Neuere Ansichten über die allgemeine Zirkulation der Atmosphäre in mittleren Breiten     

A. Defant 《Meteorology and Atmospheric Physics》1949,1(3-4):273-294

Zusammenfassung Im folgenden wird ein Überblick über die Untersuchungen über die allgemeine Zirkulation der Atmosphäre in den mittleren Breiten der Erde gegeben, die vom Department of Meteorology of the University of Chicago unter der Leitung von Prof.C. G. Rossby im Akademiejahr 1946 bis 1947 ausgeführt worden sind.In der zonalen Zirkulation der mittleren Breiten der Nordhemisphäre zeigt sich vor allem im Winterhalbjahr normalerweise zwischen 5 und 15 km Höhe ein verhältnismäßig schmales Band von sehr starken Westwinden, das den Charakter eines Freistrahls besitzt. Das Intensitätsmaximum dieses Windbandes tritt im Tropopausenniveau (300 bis 200 mb) auf. Südwärts des Windmaximums nimmt die Windgeschwindigkeit sehr rasch auf niedrige Werte ab. Das zonale Windband liegt innerhalb oder knapp südlich einer ebenfalls relativ schmalen Zone, in der der Temperaturgegensatz zwischen den polaren und äquatorialen Gebieten konzentriert ist. Im Bereich des zonalen Windbandes steigt die Tropopause steil an, wobei häufig sogar eine Unstetigkeit auftritt, indem nördlich desselben ihre Höhe jener der polaren Atmosphäre entspricht, südlich davon jener der äquatorialen. Unter dem Windband liegt häufig eine gut ausgebildete Frontalzone, die in den oberen Troposphärenschichten etwas nördlich des Windbandes endigt.Das obere Westwindband zeigt rund um die ganze Erde einen wellenförmigen Verlauf mit Wellenlängen von etwa 50° bis 120° Längengraden. Diese Wellen weisen nur eine geringe Fortpflanzungsgeschwindigkeit auf und scheinen mit den gewöhnlichen kurzen, instabilen troposphärischen Frontalwellen keine nähere Beziehung zu haben. Anderseits scheinen sie sowohl das Verhalten, wie auch die Bewegung dieser kurzen unteren Wellen in maßgebender Weise zu beeinflussen.Die oberen Wellen sind insofern instabil, als die meridionale Schwingungsweite (Mäanderung) allmählich sich so verstärkt, daß es an den Rändern des Windbandes zur Bildung von Wirbeln kommt: auf der Südseite zyklonischer Natur und kalten thermischen Aufbaues, auf der Nordseite antizyklonischer Natur und warmen thermischen Aufbaues. Diese Ausstoßung von Luftmassen aus dem Windbandbereich führt zu einem Luftmassenaustausch zwischen hohen und niedrigen Breiten, der wie es scheint in den troposphärischen Schichten oberhalb 700 mb von ausschlaggebender Bedeutung ist.Theoretische Untersuchungen zeigen, daß die beobachteten meridionalen Windprofile im Tropopausenniveau recht gut mit solchen übereinstimmen, die der Forderung einer konstanten vertikalen Wirbelkomponente im Bereich des großräumigen seitlichen Austausches der mittleren Breiten genügen. Solche theoretische Windprofile zeigen in niedrigen Breiten ein so großes meridionales Windgefälle, daß es am Südrand des Windbandes zu Trägheitsinstabilitäten kommt. Sie führen zu einem mehr oder minder unvermittelten Abbruch der meridionalen Windzunahme in 40° bis 30° Br.Das gleichzeitige Auftreten von Windband und Frontalzone darunter führt zur Schlußfolgerung, daß es bei der Ausbildung des Westwindbandes zu einer dynamischen Konzentration von Solenoiden in seinem Bereich kommen muß, zu ähnlichen Vorgängen, wie sie bei ozeanischen Strömen auftreten.Im Anschluß an diese hier kurz angedeuteten wichtigen Ergebnisse dieser neueren amerikanischen Arbeiten wird auf einige Ergebnisse österreichischer Untersuchungen hingewiesen, die einige Fragen der obigen Probleme betreffen.

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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.

