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1.
Summary From a study of five cases of pronounced fronts in the upper troposphere, it is concluded that the waterspout model offers the most satisfactory solution to the problem of connecting frontal boundaries and tropopauses. Composite cross sections of temperature, potential temperature, normal wind component and potential vorticity are presented for the five cases. On the basis of the potential vorticity measurements it is suggested that the most likely explanation for the formation of the high-level front is a folding of the tropopause.
Zusammenfassung Auf Grund einer Untersuchung von fünf Fällen ausgesprochener Fronten in der höheren Troposphäre wird der Schluß gezogen, daß die Wasserhosen-Vorstellung am besten den Zusammenhang zwischen Fronten und Tropopausen darstellt. Kombinierte Querschnitte von Temperatur, potentieller Temperatur, normaler Windkomponente und potentieller Vorticity werden für die fünf Fälle vorgelegt. Auf Grund der Bestimmungen der potentiellen Vorticity wird dargelegt, daß die wahrscheinlichste Erklärung für die Entstehung einer Front in der Höhe in der Annahme einer Faltung der Tropopause besteht.
Résumé En se fondant sur cinq cas de fronts très nets de la haute troposphère, les auteurs concluent que le schéma de trombe constitue la meilleure solution pour représenter la liaison entre zones frontales et tropopause. Ils donnent des profils combinés de température, de température potentielle, de composantes normales du vent et de vorticity potentielle pour les cinq cas. Ils montrent à l'aide de mesures de la vorticity potentielle que l'explication la plus probable de la formation d'un front en altitude consiste à admettre un plissement de la tropopause.

With 11 Figures

Contribution No. 37, Department of Meteorology and Climatology. —The research reported in this article has been supported by the Geophysical Research Directorate, Air Force Cambridge Research Center, under Contract No. AF 19 (604)-1811.  相似文献   

2.
Zusammenfassung Die Arbeit geht aus von den empirischen Feststellungen des Verfassers von 1935, daß die Globalstrahlung bei klarem Himmel und der Sonnenhöhe durch eine Formel (1) mit zwei Konstanten dargestellt werden kann, und daß die Spektralverteilung der Globalstrahlung bei klarem Himmel konstant und in erster Näherung unabhängig von der Sonnenhöhe ist; diese beiden Feststellungen entbehrten bisher einer theoretischen Begründung. Um zu einer solchen zu gelangen, wurde die bereits vonBerlage jr. gemachte Annahme benutzt, daß die Globalstrahlung gleich sein muß der auf die Horizontale fallenden extraterrestrischen Strahlung, vermindert um die Wasserdampfabsorption und um ein Abzugsglied, das der Rückstrahlung der Atmosphäre in den Raum entspricht. Es werden die Beziehungen der für die Globalstrahlung repräsentativen Rückstrahlungskonstante zum Trübungsfaktor festgestellt.Wegen der besonderen Wichtigkeit des Verhältnisses zwischen der von der Atmosphäre nach oben und nach unten gestreuten Strahlung wurde die Zerstreuungsfunktion verschiedener Partikel, die vermutlich das Aerosol bilden, betrachtet und gefunden, daß die fast stets beobachteten erheblichen Werte der Rückstrahlung der Atmosphäre nicht ohne die Anwesenheit von undurchsichtigen Partikeln zustande kommen können, die bei hoher Luftfeuchtigkeit vermutlich aufquellen. Auch für die annähernde Unabhängigkeit der Spektralverteilung der Globalstrahlung von der Sonnenhöhe wurde die theoretische Begründung in dem Effekt gefunden, daß bei tiefem Sonnenstand die dann relativ viel stärkere Himmelsstrahlung, bei hohem vorwiegend die Sonnenstrahlung die Spektralverteilung der Globalstrahlung bestimmt. Diese Tatsache wurde sowohl bei der Extinktion der natürlichen Sonnenstrahlung in der Atmosphäre als gültig festgestellt als auch bei Annahme einer extraterrestrischen Energieverteilung nach der Planckschen Formel für einen schwarzen Strahler von 6000 °K und für verschiedene Annahmen für die Zerstreuung.Im zweiten Teil der Arbeit wurden für alle dem Verfasser gegenwärtig erreichbaren Monatsmittel der Globalstrahlung bei klarem Himmel die Rückstrahlungskonstanten berechnet und festgestellt, daß, wie zu erwarten, mit zunehmender Luftfeuchtigkeit die nach unten gestreute Strahlung gegenüber der nach oben gehenden vergrößert wird. Aus den in der Wüste Gobi im Mai 1931 vonHaude beobachteten Sonnen- und Globalstrahlungswerten an klaren Tagen wurde das Verhältnis der nach oben und nach unten gehenden Strahlungen für die einzelnen Beobachtungen bestimmt und gefunden, daß das Aerosol von einem Tag zum anderen seine Rückstrahlungsfähigkeit erheblich ändern kann. Der Vergleich der mittleren beobachteten Spektralverteilung mit der theoretischen ergab bei etwa gleicher Wellenlänge des Maximums der Intensität höhere Werte bei längeren und niedrigere Werte bei kürzeren Wellen für die Beobachtung gegenüber der Theorie.
Summary The paper commences with the auther's conclusions 15 years ago, that the global radiation with a clear sky can be expressed as function of the height of the sun by a formula (1) with two constants, and secondly, that the spectral distribution of the global radiation with a clear sky is constant and approximately independent of the height of the sun. Both statements lackened a theoretical explanation at yet. In order to obtain that the assumption made byBerlage jr. is used, namely that the global radiation must be equal to the extraterrestrial radiation falling on the horizontal plane diminished by the absorption of the water vapor and by a subtractive term which corresponds to the radiation reflected from the atmosphere into the space. The constant of reflected radiation is representative for the global radiation, its relations to the turbidity factor are examined.The diffusion function of different particles probably forming the aerosol were considered because of the particular importance of the proportion between the radiations diffused upwards and downwards by the atmosphere. It is found that the considerable figures of the reflected radiation of the atmosphere mostly observed cannot take place without presence of opaque particles which probably swell with a high atmospheric humidity. It is theoretically explained that the spectral distribution of the global radiation must be approximately independent of the height of the sun by means of the effect that with a low height of the sun the then relatively large sky radiation controls the spectral distribution of the global radiation while with a large height of the sun the global radiation is controlled in the first place by the solar radiation.This fact is valid in the extinction of natural sun radiation in the atmosphere and in the extinction with different diffusion laws for an extraterrestric energy distribution according toPlanck's formula for a black radiator of 6000° K, as well.In the second part of the paper the constant of the back radiation is calculated for all monthly means of the global radiation with clear sky, at present available to the author. Therefrom it can be established that the radiation diffused downwards is enlarged in relation to the radiation going upwards with increasing atmospheric humidity, as expected. The proportion of the radiations going upwards and downwards is calculated for the single observations from the values of solar and global radiation observed on clear days in the Gobi in May 1931 byHaude. It is found that the aerosol can considerably change its radiation reflective power from one day to another. The comparison of the observed average spectral distribution of the global radiation with the theoretical one yields higher values with longer waves and lower values with shorter waves for the observations in relation to the theory while the wave-length of the intensity maximum is almost the same for the observed and the theoretical spectral distribution.
Résumé L'auteur avait constaté en 1935 que par ciel clair le rayonnement global peut être représenté, comme fonction de la hauteur solaire, par une formule empirique (1) à deux constantes; il avait constaté en outre que la répartition spectrale du rayonnement global par ciel serein est constante et ne dépend pas de la hauteur solaire en première approximation. Ces deux constatations manquaient jusqu'ici de fondement théorique. Pour établir ce dernier on a suivi la voie prise parBerlage jr. qui admet que le rayonnement globall doit être égal au rayonnement extra-terrestre tombant sur le plan horizontal, diminué de l'absorption par la vapeur d'eau et d'un terme soustractif correspondant au rayonnement renvoyé par l'atmosphère dans l'espace. La constante du rayonnement réfléchi est représentative du rayonnement global et on a établi ses relations avec le facteur de trouble.Vu l'importance particulière du rapport entre le rayonnement émis par l'atmosphère vers le haut et vers le bas, on a considéré la fonction de dispersion de différentes particules composant probablement l'aérosol, et on a trouvé que les valeurs relativement considérables que fournit l'observation du rayonnement renvoyé par l'atmosphère ne peuvent s'expliquer que par la présence de particules opaques se gonflant lorsque l'humidité est forte. En ce qui concerne l'indépendance relative de la distribution spectrale du rayonnement global à l'égard de la hauteur solaire, on en a recherché l'explication dans le fait que le soleil étant bas sur l'horizon le rayonnement céleste est alors prédominant et détermine la répartition spectrale du rayonnement global, alors que par grande hauteur solaire c'est essentiellement le rayonnement du soleil qui est déterminant. On a vérifié ce fait tant pour l'extinction du rayonnement naturel du soleil dans l'atmosphère que pour le cas d'une répartition de l'énergie extra-terrestre conforme à la formule dePlanck pour un radiateur noir de 6000° K et pour différentes hypothèses concernant la dispersion.Dans la seconde partie du travail, l'auteur a utilisé toutes les moyennes mensuelles du rayonnement global par ciel serein dont il pouvait disposer pour calculer la constante du rayonnement réfléchi; à l'aide d'un diagramme il a constaté, comme il fallait s'y attendre, que le rayonnement dispersé vers la bas augmente avec l'humidité par rapport au rayonnement diffusé vers le haut. Sur la base des observations deHaude dans le désert de Gobi en mai 1931, il a calculé le rapport des rayonnements allant vers le haut et vers le bas pour chaque observation isolée aux jours sereins, et il a trouvé que l'aérosol peut modifier notablement d'un jour à l'autre son pouvoir réfléchissant. La comparaison des répartitions spectrales moyennes observées avec les valeurs théoriques a montré que les longueurs d'onde du maximum d'intensité sont à peu près identiques, mais que les valeurs observées sont plus élevées que les valeurs théoriques pour les grandes longueurs d'onde, et plus faibles pour les petites longueurs d'onde.

