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1.
Summary A simplified scheme of the transfer of zonal momentum in the general circulation is first summarised. Observational evidence in support of the pattern of vertical transfer is then provided from the relation between the fields of pressure and wind over the oceans in the Trades and westerlies, with large down-gradient motion in the former and very little cross-isobar motion in the latter. In neither case are the concepts of the classical (barotropic) friction layer valid. The vertical gradients of downwind and cross-wind shear stress are evaluated and from them climatological values of eddy viscosity are deduced for the surface layers. Values of eddy viscosity at levels of a few hundred metres are also deduced and found to be greater than at lower levels, consistent with the pattern of momentum transfer advanced. The transfer in the lower troposphere is probably mainly convective above the layer of mechanical turbulence. There is a concluding discussion on the nature of the vertical transfer of momentum in the middle and upper troposphere.
Zusammenfassung Zunächst wird ein vereinfachtes Schema für den Transport der zonalen Bewegungsgröße in der allgemeinen Zirkulation skizziert. Hierauf werden auf Grund der Beziehungen zwischen Druck- und Windfeld über den Ozeanen in den Gebieten der Passatwinde und der Westströmung auf Beobachtungsmaterial beruhende Beweise für den Vertikaltransport entwickelt; dabei erweist sich der Winkel zwischen Isobaren und Windrichtung in den Passatgebieten als groß, in der Westströmung als klein. In keinem der beiden Fälle haben die Anschauungen über die klassische (barotrope) Reibungsschicht Gültigkeit. Die Vertikalgradienten der Schubspannung in Richtung wie auch senkrecht zum Winde werden berechnet und daraus klimatologische Mittelwerte der scheinbaren Viskosität (Austausch) für bodennahe Schichten abgeleitet. Werte der scheinbaren Viskosität werden auch für Niveaus von einigen 100 m berechnet und größer als in niedrigeren Schichten gefunden, was in Übereinstimmung mit der entwickelten Anschauung über das Schema der Fortpflanzung der Bewegungsgröße steht. Der Austausch in der unteren Troposphäre oberhalb der Schicht mechanischer Turbulenz ist wahrscheinlich in der Hauptsache konvektiv. Zum Schluß wird das Wesen des Vertikalaustausches der Bewegungsgröße in der mittleren und oberen Troposphäre diskutiert.
Résumé Un schéma simplifié du transport, dans la circulation générale, de la quantité de mouvement zonal est d'abord esquissé. Des arguments en faveur du transport vertical proposé sont alors fournis par les relations des champs de pression et du vent au-dessus des océans dans les zones des alizés et du courant d'ouest; dans la première, l'angle entre l'isobare et la direction du vent est grande, dans la seconde il est petit. Dans aucun des deux cas, la conception de la couche de friction classique (barotropique) n'est valable. Les gradients verticaux des tensions internes sont évalués dans la direction et normalement à la direction du vent et des valeurs climatologiques de la viscosité apparente due à la turbulence en sont déduites pour les couches voisines du sol. Les valeurs de la viscosité apparente calculées pour des niveaux de quelques centaines de mètres sont plus grandes que celles des niveaux bas, concordant ainsi avec le transport vertical proposé. Dans la basse troposphère le transport est probablement surtout convectif au-dessus de la couche de turbulence. En conclusion l'auteur discute la nature du transport vertical de la quantité de mouvement dans la troposphère moyenne et supérieure.

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2.
Zusammenfassung Der Eichfaktor des Strahlungsbilanzmessers nachR. Schulze (Lupolengerät) wurde für den langwelligen Spektralbereich durch zwei voneinander unabhängige Verfahren bestimmt. Die Übereinstimmung der Ergebnisse wird als Bestätigung dafür gewertet, daß in der gewählten Eichmethode keine systematischen Fehler enthalten sind. Als Ergebnis erhält man, daß der Eichfaktor für langwellige Strahlung bei den verwendeten Lupolenhauben um den Faktor 1,32 bis 1,58 größer ist als der vor Sonne bestimmte Wert.
Summary The long-wave calibration factor of the net radiometerSchulze (lupolen-cover) was determined by two independent methods. The agreement in the results obtained is considered as a confirmation that the methods used are free of systematic errors. The calibration factor for long-wave radiation exceeds the one for short-wave radiation by a factor of 1.32 to 1.58, depending on the properties of the lupolen foils.
Résumé Le facteur d'étalonnage du bilanmètre de rayonnement d'aprèsR. Schulze (à hémisphère de lupolène) a été déterminé selon deux méthodes différentes et indépendantes, pour les longues ondes du spectre. Le fait que les résultats obtenus concordent est interprété comme la confirmation de l'absence d'erreurs systématiques dans les méthodes d'étalonnage. En conclusion, on obtient un facteur d'étalonnage pour les longues ondes qui est de 1,32 à 1,58 plus grand sous les hémisphères de lupolène qu'en plein soleil.

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3.
Zusammenfassung Unter Zusammenfassung der Beobachtungen des antarktischen Ozeans in Felder von 2 Breiten- und 10 Längengraden sowie unter Berücksichtigung der vorhandenen Wetterstationen wird versucht, eine flächenhafte Darstellung der Klimaelemente für den Sommer zu geben. Es werden Mittelkarten für Druck, Wind, Bewölkung, Wasser- und Lufttemperatur vorgelegt. An Hand der Karten werden die Unterschiede in der Zirkulation zwischen Nord- und Südhemisphäre besprochen. Im Mittel ergibt sich die Zirkulation der südlichen Westwindzone als erheblich kräftiger und einheitlicher als im Norden. Mit Hilfe der Temperaturkarten werden die Hauptfrontalzonen festgelegt. Die Druck- und Windkarten erlauben eine Besprechung der Zirkulationsformen und ihrer klimatischen Auswirkungen in den einzelnen Sektoren.
Summary A spatial distribution of the climatic elements for the summer season is attempted using the observations from the Antarctic Ocean summed up in squares of 2 degrees latitude by 10 degrees longitude, and taking into account also the available weather stations. On the basis of the resulting mean maps (pressure, wind, cloudiness, air- and sea temperatures) the differences between the circulations in the two hemispheres are discussed. The circulation in the southern hemisphere west wind belt appears, in the mean, to be considerably stronger than in the northern hemisphere. The positions of the major frontal zones are established through the temperature maps. A discussion of the circulational characteristics is given, based on the pressure and wind maps, and their effects on the climate in the various sectors are mentioned.
Résumé En groupant les résultats des observations faites dans l'Océan Antarctique en champs de 2° de latitude sur 10° de longitude et en tenant compte des stations météorologiques existantes, les auteurs essayent de représenter les éléments climatologiques de l'été. Ils présentent des cartes de la pression atmosphérique, du vent, de la nébulosité, des températures de l'air et des eaux. A l'aide des cartes, ils discutent les différences de la circulation entre les hémisphères nord et sud. En moyenne, il s'avère que la circulation de la zone antarctique des vents d'ouest est bien plus forte et plus homogène que celle de la zone arctique. Avec les cartes de la température les auteurs délimitent les principales zones frontales. D'autre part, les cartes de la pression et des vents permettent d'esquisser le caractère de la circulation et son influence sur le climat dans les différents secteurs.