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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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Die geophysikalischen Grundlagen der Kontraktionshypothese     

Friedrich Nölke 《International Journal of Earth Sciences》1924,15(4):300-305

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Gliederung des altbayerischen Spätglazials     

Friedrich Leyden 《International Journal of Earth Sciences》1925,16(5):337-350

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Bodenkartierung des Seegebietes Hoofden (südliche Nordsee) mit Hilfe von Grundproben und Echogrammen     

Otto Pratje  Friedrich Schüler 《Ocean Dynamics》1952,5(4):189-196

Zusammenfassung Auf zwei Fahrten des Forschungsschiffes Gauss im Juni 1951 und im März 1952 wurde eine Untersuchung des Meeresbodens der Hoofden mit Hilfe des van Veenschen. Bodengreifers sowie des Unterwegslotes vorgenommen. Die Ergebnisse (mittlerer Probenabstand 10 km) wurden in einer Karte der Bodenbedeckung verarbeitet. Bei solchem Abstand ist jedoch die Grenzziehung zwischen Sedimentunterschieden möglicherweise ungenau; ferner können Feinheiten verborgen bleiben.Deshalb wurde während der genannten Fahrten eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, aus Echogrammen auf die Bodenbedeckung zu schließen. Diese Methode wird erläutert und mit Beispielen belegt; dabei werden in formaler Analogie zur elektrischen Vierpoltheorie der Reflexionsfaktor und der Durchlässigkeitsfaktor des Meeresbodens für Schallwellen definiert. Die aus dem Echogramm abgeleiteten Sedimentangaben werden in eine Karte der Bodenbedeckung, die von der vorerwähnten getrennt gezeichnet wurde, eingetragen. Beide Karten werden miteinander verglichen und es wird festgestellt, daß eine qualitative Übereinstimmung in den Angaben besteht, wobei das fortlaufende Echogramm eine Lücke bei der Bestimmung der Grenze zwischen zwei Bodenbedeckungsarten schließt.

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Plotting of a chart of the bottom covering in the Southern Bight of the North Sea (Hoofden) based on bottom samples and echograms

Summary On two cruises untertaken in the Hoofden or Southern Bight of the North Sea with the research ship Gauss in June 1951 and March 1952, investigations into the nature of the sea bottom were made with the aid of the van Veen and the underway bottom samplers. The samples which were collected at an average interval of approximately 10 km (5 or 6 nautical miles) were worked up for plotting a chart of the sea bottom. Samples taken at such great intervals do, however, not always afford sufficient accuracy in fixing the boundaries between different kinds of sediments; moreover, minute features may remain unrevealed.Therefore, with a view to improving the accuracy of chart plotting a method was developed on the two cruises enabling the nature of the uppermost layer of the sea bottom to be deduced from echograms. This method is described and exemplified, the factors of reflection and permeability of the sea bottom to acoustic oscillations being defined by formal analogy with the theory of the four terminal electrical network. The data derived from the echograms were plotted on a separate chart showing the bottom covering and being drawn independently from the aforementioned bottom sample chart (cf. fig. 7 and 8, plate 6). A comparison shows that there exists a qualitative agreement between the data inserted on the two charts and that the continuous echogram fills a gap inasmuch as it enables the boundaries between the various types of bottom material to be fixed more exactly.

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Établissement d'une carte des sédiments sous-marins de la partie méridionale de la mer du Nord (Hoofden) d'après des échantillons du fond de la mer et des enregistrements ultra-sonores

Résumé Au cours de deux croisières du navire explorateur Gauss dans la région méridionale de la mer du Nord en juin 1951 et en mars 1952 on a examiné le fond de la mer à l'aide de l'échantillonneur van Veen ainsi qu'avec un échantillonneur permettant do recueillir des échantillons sans stopper le navire. Les prélèvements des échantillons furent espacés d'environ 10 kilomètres en moyenne et élaborés pour l'établissement d'une carte de la couche supérieure du fond de la mer. Or, les échantillons prélevés à de tels intervalles ne permettent pas toujours de préciser assez exactement les limites des régions des sédiments divers, ni de révéler des détails minimes.Pour augmenter la précision des cartes on a développé une méthode qui permet de dériver la nature du fond de la mer des enregistrements ultra-sonores. Cette méthode est exposée et illustrée par des examples; les facteurs de réflexion et de perméabilité du fond de la mer aux oscillations acoustiques y sont définis en analogie formale avec la théorie du réseau récurrent. Les données des sédiments dérivées des enregistrements ultra-sonores sont introduites sur une deuxième carte de la couche supérieure du fond de la mer qui fut tracée indépendamment de la carte mentionnée ci-dessus qui se base sur des échantillons du fond de la mer. La comparaison montre que les données sur les deux cartes s'accordent qualitativement et que l'enregistrement ultra-sonore continu a comblé une lacune existant jusqu'ici par rapport à la précision des limites entre les types divers de la matière du fond de la mer.