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3.
Summary In climatology and general circulation studies all the energy available at the surface is important and not only the short wave component. Reliable observations are available only for short wave radiation, and long wave components must be obtained by the application of radiation laws to the known state of the atmosphere. The present paper contains first the calculation of long wave radiation components and then the radiation balance derived by the combination of all components.The long wave radiation emitted from the ground was calculated with theStefan-Boltzmann formula. Long wave radiation received at the gound was determined from the temperature and humidity condition of the atmosphere first for clear sky conditions (usingElasser radiation diagram) and then for 10/10 cloudiness with low, medium and high clouds. These values were then corrected to actual cloud amounts and types.An analysis of the individual grid points shows that there are a few quite distinct types of radiation regime: Norwegian Sea type, Continental type, Pack Ice type. These are discussed in turn, and the radiation balance for the Arctic is presented in sections along 0°E and 120°E, as well as in twelve monthly maps.
Zusammenfassung Bei Betrachtungen über die Strahlungsbilanz in Klimatologie und Zirkulationsstudien ist nicht nur die kurzwellige, sondern auch die langwellige Strahlung zu berücksichtigen. Während für kurzwellige Strahlung zumindest ein grobes Netz von Beobachtungsstationen besteht, kann die langwellige Strahlung klimatologisch nur durch Berechnung auf Grund der Strahlungsgesetze ermittelt werden. Die vorliegende Untersuchung enthält einerseits die Berechnung der langwelligen Strahlungsströme, andrerseits die Strahlungsbilanz unter Berücksichtigung sämtlicher Strahlungskomponenten.Die langwellige Ausstrahlung des Bodens wurde mit Hilfe der Formel vonStefan-Boltzmann errechnet. Die langwellige Gegenstrahlung der Atmosphäre wurde mit Hilfe desElsasser-Diagramms bestimmt untere Benutzung neu konstruierter Karten für Temperatur und Feuchte in den Hauptisobarenflächen, und zwar sowohl für wolkenlosen wie für bedeckten Himmel mit tiefen, mittleren und hohen Wolken. Aus diesen Zahlen wurde dann die Strahlung für die tatsächlich beobachteten bewölkungsverhältnisse ermittelt.Die Analyse der berechneten Werte für die verschiedenen Netzpunkte ergab einige klar umrissene Typen des Strahlungsregimes: den Typ der Norwegischen See, den Kontinentaltyp und den Packeistyp. Schließlich werden Monatskarten der Strahlungsbilanz in der Arktis sowie Meridianschnitte für 0 und 120°E wiedergeben.
Résumé Lorsque l'on considère le bilan radiatif tant en climatologie que dans les études de la circulation générale, il ne faut pas seulement tenir compte des ondes courtes, mais aussi des longues ondes. Alors que l'on dispose d'un réseau aux mailles, assez espacées il est vrai, pour les observations du rayonnement à ondes courtes, on ne peut que calculer le rayonnement à longues ondes au moyen des lois du rayonnement. La présente étude contient d'une part le calcul des flux de rayonnement à longues ondes, d'autre part le bilan radiatif, compte tenu de toutes les composantes du rayonnement.Le rayonnement à longues ondes émis par le sol fut calculé au moyen d la formule deStefan-Boltzmann. Le rayonnement de l'atmosphère fut déterminé au moyen du diagramme d'Elsasser en utilisant de nouvelles cartes de la température et de l'humidité pour les principaux niveaux isobariques et cela aussi bien pour un ciel serein que pour des ciels couverts par nuages bas, moyens ou supérieurs. Partant de ces chiffres, on a alors calculé le rayonnement correspondant à la nébulosité effectivement observée.L'analyse des valuers calculées pour les différents points du réseau a montré l'existence de quelques types de régimes particuliers du rayonnement pouvant être clairement définis: Le type propre à la Mer de Norvège, le type continental et celui du pack. Enfin, on donne des cartes mensuelles du bilan radiatif dans l'Arctique ainsi que des coupes méridiennes pour 0° et 120° de longitude est.

With 17 Figures

The research reported in this paper was sponsored in part by the Air Force Cambridge Research Laboratories, Office of Aerospace Research, under Contract AF 19 (604)-7415.  相似文献   

4.
Zusammenfassung Ausgehend von der allgemeinen Wärmebilanzgleichung an der Erdoberfläche wird eine Formel für die Jahresmitteltemperatur an der Erdoberfläche sowohl für den strahlungsundruchlässigen Erdboden als auch für die für kurzwellige Einstrahlung transparente Hydrosphäre abgeleitet. Dabei zeigt sich, daß infolge des Abweichens des mittleren Temperaturgradienten in der Atmosphäre von der Trockenadiabate bei Zulassung vertikaler Austauschvorgänge die Mitteltemperatur am Boden Schwankungen aufweisen muß, wenn auch die Strahlungsbilanz selbst als streng periodisch vorausgesetzt wird, wie dies in der Literatur häufig geschieht. In der Hydrosphäre hat überdies die Strahlungsdruchlässigkeit bei nicht zu großer turbulenter Durchmischung des Wassers einen nicht zu vernachlässigenden Einfluß auf die Oberflächentemperatur, wie durch Heranziehen direkter Messungen der (selektiven) Absorption in natürlichen Gewässern gezeigt wird. Eine Änderung der Transparenz des Wassers für die eindringende Strahlung durch organische oder anorganische Beimengungen könnte eine Variation der Oberflächentemperatur in der Größenordnung von einem Grad zur Folge haben.
Summary Based upon the general equation for the heat balance at the earth's surface a formula for the mean annual temperature of the surface is derived both for soil that is impervious to radiation and for the hydrosphere being transparent to short-wave radiation. If we allow for vertical heat transfer by eddies in the atmosphere it yields that the mean temperature at the surface will vary with time even if the radiation balance is assumed to be strictly periodical, an assumption frequently to be found in literature, only because the mean temperature lapse rate in the atmosphere is less than the dry adiabatic lapse rate. Moreover in the hydrosphere in case of not too great turbulent mixing of the water the surface temperature is influenced by the amount of transparency of the water for the short wave incoming radiation. It is shown by using direct measurements of the coefficients of absorption in natural lakes that this effect cannot be neglected in general. A change of the transparency of the water caused by organic or inorganic substances might be followed a variation of the mean surface temperature in the order of magnitude of one degree.
Résumé Partant de l'équation générale du bilan thermique à la surface du sol, on établit une formule donnant la température annuelle moyenne au sol, aussi bien pour le sol opaque à l'égard du rayonnement que pour l'hydrosphère transparente au rayonnement de courte longueur d'onde. On constate que, du fait que le gradient vertical moyen de température de l'atmosphère s'écarte de l'adiabatique sèche par suite des processus d'échange turbulent, la température moyenne au niveau du sol doit présenter des variations, même si le bilan radiatif est supposé périodique comme on l'admet fréquemment. Dans l'hydrosphère, la transparence au rayonnement, sous réserve d'un mélange turbulent modéré de l'eau, a un effet non négligeable sur la température superficielle comme le montrent les mesures directes de l'absorption dans les eaux naturelles. Une modification de la transparence de l'eau à l'égard du rayonnement incident par suite d'apports organiques ou minéraux pourrait entraîner un changement de la température superficielle de l'ordre du degré.

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5.
Zusammenfassung Die Wirkungsweise des zur Messung der Himmels- und der Globalstrahlung verwendeten SolarigraphenMoll-Gorczynski wird theoretisch und experimentell untersucht. Die Wärmebilanz derMollschen Thermosäule wird aufgestellt und gezeigt, welche Größen in den Eichfaktor eingehen und wie die Temperatur- und Intensitätsabhängigkeit des Eichfaktors zustande kommt. Der Einfluß der Thomson-, Joule- und Peltier-Wärmen erweist sich als praktisch vernachlässigbar. Der Temperaturkoeffizient des Eichfaktors beträgt zirka 0,2% pro Grad C. Auf Grund der spektralen Verteilung der terrestrischen Sonnenstrahlung und der Himmelsstrahlung läßt sich zeigen, daß die durch die Absorptions- und Reflexionsverluste in den Deckgläsern bedingten Empfindlichkeitsänderungen höchstens ±0,4% betragen. Es wird untersucht, welche Fehler entstehen, wenn bei der Berechnung der Strahlungswerte die Abhängigkeit des Eichfaktors von der Winkelhöhe der einfallenden Strahlung nicht berücksichtigt wird. Auf Grund der vonReitz beobachteten Abweichungen vom Cosinusgesetz ergibt sich in den Himmelsstrahlungswerten bei gleichmäßig strahlendem Himmel ein Fehler von zirka 0,5%, während der Fehler in den Werten der Globalstrahlung für Sonnenhöhen über 15° höchstens 2,6% beträgt. Die durch die Eichmethode, die Schaltung und das Registrierinstrument bedingten Fehler werden diskutiert und der Einfluß der langwelligen Ausstrahlung der Glashüllen (Nullpunktsdepression) untersucht. In einer zusammenfassenden Fehlerdiskussion wird die Genauigkeit der unter Berücksichtigung der Temperatur- und Intensitätsabhängigkeit des Eichfaktors berechneten Strahlungswerte auf ±1 bis 2% geschätzt; die je nach Instrument verschieden großen Fehler, welche durch die Abweichungen vom Cosinusgesetz erzeugt werden, sind in dieser Abschätzung nicht inbegriffen.
Summary The author examines by experiments and in the theory the principle of working of the solarigraphMoll-Gorczynski, used for measuring the sky radiation and the global radiation of sun and sky. He develops the heat-balance ofMoll's thermopile and shows the factors entering into the calibration factor and in which manner this factor is depending on temperature and intensity of radiation. The influence of the Thomson-, Joule-, and Peltier-effects can practically be neglected. The temperature coefficient of the calibration factor is about 0,2%/°C. As regards the spectral distribution of solar and sky radiation it can be shown that the modifications of sensitivity as caused by the loss by absorption and reflexion in the cover-glasses of the solarigraph amount to ±0,4% in the maximum. Furthermore the errors are examined which occur with the calculation of the radiation intensities if the dependency of the calibration factor from the angle of height of incoming radiation is not taken into consideration. Due to the deviations from the law of cosine as observed byReitz, it can be concluded that the error of the values of the sky radiation (with uniform sky) is of about 0,5%, whereas the error of the values of the global radiation for solar altitudes above 15° is 2,6% in the maximum. The errors resulting from the calibration method, the electric connexions and the recording instrument are discussed, as well as the influence of outgoing long-wave radiation of the cover-glasses (zero depression). In a summarizing discussion the accuracy of the calculated values of radiation is estimated at ±1 to 2%, taken into consideration the dependency from the temperature and intensity of the calibration factor. The errors caused by the deviations from the cosine-law varying according to the instrument, are not included in this estimation.
Résumé On étudie du point de vue théorique et pratique le fonctionnement du solarigrapheMoll-Gorczynski utilisé pour la mesure du rayonnement céleste et global. On établit le bilan thermique de la pile thermoélectrique deMoll et on montre quels sont les grandeurs intervenant dans le facteur d'étalonnage et comment ce facteur dépend de la température et de l'intensité du rayonnement. L'influence des effets Thomson, Joule et Peltier se révèle pratiquement négligeable. Le coefficient de température du facteur d'étalonnage s'élève à env. 0,2% par degré centigrade. Considérant la distribution spectrale du rayonnement solaire et céleste, on peut montrer que les variations de sensibilité dues aux pertes par absorption et réflexion dans les enveloppes de verre protectrices s'élèvent à ±0,4%. On recherche quelles sont les erreurs commises en négligeant l'effet sur le facteur d'étalonnage de l'angle d'incidence des rayons lors du calcul des valeurs de rayonnement. Se fondant sur les écarts à la loi du cosinus observés parReitz, on constate que l'erreur pour la valeur du rayonnement céleste (ciel uniforme) est d'environ 0,5%, et que celle du rayonnement global pour des hauteurs solaires supérieures à 15° est au plus de 2,6%. On discute les erreurs résultant de la méthode d'étalonnage, du montage du circuit électrique et de l'enregistreur lui-même, ainsi que l'effet du rayonnement propre à grande longuer d'onde des écrans de verre (dépression du zéro). II résulte de toute la discussion des erreurs possibles que l'exactitude des valeurs calculées du rayonnement, en tenant compte de l'influence de la température et de l'intensité sur le facteur de sensibilité, est estimée à ±1 à 2%; les erreurs, variables suivant les appareils, provenant des écarts à la loi du cosinus ne sont pas prises en considération dans ce chiffre.

