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Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, April 1915.
analog wäre. Durch eine zahlenmäßige Überschlagsrechnung unter der Annahme,
daß das Geokoronium von 200 km aufwärts in der Zusammensetzung überwiegt,
läßt sichEzeigen, daß die Luft am Erdboden noch etwa sechs Zehntausendstel
Volumenprozente dieses Gases enthalten müßte. Der Nachweis einer so kleinen
Größe ist jedenfalls mit den heutigen technischen Mitteln leider außerordentlich
schwierig.
3. Polarlicht.
In jüngster Zeit hat sich namentlich durch die Arbeiten skandinavischer
Forscher das Dunkel gelichtet, welches bisher über die Natur des Polarlichtes
gebreitet war, und damit ist der Schleier von einem Jahrtausende alten Rätsel
der Natur gefallen. Schon Ängström und Paulsen hatten vermutet, das Polar-
licht sei auf Kathodenstrahlen zurückzuführen, die in der Luft absorbiert werden
und sie dabei zum Leuchten erregen. Birkeland sprach es zum ersten Male
aus, daß sie von der Sonne kämen, und machte dies durch eine Reihe glänzender
Versuche mit einem kleinen kugelförmigen Magneten als Miniaturerde in einer
riesigen Vakuumröhre sehr wahrscheinlich. Die fast mit Lichtgeschwindigkeit
Jahinstürmenden Elektronen, aus denen diese Kathodenstrahlen bestehen, werden
durch das Kraftfeld des Erdmagnetismus von ihrer geradlinigen Bahn abgelenkt
und in die mannigfaltigsten Schleifen und Spiralen gezwungen. Zum Teil ge-
langen sie dabei auf die beschattete Rückseite der Erdkugel und treten hier in
einem bestimmten Abstand vom magnetischen Pol, der Zone größter Häufigkeit
der Polarlichter entsprechend, in die Atmosphäre ein, welche unter diesem Bom-
bardement aufleuchtet, dabei aber die Wucht der Geschosse vernichtet, d. h, die
Kathodenstrahlen absorbiert.
Die überzeugende quantitative Durchführung dieses Gedankens hat Störmer
in einer langen Reihe von Publikationen gegeben. Was bisher Hypothese gewesen
war, reifte durch sie zur Erkenntnis heran, Er führte die mühsame Berechnung
der Bahn, die diese Elektronen im erdmagnetischen Felde befolgen, für eine große
Zahl von Fällen aus und stellte sie durch Drahtmodelle anschaulich dar.
Auf die Berechnungen einzugehen, ist hier unmöglich. Es sei nur erwähnt,
daß sich die Differentialgleichungen für die Bewegung der Elektronen nicht streng
integrieren lassen, daß man also nicht imstande ist, die Gleichung ihrer Bahn-
kurve hinzuschreiben. Man kommt aber, wie in vielen anderen Fällen so auch
hier, praktisch dennoch zum Ziele durch die sogenannte numerische Integration,
welche zwar nur eine Näherung darstellt, aber doch eine Näherung, deren
Genauigkeit sich beliebig weit treiben läßt. Aus dieser Theorie lassen sich alle
bekannten Eigentümlichkeiten der Polarlichter ableiten, die Zone größter Häufig-
keit, die vorhang-ähnliche Form, die Bewegungen der Lichtdraperie, ihre Gefolg-
schaft von magnetischen Stürmen zu den Zeiten, wo sie in ungewohnt niedrigen
Breiten auftreten, ihre Höhen über dem Erdboden u. a. Das Interesse, welches
sich an die Höhenmessung des Polarlichts im Zusammenhang mit spektro-
skopischen Messungen knüpft, ist bereits im vorigen Abschnitt hervorgehoben
worden. Diese Höhenmessung ist in einer erfreulichen Entwicklung begriffen,
seitdem die schon von Baschin und Brendel versuchte Photographie dieser
lichtschwachen Gebilde durch Störmer vervollkommnet und für die photo-
grammetrische Höhenbestimmung ausgenutzt worden ist. Störmers Messungen
vom Jahre 1910 in Bossekop (im ganzen 44 Doppelaufnahmen) ergaben Höhen
zwischen 37 und 370 km. Eine etwas kleinere, in Christiania im April 1911
erhaltene Messungsreihe (von 15 Messungen) gibt für den scharfen Unterrand
der Draperien Höhen etwa zwischen 60 und 150 km, während die Einzelstrahlen
im Mittel etwa bis 250, vereinzelt aber bis 390 und sogar 460 km Höhe hinauf-
reichten.
Störmer hat dabei noch den interessanten Versuch gemacht, aus der Länge
der Nordlichtstrahlen die Temperatur der betreffenden Luftschichten zu berechnen.
Macht man nämlich die vereinfachende Voraussetzung, daß diese Schichten aus