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Deutung von Echogrammen bei Seitenechos     

Friedrich Schüler 《Ocean Dynamics》1952,5(2-3):144-147

Summary When examining the records obtained from echo sounders in sea areas with very uneven and rocky ground, lateral echos have been noticed necessitating a careful examination of the recorded bottom profiles. The position of the lateral profiles cannot be determined unless the oscillator-characteristic within certain tolerances is known. Three copies of sound records from the Norwegian Trough are discussed here and the tolerances in depth as well as in lateral deviation from the course are indicated.

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L'interprétation des enregistrements sonores en cas d'échos latéraux

Résumé La présence des échos latéraux qu'on a constatés en examinant des enregistrements du son dans des zones océaniques à fond fortement ravineux et composé de matières dures exige de juger de prudence les profils longitudinaux sous-marins. Pour faire le repérage acoustique des profils latéraux il sera indispensable de connaître précisément la caractéristique du vibreur dans certaines tolérances. Trois enregistrements sonores pris dans le Fossé Norvégien sont exposés et leurs tolérances en profondeur ainsi qu'en déviation latérale de la route sont indiquées.

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Theorie der Steuerung und Spaltung von Bodendruck-störungen durch quasi-stationäre Höhendruckverteilungen     

F. Defant 《Meteorology and Atmospheric Physics》1948,1(2):149-232

Zusammenfassung Anschließend an die Untersuchungen über die primären und sekundären Druckwellen in der Atmosphäre wird die Bewegung von Bodendruckstörungen an Hand einer rechnerischen Auswertung der theoretischen Lösungen für den Bodendruckp, die unter verschiedener Annahme der Bodendruckverteilung und der Höhendruckverteilung in 7 km Höhe zur Zeitt=0 erzielt wurden, näher untersucht und das Problem der Beeinflussung dieser Bewegung der Bodendruckstörungen durch die obere primäre Druckverteilung, d. h. die Steuerung der troposphärischen Druckstörungen durch diese eingehend erörtert.Als Hauptergebnis wird gefunden, daß nur eine quasistationäre Höhendruckverteilung in der Lage ist, eine sichtbare Beeinflussung der Bewegungsrichtung (Steuerung) der Bodentiefdruckgebiete zu erzielen, während im Falle einer schnell sich ändernden Drucksituation in der Höhe die Druckstörungen am Boden keine Steuerung durch diese erfahren. Weiter wird gezeigt, daß die Intensität der Steuerung davon abhängt, wie die obere Druckwelle zum Aufbau der Troposphäre paßt und um so größer ist, je näher die Periode der oberen Druckwelle der Periode der unteren troposphärischen Wellen kommt.Insbesondere wurde die Frage der Teilung oder Spaltung der Bodentiefdruckgebiete in Verbindung mit der Erscheinung der Steuerung näher untersucht; die Ergebnisse wurden mit den bisherigen praktisch-synoptischen Untersuchungen verglichen.Im zusammenhang mit der Art der Steuerung wurden auch die Intensitätsänderung der Bodendruckstörungen, die Bodendruckänderung und ihre stratosphärischen bzw. troposphärischen Anteile theoretisch und an Hand der rechnerischen Ergebnisse behandelt und daraus einige Regeln für die Praxis abgeleitet.