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6.
Zusammenfassung Mit Hilfe einer für andere Zwecke abgeleiteten Formel für die zeitliche Erwärmung der Oberfläche eines strahlungsdurchlässigen Mediums (Reuter [2]) wird der Versuch unternommen, unter gewissen Voraussetzungen die Zeitspanne einer Hyperthermie der ursprünglich 33gradigen menschlichen Haut auf 41° zu berechnen. Für die Berechnung ist die Kenntnis verschiedener Eigenschaften der Haut in bezug auf Strahlung und Wärmeleitung erforderlich. Die dazu nötigen Unterlagen wurden im wesentlichen nachBüttner [1] in Form der entsprechenden Konstanten verwendet. Eine Hyperthermie auf 41° wurde deswegen gewählt, weil nachde Rudder [4] dabei in der Hälfte der beobachteten Fälle bereits letaler Hitzschlag auftritt. Als Außenbedingungen wurden angenommen, daß die Lufttemperatur 30° betrage und während des ganzen Einstrahlungsprozesses sich nicht wesentlich ändere, ferner, daß Windstille herrsche. Die Einstrahlungs-intensität wurde konstant vorausgesetzt und ebenso der Wärmeverlust der Hautoberfläche durch Abstrahlung und Verdunstung. Den Berechnungen wurde schließlich noch die Annahme zugrunde gelegt, daß es sich um völlig schwitzende Haut handelt, also der größtmögliche Wärmeverlust durch Verdunstung auftritt. Das Ergebnis ist für verschiedene Einstrahlungs-intensitäten und verschiedene Werte der Luftfeuchte aus Tabelle 3 ersichtlich. Es ergibt sich daraus, daß bis zu einer Einstrahlungsintensität von 1,0 cal pro cm2 und Minute die Gefahr einer raschen Hyperthermie nicht besteht. Dagegen ist bei einem Ansteigen der Einstrahlungsintensität auf 1,5 cal pro cm2 und Minute, was im Einzelfall in unseren Breiten erreicht wird, in niedrigen Breiten jedoch häufig realisiert sein dürfte, die Zeitspanne bis zu einer Hyperthermie auf 41° verhältnismäßig gering und liegt je nach der Luftfeuchte zwischen einer viertel und einer halben Stunde.
Summary In applying a formula derived for other purposes for the warming of the surface of a medium pervious to radiation (Reuter [2]) it is attempted on certain conditions to compute the span of time of hyperthermy of a human skin surface raised from originally 33° up to 41°. For the computation the knowledge of several skin qualities with regard to radiation and heat conductivity is needed. The essential data are used afterBüttner [1]) in the form of the corresponding constants. A hyperthermy up to 41° was chosen because, according tode Rudder [4], this is the critical temperature where in half of the cases a letal apoplexy ensues already. As to open air conditions the temperature is assumed to be 30° and not to change essentially during the process of incoming radiation. Besides there must be a calm. Both the insolation intensity and the loss of heat of the skin surface by outcoming radiation and evaporation are supposed to be constant. The computations are based on the supposition that the skin is totally perspiring which represents the utmost loss of heat by evaporation. The result is shown on table 3 for different insolation intensities and different values of atmospheric humidity. Hence it follows that up to an insolation of 1,0 cal/cm2 min the danger of a rapid hyperthermy does not exist. Whereas in a rising of the insolation to 1,5 cal/cm2 min which is now and then reached in our latitudes but often realised in lower latitudes, the span of time for a hyperthermy up to 41° is relatively small and amounts according to atmospheric humidity to between a quarter and half an hour.
Résumé On tente de calculer le temps nécessaire, sous certaines conditions, pour porter de 33° à 41° la température de la peau humaine à l'aide d'une formule établie dans un autre but et qui donne l'échauffement de la surface d'un corps transparent pour les radiations envisagées (Reuter [2]). Il faut pour cela connaître certaines propriétés de la peau en ce qui concerne le rayonnement et la conductibilité calorifique. Les données nécessaires ont été empruntées àBüttner [1] sous la forme de constantes appropriées. On a choisi une hyperthermie atteignant 41° parcequ'alors d'aprèsde Rudder [4] dans ces conditions dans la moitié des cas observés il y a insolation mortelle. On suppose pour le calcul que la température de l'air est de 30°, constante pendant toute la durée de l'expérience, et que l'air est calme. De plus on suppose un rayonnement incident invariable et une perte de chaleur constante de la peau par émission et évaporation. On admet enfin que la peau est en état de pleine sudation et que par conséquent les pertes de chaleur par évaporation sont maxima. Le tableau 3 montre les résultats pour différentes intensités de rayonnement et pour différentes valeurs de l'humidité. Il en résulte que jusqu'à une intensité de rayonnement de 1,0 cal. par cm2 et par minute il n'y a pas de danger d'hyperthermie rapide. Par contre si le rayonnement atteint 1,5 cal. par cm2 et par min., conditions parfois réalisées sous nos latitudes et fréquentes sous des latitudes plus basses, le seuil de l'hyperthermie à 41° est assez court et se trouve compris entre 1/4 d'heure et 1/2 heure, suivant l'humidité.

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7.
Summary Micrometeorological measurements made at Norway Station, Antarctica, indicate that the exchange of sensible heat between air and snow is excecuted by the aeration. The existence of a laminar sub-layer over permeable snow is in this connection questionable. A zig-zag profile found in the mean vertical distribution of the temperature near the surface indicates that the turbulence in this layer is systematized. From the temperature profile we have estimated the vertical displacement of the elements, and in connection with measurements of the frequency of temperature variations near the surface, we have calculated the heat transfer in the air. An expression for the eddy heat transfer coefficient which contains fairly well defined quantities and proportions has been derived.
Zusammenfassung Aus mikrometeorologischen Messungen auf der Norway Station, Antarctica, wird gefolgert, daß der Austausch von fühlbarer Wärme zwischen Luft und Schnee durch Bodenatmung vor sich geht. Die Existenz einer laminaren Grenzschicht über einer porösen Schneedecke wird in diesem Zusammenhang bezweifelt. Die vertikale Temperaturschichtung der bodennahen Luftschicht zeigt ein Zickzack-Profil und deutet darauf hin, daß die Turbulenz in dieser Schicht systematische Züge enthält. Aus den Temperaturprofilen wird die vertikale Verschiebung der Turbulenzelemente geschätzt. Die gemessene Frequenz der Temperaturschwankungen in der bodennahen Luft ermöglicht die Berechnung der Größe des Wärmeaustausches. Abschließend wird ein Ausdruck für den turbulenten Wärmeaustausch-Koeffizienten abgeleitet, der verhältnismäßig wohldefinierte Größen und Verhältnisse enthält.
Résumé Sur la base de mesures micrométéorologiques effectuées à Norway Station, Antarctique, on déduit que l'échange de chaleur sensible entre l'air et la neige s'effectue par le truchement de la respiration du sol. On met alors en doute l'existance d'une couche limite laminaire au-dessus d'une couverture poreuse de neige. L'étagement vertical des températures dans les couches d'air voisines du sol présente un profil en zig-zag. Par conséquent, la turbulence montre, dans cette zone, des traits systématiques. Par le moyen des profils de température, on estime le déplacement vertical des éléments de turbulence. La fréquence mesurée des variations de température au voisinage du sol permet de calculer l'importance des échanges de chaleur. On en tire, pour terminer, une expression du coefficient d'échange turbulent de la chaleur, expression qui contient des grandeurs et des relations relativement bien définis.

