenen verschieden großen Tropfen (Spektrum) Unterschiede. Aus der gemessenen Struktur des Regens läßt sich die Radarreflektibilität berechnen. Sie weicht ebenfalls infolge der Spektrenbreite erheblich vom idealen Regen ab und schwankt von Station zu Station. Dabei ist es gleichgültig, ob der mittlere Tropfendurchmesser, die Spektrenbreite, der Wassergehalt oder die Intensität des Regens als Parameter gewählt werden. Ganz allgemein ist die Intensität der vermessenen Regen bis um den Faktor 5 kleiner als die eines entsprechenden idealen Regens. SchließLich gibt der zeitliche Ablauf der einzelnen Regen Beispiele für die Zunahme der Schwankung aller Parameter mit größer werdender Intensität des Regens und für die Schwierigkeit, aus Radarbeobachtungen sicher die Intensität der zu erwartenden Niederschläge vorherzusagen.

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Summary The structure of precipitation, which has been measured at eight stations distributed from the polar to the tropic zone, is mainly determined by the atmospheric stratification and by the geographical situation. Characteristic variations could be found at the different stations, which show up in the number of drops within the various classes of drop sizes or in the range of the spectrum. Rains caused by barrage or by lability are distinctly different. For Karlsruhe one can derive seasonal variations from the data collected in two years. Intense rains are combined with lability and high temperature and, therefore, are absent in the polar zone. Besides this they appear only with broad spectra and are bound to large numbers of drops only in the tropics. Between an ideal rainfall and a really measured one there are always differences on account of the drops of different sizes which always appear (spectrum). From the observed structure of a rain one can derive its radar-reflectivity. Owing to the range of the spectrum it deviates largely from the reflectivity of the ideal rain, too, and differs from station to station. All this does not depend on whether one selects the mean drop diameter, the range of the spectrum, the water contents or the intensity of the rain as parameter. Generally, the intensity of the observed rain is up to five times smaller than the intensity of the corresponding ideal rain. Finally, the temporal progress of the single rains presents examples of the increase of the variation of all parameters with increasing intensity of the rain, and of the difficulty to predict correctly the intensity of the expected precipitation from radar observations.

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Résumé La structure des précipitations de 8 stations échelonnées de la zone polaire aux tropiques est déterminée en majeure partie par la stratification atmosphérique et la position géographique de la station d'observations elle-même. On constate cependant pour chaque station des variations caractéristiques qui se signalent par exemple dans le nombre de gouttes des différents groupes de grosseur ou dans la largeur du spectre. Les pluies de barrage ou d'instabilité sont nettement différentes les unes des autres. Ainsi, pour Karlsruhe, on peut déduire les différences saisonnières des deux seules années d'observations. Les pluies de forte intensité sont liées à de l'instabilité et à de hautes températures. Elles manquent de ce fait totalement dans la zone polaire. Elles ne se rencontrent en outre que pour de larges spectres de gouttes et ne sont liées à de grands nombres de gouttes que dans la zone tropicale. Par suite du fait que les gouttes ont toujours des grandeurs différentes (spectre des gouttes) on constate toujours des différences entre une pluie idéale et celle qui est effectivement mesurée. On peut calculer la réflexion radar en partant de la structure mesurée de la pluie. Elle s'éloigne également de façon sensible de celle d'une pluie idéale par suite de la largeur du spectre des gouttes et varie de station à station. Dans ce cas, il est indifférent que l'on choisisse comme paramètre le diamètre moyen des gouttes, la largeur du spectre, la contenance en eau du nuage ou l'intensité de la pluie. D'une manière toute générale, l'intensité mesurée de la pluie est jusqu'à 5 fois plus faible que celle d'une pluie idéale correspondante. Enfin, l'évolution dans le temps des différentes chutes de pluie donne des exemples de l'augmentation des variations de tous les paramètres avec l'augmentation de l'intensité de la pluie et de la difficulté de prévoir avec précision l'intensité des précipitations au moyen d'observations faites au radar.