Mit 13 Textabbildungen.  相似文献   

4.
Summary A time-dependent study of the formation, distribution and destruction of atmospheric ozone is made for a meridional plane between 15 km and 45 km under the assumption of zonal symmetry. Included are time-effects of photochemistry, advection and turbulence, using presently available information on theoretical and observational data. The attempt is made to investigate the important part played by pure photochemistry, by the various transport processes and by the combination of both.In the photochemical calculations the equations of a pure oxygen photochemistry and solar ultraviolet energy data obtained from recent rocket observations are used.Murgatroyd andSingleton's results of a possible meridional circulation andPrabhakara's pattern of large-scale eddy diffusion, derived from the spread of radioactive tungsten in the stratosphere, are assumed to be the basic transport meachanisms.Several combinations of these non-photochemical processes are tested in the model and compared with recent observations.The relatively largest seasonal variations of the O3-concentration take place in the upper stratosphere with a maximum concentration in the high-latitude winter-hemisphere. In the midstratosphere the maximum concentration appears over the equatorial latitudes following the sun's position. In the lower stratosphere the highest O3-concentrations are over the polar latitudes throughout the year.The seasonal variation of the total ozone at middle and high latitudes can be explained by photochemical effects, the increase of total ozone with increasing latitude by the combined effects of photochemistry and transport processes only. With an advective transport of 70% ofMurgatroyd andSingleton's circulation we have reasonably well reproduced an observed spring distribution of O3 in the northern hemisphere.
Zusammenfassung Die Bildung, Ausbreitung und Zerstörung des atmosphärischen Ozons wird in einem meridionalen Profil zwischen 15 km und 45 km unter der Annahme zonaler Symmetrie als nichtstationäres Problem untersucht. Die Einflüsse der Photochemie, der Advektion und der Turbulenz werden als Funktionen der Zeit behandelt. Es wird versucht, die Bedeutung der photochemischen Einflüsse, der verschiedenen Transportprozesse sowie der Kombination beider in einem numerischen Modell zu studieren; gegenwärtig verfügbare theoretische und experimentelle Daten finden Verwendung.In den photochemischen Berechnungen werden die Gleichungen der reinen Sauerstoff-Photochemie und mit Raketen ermittelte Daten der verfügbaren Sonnenenergie verwendet.Murgatroyds undSinlgetons Ergebnisse einer möglichen meridionalen Zirkulation und die vonPrabhakara benützten Werte der großräumigen Turbulenz, die aus der Verbreitung des radioaktiven Wolframs abgeleitet worden sind, werden als Transportmechanismen betrachtet. Verschiedene Kombinationen dieser Transportgrößen werden im Modell getestet und mit neueren Beobachtungen verglichen.Die relativ größten jahreszeitlichen Schwankungen der Ozonkonzentration treten in der oberen Stratosphäre auf mit einer maximalen Konzentration in der Winterhemisphäre hoher Breiten. In der mittleren Stratosphäre befindet sich das Maximum über den äquatorialen Breiten. In der unteren Stratosphäre findet man die höchsten Ozonkonzentrationen während des ganzen Jahres über den polaren Breiten.Der Jahresgang des Gesamtgehaltes an Ozon über mittleren und hohen Breiten kann durch photochemische Einflüsse erklärt werden, die Zunahme des Gesamtozons mit zunehmender Breite nur durch ein Zusammenwirken von photochemischen und Transport-Prozessen. Mit 70% der Advektion vonMurgatroyd undSingleton haben wir eine beobachtete Frühjahrsverteilung des Ozons in der nördlichen Hemisphäre mit guter Annäherung reproduziert.
Résumé On examine ici la formation, la propagation et la destruction de l'ozone atmosphérique dans un profil méridien entre 15 et 45 km d'altitude. Pour cela, on admet une symétrie zonale et qui'il s'agit d'un problème non stationnaire. On considére les influences de la photochimie, de l'advection et de la turbulence en fonction du temps. On essaie d'étudier au moyen d'un modèle numérique l'importance des influences de la seule photochimie, des différents processus de transport ainsi que la combinaison des deux phénomènes. Dans ce but, on utilise les valeurs théoriques et expérimentales disponibles actuellement.Dans le calcul photochimique, on utilise aussi bien les équations de la photochimie pure de l'oxygène que des valeurs de l'énergie solaire disponible, obtenues au moyen de mesures effectuées avec des fusées. Comme mécanismes de transport, on prend en considération les résultats des études deMurgatroyd etSingleton sur une circulation méridionale possible ainsi que les valeurs de la turbulence des grands espaces utilisées parPrabhakara. Ces dernières découlent de la dissémination du wolfram radioactif. On fait figurer dans le modèle diverses combinaisons de ces grandeurs de transport et on compare les résultats ainsi obtenus aux observations les plus récentes.Les variations saisonnières relativement les plus importantes de la concentration d'ozone se rencontrent dans la stratosphère supérieure. La concentration maximale se situe dans les hautes latitudes de l'hémisphère hivernal. Dans la stratosphère moyenne, le maximum se rencontre au voisinage de l'équateur. Dans la basse stratosphère, on note les plus fortes concentrations d'ozone au voisinage des pôles et cela durant toute l'année.On peut expliquer par des influences photochimiques les fluctuations annuelles de la teneur globale en ozone dans les latitudes moyennes et élevées. L'augmentation de la teneur totale de l'ozone avec la latitude ne s'explique que par les effets conjugués des processus photochimiques et de transport. On a assez bien pu reproduire une répartition de l'ozone observée au printemps sur l'hémisphère nord en utilisant le 70% de l'advection calculée selonMurgatroyd etSingleton.

With 18 Figures

This investigation was begun while the author was on leave at the National Center for Atmospheric Research in Boulder, Colorado, USA.  相似文献   