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8.
Zusammenfassung Es werden die Gesichtspunkte diskutiert, die bei der Aufstellung eines Klimasystems entsprechend den Bedürfnissen der Biometeorologie des Menschen zu beachten sind. Maßgebend für die Einteilung muß der Wärmehaushalt des Menschen sein. Entsprechend der verschiedenen Belastung des Organismus sind Klimagrenzen in erster Linie unter Benutzung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit festzulegen. Es ist anzustreben, Niederschlag und Strahlung (Sonnenscheindauer oder Bewölkung) wenigstens als zusätzliche Klimamerkmale zu berücksichtigen. Eine auf der Physiologie des Menschen begründete Klassifikation müßte stärker als eine auf der Vegetation aufgebaute Klassifikation von Häufigkeitswerten statt von Mittelwerten ausgehen.
Summary Viewpoints for designing a climatic system taking into account the requirements of biometeorology of man are discussed. The classification must be based on the human heat balance. According to the different effects on the organism the climatic boundaries must be drawn first of all on the basis of temperature and humidity. Precipitation and radiation (sunshine duration or cloudiness) should be taken into account at least as secondary characteristics of climate. A classification based on the physiology of man instead of vegetation should use frequency values to a greater extent than mean values.
Résumé Exposé des points de vue à considerer pour définir et classifier le climat par rapport à la biométeorologie de l'homme. L'économie calorifique de celui-ci doit servir de base à la classification. La température et l'humidité doivent avant tout servir à distinguer les climats, cela pour tenir compte des effets sur l'organisme, tandis que les précipitations et le rayonnement serviront de critères auxiliaires. Une classification climatologique fondée sur la physiologie humaine devrait user de distributions de fréquences plus que de moyennes.
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9.
Zusammenfassung Unter Verwendung der physikalischen Gesetze für Strahlung und Wärmeleitung wird versucht, kurzfristige Änderungen der menschlichen Hauttemperatur unter dem Einfluß einer durchdringenden Strahlung von bekanntem Absorptionskoeffizienten zu berechnen. Es gelingt, eine passende Lösung der betreffenden Differentialgleichung abzuleiten. In Ergänzung zu einer früheren diesbezüglichen Untersuchung wird in der gegen-wärtigen Arbeit das Ansteigen des Wärmeverlustes der Hautoberfläche durch Ausstrahlung und Verdunstung mit wachsender Hauttemperatur berücksichtigt. Da die allgemeine Lösung für viele Fälle der praktischen Anwendung zu unhandlich ist, werden entsprechende Näherungsformeln abgeleitet, wobei die Grenzen der Anwendbarkeit dieser Formeln diskutiert werden. Die theoretischen Ergebnisse zeigen eine weitgehende Übereinstimmung mit direkten Messungen vonH. M. Bolz. Weitgehende Anwendungsmöglich-keiten dürfte eine Näherungsformel (33) haben die gestattet, die Zeitspanne abzuschätzen, innerhalb der eine Haut bestimmter Anfangstemperatur praktisch die den Strahlungsverhältnissen der Umgebung entsprechende Gleich-gewichtstemperatur annimmt.
Summary Based upon the physical laws for radiation and heat transfer it is attempted to compute short range variations of human skin temperatures under the influence of incoming penetrating radiation with a given coefficient of absorption. A solution of the respective differential equation can be derived. In addition to a previous investigation on the same topic in the present study an increase of the net loss of heat from the skin surface by radiation and eva-poration with increasing skin temperature is allowed. Since the complete solution may be too complicated for practical applications in many cases approximative formulae are deduced and the limitation of their use discussed. A good agreement can be shown between the theoretical results and measurements byH. M. Bolz. A special application of the approximative formula (33) is to precalculate the time interval within which the skin-temperature will be practically raised from a given initial value to the temperature of radiative equilibrium.
Résumé En appliquant les lois du rayonnement et de la conductibilité calorifique, on tente de calculer les variations rapides de la température de la peau humaine sous l'effet d'un rayonnement pénétrant de coefficient d'absorption connu, et l'on arrive à établir une solution convenable de l'équation differentielle en question. En complément d'une étude antérieure, on considère ici l'accroissment de la perte de chaleur à la surface de la peau par émission et évaporation en fonction de la température de l'épiderme. Comme la solution générale est d'une application malaisée, on donne des formules approchées ainsi que les limites de leur emploi. Les résultats théoriques s'accordent fort bien avec les mesures directes deH. M. Bolz. La formule approchée (33) en particulier permet d'estimer le délai dans un épiderme de température initiale connue atteint sa température d'équilibre sous l'effet du rayonnement; elle doit avoir de nombreuses applications.

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10.
Summary The concept of a tropopause as a discontinuity surface, single or multiple, is shown to be a misleading oversimplification. It is misleading with respect to the actual thermal structure of the atmosphere and the exchange process or transport from troposphere to stratosphere. Original radiosonde records, reprocessed to preserve the observational details indicate many zones of large hydrostatic stability often separated by zones of neutral stability. By coordinating the analyses of vertical cross sections, isentropic charts and isentropic trajectories it was found that these zones of large stability have spatial and temporal continuity. (They have been called stable laminae to emphasize their large quasi horizontal extent and small vertical dimension.) The upper and lower boundaries of the laminae are characterized by a rapid variation in stability that may be considered discontinuous. These discontinuity surfaces, however, coincide with isentropic surfaces and extend from the stratosphere into the troposphere. Consequently there is no barrier to quasi horizontal flow, i. e., no barrier to flow from stratosphere to troposphere and vice versa with attendant transfer of heat, moisture and radioactive contaminants. It is proposed that the tropopause be defined in terms of large scale average thermal properties calculated from the detailed soundings by a weighted running mean. The tropopause is defined as a barotropic surface, not a discontinuity surface, above which the average stability is large and the average baroclinity negative and below which the average stability is small and the average baroclinity is positive. On the soundings this represents the envelope that joins the smoothed soundings and in space the highest elevation reached by the isentropic surfaces in the potential temperature range enclosed by the envelope.
Zusammenfssung Es wird gezeigt, daß die Vorstellung von der Tropopause als einer einfachen oder mehrfachen Diskontinuitätsfläche in der Atmosphäre eine übermäßige und sogar irreführende Vereinfachung ist. Sie ist irreführend in bezug auf den wirklichen thermischen Aufbau und die Austausch-und Transport-Prozesse zwischen Troposphäre und Stratosphäre. Die verwendeten Original-Radiosondenaufstiege wurden neuerlich ausgewertet, um ein Maximum an Details zu erhalten. Es zeigte sich das Vorhandensein vieler Zonen von großer hydrostatischer Stabilität, welche oft durch Zonen von indifferentem hydrostatischem Gleichgewicht getrennt sind. Die zusammenfassende Betrachtung vertikaler Schnitte, isentropischer Karten und isentropischer Trajektorien ergab, daß diese Zonen großer Stabilität räumliche und zeitliche Kontinuität besitzen (sie werden stabile Schichte genannt, um ihre große quasi-horizontale und kleine vertikale Erstreckung zu betonen). Die oberen und unteren Grenzen dieser Schichten sind durch eine rasche Änderung der Stabilität gekennzeichnet, welche als diskontinuierlich bezeichnet werden darf. Die Diskontinuitätsflächen korrespondieren jedoch mit isotropen Flächen und erstrecken sich von der Stratosphäre bis in die Troposphäre. Es besteht daher keine Schranke für eine quasi-horizontale Luftbewegung, d. h. die Strömung und der damit verbundene Transport von Wärme, Wasserdampf oder radioaktiven Partikeln kann ungehindert von der Stratosphäre in die Troposphäre (und umgekehrt) verlaufen. Es wird vorgeschlagen, die Tropopause auf Grund großräumiger Mittel thermischer Größen zu definieren, welche aus detaillierten Radiosonden-Aufstiegen und forlaufenden, gewogenen Mittelwerten zu berechnen wären.Die Tropopause wird als eine barotrope Fläche definiert, nicht als eine Diskontinuitätsfläche, oberhald welcher im Mittel große Stabilität und negative Baroklinität und unterhalb welcher im Mittel kleine Stabilität und positive Baroklinität herrschen. In den Aufstiegen wird dies durch jene Einhüllende dargestellt, welche die ausgeglichene Aufstiegskurve berührt, und im Raum durch die größte Höhe, welche von den isentropen Flächen in dem von der Einhüllenden eingeschlossenen Bereich der potentiellen Temperatur erreicht wird.
Résumé L'auteur montre que le schéma classique de la tropopause formée d'une ou de plusieurs surfaces de discontinuité n'est qu'une simplification trompeuse en ce qui concerne sa structure thermique réelle et les processus d'échange entre la troposphère et la stratosphère. Les radio-sondages fournissent aujourd'hui de nouveaux détails et révèlent la présence de nombreuses zones de grande stabilité hydrostatique souvent séparées par des couches d'équilibre indifférent. Les sections verticales, les cartes d'isentropes et de trajectoires isentropes montrent que ces zones (appelées «couches stables» pour manifester leur grande extension quasi horizontale et leur faible épaisseur) de grande stabilité possèdent une continuité spatio-temporelle. Les limites supérieures et inférieures de ces couches sont caractérisées par une variation rapide de la stabilité qui doit être considérée comme discontinue. Toutefois les surfaces de discontinuité correspondent à des surfaces isentropes et s'étendent de la stratosphère dans la troposphère. Il n'y a donc pas d'obstacle à un mouvement quasi horizontal, c'est-à-dire que le courant et par conséquent le transport de chaleur, de vapeur d'eau ou de particules radioactives peut se faire librement de la stratosphère à la troposphère ou vice-versa. On propose de définir la tropopause d'après des valeurs moyennes de grandeurs thermiques que l'on calculerait à partir de sondages détaillés et de moyennes convenables. La tropopause est une surface barotrope et non une surface de discontinuité, au-dessus de laquelle règne en moyenne une grande stabilité et une baroclinité négative, et au-dessous de laquelle il y a peu de stabilité et une baroclinité positive. Sur les courbes d'état cela s'exprime par son enveloppe tangente, et dans l'espace par l'altitude la plus grande atteinte par les surfaces isentropes à l'intérieur du domaine de température potentielle délimitée par cette enveloppe.