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Mit 23 Abbildungen     

Über die Beziehung zwischen äquatorialen Konvektionsregen und der Meereshöhe auf Ceylon

Zusammenfassung Die Beziehung zwischen äquatorialen Konvektionsregen und der Meereshöhe wird am Beispiel der Südabdachung der Haputale Range auf Ceylon (etwa 7° nördl. Br. und rund 1400 m Höhenunterschied) untersucht. Auf der Grundlage unveröffentlichter Niederschlagsmessungen von 21 Stationen, vorwiegend Teeplantagen, für die Periode von 1951–1965 wird die Änderung der Niederschlagsmenge mit der Höhe an Hand der mittleren jährlichen und mittleren monatlichen Niederschlagsmengen diskutiert. Hierbei ergibt sich im Jahresmittel und in den Monaten mit vorwiegend konvektiver Niederschlagsbildung — das sind die Intermonsunmonate März, April und Mai sowie Oktober und November —, daß nach anfänglicher Zunahme des Niederschlags mit wachsender Höhe oberhalb einer kritischen Höhenlage zwischen 900–1400 m NN eine stetige Abnahme des Niederschlags eintritt.

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Summary The relationship between equatorial convective rain and altitude above sea-level is investigated taking the southern slope of the Haputale Range in Ceylon (7° N, about 1400 m range of altitude) as an example. On the basis of unpublished precipitation observations of 21 stations, most of them on tea-estates, from the period 1951 to 1965 the variation of the amount of precipitation with altitude is discussed using mean annual and mean monthly precipitation totals. It appears that in the annual mean and during the months with prevailing convective rain — these are the intermonsoonal months March, April, May and October, November — the precipitation totals increase with altitude up to a critical level between 900 and 1400 m a.s.l. and then decrease again monotonically.

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Résumé On examine ici la relation existant entre les précipitations équatoriales de convection d'une part et l'altitude d'autre part. Pour ce faire, on se sert de l'exemple offert par le versant sud de l'Haputale Range de Ceylan (situé à environ 7° de latitude N et présentant une différence d'altitude de 1400 m environ). Sur la base de mesures non publiées des précipitations — mesures effectuées de 1951 à 1965 à 21 stations, en majeure partie des plantations de thé — on discute les modifications que subissent les sommes de précipitations avec l'altitude. Dans ce but, on utilise les moyennes annuelles et mensuelles de cet élément. Il en résulte que les précipitations augmentent tout d'abord avec l'altitude et cela jusqu'à une zone critique située entre 900 et 1400 m. Au-dessus, les précipitations diminuent de nouveau régulièrement. Cette constatation est valable aussi bien pour la moyenne annuelle que pour les mois caractérisés avant tout par des précipitations d'origine convective c'est à dire ceux qui se situent entre les périodes de mousson (mars, avril, mai, octobre et novembre).

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Mit 4 Abbildungen     

Primitive island arc and oceanic lavas from the hunter ridge-hunter fracture zone. Evidence from glass,olivine and spinel compositions

Summary At its southernmost end, the main spreading centre of the North Fiji Basin is propagating into arc crust of the poorly-known Hunter Ridge. We define nine magmatic groups from major element glass chemistry and olivine and spinel compositions in samples dredged from twenty six sites in this area by the R/V Academician A. Nesmeyanov in 1990. These include groups of boninites, island arc tholeiites (IAT), mid-ocean ridge basalts (MORB), enriched mid-ocean ridge basalts (E-MORB), olivine porphyritic andesites and basaltic andesite and Na-rhyolites. Primitive lavas containing highly forsteritic olivine phenocrysts are common in all the groups, except for the rhyolites.We report over 100 glass analyses for dredged rocks from this region, and about 300 olivine-spinel pairs for representatives of all the magmatic groups identified, except the Na-rhyolites.The MORB in this region are probably produced at the propagating spreading centre in the southern part of the North Fiji Basin. Juxtaposition of shallow, hot MORB-source diapirs supplying the MORB in this area, and the sub-arc damp, refractory upper mantle beneath the Hunter Ridge, provides suitable petrogenetic conditions to produce a range of magma types, from island arc tholeiites through to high-Ca boninites. The latter were recovered in eleven dredges.The E-MORB lavas recovered from the extreme southern margin of the North Fiji Basin are shown to be essentially identical to those dredged from adjacent older South Fiji Basin crust. It is hypothesized that the former were either scraped off the South Fiji Basin crust during an episode of oblique subduction that may have generated the Hunter Ridge during the last 5 Myr, or alternatively, that slices of the South Fiji Basin crust were trapped and incorporated into the North Fiji Basin as the subduction zones fronting the Vanuatu arc stepped or propagated southward.