5.
Summary Recent investigations have shown that the poleward flux of angular momentum across latitutde 30° N can be regarded essentially as an edey flux due to macroturbulence. Since the principal source region of atmospheric angular momentum is the frictional layer in the trade-wind zone it is necessary to have a mechanism which explains the transport of the angular momentum up to the upper troposphere and the tropopause level and into the planetary jet stream aroundlatitude 30° N. In the present paper it is shown that this transport can easily be explained by assuming the existence of a mean meridional circulation between the Equator and latitude 30°N. The mass transport in this meridional circulation cell can be computed from the empirical data for the poleward eddy flux of angular momentum presented byY. Mintz. The same data can then also be used to estimte the excess of precipitation over evaporation in the equatorial zone of the ascending branch of the circulation.
Zusammenfassung Neuere Untersuchungen haben gezeigt, daß der Polwärtstransport des Rotationsimpulses über Breite 30° N hinaus im wesentlichen als Austauschströmung durch Makroturbulenz aufgefaßt werden kann. Da dase Hauptquellgebieet des atmosphärischen Rotationsimpulses die Reibungs-schicht der Passatzone ist, ist es notwendig, einen Mechanismus zu finden, der die Verlagerung des Rotationsimpulses bis in die obere Troposphäre und das Tropenpasausenniveau und in den planetarischen jet stream rund um den Brietenkreis 30° N erklärt. In der vorliegenden Arbiet wird gezeigt, daß diese Verlagerung durch die Annahme ener mittleren Meridionalzirkulation zwischen dem Äquator und 30° N leicht erklärt werden kann. Der Massentransport in dieser Meridionalzirkulationszelle kann aus den Empirischen Daten berechnet werden, dieY. Mintz für den turbulenten Polwärtstransport des Rotationsimpulses angegeben hat. Dieselben Werten können auch benützt werden, um den überschuß des Niederschlags über die Verdungstung in der Äquatorialzone des aufsteigenden Zirkulationszweiges zu berechnen.
Résumé De récentes recherches ont montré que le flux du moment cinétique dirigé vers le pôle à travers la région de 30° lat. N peut être considéré comme étant essentiellement unflux dû à la macroturbulence. Etant donné que la source principale du moment cinétique atmosphérique est située dans la couche de friction dans la zone des vents alizés, il est nécessaire de trouver un mécanisme qui expliquerait le transport du moment cinétique vers la haute troposphère et le niveau de la tropopause ainsi que dans le jet stream planétaire autour du 30ème degré de latitude nord. Dans l'article suivant l'auteur montre comment il est possible d'expliquer facilement ce transport en admettant l'existence d'une circulation méridienne moyenne entre l'équateur et 30° lat. N. Le transport de masse dans cette cellule de circulation méridienne peut être calculé à partir des données empiriques indiquées parY. Mintz concernant le flux du moment cinétique dû à la turbulence et dirigé vers de pôle. Les mêmes données peuvent aussi être employées pour estimer l'excès des précipitations sur l'évaporation dans la zone équatoriale de la branche ascendante de la circulation.
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6.
The mechanism of the maintenance of the mean zonal circulation of the atmosphere is discussed from the point of view of vorticity transfer and vorticity generation by atmospheric disturbance. The method of analysis used is quite similar with that given byA. Ångström which offers a simple explanation for the mean temperature distribution over the surface of the earth. The annual mean zonal winds over the earth are expressed in a single expression, whereas the zonal wind distribution given byRossby, Kasahara andKuo have all been given for the polar cap and the tropical region separately. The general trends of the latitude variation of the zonal winds computed here fit the observations quite well.
Zusammenfassung Der Mechanismus der Erhaltung der mittleren zonalen Zirkulation der Atmosphäre wird unter dem Gesichtspunkt der Übertragung und der Neubildung der Wirbelstärke (vorticity) durch atmosphärische Störungen diskutiert. Die zur Analyse benützte Methode ist ähnlich dem vonA. Ångström angegebenen Verfahren, das eine einfache Erklärung für die mittlere Temperaturverteilung über die Erdoberfläche bietet. Die mittleren jährlichen zonalen Winde werden über die ganze Erde durch einen einzigen Ausdruck wiedergegeben, während die vonRossby, Kasahara undKuo angegebenen zonalen Windverteilungen für die Polarregion und das Tropengebiet getrennt berechnet sind. Die hier berechnete allgemeine Tendenz der Breitenvariation der zonalen Winde stimmt mit den Beobachtungen recht gut überein.
Résumé On examine le mécanisme de l'entretien, de la circulation zonale moyenne de l'atmosphère du point de vue du transfert et de la régénération de la force tourbillonnaire (vorticity) par des perturbations atmosphériques. La méthode d'analyse utilisée est analogue au procédé indiqué parA. Ångström qui fournit une explication simple de la distribution moyenne de la température à la surface du globe. Une seule formule exprime les vents zonaux moyens annuels sur toute la terre, tandis que l'on calcule séparément les répartitions zonales des régions polaire et tropicale données parRossby, Kasahara etKuo. La tendance générale de variation des vents zonaux selon la latitude est en accord satisfaisant avec les faits observés.

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7.
Summary Extensive meteorological measurements during IGY 1957/58 have yielded more detailed information about the climatology of the upper troposphere and lower stratosphere. Taking into account these new data, measurements of the distribution of stratospheric fallout are discussed. The result is that radioactive debris in the middle stratosphere (16–24 km height) is not transported by the meridional circulation but by normal and eddy diffusion. At higher altitudes, however, a northward transportation probably takes place by circulation, too. It is shown, moreover that there is a balance in radioactivity concentration between supply and deposition. Seasonal and latitudinal variations consequently are caused by variations of the velocity of transportation and deposition and to a far lesser extent by a variation of the fallout concentration. Observations indicate that radioactive debris from the stratosphere is collected at the zero layer in the upper troposphere, since the tropopause has been revealed not to be a barrier to radioactivity transfer from the stratosphere to the troposphere. The zero layer concept is discussed. The zero layer is defined as the connection of the maximum velocity of westerly zonal circulation with the inversion of vhe horizontal gradient of temperature and, consequently, with an inversion of vertical motion. The latitudinal differences in the stability of the zero layer may account for latitudinal variations of fallout deposition.
Zusammenfassung Umfangreiche meteorologische Messungen während des IGY 1957/58 haben eingehendere Kenntnis über die klimatologischen Verhältnisse der oberen Troposphäre und der unteren Stratosphäre gebracht. Im Lichte dieser Erkenntnisse werden Messungen der stratosphärischen Falloutverteilung diskutiert. Es ergibt sich, daß in der mittleren Stratosphäre (16–24 km Höhe) nicht die Meridionalzirkulationen für den Transport des Materials, sondern turbulente und molekulare Diffusion in Frage kommen. In großen Höhen erfolgt wahrscheinlich ein Nordwärtstransport auch durch Zirkulation.Es wird ferner gezeigt, daß sich in der Radioaktivitätskonzentration ein Gleichgewicht zwischen Nachschub und Abscheidung einstellt. Jahreszeitliche und breitenmäßige Schwankungen in der Falloutabscheidung sind somit weniger durch Konzentrationsschwankungen in der Stratosphäre als durch Schwankungen in den Transport- und Abscheidegeschwindigkeiten zu erklären.Das radioaktive Material sammelt und staut sich nicht in der unteren Stratosphäre an der Tropopause, welche eine untergeordnete Rolle bei den Austauschvorgängen spielt, sondern es staut sich in der oberen Troposphäre an der Nullschicht im Westwindmaximum. Diese Nullschicht ist korreliert mit der zonalen Zirkulation; ihre Fundamentaleigenschaft ist die Inversion des isobaren Temperaturgradienten, verbunden mit der Umkehr der Vertikal-bewegungen. Unterschiedliche Stabilitätseigenschaften dieser Nullschicht in verschiedenen geographischen Breiten sind geeignet, die Breitenunterschiede der Falloutabscheidung zu erklären.
Résumé De très nombreuses mesures météorologiques faites durant l'Année Géophysique Internationale 1957/58 ont apporté des connaissances plus approfondies de la troposphère supérieure et de la stratosphère inférieure. A la lumière de ces connaissances nouvelles, on discute les mesures de la répartition des retombées stratosphériques. Ilen découle que, dans la stratosphère moyenne (16 à 24 km d'altitude), ce n'est pas la circulation méridienne, mais la diffusion turbulente et moléculaire qui sont responsables pour le transport de la matière en suspension. A très haute altitude, il se produit vraisemblablement aussi un transport vers le nord par la circulation générale.On montre en outre qu'un équilibre de la concentration de la radioactivité sétablit entre l'enrichissement d'une part et les retombées d'autre part. Les fluctuations saisonnières et en latitude des retombées sont done moins dues à des variations de la concentration dans la stratosphère qu'à des variations de la vitesse de sédimentation et de transport.Le matériel radioactif se rassemble et se concentre non dans la stratosphère inférieure à la hauteur de la tropopause qui ne joue alors qu'un rôle secondaire dans les processus d'échange, mais dans la troposphère supérieure dans la «couche neutre» (Nullschicht) maximum des vents d'ouest. Cette couche neutre est mise en relation avec la circulation zonale; sa propriété fondamentale est l'inversion des gradients isobares de température liée à l'inversion des mouvements verticaux. Des propriétés de stabilité différentes de cette couche neutre à des latitudes géographiques différentes peuvent expliquer les effets de la latitude sur la sédimentation et les retombées.

