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  • 1
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    Springer
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Summary The data put down in literature on the variations of atmospheric pressure, in particular on oscillations of a short period, are very dispersed and inconsistent. The data concerning the functioning of the measuring instruments (variographs) are equally insufficient in general and a complete presentation of this functioning is missing. In chapter I and II of the present paper this presentation is given with the result that the functioning of a variograph is described by a characteristic function of frequency containing certain instrumental constants. Chapter III and IV of this paper give a summarising exposé of what is known to-day on oscillations of pressure and illustrate the mutual relations by a diagram of the amplitudes and frequencies of the really observed variations. This diagram shows variations of pressure of different origin at different places; at least vou may distinguish a group of oscillations of short periods caused by gusts of wind from a group of longer periods also comprising the variations due to atmospheric depressions. It may be assumed that the latter group of variations covers the Eigen-oscillations of the total atmosphere for which a spectrum has been drawn according to theoretical data. In lower latitudes, where another position of the covering frequency band of pressure variations may be expected, it will be perhaps possible to find the natural atmospheric oscillations by the aid of variographs not susceptible to wind gusts and of sufficient sensibility. The consequences from the given data and the influence of the variations of pressure on human organism will be treated in series B of this review.
    Abstract: Résumé Les données que l'on trouve dans la littérature sur les variations de pression, en particulier sur les oscillations à courte période, sont très dispersées et disparates. Les données concernant le fonctionnement des appareils de mesure (variographes) sont également insuffisantes en général et un exposé complet de ce fonctionnement fait défaut. Les deux premières parties de la présente étude contiennent cet exposé; il en ressort que le fonctionnement d'un variographe peut s'exprimer au moyen d'une fonction caractéristique de la fréquence contenant certaines constantes instrumentales. Les troisième et quatrième parties de cette étude donnent un exposé d'ensemble de ce que l'on sait aujourd'hui des oscillations de pression et en illustre les relations mutuelles par un diagramme des amplitudes et des fréquences des variations réellement observées. Ce diagramme met en évidence des variations de pression d'origines différentes à des endroits différents; on peut en tout cas distinguer un groupe de oscillations à courtes périodes causées par les coups de vent et un groupe à des periodes plus longues comprenant aussi les variations dues aux dépressions atmosphériques. Il faut admettre que ce dernier groupe masque les oscillations propres de l'atmosphère entière pour lesquelles on a dressé un „spectre” d'après les données théoriques. Aux basses latitudes, où la bande des fréquences masquantes est probablement déplacée, il sera peut-être possible de mettre en évidence les oscillations propres de l'atmosphère à l'aide de variographes pas susceptible des coups de vent et suffisamment sensibles. On traitera plus tard dans la série B de cette revue le problème de la répercussion sur l'organisme humain de ces variations de pression.
    Notes: Zusammenfassung Die Literaturangaben über Luftdruckschwankungen, besonders über diejenigen mit kleinerer Schwankungsdauer, sind sehr verstreut und uneinheitlich. Ähnlich sind die Angaben über die Wirkungsweise der zur Messung benützten Instrumente (Variographen) meist ungenügend und es fehlt eine allgemeingültige Darstellung dieser Wirkungsweise. Diese Darlegung wird im ersten und zweiten Teil der vorliegenden Veröffentlichung durchgeführt mit dem Ergebnis, daß die Wirkungsweise eines Variographen durch eine Kennfunktion (Frequenzcharakteristik) beschrieben wird, die gewisse Zeitkonstanten (Apparatkonstanten) enthält. Der dritte und vierte Teil der vorliegenden Arbeit gibt eine zusammenfassende Darstellung der bisherigen Kenntnisse über Luftdruckschwankungen und veranschaulicht die Zusammenhänge durch ein Diagramm der Amplituden und Frequenzen der beobachteten Schwankungen. In diesem Diagramm bilden sich Druckschwankungen mit geophysikalisch verschiedenen Ursachen an getrennten Stellen ab, es läßt sich zumindest ein „Windband” von einem „Band” längerdauernder Druckschwankungen unterscheiden, das auch die von Zyklonen herrührenden Schwankungen enthält. Es ist anzunehmen, daß dieses letztere Band von Druckschwankungen die Eigenschwingungen der Gesamtatmosphäre verdeckt, für die nach theoretischen Daten ein Spektrum gezeichnet wird. Vielleicht ist es möglich, in niederen Breiten, wo eine andere Lage des verdeckenden Bandes von Druckschwankungen zu erwarten ist, die Eigenschwingungen mit Hilfe von Variographen zu finden, die auf Windstöße nicht ansprechen und genügend große Empfindlichkeit besitzen. Die Konsequenzen aus der gegebenen Zusammenstellung von Luftdruckschwankungen für die Einwirkung dieser Schwankungen auf den menschlichen Organismus werden später in Serie B dieser Zeitschrift gezogen werden.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 2
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Es wird die Rolle der hydrodynamischen Labilität bei der Bildung zyklonaler Wirbel dargelegt, die die zonale Westströmung begleiten; im Gegensatz dazu begünstigt die hydrodynamische Stabilität die Entwicklung einer antizyklonalen Zirkulation. Daraus läßt sich der Rotationssinn der Wirbel erklären, die auf der Nord- bzw. der Südseite des Gürtels maximaler Westströmung teils in der unteren, teils in der oberen Troposphäre entstehen. Zum Schluß wird an Hand der Beziehung zwischen der hydrostatischen Stabilität und der hydrodynamischen Labilität das Prinzip vonParr dargelegt.