With 29 Figures

Contribution No. 44, Department of Meteorology and Climatology, University of Washington.  相似文献   

11.
Résumé On mesure les températures du sol à 2 profondeurs ainsi que les températures de la surface du sol et de l'air près du sol sur 2 sols différents: le sable des dunes du Grand Erg Occidental et la hamada1, près de Béni-Abbès (Algérie). On en déduit les coefficients de diffusivité thermique des matériaux constituant le sol. Connaissant d'autre part les rayonnements incidents, réfléchis, diffusés et émis par le sol, on estime la chaleur échangée entre celui-ci et l'air par convection et conduction. Observant que les chaleurs échangées varient avec la nature du sol et l'heure on en conclut qu'il doit s'établir une brise entre l'erg et la hamada analogue à la brise marine.
Summary One measures soil temperature at two depths, surface and air temperature near the ground in sand dunes of the Grand Erg Occidental and in the hamada1, near the oasis of Béni-Abbès (Algeria). One deduces from these results thermal diffusivity coefficients for these two soils. Knowing incident, reflected, diffused and emitted radiations of the ground, one computes the energy exchanged between air and ground surface through convection and conduction. One finds that these energies vary with the nature of the soil and with time, and one concludes that it must appear a breeze between dunes and hamada, quite similar to the sea breeze.
Zusammenfassung Es wurden die Bodentemperatur in zwei Tiefen, die Oberflächentemperatur und die Lufttemperatur in Bodennähe auf zwei unterschiedlichen Bodenarten, auf den Sanddünen des Grand Erg Occidental und auf der Hamada2 bei Beni-Abbès (Algerien), registriert. Aus den Messungen werden die Wärmeleitzahlen der entsprechenden Bodensubstanzen bestimmt. Aus den bekannten Werten der Einstrahlung und der Ausstrahlung sowie der reflektierten und der gestreuten Strahlung des Bodens wird der Wärmeaustausch durch Konvektion und Wärmeleitung zwischen Luft und Bodenoberfläche abgeschätzt. Da dieser Wärmeaustausch von der Natur des Bodens und der Tageszeit abhängt und über beiden Bodenarten verschieden groß ist, entsteht vermutlich eine Luftbewegung zwischen der Düne und der Hamada ähnlich der Seebrise.

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12.
Summary In a previous paper [1] the sensitivity of radiation balance meters with a polyethylene dome was discussed. In these discussions it appeared that the absorption properties of the thermopile and the transmission of the polyethylene play an important role in sensitivity.A number of polyethylene domes has been measured on their transmission power before as well as after use, to get information on the effect of use. The absorption factor for longwave thermal radiation of Parsons optical matt black has been calculated by comparing net radiation data from the Funk net radiometer and calculated data from separate measurements of incoming and outgoing radiation by the Schulze balance radiometer.
Zusammenfassung In einer früheren Mitteilung [1] wurde die Empfindlichkeit von Strahlungsbilanzmessern mit Lupolenhalbkugel diskutiert; dabei ergab sich, daß bei der Empfindlichkeit die Absorptionseigenschaften der Thermosäule und die Durchlässigkeit des Lupolens eine bedeutende Rolle spielen.Um den Einfluß der Benützung abzuklären, wurde bei einer Anzahl Lupolenhalbkugeln die Durchlässigkeit vor und nach erfolgter Exposition gemessen. Das Absorptionsvermögen von Parsons mattem Schwarzlack für langwellige Wärmestrahlung wurde berechnet durch eine Vergleichung von Nettostrahlungswerten nach dem Funk-Strahlungsmesser und von berechneten Werten separater Messungen der einfallenden und der ausgehenden Strahlung mit einem Schulze-Strahlungsbilanzmesser.
Résumé Dans un précédent mémoire [1], on a discuté la sensibilité des appareils de mesure du bilan radiatif recouverts de coupoles de polyéthylène. Il en découlait que la dite sensibilité dépend avant tout des propriétés d'absorption de la pile thermo-électrique et du pouvoir de transmission de l'enveloppe de polyéthylène.Afin de déterminer les effets découlant de leur utilisation, on a mesuré la perméabilité au rayonnement d'un certain nombre de coupoles de polyéthylène avant et après leur exposition. On a calculé le pouvoir d'absorption en rayonnement calorifique de grande longueur d'ondes de la laque noire et mate de Parsons en comparant les relevés de rayonnement net d'un radiomètre de Funk aux valeurs calculées de mesures séparées du rayonnement reçu et émis mesures faites au moyen d'un bilanmètre de rayonnement de Schulze.
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13.
Zusammenfassung Im ersten Teil der Arbeit werden der Einfluß von Temperaturänderungen auf die Anzeige des Piche-Evaporimeters und der Einfluß des Lochdurchmessers im Filterpapier auf den Unterdruck im Rohr untersucht. In beiden Fällen ergibt sich eine sehr gute Übereinstimmung zwischen dem experimentellen Ergebnis und entsprechenden theoretischen Überlegungen.Messungen der Verdunstung des Piche-Evaporimeters, bei denen die Strahlung durch eine äquivalente elektrische Heizung des Filterpapiers ersetzt wurde, erlauben zusammen mit den Messungen der übrigen für die Verdunstung maßgebenden Parameter die Bestimmung der Wärmeübergangszahl des Filterpapierblättchens des Piche-Evaporimeters als Funktion der Windgeschwindigkeit. Das dabei gefundene Potenzgesetz, welches weitgehend den aus der Literatur bekannten Formeln für die Wärmeübergangszahl folgt, ermöglicht es, die Verdunstung und die Mitteltemperatur des Filterpapiers des Piche-Evaporimeters mit Hilfe der vonG. Hofmann angegebenen Formeln und der in ihnen auftretenden meteorologischen Parameter (Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit, Strahlungsbilanz, relative Luftfeuchtigkeit) zu errechnen. Auch hier ergibt sich eine sehr gute Übereinstimmung der berechneten Werte mit den gemessenen, so daß die Abhängigkeit der Meßwerte eines Piche-Evaporimeters von den für dessen Anzeige maßgebenden Parametern hinreichend geklärt erscheint.
Summary First are investigated the effect of temperature variations on the readings of a Piche evaporimeter, and the effect of the size of the hole pierced into the filter paper on the underpressure within the tube. In both cases good agreement is found between experimental results and theoretical considerations.The heat transfer coefficient of the filter paper as a function of wind velocity was ascertained by observing evaporation and the pertinent parameters; radiation, however, was replaced by an equivalent electric heating of the filter paper. The relationship follows a power law and corresponds largely with other formulae given in the literature. By applyingG. Hofmann's formulae (containing air temperature, wind velocity, net radiation, and relative humidity) the relationship can be used to calculate the mean temperature of the filter paper and the amount of evaporation. The agreement between calculated and observed results is very good. It seems, therefore, that the relationship between the Piche evaporimeter readings and the meteorological parameters governing its reactions is sufficiently clarified.
Résumé On étudie tout d'abord l'influence des variations de température sur les indications de l'évaporimètre de Piche, ainsi que l'effet du diamètre du trou du papier-filtre sur la dépression du tube. Dans les deux cas la théorie et l'expérience sont parfaitement d'accord.En mesurant ensuite l'évaporation de l'instrument exposé à un chauffage électrique équivalent à la radiation et en tenant compte des autres paramètres, on peut déterminer le coefficient de transfert de chaleur du filtre en fonction de la vitesse du vent. La loi exponentielle trouvée qui correspond bien aux formules connues pour le transfert de chaleur, permet alors de calculer l'évaporation et la température moyenne du filtre à l'aide des formules données parG. Hofmann et des paramètres météorologiques (température de l'air, vitesse du vent, bilan radiatif, humidité relative). Là aussi, l'accord entre la théorie et l'expérience est très satisfaisant, ce qui établit convenablement et de façon suffisante le lien entre les indications de l'évaporimètre de Piche et les conditions d'expérience.
Mit 10 TextabbildungenTeil einer Diplomarbeit für Meteorologie an der Universität München (1959).  相似文献   