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8.
Summary Lunar tidal oscillations of an atmosphere with zonal winds are discussed theoretically. The main effect comes from vertical wind shears of middle latitude zonal winds. If, however, the zonal wind system is strictly antisymmetric with respect to the equator, there is no effect of the wind system. It is the equator-symmetric component of zonal wind systems that plays an important role. The meridional temperature gradient has no pronounced influence. There is a possibility that the observed annual variations of the lunar tide can be interpreted as a result of seasonal variations of zonal wind systems. But the proof requires information about the zonal winds in the southern hemisphere which is not yet available. Another possibility, namely the interpretation of the seasonal variation as a result of annual variations of global mean vertical temperature profile remains to be investigated and compared to the present result.
Zusammenfassung Die Theorie der Mondgezeiten in einer Atmosphäre mit zonalen Winden zeigt, daß der stärkste Einfluß vonvertikalen Windänderungen in mittleren Breiten herrührt. Wenn das zonale Windsystem aber genau antisymmetrisch zum Äquator ist, hat es keinen Einfluß; nur der Teil mit äquatorieller Symmetrie wirkt auf die Gezeiten. Es besteht die Möglichkeit, daß die beobachtete jahreszeitliche Schwankung der Mondgezeit durch jahres-zeitliche Schwankungen des zonalen Windsystems erklärt werden kann; aber für den Beweis würde man mehr Information über die zonalen Winde in der Südhemisphere brauchen, als bis jetzt vorhanden ist. Eine andere mögliche Erklärung der jahreszeitlichen Änderung der Mondgezeit, nämlich als eine Folge jahreszeitlicher Schwankungen der mittleren vertikalen Temperatur-verteilung für die ganze Erde, muß noch untersucht und mit den vorliegenden Resultaten verglichen werden.
Résumé La théorie des marées lunaires agissant sur une atmosphère ne présentant que des vents zonaux montre que la plus forte influence modificatrice se produit par des variations verticales du vent dans les latitudes moyennes. Cependant, lorsque le système des vents zonaux est exactement antisymétrique par rapport à l'équateur, il n'y a pas d'influence. Seules les parties symétriques à l'équateur ont une influence sur les marées lunaires. Il est possible que les variations saisonnières de la marée lunaire observées puissent être expliquées par des variations également saisonnières du système des vents zonaux. Pourtant, pour le prouver, on devrait disposer de plus d'informations que jusqu'ici sur les vents zonaux de l'hémisphère sud. Une autre explication possible des variations saisonnières des marées lunaires serait celle d'une conséquence des variations saisonnières de la répartition verticale de la température moyenne pour la terre entière. Cette hypothèse doit encore être étudiée et comparée aux résultats de la présente étude.

With 10 Figures  相似文献   

9.
Summary Three-monthly mean statistics, show that throughout the year in the layer between about 200 and 30 mb large-scale eddies transport both heat and momentum against the north-south gradient of, respectively, the temperature and the angular rotation. Furthermore, it is found that in this layer, warm air masses tend to sink and cold air masses tend to rise, thereby converting kinetic into potential energy. The eddy circulations have, therefore, no source of energyin situ and must be forced by the circulation systems in the adjacent layers, probably in the troposphere. A comparison is drawn between the transport of angular momentum and heat by transient eddies in the lower troposphere, the upper troposphere and the lower stratosphere. Finally, the necessary sloping of the trajectories of the forced air parcels is discussed.
Zusammenfassung Dreimonatige Durchschnitts-Statistiken zeigen, daß während des Jahres großräumige Wirbel in den Schichten zwischen ungefähr 200 und 30 mb Wärme und Bewegungsgröße gegen den Gradienten der Temperatur beziehungsweise der Winkelrotation transportieren. Ferner, wurde festgestellt, daß in diesen Schichten warme Luftmassen die Neigung haben abzusinken und kalte Luftmassen aufzusteigen und daß auf diese Art kinetische Energie in potentielle Energie umgewandelt wird. Die Wirbel-Zirkulation hat daher in sich keine Energiequelle und muß durch die Zirkulationssysteme in den anliegenden Schichten, vermutlich in der Troposphäre, angetrieben werden. Es wird ein Vergleich zwischen dem Transport von Drehimpuls und Wärme von wandernden Wirbeln in der unteren Troposphäre, der oberen Troposphäre und der unteren Stratosphäre angestellt. Schließlich wird die für das Zustandekommen der erzwungenen Bewegungen erforderliche Neigung der Trajektorien diskutiert.
Résumé En se basant sur des statistiques tri-mensuelles on montre que tout au long de l'année, dans la couche entre 200 et 30 mb environ, les perturbations à grande échelle transportent à la fois chaleur et quantité de mouvement contre le gradient de la température et de la rotation angulaire. En outre, on a trouvé que dans cette couche les masses d'air chaud ont la tendance à descendre et les masses d'air froid ont la tendance à monter, en transformant de cette manière l'énergie cinétique en énergie potentielle. Par conséquent, les circulations perturbées n'ont pas disponible de source d'énergie et doivent être, forcées par des systèmes de circulation dans des couches adjacentes, probablement dans la troposphère. On compare le transport du moment cinétique et de la chaleur par des perturbations transitoires dans la basse troposphère, la haute troposphère et la basse stratosphère. Einfin on discute la pente des trajectoires des parcelles d'air forcées.

With 8 Figures

The research reported in this paper was sponsored principally by the Atomic Energy Commission under Contract No. AT(30-1)2241; before March 1962, the research was supported jointly by the Atomic Energy Commission and the U.S. Air Force under Contracts No. AT(30-1)2241 and AF 19(604)-5223.  相似文献   

10.
Zusammenfassung Bei Anwendung der vonV. Conrad abgeleiteten globalen Beziehungen zwischen mittlerer absoluter und relativer Veränderlichkeit der Niederschläge und deren Jahresmittel auf die Alpen ergibt sich, daß man für dieses orographisch so stark gegliederte und gestörte Gebiet die Gleichungen mit den gleichen Werten der Konstanten anwenden kann wie für die ganze Erde. Dabei wurden auch die Höhenstationen mit einbezogen. Je stärker die Wechselwirkung mehrerer Klimaeinflüsse ist, um so höher ist die positive Anomalie der relativen Veränderlichkeit. Auch Schwankungen der allgemeinen Zirkulation kommen wahrscheinlich in den Anomalien zum Ausdruck.
Summary Application ofV. Conrad's relations between the mean absolute and relative variability of precipitation and its annual mean value to the Alps leads to the result that, for this orographically irregular and complex region, the same values of constants of the equations can be used as for the whole earth. Also the mountain stations have been included. The stronger the mutual effect of various climatic influences, the higher is the positive anomaly of the relative variability. There is probably also a relation between the variation of the general circulation and the anomalies.
Résumé Une application aux Alpes des relations deV. Conrad entre la variabilité moyenne absolue et relative des précipitations et de leurs moyennes annuelles montre que dans ce domaine montagneux si divisé et complexe il est possible d'employer les mêmes constantes dans les équations que pour la terre entière. On y a englobé aussi les stations de haute-montagne. Plus l'interaction de plusieurs influences climatiques est grande, plus l'anomalie positive de la variabilité relative est élevée. Des fluctuations de la circulation générale se font probablement aussi sentir dans les anomalies.