    Abstract: Summary The importance of the hydrodynamic instability for the formation of cyclonic vortices which accompany the zonal western current is pointed out. On the contrary the hydrodynamic stability is favorable for the development of an anticyclonic circulation. Therefore the sense of rotation of the vortices arising N or S of the zone of the most intense west winds, in the lower as well as in the upper troposphere, can be understood. Finally, the author demonstrates the principle ofParr by means of the relation between hydrostatic stability and hydrodynamic instability.
    Notes: Résumé Le rôle de l'instabilité hydrodynamique dans la formation des tourbillons cycloniques qui accompagnent le courant zonal d'W est mis en évidence. La stabilité hydrodynamique favorise au contraire le développement d'une circulation anticyclonique. On peut ainsi comprendre le sens de rotation des tourbillons qui naissent au N et au S de la ceinture des vents maxima d'W, tant dans la troposphère inférieure que dans la troposphère supérieure. Enfin, l'auteur démontre le principe deParr, grâce á la relation entre la stabilité hydrostatique et l'instabilité hydrodynamique.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 3
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Summary In pursuance of the studies on the primary and secondary pressure waves in the atmosphere, the movement of surface pressure disturbances has been investigated by numerically evaluating the theoretical solutions for the surface pressurep obtained under various assumptions of the pressure distribution on the surface and at the height of 7 km. at the timet=0. The problem in which way this movement is influenced by the primary distribution of pressure in the upper air, that is the steering (Steuerung) of the tropospheric pressure disturbances by it, is thoroughly discussed. It has been found as a principal result that only the quasi-stationary distribution of pressure in the upper air is capable of visibly influencing the direction of the movement (steering) of the low pressure areas on the surface, whereas no such influence exists in the case of a rapidly varying pressure situation in the higher atmosphere. Furthermore it is shown that the intensity of the steering process (Steuerung) depends on whether the upper pressure wave is fitting into the structure of the troposphere and that it is the greater the more the period of the upper pressure wave is approaching the period of the lower tropospheric waves. Particularly, the question of the partition or splitting of the low pressure areas on the surface, in connection with the steering phenomenon (Steuerung), has been investigated in detail and the results have been confronted with previous synoptic investigations. In connection with the steering process (Steuerung) also the variation of intensity of the surface pressure disturbances as well as the variation of the surface pressure and its stratospheric, respectively tropospheric portions are treated theoretically and by taking into account the results of calculations. Hence several rules are derived for the practice.