14.
Zusammenfassung Im innersten Ötztal wurde knapp unterhalb der Waldgrenze auf einer Lichtung des Zirben-Lärchen-Waldes in 1940 m Seehöhe an einer Basisstation die Sonnen- und Himmelsstrahlung auf die horizontale Fläche (Globalstrahlung) mittels Sternpyranographen, die Globalbeleuchtungsstärke mittels Selen-Photoelement und Schreiber sowie die Sonnenscheindauer registriert. In der Vegetationsperiode 1953 wurden, ebenfalls registrierend, die Strahlungsverhältnisse in Zirben- und Lärchenbeständen, ferner die Abhängigkeit der Boden- und Pflanzentemperaturen von der Strahlung sowie die Albedo der wichtigsten Pflanzengesellschaften in der Kampfregion untersucht.Bei wolkenlosem Himmel verursacht der am Untersuchungsort im Mittel um 22° überhöhte Horizont einen Globalstrahlungsverlust von etwa 10% bei den Juni-Tagessummen, von mehr als 60% bei den Dezember-Tagessummen und einen Verlust von 28% bei der jährlichen Strahlungssumme. Die bei dieser Witterung und freiem Horizont erreichbare höchste Strahlungstagessumme beträgt im Juni 850 cal/cm2, jene bei tatsächlicher Horizontabschirmung 755 cal/cm2. Die registrierten Mittagsintensitäten bei klarem Himmel lagen in jedem Monat der Beobachtungszeit um 11 bis 12% höher als in der Niederung (200 m). Die Tagessummen der Himmelsstrahlung betragen bei Abwesenheit von Wolken zwischen 60 cal/cm2 im Juni und 18 cal/cm2 im Dezember; sie sind in den Monaten ohne Schneedecke durch den überhöhten Horizont um 15 bis 17% vermindert; eine Neuschneedecke vermag die Himmelsstrahlungssumme bei klarer Witterung durch Vermehrung der multiplen Reflexion und der Hangreflexstrahlung um 40% zu erhöhen.Bei bedecktem Himmel haben die Tagessummen der Strahlung in allen Monaten eine große Variationsbreite; die Mittelwerte sinken von 225 cal/cm2 im Mai auf 35 cal/cm2 bzw. 51 cal/cm2 bei Neuschneedecke im Dezember ab. Die maximalen Stundenmittel der Strahlung des bedeckten Himmels betrugen in jedem Monat ca. 40% der Globalstrahlung bei wolkenlosem Himmel. Als höchste Momentanintensität diffuser Strahlung wurden im Juli 0,82 cal/cm2 min registriert.Bei wechselnder Bewölkung erreichen die Momentanintensitäten in den Monaten hohen Sonnenstandes häufig Werte von 140 bis nahezu 150% der entsprechenden Globalstrahlungsintensität bei wolkenlosem Himmel. Die absoluten Globalstrahlungsmaxima lagen bei 2,20 bis 2,25 cal/cm2min (Mai bis Juli), das sind 118% der Solarkonstante.Im Jahresdruchschnitt erhält die Station bei wolkenlosem Himmel um 3% weniger, bei bedecktem Himmel um 30 bis 35% mehr Strahlung als eine freiliegende Stelle in der Niederung (200 m).Die Globalstrahlung wurde bei den verschiedenen Witterungsfällen in Beziehung gesetzt zur Sonnenscheindauer, zur Globalbeleuchtungsstärke und zur Tagesschwankung der Temperatur oberflächennaher Bodenschichten. Letztere Beziehung weicht ab von bisherigen Kenntnissen aus dem Tiefland und stellte sich als ökologisch wichtige Standortskonstante heraus, indem sie sich nicht jahreszeitlich ändert, sondern von Standort zu Standort je nach dem Grad der Windausgesetztheit.Die für die Nettoassimilationsleistung von Jungzirben wichtige Nadeltemperatur wird in ihrer Abhängigkeit von der Strahlung untersucht und ihre Bedeutung für sommerliche Hitzeschäden und winterliche Frostschäden erörtert. Auf den Einfluß der winterlichen Strahlungsverhältnisse für assimilationshemmende Chlorophyllzerstörungen sowie auf die UV-Strahlung als begrenzender Faktor für Pilzschäden an der Zirbe wird hingewiesen.Dichte Zirbenbestände vermindern die bis zum Boden gelangende Strahlung auf durchschnittlich 8% bei sonnigem Wetter, auf 15% bei diffuser Strahlung, bezogen auf die Basisstation. Dadurch wird für die Naturverjüngung des Bestandes nur in den drei Monaten höchsten Sonnenstandes maximale Stoffproduktion aus der Photosynthese sichergestellt. In den übrigen Monaten herrscht Lichtmangel, was zusammen mit der Niederschlagsverringerung auf wenige Prozent des Freilandwertes bewirkt, daß sich diese Beständenicht verjüngen. Eine Lärchenbeimischung von etwa einem Drittel erhöht die Strahlungsdurchlässigkeit auf das doppelte. In reinem Lärchenbestand steigen die bis auf den Boden gelangenden Strahlungsmengen auf den dreifachen Wert des dichten Zirbenbestandes an, was bei Behinderung der Belüftung zu starker Überwärmung des Bodens und vermutlich zu seiner weitgehenden Sterilität (Verarmung der Bodenfauna und-vegetation) führt.Abschließend wird gezeigt, daß die wichtigsten Pflanzengesellschaften der Kampfzone aus dem Strahlungsangebot einen sehr verschiedenen Wärmegewinn ziehen, indem die mittleren Albedowerte bei wolkenlosem Himmel von einer Vegetationseinheit zur anderen zwischen 14 und 28% schwanken. Durch Zeichnung der Tagesgänge der Albedo wird deutlich, daß die Strahlung maximal zur Zeit des örtlichen Sonnenaufgangs absorbiert wird.
Summary Measurements of solar and sky radiation, of global illumination and of sunshine duration were carried out in a glade of a stone-pine and larch wood somewhat below the upper tree limit at 1940 m altitude in the Ötztal. During the vegetation period 1953, radiation conditions within the stone-pine and larch woods themselves were investigated as well as the influence of radiation on soil and plant temperatures and the albedo of the principal plant communities of the transition region.With cloudless sky, the elevations of the horizon reaching on the average 22° cause a loss of 28 per cent for the annual sum of radiation. The maximum of the daily radiation sum reaches 755 cal/cm2. Midday intensities are always higher by 11 to 12 per cent than those in the lowland (200 m). Daily sums of sky radiation are, in the months without snow cover, somewhat reduced by the natural horizon; fresh fallen snow may raise the sum of sky radiation by 40 per cent, because of multiple reflexion and slope influence. With overcast sky, radiation conditions are more variable; the highest hourly mean values amount to 40 per cent of those with cloudless sky. The highest instantaneous intensity of diffuse radiation was recorded in July, being 0,82 cal/cm2. With varying cloudiness and in summer, instantaneous intensities often reach values of 140 to 150 per cent of the global radiation intensity with cloudless sky. On the average of a year, the station gets less radiation with cloudless sky (3 per cent) and more radiation with overcast sky (30 to 35 per cent) than an open place in the lowland (200 m).Beside other relations the global radiation was studies as function of the daily variation of the surface temperature; it was found not to vary with the seasons, but to depend locally on the degree of exposure to wind.Dense stone-pine woods reduce the radiation at ground level to 8 per cent, on the average, with sunny weather, and to 15 per cent with diffuse radiation. Therefore, during the three months of highest sun elevation only, photosynthesis is effective enough to make possible the natural regeneration of the wood. There is lack of light during the rest of the year which, in addition to the reduction of the precipitation by the trees themselves, makes a regeneration impossible. If a third of the trees consists of larches the permeability for radiation is doubled. In a pure larch wood the radiation penetrating to the ground reaches the threefold value of the dense stone-pine wood which, because of reduced ventilation, leads to strong overheating of the soil and probably to its great sterility.The principal plant communities of the transition region absorb different heat quantities from the available radiation according to the mean albedo values varying between 14 and 28 per cent from one vegetation unit to another; most radiation is absorbed at the time of local sunrise.
Résumé Des mesures de rayonnement solaire et céleste, d'éclairement global et d'insolation ont été faites dans une clairiére d'une forêt de mélèzes et d'arolles de l'Ötztal à 1940 m. d'altitude; elles ont compris en outre pendant la période de végétation de 1953 des enregistrements de rayonnement dans la population forestière même, de la température du sol et des essences ainsi que de leur albédo.Par temps clair l'horizon relevé entraine une perte de rayonnement global de 28% en moyenne. Le maximum journalier s'élève à 755 cal/cm2. L'intensité à midi est supérieure à celle de la plaine. Le rayonnement céleste est un peu réduit par l'horizon naturel; il est par contre accru par réflexion multiple lorsque la neige recouvre le sol.Par ciel couvert le rayonnement est plus variable; il s'élève en moyenne à 40% de celui des jours clairs. L'intensité instantanée maximum de rayonnement diffus s'observe en juillet avec 0,82 cal/cm2min. Par nébulosité variable les valeurs instantanées atteignent souvent en été le 140 à 150% de celles du rayonnement global par ciel serein. La station reçoit en moyenne par ciel sans nuages moins de rayonnement (3%), par ciel couvert plus de rayonnement (30 à 35%) qu'une station de plaine (200 m).Le rayonnement global considéré en fonction de la variation diurne de la température superficielle du sol ne varie pas selon les saisons, mais dépend du degré d'exposition au vent.Un peuplement dense d'arolles diminue du 8% le rayonnement atteignant le sol par temps clair, de 15% par rayonnement diffus. Ainsi le rajeunissement de la forêt n'est-il assuré que pendant les trois mois de hauteur solaire maximum, lors du maximum de l'effet de la photosynthèse; pendant le reste de l'année il y a insuffisance de lumière ce qui, joint à la diminution de la pluie par le peuplement lui-même, ne peut assurer le rajeunissement. Le mélange de mélèzes à raison d'un tiers environ double la perméabilité au rayonnement. Dans un peuplement pur de mélèzes le rayonnement atteignant le sol est trois fois celui du bois dense d'arolles ce qui provoque une surchauffe du sol et entraine probablement sa stérilité partielle.Les principales populations végétales de la zone de transition vers les hauteurs absorbent des quantités d'énergie radiative très différentes par suite de leur albédo qui varie entre 14 et 28%; cette absorption est maximum au moment du lever local du soleil.

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15.
Zusammenfassung An einem umfangreichen Beobachtungsmaterial besonders der zenitalen Himmelsstrahlung wird die Brauchbarkeit von Strahlungsmessungen mit verschiedenen Empfängern für die Überwachung atmosphärischer Trübungsverhältnisse und der Struktur der Trübung erprobt. Der Einfluß der selektiven Eigenschaften der einzelnen Empfängertypen auf die Meßvorgänge wird eingehend erörtert. Es wird gezeigt, daß Polarisations-und Farbwerte der zenitalen Himmelsstrahlung, die mit verhältnismäßig einfachen Mitteln (Selen-Photoelementen) gewonnen werden können, schon wesentliche Einblicke in den Trübungscharakter der Atmosphäre ermöglichen. Eine Verfeinerung der Analyse ist durch Intensitäts- und Polarisationsmessungen in engen Spektralbereichen, wie sie durch Verwendung von Interferenzfiltern in Verbindung mit Photomultipliern möglich sind, zu erreichen. Im Hinblick auf die noch unbefriedigende Bestimmung des Gesamtwasserdampfgehalts aus den atmosphärischen Absorptionsbanden bei durchgehender Strahlung wird auf die Möglichkeit, sie durch Messung der langwelligen Ausstrahlung zu kontrollieren und zu verbessern, hingewiesen.
Summary On the basis of an extensive material of observations, in particular of zentithal sky radiation, the applicability of radiation measurements with different receivers for the control of atmospheric turbidity conditions and the structure of turbidity is investigated. The influence of the selective prpperties of the different receiver types on the measuring processes is discussed in detail. It is shown that polarisation and colour values of zenithal sky radiation obtainable by relatively simple means (selenium rectifier cells) give considerable insight into the character of atmospheric turbidity. An improvement of the analysis can be reached by measurements of intensity and polarisation within small spectral ranges such as are possible by applygin interference filters in combination with photomultipliers. With regard to the yet unsatisfactory determination of total water vapour contents from the atmospheric absorption bands of transmitted radiation the possibility is emphasized to control and improve it by measuring the outgoing long-wave radiation.
Résumé Au moyen d'un riche matériel d'observations concernant surtout le rayonnement du ciel zénital on étudie la valeur de différents récepteurs en vue du contrôle du trouble atmosphérique et notamment de sa structure. On discute l'effet des propriétés sélectives des récepteurs sur lesprocédés des mesures. On montre que la polarisation et la couleur du rayonnement du ciel zénital mesurées par des moyens relativement simples (cellules au sélénium) fournissent déjà d'utiles renseignements sur le caractère du trouble atmosphérique. On arrive à améliorer les résultats par des mesures d'intensité et de polarisation à l'intérieur de régions spectrales étroites, ainsi que par l'emploi de filtres à interférences combinés avec des photomultiplicateurs. Considérant que la teneur totale en vapeur d'eau de l'atmosphère ne se détermine qu'imparfaitement par la transmission dans les bandes d'absorption, l'auteur évoque la possibilité de la déterminer par la mesure du rayonnement effectif à grande longueur d'onde.