Mit 1 Textabbildung.  相似文献   

11.
Zusammenfassung Das Höhenfeld der 850 mb-Fläche über Mitteleuropa und dem Nordatlantik wird in einem Gitternetz aus 45 Punkten durch Orthogonalpolynome (Tschebytscheff-Polynome) dargestellt. Es wird ein Überblick darüber gegeben, welche Verwendungsmöglichkeiten dieser Darstellungsform künftighin untersucht werden sollen; es sind dies vor allem die objektive Klassifikation der Großwetterlagen, statistische Prognosen (besonders Mittelfristprognosen) und die Anwendung bei der numerischen Wettervorhersage. Als Beispiel für die Darstellung wird der Übergang von einer zonalen Wetterlage über eine meridionale wieder zu einer zonalen Lage an den Änderungen der Koeffizienten der Polynomkombinationen gezeigt.
Summary The field of heights of the 850 mb-surface above Central Europe and the North Atlantic is represented in a grid of 45 points by means of orthogonal polynomials (Tchebycheff-polynomials). A general discussion is given which of the possible applications of this kind of representation shall further be investigated, i. e. first of all the objective classification of large scale weather situations (Großwetterlagen), statistical forecasts (especially medium range forecasts), and the application in numerical weather prediction. As an example of this representation, the variations of polynomial coefficients are given for the transition of a pressure field from zonal to meridional and back to zonal.
Résumé Les hauteurs de la surface isobarique de 850 mb au dessus de l'Europe Centrale et de l'Océan Atlantique du Nord sont représentées dans un carrelage de 45 points par des polynoms orthogonaux (polynoms de Tchebycheff). Un aperçu est donné quel emploi possible de cette manière de représentation sera à examiner dans l'avenir; ce sont avant tout la classification objective des situations météorologiques générales (Großwetterlagen), les prévisions statistiques (particulièrement les prévisions à moyenne échéance) et l'application à la prévision numérique. Comme exemple de cette représentation la transition d'une situation météorologique zonale à une situation méridionale et vice versa à une situation zonale est montrée au moyen des variations des coefficients des combinaisons des polynoms.

Mit 4 Textabbildungen

Herrn Prof. Dr.R. Inzinger, dem Vorstand des Mathematischen Labors der Technischen Hochschule Wien, sei an dieser Stelle gedankt, daß er für die rechnerischen Vorarbeiten die Maschinen seines Instituts und einen seiner Assistenten für deren Programmierung zur Verfügung stellte.  相似文献   

12.
Summary Changes occurring in the thermal structure of air masses in the Alps area and the West Mediterranean region, during cyclonic developments in the Gulf of Genoa, have been considered. The effect of the height and the form of the mountain ranges as well as that of the nonadiabatic processes, on the deformation of the thickness pattern, have been discussed. These factors have been further taken into consideration for a modification of the equations used inEstoque's method for the baroclinic model, and a new method has been developed for forecasting cyclogenesis in regions bounded by mountain ranges.
Zusasmmenfassung Es werden die Änderungen der thermischen Struktur der Luftmassen im Alpengebiet und im westlichen Mittelmeerraum bei der Entwicklung von Zyklonen im Golf von Genua aufgezeigt und die Einflüsse von Höhe und Form der Gebirgszüge sowie von nichtadiabatischen Vorgängen auf die Deformation der relativen Topographie besprochen. Diese Faktoren werden auch zur Modifikation der in der Methode vonEstoque für ein baroklines Modell verwendeten Gleichungen in Betracht gezogen und damit wird eine neue Methode zur Vorhersage der Zyklogenese unter dem Einfluß von Gebirgszügen entwickelt.
Résumé On expose dans ce mémoire à quelles modifications la structure thermique des masses d'air est soumise dans la région des Alpes et dans le bassin occidental de la Méditerranée lors du développement de dépressions sur le Golfe de Gênes. On y discute en outre l'influence de la hauteur et de la forme des chaînes de montagnes ainsi que celle des processus non-adiabatiques sur des déformations de la topographie relative. Tous ces éléments sont pris en considération pour leur adapter les équations utilisées dans le modèle baroclined'Estoque. Par là, on accède à une nouvelle méthode de prévision de la cyclogénèse, méthode qui tient compte de l'influence des chaînes de montagnes.