    Abstract: Résumé L'article fait suite aux recherches relatives aux ondes atmosphériques de pression primaires et secondaires. On étudie le déplacement de perturbations du champ de pression au sol sur la base des solutions que fournit la théorie appliquée à la pression au sol, solutions obtenues à partir de différentes distributions de la pression au sol et à 7 km. d'altitude à l'origine des temps. Cela mène à considérer également l'effet de l'onde primaire de pression sur le déplacement de ces perturbations au niveau du sol, c'est dire le phénomène de pilotage (Steuerung) des perturbations troposphériques par les ondes primaires. On trouve comme résultat essentiel que seule une distribution quasistationnaire de la pression en altitude a une influence notable sur le sens de déplacement des centres de basse pression au niveau du sol, tandis que cet effet est nul dans le cas des champs de pression rapidement variables en altitude. De plus, on constate que l'effet est d'autant plus marqué que la période de l'onde primaire est plus voisine de celle de l'onde troposphérique. L'auteur étudie le problème de la scission des dépressions au sol en relation avec l'action des ondes de pression en altitude, et compare ses conclusions avec celles auxquelles ont abouti les recherches synoptiques antérieures. Il traite enfin des vitesses d'évolution des perturbations de pression et des variations de pression du point de vue de leurs composantes stratosphériques et troposphériques et en tire quelques règles pratiques.
    Notes: Zusammenfassung Anschließend an die Untersuchungen über die primären und sekundären Druckwellen in der Atmosphäre wird die Bewegung von Bodendruckstörungen an Hand einer rechnerischen Auswertung der theoretischen Lösungen für den Bodendruckp, die unter verschiedener Annahme der Bodendruckverteilung und der Höhendruckverteilung in 7 km Höhe zur Zeitt=0 erzielt wurden, näher untersucht und das Problem der Beeinflussung dieser Bewegung der Bodendruckstörungen durch die obere primäre Druckverteilung, d. h. die Steuerung der troposphärischen Druckstörungen durch diese eingehend erörtert. Als Hauptergebnis wird gefunden, daß nur eine quasistationäre Höhendruckverteilung in der Lage ist, eine sichtbare Beeinflussung der Bewegungsrichtung (Steuerung) der Bodentiefdruckgebiete zu erzielen, während im Falle einer schnell sich ändernden Drucksituation in der Höhe die Druckstörungen am Boden keine Steuerung durch diese erfahren. Weiter wird gezeigt, daß die Intensität der Steuerung davon abhängt, wie die obere Druckwelle zum Aufbau der Troposphäre paßt und um so größer ist, je näher die Periode der oberen Druckwelle der Periode der unteren troposphärischen Wellen kommt. Insbesondere wurde die Frage der Teilung oder Spaltung der Bodentiefdruckgebiete in Verbindung mit der Erscheinung der Steuerung näher untersucht; die Ergebnisse wurden mit den bisherigen praktisch-synoptischen Untersuchungen verglichen. Im zusammenhang mit der Art der Steuerung wurden auch die Intensitätsänderung der Bodendruckstörungen, die Bodendruckänderung und ihre stratosphärischen bzw. troposphärischen Anteile theoretisch und an Hand der rechnerischen Ergebnisse behandelt und daraus einige Regeln für die Praxis abgeleitet.
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  • 4
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    Springer
    Meteorology and atmospheric physics 1 (1948), S. 270-272 
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
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  • 5
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    Springer
    Meteorology and atmospheric physics 1 (1948), S. 264-269 
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Summary It is shown that — in contradiction to the hitherto existing view — the energy resulting from the mixture of water-masses with different temperatures does not increase infinitely with the value of the temperature-difference of the water-masses, but that it reaches a maximum for a determined temperature-difference (respectively a determined temperature lapse rate), whereas it decreases to much smaller amounts for greater temperature-differences.
    Abstract: Résumé On montre que, contrairement aux vues admises jusqu'ici, l'énergie résultant du mélange de masses d'eau à températures différentes ne croît pas sans limite avec l'écart de température, mais qu'elle atteint un maximum pour un écart déterminé (ou pour un gradient de température déterminé) et décroît de nouveau notablement pour des écarts plus grands.