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Summary In pursuance of the studies on the primary and secondary pressure waves in the atmosphere, the movement of surface pressure disturbances has been investigated by numerically evaluating the theoretical solutions for the surface pressurep obtained under various assumptions of the pressure distribution on the surface and at the height of 7 km. at the timet=0. The problem in which way this movement is influenced by the primary distribution of pressure in the upper air, that is the steering (Steuerung) of the tropospheric pressure disturbances by it, is thoroughly discussed.It has been found as a principal result that only the quasi-stationary distribution of pressure in the upper air is capable of visibly influencing the direction of the movement (steering) of the low pressure areas on the surface, whereas no such influence exists in the case of a rapidly varying pressure situation in the higher atmosphere. Furthermore it is shown that the intensity of the steering process (Steuerung) depends on whether the upper pressure wave is fitting into the structure of the troposphere and that it is the greater the more the period of the upper pressure wave is approaching the period of the lower tropospheric waves.Particularly, the question of the partition or splitting of the low pressure areas on the surface, in connection with the steering phenomenon (Steuerung), has been investigated in detail and the results have been confronted with previous synoptic investigations.In connection with the steering process (Steuerung) also the variation of intensity of the surface pressure disturbances as well as the variation of the surface pressure and its stratospheric, respectively tropospheric portions are treated theoretically and by taking into account the results of calculations. Hence several rules are derived for the practice.

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Résumé L'article fait suite aux recherches relatives aux ondes atmosphériques de pression primaires et secondaires. On étudie le déplacement de perturbations du champ de pression au sol sur la base des solutions que fournit la théorie appliquée à la pression au sol, solutions obtenues à partir de différentes distributions de la pression au sol et à 7 km. d'altitude à l'origine des temps. Cela mène à considérer également l'effet de l'onde primaire de pression sur le déplacement de ces perturbations au niveau du sol, c'est dire le phénomène de pilotage (Steuerung) des perturbations troposphériques par les ondes primaires.On trouve comme résultat essentiel que seule une distribution quasistationnaire de la pression en altitude a une influence notable sur le sens de déplacement des centres de basse pression au niveau du sol, tandis que cet effet est nul dans le cas des champs de pression rapidement variables en altitude. De plus, on constate que l'effet est d'autant plus marqué que la période de l'onde primaire est plus voisine de celle de l'onde troposphérique.L'auteur étudie le problème de la scission des dépressions au sol en relation avec l'action des ondes de pression en altitude, et compare ses conclusions avec celles auxquelles ont abouti les recherches synoptiques antérieures. Il traite enfin des vitesses d'évolution des perturbations de pression et des variations de pression du point de vue de leurs composantes stratosphériques et troposphériques et en tire quelques règles pratiques.

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Trophodynamic control by clupeid predators on recruitment success in Baltic cod?   总被引：5，自引：3，他引：5  

Koster  Friedrich W.; Mollmann  Christian 《ICES Journal of Marine Science》2000,57(2):310-323

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Eastern Baltic cod (Gadus morhua callarias) stock dynamics: extending the analytical assessment back to the mid-1940s     

Eero  Margit; Koster  Friedrich W.; Plikshs  Maris; Thurow  Fritz 《ICES Journal of Marine Science》2007,64(6):1257-1271

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Arsenic in seawater and brown algae of the Baltic and the North Sea     

Markus Stoeppler  Mechthild Burow  Friedrich Backhaus  Winfried Schramm  Hans Wolfgang Nürnberg   《Marine Chemistry》1986,18(2-4)

A long-term study within the pilot environmental specimen bank programme of the Federal Republic of Germany on arsenic levels in coastal and open seawater and their reflection in the brown seaweed (Fucus vesiculosus) has been performed. Dissolved arsenic was on average 0.76 (range 0.45–1.11) μgl⁻¹ for 17 sampling stations in the Baltic Sea, whereas contents of dissolved arsenic are somewhat higher in shallow waters of the coastal zone of the North Sea. Total arsenic levels in algae ranged up to 40 mg kg⁻¹ (dry weight) and showed for the four locations studied obvious seasonal variations for comparatively nonpolluted or nondisturbed locations only. However, probably due to biological influences, the results obtained so far indicate that composite samples integrating a one year period are supposed to be the best strategy for future environmental specimen banking. Using a new efficient speciation technique the percentage of chemically stable organoarsenic compounds in the investigated algae has been found to be 95% of the total arsenic content and thus somewhat lower than in teleost fish. For comparison, typical data for a few other algae species from the Baltic and the Mediterranean Sea are also shown.  相似文献   

Accessory minerals in igneous and metamorphic rocks     

Igor Broska  Friedrich Finger  Daniel Harlov 《Mineralogy and Petrology》2011,102(1-4):1-2

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