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13.
Zusammenfassung Es wird die Aufeinanderfolge charakteristischer Zirkulationstypen in den mittleren Breiten der nördlichen Hemisphäre statistisch und synoptisch untersucht. Als Grundlage diente eine über vier Jahre durchgeführte Klassifikation der 850 mb-Zirkumpolarkarten nach nordhemisphärischen Zirkulationstypen. Ausgehend von der normalzonalen Zirkulation (Lage des zonalen Windmaximums zwischen 50° und 60° N), die auf Grund derFultzschen Experimente als Grundtyp der allgemeinen Zirkulation angesehen werden kann, wurde die statistische Häufigkeit der Folgetypen untersucht. Die häufiger auftretenden Folgetypen wurden in gleicher Weise weiterverfolgt, die Streutypen dagegen ausgeschieden.Die auf diese Weise gefundene Aufeinanderfolge der Zirkulationstypen ergab ein nur zeitweiliges Fotschreiten der Zirkulation von stark ausgeprägter Zonalzirkulation zu einem System abgeschlossener Zellen im Sinne des Index-Zyklus nachRossby undWillett. Nach den statistisch-synoptischen Ergebnissen dieser Arbeit wird der volle Index-Zyklus nur ganz selten durchlaufen; viel häufiger tritt schon vor Erreichen des idealen Endzustandes, d. h. des totalen Zerfalls des Strömungsfeldes in Zellen, eine Rückkehr zu wieder mehr zonalen Formen ein. Die Ablösung der nordhemisphärischen Zirkulationstypen erfolgt demnach durch einen schwer voraussehbaren Wechsel zwischen Zirkulationsfolgen,-zyklen und- trends; dabei ist bei fortgeschrittener Zirkulationsfolge die Neigung zur Rückkehr zu einem schon früher durchlaufenen Zirkulationszustand meist größer als der weitere Fortschritt zu zellularen Formen.Die gewonnenen Resultate zeigen ferner, daß die Untersuchung über die Ablösung von Zirkulationstypen zwar ziemlich schwierig ist und manchmal zu keinen eindeutigen Ergebnissen führt, die Fortentwicklung der Zirkulationstypen häufig aber doch wieder nicht gänzlich unüberblickbar verläuft und gewisse allgemeine Richtlinien herausgearbeitet werden können. Die großen Linien der Aufeinanderfolge der Zirkulationstypen wurden in einem Schema dargestellt, das die im untersuchten vierjährigen Zeitraum am häufigsten eingetretenen Zirkulationsfolgen und- zyklen miteinander verknüpft.
Summary The sequence of characteristic types of circulation in the 850 mb level on the Northern Hemisphere during a period of four years is investigated. Starting from a zonal circulation (wind maximum between 50° and 60°N) which, according to experiments byFultz, may be considered the basic pattern of the general circulation, the frequencies of successive types were evaluated. The more frequent types were further analyzed, the less frequent types eliminated.The circulation types selected in this manner only rarely show a development from a pronounced zonal towards a cellular pattern according to the index cycle ofRossby andWillett. In many cases, the circulation pattern returns to the previous zonal state before having reached the cellular state. The sequence of circulation types on the Northern Hemisphere is composed of cycles and trends which are difficult to predict. In an advanced stage of development, the return to a previous state is generally more probable than further progress towards the cellular state.The results obtained show that the study of the sequence of circulation types is difficult and sometimes renders ambiguous results. However, there still remains a sufficient number of reasonably clear cases which enable one to evaluate certain general rules. The major features of the sequences of circulation types during the period investigated are presented in a schema.
Résumé L'auteur examine selon des données tant statistiques que synoptiques, la succession des types de circulation characteristiques régnant aux latitudes moyennes de l'hémisphère nord. Il se base pour cela sur des cartes circumpolaires de 850 mb etablies pour une période de 4 ans et classées selon certains types de circulation caractéristiques. Partant alors de la circulation zonale normale (position du maximum du vent zonal entre les 50ème et 60ème degrés de latitude nord) — type de base de la circulation générale selon les expériences deFultz — il étudie la fréquence statistique des types consécutifs. Ces derniers sont ainsi classés selon leur nombre; les types qui se presentent isolées sont négligées, les autres sont traités de la même manière comme les types de base.La succession des types trouvée de cette façon montre que le passage d'une circulation zonale nettement caractérisée à un système de cellules séparées — selon le cycle de l'indice de circulation deRossby etWillett —se ne presente que rarement. Le résultat de cette étude montre en outre que le cycle de l'indice de circulation n'est que rarement parcouru complètement. Dans le plus grand nombre de cas, la circulation redevient zonale avant que le stade final idéal, c'est-à-dire la dislocation du champ des courants en cellules autonomes, ne soit atteint. Les types de circulation de l'hémisphère nord alternent ainsi dans un ordre difficilement prévisible entre des successions, des cycles et des courants de la circulation. Il est bon de souligner cependant que plus le développement de la succession des types est avancé, plus la tendance au retour à un type précédent s'affirme, à l'encontre de l'acheminement vers une forme cellulaire.Les résultats obtenus démontrent en outre qu'une recherche sur la succession des types de circulation est assez ardue et ne conduit pas toujours à un résultat univoque, que son développement est souvent — mais pas toujours — confus, mais que des directives générales peuvent pourtant en être tirées. Les grandes lignes de la succession des types de circulation sont reportés sur un schéma qui réunit les séries et les cycles les plus souvent rencontrés au cours des 4 ans ayant servi de base à l'étude.

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14.
Zusammenfassung Wird die Ausbreitung eines Schadgases mit Hilfe der statistischen Theorie der Turbulenz studiert, so erweist es sich als notwendig, den Einfluß einiger meteorologischer Parameter auf den Diffusionsprozeß in Betracht zu ziehen. Während der (mittlere) horizontale Windvektor für die Translation der Rauchfahne verantwortlich ist, wird die horizontalen und vertikale Streuung durch Stabilitätsparameter kontrolliert. Die Untersuchung gründet sich auf die vonF. Pasquill mitgeteilten (empirischen) Beziehungen zwischen Quelldistanz und vertikaler Streuung für verschiedenen Stabilitätstypen der Atmosphäre., die im wesentlichen durch die Einstrahlung und die Windstärke definiert sind. Unter Verwendung von stündlichen meteorologischen Beobachtungen vom Flughafen Wien-Schwechat wurde die Maximalimmissionskonzentration am Boden für den Fall eines 50 m hohen Schornsteines bei bekannter Emissionsstärke berechnet. Die Resultate werden in Form von Tabellen und Abbildungen veranschaulicht.
Summary If gaseous pollution from chimneys is studied applying the statistical theory of turbulence one is forced to consider the influence of some meteorological parameters on the diffusion process. While the mean horizontal wind-vector may account for the tracer of the smoke cloud stability parameters control the horizontal and vertical variance of displacement. The investigation is based upon empirical relations between vertical spread and distance from the source obtained byF. Pasquill for different types of atmospheric conditions mainly determined by insolation and windspeed. Using hourly meteorological observations from airport Vienna-Schwechat the (maximum) ground level concentration of pollutant emitted from a 50 m high chimney with known output of gas is computed. The results are shown in tables and figures.
Résumé Lors de l'étude de la diffusion d'un gaz nuisible par le truchement de la théorie statistique de la turbulence, il apparaît comme indispensable de considérer l'influence de quelques paramètres météorologiques sur le processus de diffusion. Tandis que le vecteur horizontal (moyen) du vent est responsable de la translation du panache de fumée, la dissémination horizontale et verticale de celle-ci peut se contrôler au moyen de stabilité. La présente étude se base sur la relation (empirique) deF. Pasquill, relation existant entre la distance de la source et la diffusion verticale. Cette dernière est déteminée pour divers types de stabilité de l'atmosphère, types qui sont définis dans leur essence par le rayonnement reçu et la vitesse du vent. En partant des observations météorologiques horaires faites à l'aéroport de Wien-Schwechat, l'auteur calcule la concentration maximum des immissions au sol dans le cas d'une cheminée de 50 m de hauteur et cella pour des valeurs connues de la concentration des émissions. Les résultats sont donnés sous forme de tableaux et de graphiques.