    Notes: Zusammenfassung Es wird gezeigt, daß — entgegen der bisherigen Ansicht — die Mischungsarbeit von verschieden temperierten Wassermassen nicht unbegrenzt mit der Größe des Temperaturunterschiedes der Wassermassen anwächst, sondern daß sie für einen bestimmten Temperaturunterschied (bzw. bestimmten Temperaturgradienten) ein Maximum erreicht, für größere Temperaturunterschiede aber wieder auf wesentlich kleinere Beträge abnimmt.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 6
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Summary In addition to a former paper of mine on the theory of nocturnal cooling of atmospheric layers near the ground (Reuter [3]) the modification of air masses through eddy conductivity and radiative cooling during the night is being dealt with. In comparison with other studies in this line (Schwerdtfeger [1] andTaylor [2]) in case of nocturnal cooling of the surface of earth the temperature of the ground varies in the progress of time. Using the formula derived in my former paper, in chapter I the modification of an air mass through nocturnal cooling of the ground after 6 resp. 12 hours is calculated. The radiative cooling of the air is hereby neglected and the eddy coefficient is assumed as being constant. Figures 1 to 3 show the result of this calculation under the assumption that the atmosphere at the beginning of the cooling process has an adiabatic lapse rate. By these figures especially the formation of the ground inversion can be recognized. In chapter II attempt is made to calculate the modifications of the atmosphere, both by eddy conductivity and by radiative cooling. As regards atmospheric layers near the ground, the setting up of a differential equation can be obtained under the condition that the atmospheric layers are in radiative connection with the surface of earth only, but not between each other. In the differential equation a relation is used obtained byPanofsky [6] from the atmospheric radiation chart ofElsasser. The general integration of this differential equation meets great difficulties. Therefore only the solution of special cases is attempted. In the first case, neglecting the eddy conductivity, only the radiative cooling of the atmosphere is dealt with. See Figure 4. In the second case, where the eddy coefficient is assumed to be larger than 1 g per cm and sec, the radiative cooling of atmospheric layers near the ground (about 2 m high) can be practically neglected.
    Abstract: Résumé Faisant suite à une étude antérieure sur la refroidissement nocturne de la couche d'air voisine du sol (Reuter [3]) l'auteur examine la transformation d'une masse d'air par échange turbulent et rayonnement lors du refroidissement nocturne. A la différence d'autres recherches analogues (Schwerdtfeger [1] &Taylor [2]) la température du sol n'est ici pas constante. La première partie est consacrée au calcul de la variation de température d'une atmosphère à gradient vertical primitivement adiabatique, au bout de 6 ou 12 h. de refroidissement nocturne; on se sert pour cela des formules établies dans un précédent travail, en négligeant le rayonnement propre de l'air et en adoptant une valeur fixe de l'échange turbulent (v. fig. 1 à 3). Les figures montrent nettement la formation d'une inversion de température au voisinage du sol. Dans la deuxième partie, l'auteur essaye de tenir compte en outre du rayonnement propre de l'atmosphère. En ce qui concerne les couches d'air basses dont on suppose qu'elles n'échangent de l'énergie rayonnante qu'avec le sol, il est possible d'établir une équation différentielle à l'aide d'une relation quePanovsky [6] a tirée dudiagramme de rayonnement deElsasser. Toutefois l'intégration de cette équation n'est pas possible, de sorte qu'il faut se borner à deux cas particuliers. Dans le premier cas, où seul le rayonnement entre en jeu, une solution apparaît qu'illustre la figure 4. Dans le second cas où l'échange turbulent est prépondérant, on peut montrer que pour les couches basses (2 m. de hauteur) la perte de chaleur par rayonnement est pratiquement négligeable vis à vis de la perte par échange turbulent jusqu'à la valeur minimum deA=1 g. par cm. par sec. pour ce dernier.