Mit 12 Textabbildungen.  相似文献   

16.
Zusammenfassung Unter Verwendung vorliegender Ergbbnisse von Strahlungsmessungen und kartenmäßiger Darstellungen über Lufttemperatur, Psychrometerdifferenz, Wassertemperatur und Bewölkung wurde eine Abschätzung der Strahlungsbilanz der Ozeane der Nordhalbkugel vorgenommen. Hierbei wurde schrittweise aus Sonnen- und Himmelsstrahlung unter Berücksichtigung der Reflexion und Bewölkung die kurzwellige Strahlungsbilanz und aus der Ausstrahlung und der in einfacher Weise berechneten Gegenstrahlung die langwellige Bilanz gebildet, worauf aus beiden die Gesamtstrahlungsbilanz hergeleitet wurde. Die Karten der Verteilung der Strahlungsbilanz über die Ozeane zeigen, daß im Winter der Einfluß der geographischen Breite vorherrscht, im Sommer hingegen die Bewölkungsverhältnisse bestimmend sind. Im Westen der nördlichen Teile beider Ozeane spiegeln sich die stark abweichenden Wassertemperaturen in der Strahlungsbilanz wider.Ein Vergleich mit den vonAlbrecht für einige Punkte berechneten Strahlungsbilanzen ergibt in unserem Fall meist um 80 bis 120 cal/cm2 pro Tag höhere positive Bilanzwerte.
Summary On the basis of available results of radiation measurements and maps of air temperature, psychrometer difference, water temperature, and cloudiness, the radiation balance of the oceans of the northern hemisphere is estimated. The short-wave radiation balance is gradually determined from solar and sky radiation with due consideration of reflection and cloudiness, whereas the long-wave balance is deduced from outgoing terrestrial radiation and atmospheric radiation, the latter one calculated by a simple method; from both is then derived the total radiation balance. Maps of the distribution of radiation balance over the oceans show the predominant influence of the geographical latitude in winter, whereas conditions of cloudiness are the determining factor in summer. In the west of the northern parts of both oceans the strongly divergent water temperatures become manifest in the radiation balance. A comparison shows that the obtained radiation balances exceed, in most cases, by 80 to 120 cal/cm2 per day those calculated for certain points byAlbrecht.
Résumé Le présent travail représente un essai d'estimation du bilan de rayonnement des océans de l'hémisphère nord sur la base des données disponibles de rayonnement et de cartes de températures, des différences psychrométriques, de la température de l'eau et de la nébulosité. On a établi par approximations successives d'une part le bilan du rayonnement à courte longueur d'onde à l'aide du rayonnement solaire et céleste en tenant compte de la réflexion et de la nébulosité, d'autre part celui du rayonnement à longue longueur d'onde à l'aide des rayonnements terrestre et atmosphérique; les deux conduisent au bilan total. Les cartes représentant la distribution du bilan de rayonnement sur les océans montrent qu'en hiver l'influence de la latitude est prépondérante tandis qu'en été celle de la nébulosité l'emporte. A l'ouest des parties nord des deux océans les anomalies de température de l'eau se répercutent dans le bilan de rayonnement.Une comparaison des résultats obtenus met en évidence un excès de 80 à 120 cal/cm2 par jour par rapport aux valeurs du bilan de rayonnement calculées parAlbrecht pour quelques points particuliers.

Mit 3 Textabbildungen.  相似文献   

17.
Zusammenfassung Es werden harmonische Analysen des Jahresganges der skalaren Mittelwerte, der zonalen Komponente und der meridionalen Komponente der Windgeschwindigkeit für verschiedene Höhen bis 30 km über Wien bis zum vierten Glied durchgeführt und die Ergebnisse im besonderen im Hinblick auf die Höhenabhängigkeit der Eintrittszeiten der Maxima und der Amplituden der einzelnen Teilwellen besprochen. Es zeigt sich, daß durch die Ergebnisse der harmonischen Analyse die Schichtungen im Windsystem der freien Atmosphäre und seiner Struktur deutlich zum Ausdruck gebracht werden können und daß damit auch die Bedeutung der aus dem Jahresgang der Strahlung und der meridionalen Temperaturverteilung zu erwartenden ganzjährigen Welle sowie der Anteil der zum Teil überwiegenden halbjährigen Welle für die verschiedenen Höhenbereiche quantitativ klargelegt werden kann.
Summary The author presents a Fourier analysis of the annual variation of the scalar means, the zonal and the meridional components of the upper wind speed in various altitudes up to 30 km above Vienna. The analysis has been conducted up to terms of fourth order and the results are discussed especially with regard to the dependence on altitude of the times of the maxima and of the amplitudes of the various partial waves. It turns out that by means of the results of the harmonic analysis the stratification of the wind systems of the free atmosphere and its structure can be shown most clearly and that, with this, also the importance of the annual wave, which is to be expected from the annual variation of radiation and of the meridional temperature distribution, and the influence of the semi-annual wave, which predominates in some altitudes, can be clarified quantitatively.
Résumé On procède ici à l'analyse harmonique de l'évolution annuelle des moyennes scalaires de la vitesse du vent et des moyennes des composantes zonale et méridienne. Ces analyses furent faites jusqu'au quatrième degré et pour différents niveaux jusqu'à 30 km d'altitude au-dessus de Vienne (Autriche). On en discute les résultats, en particulier en ce qui concerne la dépendance de l'altitude du moment des maximums et de l'amplitude des différentes ondulations partielles. Par le truchement des analyses harmoniques, il est possible d'exprimer de façon explicite l'étagement et la structure des systèmes de vents en altitude dans l'atmosphère libre. Il est également possible d'exprimer clairement l'importance de l'onde annuelle qui découle de l'évolution annuelle du rayonnement et de la répartition méridionale des températures. On peut également exprimer quantitativement la part de l'ondulation semestrielle qui revient aux différents niveaux, ondulation qui prédomine parfois.

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18.
Zusammenfassung Der vorliegende Bericht befaßt sich mit der Berechnung des Anteils der Strahlungsbilanz an der Ablation auf 15,5 km2 Gletscherflächen während der Ablationsperiode 1958. Die Gletscherflächen wurden in 175 Flächenelemente bestimmter Neigung und Richtung zerlegt und die direkte Sonnenstrahlung relativ zur horizontalen Fläche wurde für die Gletscher ermittelt. Die effektiv mögliche Sonnenscheindauer wurde für 177 Punkte auf den Gletscherflächen durch Vermessung bestimmt und daraus die Reduktion der Sonnenstrahlung durch die Horizontabschirmung berechnet. Der Gesamtverlust an direkter Sonnenstrahlung durch Neigung, Exposition und Horizontabschirmung betrug für alle Gletscher in der Ablationsperiode Mai bis September etwa acht Prozent. Durch die Wirkung der diffusen Strahlung verringert sich der Verlust auf etwa sechs Prozent für die Globalstrahlung der Ablationsperiode 1958. Ausgehend von der registrierten Sonnenscheindauer in Vent (1900 m), und der registrierten Globalstrahlung beim Hochjochhospiz (2410 m) sowie am Kesselwandferner (3240 m) wurde die Globalstrahlung für alle Gletscher berechnet. Aus der beobachteten Schneebedeckung der Gletscher und aus Messungen wurde die Albedo für die einzelnen Monate ermittelt und damit die kurzwellige Strahlungsbilanz abgeschätzt. Zusammen mit der von der Bewölkung abhängigen langwelligen Strahlungsbilanz wurde die gesamte Strahlungsbilanz für verschiedene Albedowerte in der Ablationsperiode 1958 berechnet. Für jeden Tag wurde die Höhe der Null-Grad-Isotherme ermittelt und damit die Größe der Gletscherfläche, auf der Schmelzung möglich war.Die durch die Strahlungsbilanz verursachte Schmelzung wurde zu 21,4·106 m3 Wasser berechnet oder zu 64% der beobachteten Gesamtablation von 33,5·106 m3 Wasser. Der Anteil der Strahlung an der Eisablation ergab sich zu 61%, der an der Schneeablation zu 66%, was gut mit den Ergebnissen detaillierter Studien des Wärmehaushaltes an einzelnen Punkten auf Gletschern übereinstimmt. Es wird somit auch für die gesamte Gletscherfläche und die gesamte Ablationsperiode bestätigt, daß die Strahlung die wichtigste Energiequelle für die Ablation auf den Gletschern der Alpen ist.
Summary The present report deals with the calculation of the contribution of net radiation towards ablation on 15.5 km2 of glacier surface during the ablation period 1958. The glaciers were subdivided into 175 surface elements of specific slope and exposure, and direct solar radiation calculated in relation to a horizontal surface for all glaciers. The local duration of bright sunshine throughout the year was surveyed for 177 points on the glaciers, and reduction of solar radiation owing to screening of the horizon by mountains calculated. The total loss in direct solar radiation owing to slope, exposure and screening, amounted to about eight per cent on an average for all glaciers in the ablation period May to September. Due to the contribution of diffuse radiation this loss is reduced to about six per cent of total short-wave radiation in the ablation period 1958. Based on the recorded duration of bright sunshine in Vent (1900 m), on the recorded total short-wave radiation at Hochjochhospiz (2410 m), and on the Kesselwandferner (3240 m), total short-wave radiation was calculated for all glaciers. Observations of snow cover on glaciers and measurements of albedo allowed an estimate to be made of the short-wave radiation budget in single months. Together with the long-wave radiation budget the total radiation budget for typical values of albedo during the ablation period 1958 could be calculated. For each day the height of the freezing level was determined, and the size of the glacier surface with possible melting.The ablation caused by net radiation was calculated as 21.4·106 m3 of water, i. e. 64 per cent of the observed total ablation of 33.5·106 m3 of water. The contribution of radiation towards melting of ice was 61 per cent, towards melting of snow 66 per cent. This is in fair agreement with the results of detailed investigations of heat budget on single spots of glaciers. The present results, which are valid for the whole glacier surface and the total ablation period, confirm that solar radiation is the most important source of energy for ablation on glaciers in the Alps.
Résumé Le présent mémoire se rapporte au calcul de la part du bilan de radiation revenant à l'ablation d'une surface de glaciers de 15.5 km2 durant la période d'ablation de 1958. On a divisé les glaciers en 175 éléments de surface selon leur exposition et leur pente. On a alors déterminé pour les glaciers le rayonnement solaire direct relativement à une surface horizontale. On a en outre déterminé par mensuration la durée d'insolation maximum possible pour 177 points des glaciers et on en a tiré la réduction du rayonnement solaire par suite de l'ombre portée par l'horizon. La perte totale en rayonnement solaire direct due à la pente, à l'exposition et à l'ombre portée par l'horizon représente environ 8% pour tous les glaciers durant la période d'ablation de mai à septembre. Par suite du rayonnement diffus, la perte se réduit à environ six pour-cent par rapport à la radiation globale pour la période d'ablation de l'année 1958. La radiation globale a été calculée pour tous les glaciers en partant de l'insolation mesurée à Vent (1900 m d'altitude) et de la radiation globale enregistrée à l'hospice du Hochjoch (2410 m) ainsi qu'au Kesselwandferner (3240 m).On a estimé ensuite l'albédo mensuel par des mesures et des observations de la couverture de neige et on en a tiré le bilan de radiation à ondes courtes. En y ajoutant le bilan de radiation à longues ondes dépendant de la nébulosité, on a calculé le bilan total de radiation pour la période d'ablation 1958 et cela pour diverses valeurs de l'albédo. Pour chaque jour, on a déterminé l'altitude de l'isotherme de zéro degré ainsi que la grandeur de la surface du glacier qui en découle et où la fonte fut possible. L'eau de fonte due au bilan de radiation fut calculée à 21.4·106 m3, c'est à dire 64% des 33.5·106 m3 d'eau d'ablation mesurée. La part d'ablation due au rayonnement est de 61% pour la glace, de 66% pour la neige, ce qui correspond très bien aux résultats d'études détaillées de l'économie thermique faites à certains points de glaciers. Par là, on confirme que pour la période d'ablation totale ainsi que pour la surface totale du glacier, le rayonnement est la source d'énergie la plus importante pour l'ablation sur les glaciers des Alpes.