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15.
The diagram having temperature as one coordinate and partial pressure of aqueous vapor as the other was introduced byG. I. Taylor in his study of condensation due to mixing and is now called the Taylor diagram. The diagram fulfills almost exactly the property of mixtures, i. e., that mixtures of two samples of air are represented by the straight line joining the two points representing the samples, and that the relative distance from the point for either sample to the point for any mixture equals the proportion of the other sample in the mixture.The psychrometric formula, which determines wet-bulb temperature on the diagram, is expressed in a new approximate form that is both convenient for calculation and accurate. It shows that the isotherms of wet-bulb temperature (or equivalent temperature) can be drawn straight with good accuracy. The isosteres are straight lines exactly.By merely changing the designations of the axes to potential temperature and potential vapor pressure, the diagram is made to fulfill the property of mixtures even for air samples at different pressures.
Zusammenfassung Das Diagramm, das die Temperatur als eine und den Partialdruck des Wasserdampfs als andere Koordinate verwendet, ist vonG. I. Taylor bei seiner Untersuchung über Mischungskondensation eingeführt worden und wird daher als Taylor-Diagramm bezeichnet. Es befriedigt fast exakt die Eigenschaft von Luftmischungen, daß nämlich Mischungen von zwei Luftproben durch die Gerade dargestellt werden, welche die zwei den Proben entsprechenden Punkte verbindet; dabei ist der relative Abstand des Punktes einer beliebigen Mischung vom Punkte der einen Probe dem Anteil der andern Probe in der Mischung gleich.Die Psychrometerformel, durch die die Feuchttemperatur im Diagramm gegeben ist, wird in einer neuen Näherungsform dargestellt, die gleichzeitig hinreichend genau und für die Rechnung praktisch ist. Es ergibt sich dabei, daß die Isothermen der Feuchttemperatur (oder Äquivalenttemperatur) mit genügender Genauigkeit als Gerade gezogen werden können. Die Isosteren sind strenge Gerade.Lediglich durch Änderung der Bezeichnungen der Achsen in dem Sinne, daß sie die potentielle Temperatur und den potentiellen Dampfdruck darstellen, kann das Diagramm auch zur Charakterisierung der Mischung von Luftproben von verschiedenem Druck verwendet werden.
Résumé G. I. Taylor dans son étude sur la condensation par mélange a établi un diagramme dont les coordonnées sont la température et la pression de vapeur d'eau. Ce diagramme satisfait presque exactement la particularité de mélanges qui consiste dans le fait que des mélanges de deux masses d'air sont représentés par la droite reliant les deux points correspondants à l'état de ces deux masses; la distance relative d'un point quelconque de cette droite à l'un des points extrêmes est, dans un mélange donné, proportionnelle à la fraction de la masse dont l'état est représenté par l'autre borne du segment. La formule psychrométrique qui fournit la température du thermomètre humide dans le diagramme est mise sous une forme approximative simplifiée, exacte et paratique. Il s'ensuit que les isolignes de la température humide (ou équivalente) peuvent être représentées assez exactement par des droites. Les isostères sont des droites en toute rigueur. En introduisant simplement la température potentielle et la pression potentielle de vapeur, le diagramme peut également être employé pour caractériser le mélange de masses d'air de pressions différentes.

With 4 figures.

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16.
Summary Covariances of temperature and meridional wind component at 18 stations in the Northern Hemisphere were computed at 2km-intervals from the surface to 28 km. These covariances are proportional to the northward flux of sensible heat resulting from transient eddies. Cross sections of covariance of temperature and meridional wind component during January and July were constructed for 80°W. At this longitude during January a minimum of eddy heat flux occurred near an altitude of 20 km at all latitudes, and in the higher latitudes a sharp increase began somewhere between 18 km and 22 km. Eddy heat fluxes were generally quite small, in the part of the stratosphere below 20 km. A similar pattern was found at the French station of Chateauroux. The layer which separates the regions of small and large eddy heat fluxes appears to coincide with a null layer described byFaust. However, this sharp dividing line between a lower stratosphere with small eddy heat fluxes and an upper stratosphere with large eddy heat fluxes does not appear at all longitudes. Over Alaska one finds maximum eddy heat fluxes between 20 km and 22 km, and values in the lower stratosphere are much larger than those near 80° W.
Zusammenfassung Die Kovarianz zwischen Temperatur und meridionaler Windkomponente wurde für 18 Stationen der nördlichen Hemisphäre für 2km-Intervalle vom Boden bis 28 km berechnet. Diese Kovarianzen sind dem nach Norden gerichteten mittleren Strom der Wärme proportional, verursacht durch wandernde Wirbel. Für 80°W wurden Querschnitte der Kovarianz zwischen Temperatur und meridionaler Windkomponente konstruiert. In diesem Meridianschnitt tritt ein Minimum des turbulenten Wärmeflusses in nahezu 20 km Höhe in allen Breiten im Januar auf; in höheren Breiten beginnt eine plötzliche Zunahme mit der Höhe zwischen 18 und 22 km. Dieser turbulente Wärmefluß ist im allgemeinen in der unteren Stratosphäre unterhalb 20 km ziemlich klein. Ein ähnliches Verhalten wird bei der französischen Station Chateauroux gefunden. Die Schicht, welche die Regionen des kleinen und des großen turbulenten Wärmeflusses trennt, scheint mit einer vonFaust besprochenen Nullschicht zusammenzufallen. Diese scharfe Trennungslinie zwischen unterer Stratosphäre mit kleinem turbulenten Wärmefluß und der oberen Stratosphäre mit größeren Wirbelköpern der Wärme tritt jedoch nicht an allen Längengraden auf. Über Alaska findet man einen maximalen turbulenten Wärmestrom zwischen 20 und 22 km; auch die Werte in der unteren Stratosphäre sind dort viel größer als diejenigen um 80°W.
Résumé On a calculé la covariance existant entre la température et la composante méridionale du vent. Ces calculs, ont été effectués pour des intervalles de 2 km du sol à 28 km et cela pour 18 stations, de l'hémisphère nord. Ces nord et provoqués par des tourbillons mobiles. On a construit des sections de la covariance entre température et composante méridionale du vent à 80° de longitude W. Sous cette longitude, on constate en janvier un minimum du flux turbulent de chaleur à environ 20 km d'altitude et cela sous toutes les latitudes. Dans les latitudes élevées, on constate en outre une brusque augmentation de ce flux avec l'altitude et cela entre 18 et 22 km. Ce flux turbulent de chaleur est en général assez faible dans les basses couches de la stratosphère, c'est à dire au-dessous de 20 km. On trouve des conditions similaires, à la station française de Chateauroux. La couche qui sépare les régions présentant des flux turbulents de chaleur faible et important semble coïncider avec la couche nulle deFaust. Cette nette ligne de séparation entre la stratosphère inférieure présentant un faible flux turbulent de chaleur et la stratosphère supérieure comportant des corps tourbillonnaires de chaleur importants ne se rencontre cependant pas sous toutes les longitudes. Au-dessus de l'Alaska, on rencontre un courant turbulent de chaleur maximum entre 20 et 22 km. Les valeurs de la stratosphère inférieure y sont aussi beaucoup plus grandes que celles trouvées à 80° de longitude ouest.

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17.
Zusammenfassung Die Abhängigkeit der zonalen Windgeschwindigkeit in einer geographischen Breite von der in einer anderen Breite, wie sie für das 850 mb-Niveau gefunden wurde, kann qualitativ mit den Modellvorstellungen vonRossby verglichen werden. Aus der Erhaltung des absoluten Impulsmomentes und der absoluten Vorticity folgt bei einer Zunahme der zonalen Windgeschwindigkeit in niedrigen Breiten eine Abnahme in höheren Breiten und umgekehrt. Es ergibt sich ferner, daß sich der Indexzyklus im Sinne vonRiehl, Namias oderDefant und damit auch die zonalen Windprofile selbst für eine Verwendung im Wetterdienst als zusätzliches Hilfsmittel für mittelfristige Prognosen als nicht sehr geeignet erweisen.
Summary The dependency of the speed of the zonal wind in the 850mb surface in one latitude on the speed in another latitude can qualitatively be compared with a model atmosphere according toRossby. With preservation of the angular momentum and the absolute vorticity a decrease of the zonal wind speed must occur in high latitudes when the zonal wind speed increases in low latitudes and vice versa. Further, it can be shown that the index cycle in the sense ofRiehl, Namias orDefant, and with it the zonal windprofile itself are less suitable for being used in the weather service as additional help in making medium range forecasts.
Résumé La dépendance entre la vitesse du vent zonal trouvée à 850 mb à une certaine latitude et celle d'une autre latitude peut être comparée — qualitativement — au modèle d'atmosphère selonRossby. Du fait de la persistance du moment absolu de l'impulsion et des échanges du moment tourbillonnaire absolu, il faut qu'à une augmentation de la vitesse du vent zonal dans les basses latitudes corresponde une diminution de cette vitesse aux latitudes élevées, et vice versa. Il en résulte en outre que le cycle des index, p. ex. dans le sens des définitions deRiehl, Namias ouDefant, — et par voie de conséquence les profils de vents zonaux eux-mêmes — s'avèrent inadéquats pour leur utilisation par les services métérologiques comme auxiliaires supplémentaires pour la prévision à moyenne échéance.