    Notes: Zusammenfassung Im Anschluß an eine frühere Untersuchung über die Theorie der nächtlichen Abkühlung der bodennahen Luftschicht (Reuter [3]) wird die Modifikation einer Luftmasse durch Austausch und Eigenstrahlung beim nächtlichen Abkühlungsprozeß behandelt. Gegenüber anderen derartigen Untersuchungen (Schwerdtfeger [1] undTaylor [2]) tritt im Falle der nächtlichen Abkühlung der Erdoberfläche eine zeitlich veränderliche Temperatur der Unterlage auf. Im Abschnitt I wird mit Hilfe der bereits in meiner früheren Arbeit abgeleiteten Formeln bei Vernachlässigung der Eigenstrahlung der Luft für verschiedene als konstant angenommene Austauschwerte der Aufbau einer ursprünglich adiabatisch geschichteten Atmosphäre nach einer 6-bzw. 12stündigen nächtlichen Abkühlung berechnet (siehe Abb. 1. bis 3). Man erkennt vor allem aus diesen Abbildungen gut die Ausbildung der Bodeninversion. In Abschnitt II wird dann versucht, neben der Modifikation der Luft durch Austauschvorgänge auch die Eigenstrahlung zu berücksichtigen. Für bodennahe Luftschichten, bei denen vorausgesetzt wird, daß sie nur mit der Erdoberfläche in Strahlungsaustausch stünden, gelingt die Aufstellung einer entsprechenden Differentialgleichung mit Hilfe einer vonPanofsky [6] aus dem Strahlungsdiagramm vonElsasser abgeleiteten Beziehung. Eine allgemeine Integration der Differentialgleichung durch Quadraturen, erscheint undurchführbar, so daß versucht wird, nur zwei Sonderfälle zu behandeln. Im ersten Sonderfall, nämlich dem alleiniger Abkühlung der Luft durch Eigenstrahlung, ergibt sich eine Lösung, die in Abb. 4 veranschaulicht ist. Im zweiten Fall, nämlich dem größerer Austauschbeträge, kann gezeigt werden, daß für die bodennahen Schichten (2 m Höhe) die Abkühlung durch Eigenstrahlung gegenüber der durch Austausch bis zu Beträgen vonA=1 g pro cm und sek herunter praktisch vernachlässigt werden kann.
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  • 7
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    Springer
    Meteorology and atmospheric physics 1 (1949), S. 375-383 
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Der Verf. geht von dervon Bezold'schen Definition (1888) der potentiellen Temperatur aus und definiert die hauptsächlichen Begriffe der potentiellen Temperatur, die vorgeschlagen wurden; dabei untersucht er speziell die adiabatische und die isobarische äquivalent-potentielle Temperatur sowie diejenige des feuchten Thermometers. Er kommt zum Ergebnis, daß die Bezeichnungen adiabatisch und isobarisch sich auf verschiedene Begriffe beziehen und deshalb nur in bestimmten Fällen vertauscht werden dürfen.
    Abstract: Summary Starting from the definition of the potential temperature byvon Bezold (1888), the author defines rationally the principal potential temperatures which have been proposed. On this occasion he examines especially the adiabatic and the isobaric equivalent potential temperatures and that of the wet-bulb thermometer. He comes to the conclusion that the qualifications adiabatic and isobaric refer to different notions which can be substituted only in certain cases.
    Notes: Résumé En partant de la définition de la température potentielle donnée parvon Bezold en 1888, l'auteur définit rationellement les principales températures potentielles qui ont été proposées. A cette occasion, il examine particulièrement les températures potentielles adiabatique et isobarique équivalentes et du thermomètre mouillé. Il en conclut que les qualifications adiabatique et isobarique s'appliquent à des notions différentes qui ne peuvent être confondues que dans certains cas.
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  • 8
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    Springer
    Meteorology and atmospheric physics 1 (1949), S. 408-420 
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Summary A general formulation is given for the potentialelectric problem underlying the electric resistance methods and it is explained why no practicable solution can be found by the actual means of analysis. These difficulties can be avoided by replacing a field due to two electrodes by a homogeneous one. The range is determined within the potentials of these two fields have a given relative difference from each other. Finally, the practical calculation on base of a given disposition is shown by the example of setting into the field a horizontal rotary cylinder.
    Abstract: Résumé Le problème théorique du potentiel qui forme la base des méthodes de mesure des résistances est exposé sous sa forme la plus générale, et on montre pourquoi avec les moyens actuels de l'analyse il, est impossible d'en trouver une solution pratique acceptable. On peut éviter ces difficultés en remplaçant le champ créé, par deux électrodes par un champ homogène; on détermine les limites du domaine dans lequel les potentiels de ces deux champs présentent un écart donné. On montre enfin à l'aide de l'exemple d'un cylindre horizontal tournant la réalisation pratique du dispositif nécessaire à sa détermination.
    Notes: Zusammenfassung Das für die elektrischen Widerstandsmethoden fundamentale potentialtheoretische Problem wird in seiner vollen Allgemeinheit formuliert und dargelegt, warum mit den heutigen Hilfsmitteln der Analysis keine praktische brauchbare Lösung desselben gefunden werden kann. Diese Schwierigkeiten lassen sich umgehen, wenn man das von zwei Elektroden erzeugte Feld durch ein homogenes ersetzt, und es werden die Grenzen des Bereiches bestimmt, in dem die Potentiale dieser beiden Felder eine vorgegebene relative Abweichung voneinander besitzen. Schließlich wird an dem Beispiel einer Einlagerung von der Form eines horizontalen Drehzylinders die praktische Durchführung des zu ihrer Ermittlung gemachten Ansatzes gezeigt.