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Primitive Inselbogen- und ozeanische Laven von Hunter Rücken und der Hunter BruchZone: die Bedeutung der Zusammensetzung von Glas, Olivin und Spinell

Zusammenfassung Das spreading centre des Nord-Fidschi-Beckens setzt sich an seinem südlichsten Ende in die Inselbogen-Kruste des noch wenig bekannten Hunter-Rückens fort.Wir definieren 9 magmatische Gruppen auf der Basis der Hauptelement-Zusammensetzung von Gläsern und der Zusammensetzung von Olivin und Spinell in Proben die das Forschungsschiff R/V Akademiker A. Nesmeyanov von 26 Stellen im Jahr 1990 aufgesammelt hat. Zu diesen gehören Gruppen von Boniniten, Inselbogentholeiiten (IAT), Basalten zentralozeanischer Rücken (MORB), angereicherte zentralozeanische Rücken (E-MORB), Olivin-porphyritische Andesite und basaltische Andesite, sowie Na-Rhyolite. Primitive Laven mit Olivinkristallen, die reich an Forsterit-Komponenten sind, kommen in allen diesen Gruppen, mit Ausnahme der Rhyolite, vor.Wir legen über 100 Glas-Analysen von Gesteinen aus diesem Gebiet vor und über 300 Olivin-Spinell-Paare für Vertreter aller der hier identifizierten magmatischen Gruppen, mit Ausnahme der Natriumrhyolite.Die MORB in diesem Gebiet sind wahrscheinlich an dem aktiven Spreading Center im Südteil des Nord-Fidschi-Beckens entstanden. Das nebeneinander Vorkommen von seichten heißen MORB-Quellen Diapiren, die MORB in diesem Gebiet erzeugen, und der Sub-Inselbogen, wasserhaltige, refraktäre obere Mantel unter dem Hunter Rücken führen zu geeigneten petrogenetischen Bedingungen für die Entstehung einer Vielfalt von Magmatypen, von Inselbogentholeiiten bis zu sehr Kalziumreichen Boniniten. Die letzteren wurden in 11 Dredge-Proben gefunden.Die E-MORS Laven, die aus dem extremen Südteil des Nord-Fidschi-Beckens entnommen wurden, sind im wesentlichen mit jenen identisch, die aus der benachbarten älteren Kruste des Süd-Fidschi-Beckens stammen. Es wird vermutet, daß die letzteren entweder aus dem Süd-Fidschi-Becken während einer Episode obliger Subduktion, die in den letzten 5 Millionen Jahren zur Entstehung des Hunter Ridge geführt hat, abgeschert wurden, oder auch daß Teile der Kruste des Süd-Fidschi-Beckens in das Nord-Fidschi-Becken inkorporiert wurden als Subduktionszonen gegenüber dem Vanuato-Bogen sich nach Süden fortbewegten.

     

Composition of hydrous melts in equilibrium with quartz eclogites

Summary Compositions of the hydrous melts in equilibrium with garnet, omphacitic clinopyroxene and quartz have been investigated experimentally at 28.5 and 35 kbar. They are represented by silica-rich liquids (> 70% SiO₂) with low MgO, FeO and CaO contents. The removal of ca 10–15% of the magma of this composition may be sufficient to convert quartz eclogite formed after subduction of altered MORB into a quartz-free bimineralic eclogite assemblage, which is a common type of xenoliths in kimberlites.At 28.5 kbar the solidus temperature is between 700 and 750° C in the system quartz eclogite—water, and the high pressure amphibole-out boundary lies at ca 25 kbar in accord with the previous studies.

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Die Zusammensetzung wasserhältiger Schmelzen im Gleichgewicht mit Quarz-Eklogiten

Zusammenfassung Um Prozesse zu simulieren, die bei der Subduktion von Ozeanbodenbasalten durch partielle Anatexis im Stabilitätsfeld von Eklogiten ablaufen, wurde die Zusammensetzung wasserhältiger Schmelzen in Gleichgewicht mit Granat, Omphacit und Quarz bei 28.5 und 35 Kbar experimentell untersucht. Diese Schmelzen sind reich an SiO₂ (> 70 Gew%) und arm an Mg0, Fe0 and CaO. Die Extraktion von ca. 10–15% derartiger Schmelzen würde genügen, um quarzführende Eklogite, die durch die Subduktion von alteriertem MORB Material entstanden sind, in quarzfreie bimineralische Eklogite umzuwandeln wie sie häufig als Xenolithe in Kimberliten beobachtet werden.Im System Quarz-Eklogit-Wasser liegt die Solidustemperatur bei 28.5 Kbar zwischen 700 und 750°C. Die obere Stabilitätsgrenze von Amphibol liegt in diesem Temperaturbereich bei ca. 25 Kbar.