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18.
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.
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.
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.

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19.
Summary The total amount of incoming radiation to the Earth' surface, for particular latitudes and for selected months, has been computed from recent investigations regarding the distribution of solar radiation penetrating the atmosphere. The charts constructed byBudyko andBerliand [1955] and byBlack [1956] under different theoretical assumptions are compared and discussed.The seasonal change in the amount of radiation has been investigated and the influence of prevailing cloudy conditions upon these amounts of heat has been illustrated by examples of desert and ocean regions. In desert regions the amount of radiation penetrating to the surface may reach a monthly mean of 74 per cent of the extraterrestrial solar radiation. Over ocean regions this percentage during months of maximum may reach only 50 per cent.The results give new evidence for two statements formulated elsewhere by the author (Burdecki [1955, 1957]) that (1) the thermal rhythm of the whole atmospheric ocean is dominated by the rhythm of the Northern Hemisphere; (2) the heat circulation over both hemispheres appears to be quite asymmetric.
Zusammenfassung Die durch die Atmosphäre bis zur Erdoberfläche gelangenden Globalstrahlungsmengen werden auf Grund neuer Forschungen über die Verteilung der Sonnenstrahlung für die einzelnen Breitengrade und für ausgewählte Monate berechnet. VonBudyko undBerliand [1955] und vonBlack [1956] unter Zugrundelegung verschiedener theoretischer Voraussetzungen konstruierte Karten werden verglichen und näher erörtert.Die jahreszeitliche Änderung der globalen Strahlungssummen wird untersucht und der Einfluß der vorherrschenden Bewölkung auf diese Wärmemengen wird durch Beispiele von Wüstenregionen und ozeanischen Gebieten näher erläutert. Im Wüstenklima kann die zur Erdoberfläche gelangende Wärmestrahlung im Monatsmittel sogar 74% der extraterrestrischen Sonnenstrahlung überschreiten. Für ozeanische Gebiete erreicht dieser Betrag in Monaten der Maxima höchstens 50%.Die Resultate weisen erneut auf zwei Feststellungen hin, die schon zuvor vom Verfasser (Burdecki [1955, 1957]) formuliert sind: 1. Die Wärmeschwankung des gesamten atmosphärischen Ozeans wird von der Schwankung der Nordhemisphäre beherrscht; 2. die Wärmezirkulation über beiden Hemisphären scheint in völliger Asymmetrie zu verlaufen.
Résumé Les résultats de récentes recherches sur la répartition du rayonnement solaire ont permis de calculer, pour différentes latitudes et pour certains mois, la quantité de rayonnement global qui, à travers l'atmosphère, parvient à la surface de la terre. L'auteur compare et discute les cartes qui ont été destinées parBudyko etBerliand en 1955 et parBlack en 1956 à partir de différentes hypothèses théoriques.On étudie en outre les variations saisonnières des sommes du rayonnement global; l'influence de la nébulosité dominante sur ces quantités de chaleur est discutée à l'aide d'exemples de régions à climat désertique et à climat maritime. Dans le climat désertique le rayonnement calorifique parvenant à la surface de la terre peut dépasser 74% du rayonnement solaire extraterrestre, tandis que dans les régions océaniques il atteint au maximum 50% pendant les mois les plus favorables.Les constatations que l'auteur avait faites ces dernières années (Burdecki [1955, 1957]) se voient confirmées: 1) le rythme thermique de tout l'océan atmosphérique est dominé par le rythme de l'hémisphère nord; 2) la circulation thermique au-dessus des deux hémisphères semble être tout à fait asymétrique.

With 5 Figures  相似文献   

20.
Summary The electrical conductivity of the atmosphere at any part of the earth's surface depends on the local concentration of small ions. This in turn depends 1. on their rate of production and 2. on their rate of removal. The removal is due principally to attachment to condensation nuclei. Methods are described for counting the nuclei and for determining their sizes and masses. The ratios of charged to uncharged nuclei, when they are in equilibrium with the small ions, are determined for nuclei of various sizes. Observations on nuclei in the free atmosphere show that they are usually not in equilibrium. The difficulty of establishing any simple relation between atmospheric conductivity, rate of ion-production and nucleus concentration is increased by the discovery that the air-borne radioactive matter which contributes to the small-ion production tends to increase with increase of nucleus concentration.
Zusammenfassung Die elektrische Leitfähigkeit der Atmosphäre an einer beliebigen Stelle der Erdoberfläche hängt von der örtlichen Konzentration kleiner Ionen ab; diese ist ihrerseits bedingt 1. durch die Ionisierungsstärke und 2. durch die Geschwindigkeit ihrer Vernichtung. Die Vernichtung von Kleinionen ist vor allem auf die Anlagerung an Kondensationskerne zurückzuführen. Es werden Methoden für die Kernzählung und für die Bestimmung von Größe und Maße der Kerne beschrieben. Das Verhältnis von geladenen zu ungeladenen Kernen wird für den Fall, daß sie im Gleichgewicht mit den kleinen Ionen sind, für Kerne verschiedener Größe bestimmt. Kernbeobachtungen in der freien Atmosphäre ergeben, daß dieses Gleichgewicht gewöhnlich nicht besteht. Die Aufstellung einer einfachen Beziehung zwischen der atmosphärischen Leitfähigkeit, dem Prozentsatz der Ionenbildung und der Kernkonzentration wird noch erschwert durch die Feststellung, daß die aus der Luft stammenden radioaktiven Substanzen, die zur Bildung von Kleinionen beitragen, mit einer Zunahme der Kernkonzentration ihrerseits ebenfalls eine Zunahme zeigen.
Résumé La conductibilité électrique de l'atmosphère en un endroit quelconque de la terre dépend de la concentration locale des petits ions; celle-ci est à son tour commandée 1. par l'intensité de l'ionisation et 2. par la vitesse de leur disparition. La destruction des petits ions est due surtout à leur dépôt sur des noyaux de condensation. On expose des méthodes de dénombrement des noyaux et de détermination de leur grosseur et de leur masse. On établit le rapport des noyaux chargés aux noyaux non chargés dans le cas où ils sont en équilibre avec les petits ions, et cela pour des noyaux de différentes grosseurs. Des observations de noyaux de l'atmosphère libre prouvent que cet équilibre n'est généralement pas réalisé. Dans la recherche d'une relation simple entre la conductibilité atmosphérique, le taux de formation d'ions et la concentration en noyaux, on se heurte à la difficulté suivante: les substances radioactives provenant de l'air et qui contribuent à la formation de petits ions augmentent en même temps que la concentration des noyaux.

Dedicated to Professor Dr.H. Benndorf on the occasion of his eightieth birthday.  相似文献   

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