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  • 9
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Summary The paper gives a general view of the investigations dealing with the general circulation of the atmosphere in middle latitudes, carried out by the Department of Meteorology of the University of Chicago under the direction of Prof.C. G. Rossby during the academic year 1946–47. The zonal circulation in the middle latitudes of the northern hemisphere shows, particularly during the winter halfyear and normally between heights of 5 and 15 km, a fairly narrow band of very strong western winds with the character of a free jet. The maximum of intensity of this wind-band appears at the level of the tropopause (300–200 mb.). The wind velocity is rapidly decreasing to the south of the wind maximum. The zonal windband is located within or immediately to the south of an equally narrow zone in which the contrast of temperature between the polar and equatorial regions reaches its highest degree. There is a strong inclination of the tropopause within the zonal wind-band. Frequently, even a discontinuity can be found, the height of the tropopause corresponding to that of the polar atmosphere in the north and to that of the equatorial atmosphere in the south of the wind-band. Below the wind-band, often a well defined frontal zone is situated, ending in the upper layers of the troposphere a little to the north of the wind-band. The upper west-wind belt embracing the whole earth has a wavelike form with wave-lengths from about 50 to 120 degrees of longitude. These waves show but a small velocity of propagation and do not appear to be connected with the ordinary short and unstable frontal waves of the troposphere. On the other hand, they seem to influence considerably the behaviour as well as the movement of these short waves of the lower atmosphere. However, the upper waves are unstable insofar as the amplitude of the oscillation (formation of meander) is little by little increasing so much as to form whirls at the margins of the wind-band: of cyclonic nature and cold thermic structure at the southern side, of anticyclonic nature and warm thermic structure at the northern side. This cutting off of air-masses from within the wind-band causes an exchange of air-masses between high and low latitudes which appears to be of greatest importance in the tropospheric air-layers above 700 mb. Theoretical investigations show that the observed meridional windprofiles at the level of the tropopause agree rather well with those theoretically computed on the assumption of a constant vertical component of absolute vorticity within the lateral large-scale exchange of air-masses in the middle latitudes. Theoretical wind-profiles of this kind show, in low latitudes, such a strong meridional wind-gradient as to cause inertia instability at the southern edge of the wind-band. Due to them, the meridional wind-increase ceases more or less abruptly in latitudes of 40 to 30 degrees. The conclusion can be drawn from the simultaneous appearance of the wind-band and the frontal zone below it that the formation of the west-wind-band must be accompanied by a dynamic concentration of solenoids within the band, a phenomenon in a similar form to be found with oceanic currents. In addition to these important results of recent American researches, shortly indicated above, several Austrian investigations referring to some questions of the discussed problems are mentioned.
    Abstract: Résumé L'auteur donne un aperçu des recherches sur la circulation générale de l'atmosphère sous les latitudes moyennes entreprises par le Department of Meteorology of the University of Chicago, sous la direction du professeurC. G. Rossby en 1946/47. Dans la circulation zonale des latitudes moyennes de l'hémisphère nord apparaît, en hiver surtout, une région assez étroite de très forts vents d'Ouest entre 5 et 15 km. d'altitude qui a l'allure d'un jet aérien délimité. Le maximum de vitesse de ce courant se produit au niveau de la tropopause (300 à 200 mb.); au Sud de ce maximum, la vitesse décroît rapidement. Le courant zonal se trouve dans une bande étroite, ou immédiatement au Sud de celle-ci, dans laquelle les différences de température entre les régions polaires et équitoriales ont leurs plus grandes valeurs. A l'intérieur du courant la tropopause monte rapidement et présente même souvent une discontinuité: au Nord, son altitude correspond à celle de l'atmosphère polaire, au