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Summary The available aerological material now permits a more accurate estimate than before of the various terms in the heat budget. It is difficult to find an area for which all energy budget terms have been evaluated. The research at McGill University has attempted to fill this need for the Polar Ocean. In such discussions the heat fluxes at two levels must be known: in the present investigation, 300 mb and earth's surface were chosen. The heat budget calculations were carried out for several areas of the Polar Ocean. Independent calculations of all terms having been made, it was possible to check the accuracy. Both for the Polar Ocean and the Norwegian-Barents Sea a satisfactory balance was obtained.The surface energy budget shows that the radiative terms are far greater than all other influences, and the long-wave components are the greatest in all areas and months. The sensible heat flux from atmosphere to ground is negligible. In winter, all energy expenditure is radiative from the Polar Ocean, but 20% is non-radiative over the Norwegian-Barents Sea. There, the readily available energy from the ocean compensates for the progressively smaller input by radiation through the winter, and the energy budget remains extraordinarily stable during the winter. Looking at the tropospheric energy budget over the Arctic, there is a sharp increase in importance of non-radiative terms on the income side, and an even more pronounced decrease on the expenditure side.Calculations for the earth-atmosphere energy budget show that the result of no advection into the North Polar regions would be a temperature drop of 35° C over the Norwegian-Barents Sea and about 50° over the Central Polar Ocean. The various energy currents are represented pictorially, setting the total incoming energy at the top of the atmosphere equal to 100 units. All discussions refer to the average conditions over the Arctic Ocean. It would be most valuable to know which changes in the individual terms are possible and can be realised under the existing conditions of the world in which we live. The data available from the present investigation will be used for such a study of climatic change.
Zusammenfassung Das verfügbare aerologische Beobachtungsmaterial gestattet heute eine genauere Schätzung der verschiedenen Terme des Wärmehaushalts als früher. Doch ist es schwierig, ein Gebiet zu finden, für das sämtliche Glieder des Energiebudgets bestimmt wurden. Die Untersuchungen der McGill-Universität versuchen, diese Lücke für das Polarmeer auszufüllen. Für solche Untersuchungen müssen die Wärmeströme in zwei verschiedenen Niveaus bekannt sein, und für die vorliegende Untersuchung wurden das 300-mb-Niveau und die Erdoberfläche gewählt. Die Berechnungen des Wärmehaushalts wurden für verschiedene Gebiete des Nördlichen Eismeers durchgeführt. Da unabhängige Berechnungen der einzelnen Glieder durchgeführt wurden, ist es möglich, die Genauigkeit abzuschätzen, und es zeigt sich, daß sowohl für das Eismeer wie für die Norwegen-Barents-See eine befriedigende Bilanz resultiert.Aus der Energiebilanz am Boden ergibt sich, daß die Strahlungsglieder bei weitem größer sind als alle übrigen Einflüsse und daß die langwelligen Komponenten in allen Gebieten und Monaten am größten sind. Der fühlbare Wärmestrom von der Atmosphäre zur Erde kann vernachlässigt werden. Im Winter beruht der gesamte Energieverlust vom Eismeer auf Strahlungsvorgängen, über der Norwegen-Barents-See dagegen nur zu 80%. Hier kompensiert die leichte Wärmeabgabe vom Ozean die progressive Abnahme des Strahlungsgenusses durch den Winter, so daß die Energiebilanz während des Winters außerordentlich gleichmäßig bleibt. Hinsichtlich der Energiebilanz der Troposphäre über der Arktis besteht ein starker Energiegewinn durch die strahlungsfreien Glieder und gleichzeitig eine ausgesprochene Abnahme der Wärmeverluste.Berechnungen des Wärmehaushalts zwischen Erde und Atmosphäre zeigen, daß das Fehlen von Advektion zum Nordpolargebiet zu einem Temperaturabfall von 35° C über der Norwegen-Barents-See und von 50° über dem zentralen Eismeer führen müßte. Die verschiedenen Energieströmungen werden bildlich dargestellt, wobei die gesamte am äußeren Rande der Atmosphäre eintretende Energie 100 Einheiten gleichgesetzt wird. Alle Diskussionen beziehen sich auf durchschnittliche Verhältnisse über dem Eismeer. Es wäre von großem Interesse zu untersuchen, welche Veränderungen der einzelnen Glieder unter den auf der Erde herrschenden Bedingungen möglich und realisierbar sind. Die Resultate der vorliegenden Untersuchung werden für eine derartige Studie über Klimaveränderungen benützt werden.
Résumé Les observations aérologiques disponibles actuellement permettent une estimation plus précise que jusqu'ici des différents paramètres de calcul du bilan thermique. Il est cependant difficile de trouver une surface d'une certaine dimension pour laquelle tous les termes du bilan énergétique ont été évalués. Les recherches entreprises à l'Université McGill tentent de combler cette lacune pour l'Océan Glacial Arctique. Pour ce faire, il faut connaître les flux de chaleur à deux niveaux; dans la présente étude, on a choisi la surface standard de 300 mb et le sol. Les calculs du bilan thermique ont été effectués pour plusieurs parties de l'Océan Glacial Arctique. Vu que chaque terme de l'équation fut calculé indépendemment des autres, il fut possible d'en contrôler la précision. On a ainsi obtenu un bilan satisfaisant tant pour l'Océan Glacial tout entier que pour la partie située entre les Mers de Norvège et de Barentz.Le bilan énergétique à la surface du sol montre que les paramètres de radiation sont beaucoup plus importants que tous les autres et que leurs composantes se rapportant aux longues ondes sont les plus grandes dans toutes les régions étudiées ainsi qu'au cours de tous les mois de l'année. Le flux de chaleur perceptible de l'atmosphère vers le sol est négligeable. En hiver, toute la dépense d'énergie provient du rayonnement sur l'Océan Glacial Arctique, mais, sur les Mers de Norvège et de Barentz, 20% de ces pertes d'énergie ne proviennent pas du rayonnement. Dans ce second cas, l'énergie venant de la mer et immédiatement disponible compense durant tout l'hiver la diminution progressive du rayonnement reçu, si bien que le bilan énergétique y est extraordinairement stable durant toute cette saison. Quant au bilan énergétique de la troposphère au-dessus de l'Arctique, on constate une forte augmentation de l'importance des termes étrangers au rayonnement du côté des gains en énergie et une décroissante tout aussi importante de ceux-ci du côté des pertes.Des calculs concernant l'échange énergétique entre l'atmosphère et la terre montrent que le résultat de l'absence d'advection vers les régions polaires arctiques serait une chute de température de 35° C sur les Mers de Norvège et de Barentz et de près de 50° C sur le centre de l'Océan Glacial Arctique. Les différents courants d'énergie ainsi calculés sont reportés sur des figures en pour-cent de l'énergie totale reçue au sommet de l'atmosphère. Toutes les dicussions se rapportent à des conditions moyennes régnant sur l'Océan Glacial Arctique dans son ensemble. Il serait cependant très intéressant de connaître quelles sont, pour les différents termes du bilan thermique, les variations possibles et pouvant se réaliser dans les conditions existant dans le monde où nous vivons. Les chiffres résultants de la présente recherche seront utilisés dans une étude consacrée aux modification du climat.

With 5 Figures

The research reported in this paper was sponsored in part by the Air Force Cambridge Research Laboratories, Office of Aerospace Research, under Contract AF 19(604)-7415.  相似文献   

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Zusammenfassung Durch passende Umformung und Darstellung desPlanckschen Strahlungsgesetzes wird eine anschauliche Rechtfertigung für die in der Meteorologie übliche Trennung der Strahlungsströme in kurz- und langwellige versucht. Es zeigt sich, daß die Trennung zwischen 2 und 7 gemacht werden muß, da in diesem Bereich relativ wenig meteorologisch bedeutsame Strahlung vorkommt.
Summary An attempt is made to justify, by conveniently transforming and representingPlancks radiation law, the separation of radiation into a short-wave and a long-ware flux as is usual in meteorology. It is shown that the separation must be made between 2 and 7 in this range occurring only relatively few radiation of meteorological importance.
Résumé Par une transformation convenable de la loi de rayonnement dePlanck, l'auteur tente de justifier la distinction faite en météorologie entre le rayonnement à courte et à longue longueur d'onde. Il constate que la séparation doit se faire entre 2 et 7 , puisque dans cet intervalle le rayonnement n'a que peu d'importance du point de vue météorologique.

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