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With 1 Figures     

Ein Cluster-Verfahren zur richtungsstatistischen Analyse tektonischer Daten

Zusammenfassung Es wird ein Cluster-Verfahren vorgestellt, mit dem in einer Menge von Richtungsdaten die Einzelwerte mit Hilfe eines vorgegebenen variablen Trennmaßes zu verschiedenen Gruppen zusammengefaßt werden. Richtungsstatistische Parameter werden für jede Gruppe berechnet. Außerdem wird ein Signifikanztest für die Trennung der Gruppen voneinander durchgeführt.

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A cluster algorithm for orientation data is presented. It separates groupes of neighboring data by the use of a variable measure of separation. Statistical orientation parameters are calculated for each group and a significance test for the separation of the groups is carried out.

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Résumé Un algorithme pour l'analyse des groupes de vecteurs est présenté. Il sépare des groupes de données voisines en utilisant une mesure variable de séparation. Des paramètres statistiques d'orientation sont calculés pour chacun d'eux, et un test de signification pour séparation des groupes est effectué.

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Platinum-group minerals in quaternary gold placers in the upper Chindwin area of northern Burma

In the Chindwin Basin in northern Burma, there is a system of five Pleistocene terraces in which gold placers with low concentrations of platinum-group minerals (PGM) occur. Samples were taken from four sites in the Chindwin Basin and one from near an ophiolite occurrence on the northeast side of the Chindwin Basin; they were studied under the microscope, with a scanning electron microscope, and an electron microprobe. The main minerals were Pt-Fe and Os-Ir-Ru alloys, usually in a ratio between 2 and 5. In most cases, the shape of the grains allowed a quick distinction between the two types. Sperrylite, laurite, irarsite, cooperite, tulameenite, and isomertieite occur infrequently as individual mineral grains and sometimes as inclusions in the alloy grains. Braggite, platarsite, hollingworthite, bowieite, keithconnite, cuproiridsite, malanite, stibiopalladinite, geversite, kashinite, several unnamed PGM, and Fe, Ni, and Cu sulfides were observed as inclusions, mainly in the Pt-Fe alloys and also to a lesser extent in the Os-Ir-Ru alloys. Lamellar and myrmekite-like intergrowths, oriented exsolution lamellae, and idiomorphic inclusions of sulfides in the alloys indicate a magmatic origin of the PGM. The origin of the PGM is assumed to be ophiolites in northern Burma. A continual decrease in mean grain size occurred during transport.

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Platingruppenminerale in quartären Goldseifen im oberen Chindwingebiet in Nord-Burma

Zusammenfassung Im Gebiet des Chindwin Basin in Nordburma ist ein System von fünf pleistozänen Terrassen ausgebildet, in denen Goldseifen mit geringen Anteilen an PGM auftreten.PGM-Konzentrate von vier Vorkommen des Chindwin Basin und eine weitere Probe aus der Nähe eines Ophiolithvorkommens im Nordosten des Chindwin Basin wurden mit optischer Mikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie und Mikrosonde untersucht.Hauptmineralien sind Pt-Fe-Legierungen und Os-Ir-Ru-Legierungen in einem Verhältnis von 2: 1 bis 5: 1. Ihre Morphologie kugeliger oder plattiger, teilweise idiomorpher Körner erlaubt in den meisten Fällen eine rasche Identifizierung der beiden Typen. Sehr selten treten als Einzelminerale, aber auch als Einschlüsse in Legierungen, Sperrylith, Laurit, Irarsit, Cooperit, Tulameenit und Isomertieit auf. Braggit, Platarsit, Hollingworthit, Bowieit, Keithconnit, Cuproiridsit, Malanit, Stibiopalladinit, Geversit, Kaschinit, einige unbekannte PGM und Fe-, Ni- und Cu-Sulfide wurden nr als Einschlüsse, hauptsächlich in Pt-Fe-Legierungen, weniger in Os-Ir-Ru-Legierungen, beobachtet.Lamellare und myrmekitische Verwachsungen, orientierte Entmischungen und idiomorphe Einschlüsse von Sulfiden in Legierungen weisen auf eine magmatische Entstehung der PGM hin. Die Herkunft der PGM wird in Ophiolithen Nordburmas vermutet. Beim Transport hat eine kontinuierliche Abnahme der mittleren Korngrösse stattgefunden.

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With 8 Figures     

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