Sud à celle de l'atmosphère équatoriale. Au-dessous du même courant, on rencontre souvent une zone frontale bien développée qui dans les couches supérieures de la troposphère se termine un peu au Nord du courant zonal. La partie supérieure du courant d'Ouest présente une structure ondulée, avec des longueurs d'onde comprises entre 50° et 120° de longitude. Ces ondes ne se déplacent que lentement et ne paraissent pas être de même nature que les ondes frontales instables de la troposphère. D'autre part elles semblent exercer une action décisive sur l'allure et sur le mouvement des courtes ondes frontales inférieures. Les ondes supérieures sont instables en tant que sur leurs bords il peut se produire des ondulations donnant naissance à des tourbillons: sur le bord sud du courant apparaissent des tourbillons cycloniques et froids; sur le bord nord des tourbillons anticycloniques et chauds. Le courant d'Ouest expulse de la sorte des masses d'air et entretient un échange de masses entre les hautes et les basses latitudes qui semble avoir une grande importance dans les couches troposphériques au-dessus de 700 mb. Des recherches théoriques montrent que les profils méridiens du vent observés au niveau de la tropopause concordent fort bien avec ceux qu'exige la constance d'une composante verticale tourbillonnaire dans le cadre de l'échange turbulent à grande échelle des latitudes moyennes. De tels profils théoriques du vent montrent, aux basses latitudes, un gradient méridien du vent tellement grand que des états instables d'inertie doivent se produire au Sud du courant d'Ouest. Ces zones d'instabilité introduisent une cessation plus ou moins brusque de l'accroissement méridional de vitesse du vent vers 40° à 30° de latitude. Le fait que le courant d'Ouest étroit se superpose à une zone frontale inférieure amène à conclure que la formation de ce courant est accompagnée d'une concentration dynamique de solénoïdes à son niveau, phénomène analogue à celui que l'on observe dans les courants marins. Faisant suite à cet examen des travaux américains, l'article énumère encore quelques résultats de recherches autrichiennes relatives à certaines questions du même problème.
    Notes: Zusammenfassung Im folgenden wird ein Überblick über die Untersuchungen über die allgemeine Zirkulation der Atmosphäre in den mittleren Breiten der Erde gegeben, die vom Department of Meteorology of the University of Chicago unter der Leitung von Prof.C. G. Rossby im Akademiejahr 1946 bis 1947 ausgeführt worden sind. In der zonalen Zirkulation der mittleren Breiten der Nordhemisphäre zeigt sich vor allem im Winterhalbjahr normalerweise zwischen 5 und 15 km Höhe ein verhältnismäßig schmales Band von sehr starken Westwinden, das den Charakter eines Freistrahls besitzt. Das Intensitätsmaximum dieses Windbandes tritt im Tropopausenniveau (300 bis 200 mb) auf. Südwärts des Windmaximums nimmt die Windgeschwindigkeit sehr rasch auf niedrige Werte ab. Das zonale Windband liegt innerhalb oder knapp südlich einer ebenfalls relativ schmalen Zone, in der der Temperaturgegensatz zwischen den polaren und äquatorialen Gebieten konzentriert ist. Im Bereich des zonalen Windbandes steigt die Tropopause steil an, wobei häufig sogar eine Unstetigkeit auftritt, indem nördlich desselben ihre Höhe jener der polaren Atmosphäre entspricht, südlich davon jener der äquatorialen. Unter dem Windband liegt häufig eine gut ausgebildete Frontalzone, die in den oberen Troposphärenschichten etwas nördlich des Windbandes endigt. Das obere Westwindband zeigt rund um die ganze Erde einen wellenförmigen Verlauf mit Wellenlängen von etwa 50° bis 120° Längengraden. Diese Wellen weisen nur eine geringe Fortpflanzungsgeschwindigkeit auf und scheinen mit den gewöhnlichen kurzen, instabilen troposphärischen Frontalwellen keine nähere Beziehung zu haben. Anderseits scheinen sie sowohl das Verhalten, wie auch die Bewegung dieser kurzen unteren Wellen in maßgebender Weise zu beeinflussen. Die oberen Wellen sind insofern instabil, als die meridionale Schwingungsweite (Mäanderung) allmählich sich so verstärkt, daß es an den Rändern des Windbandes zur Bildung von Wirbeln kommt: auf der Südseite zyklonischer Natur und kalten thermischen Aufbaues, auf der Nordseite antizyklonischer Natur und warmen thermischen Aufbaues. Diese Ausstoßung von Luftmassen aus dem Windbandbereich führt zu einem Luftmassenaustausch zwischen hohen und niedrigen Breiten, der wie es scheint in den troposphärischen Schichten oberhalb 700 mb von ausschlaggebender Bedeutung ist. Theoretische Untersuchungen zeigen, daß die beobachteten meridionalen Windprofile im Tropopausenniveau recht gut mit solchen übereinstimmen, die der Forderung einer konstanten vertikalen Wirbelkomponente im Bereich des großräumigen seitlichen Austausches der mittleren Breiten genügen. Solche theoretische Windprofile zeigen in niedrigen Breiten ein so großes meridionales Windgefälle, daß es am Südrand des Windbandes zu Trägheitsinstabilitäten kommt. Sie führen zu einem mehr oder minder unvermittelten Abbruch der meridionalen Windzunahme in 40° bis 30° Br. Das gleichzeitige Auftreten von Windband und Frontalzone darunter führt zur Schlußfolgerung, daß es bei der Ausbildung des Westwindbandes zu einer dynamischen Konzentration von Solenoiden in seinem Bereich kommen muß, zu ähnlichen Vorgängen, wie sie bei ozeanischen Strömen auftreten. Im Anschluß an diese hier kurz angedeuteten wichtigen Ergebnisse dieser neueren amerikanischen Arbeiten wird auf einige Ergebnisse österreichischer Untersuchungen hingewiesen, die einige Fragen der obigen Probleme betreffen.
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  • 10
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    Electronic Resource
    Springer
    ISSN: 1436-5065
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geography , Physics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Die grundlegenden physikalischen Prozesse an und in der Nähe der Tropopause werden bestimmt; diese Prozesse sind Strahlung, Konvektion und Turbulenz, Advektion und Vertikalakonvergenz. Berechnungen von momentanen Temperaturänderungen durch langwellige Strahlung für beobachtete und vorgegebene Feuchtigkeitsverteilungen lassen erkennen, daß die Strahlung gewöhnlich das Temperaturprofil auszugleichen sucht. Beobachtungen und das Kontinuitätsprinzip zeigen, daß Konvektion selten und für die Bildung der Tropopause unwichtig ist. Allgemeine Prinzipien und numerische Integration der Wärmeleitungsgleichung für spezielle Fälle zeigen, daß die Turbulenz das Temperaturprofil auszugleichen sucht, außer wenn der Wärmestrom in spezieller Beziehung zur hydrostatischen Stabilität steht. Beobachtungen, Berechnungen und das Kontinuitätsprinzip führen zu der Feststellung, daß Advektion und vertikale Konvergenz nicht als allgemeine Mechanismen für die Bildung der Tropopause angesehen werden können.
    Abstract: Résumé L'auteur évalue les processus physiques fondamentaux de la tropopause et à sa proximité; ces processus sont le rayonnement, la convection et la turbulence, l'advection et la convergence verticale. Le calcul de variations instantanées de la température dûes au rayonnement de grande longueur d'onde, par une distribution observée et supposée de l'humidité, montre qu'en général le rayonnement semble atténuer et égaliser le profil de la température. Les observations et le principe de continuité font admettre que la convection est rare et de peu d'importance pour la formation de la tropopause. Des principes généraux et une intégration numérique de l'équation de transmission de chaleur pour des can spéciaux montrent que la turbulence tend à égaliser le profil de température à moins que le flux de chaleur ne soit en relation spécifique avec la stabilité hydrostatique. Des observations, des calculs et le principe de continuité prouvent que l'advection et la convergence verticale ne peuvent être considérées comme étant des mécanismes généraux pour la formation de la tropopause.
    Notes: Abstract The major physical processes at and near the tropopause are evaluated; these processes are radiation, convection and turbulence, advection and vertical convergence. Calculations of instantaneous long wave radiative temperature change for observed and postulated moisture distributions show that radiation usually acts to smooth the temperature profile. Observations and the principle of continuity show that convection is infrequent and unimportant in establishing the tropopause. General principles and numerical integration of the heat conduction equation for special cases show that turbulence will act to smooth the temperature profile unless flux has a certain relationship to hydrostatic stability. Observations, calculations and the principle of continuity show that advection and vertical convergence cannot be universal mechanisms of tropopause formation.
    Type of Medium: Electronic Resource
    Signatur Availability
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