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Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, Februar 1937.
Rossby versucht nun von ganz anderer Seite den Erscheinungen gerecht
zu werden, indem er in die Theorie der Strömungen neben den üblichen
Turbulenzkräften, die in horizontaler Richtung wirken und z. B. die vertikale
Änderung der Geschwindigkeit bewirken, auch Turbulenzkräfte einführt, die an
vertikalen Flächen angreifen und von einer seitlichen Änderung des Geschwindig-
keitsfeldes begleitet sein müssen. Die ersteren nennt er „normal shearing stresses“,
also Normal-Scherkräfte, die anderen „lateral shearing stresses“, Seitenscherkräfte,
Er ist der Ansicht, daß gerade diese für ein Studium der horizontalen und ver-
tikalen Dimensionen der atmosphärischen und ozeanischen Systeme in wesentlich
höherem Maße dynamisch wirksam sind, als die normalen Scherkräfte,. Er
beruft sich dabei darauf, daß von mehreren Forschern schon eine solche hori-
zontal wirkende Turbulenz eingeführt worden ist. Er macht aufmerksam, daß
ich selbst die große atmosphärische Zirkulation der höheren Breiten als Turbu-
Jenz-Phänomen aufgefaßt!) und die Zyklonen und Antizyklonen als Turbulenz-
Elemente eingeführt habe. Durch diese Großturbulenz findet bekanntlich
eine advektive Übertragung der Wärme vom Äquator zum Pol statt, und es
scheint, daß man durch diese Auffassung, oder besser gesagt, durch dieses Bild,
das man sich macht, imstande ist, energetisch etwas tiefer in die atmosphärische
Zirkulation hineinzusehen. Später haben Richardson und Proctor®) sich mit
der horizontalen Diffusion in atmosphärischen Strömungen befaßt und die Zer-
streuung von vulkanischer Asche und die Auseinanderflatterung von kleinen
Kinderballons studiert, um die Größenordnung des horizontalen Austausches
festzustellen. Sie haben gefunden, daß die Turbulenz-Koeffizienten dieser Be-
wegungen von der Größenordnung 2.5 10% bis 1.6 10% g/cm sec sein können,
während der gewöhnliche Austausch im vertikalen Windfeld von der Größen-
ordnung 10? g/cm sec ist und der Großturbulenz in der atmosphärischen Zirkula-
tion ein Austauschkoeffizient von 10% g/ecm sec zukommt, Die horizontale Tur-
bulenz in Luft- und Meeresströämungen setzt die Existenz von Wirbeln mit mehr
oder minder vertikaler Achse voraus; ihre Dimension liegt wohl zwischen Teilen
von 1 km und vielleicht 20 oder 30 km; sie wird Luft- und Wasserkörper um-
fassen, die einigermaßen in sich homogen sein können. Die aerologischen und
ozeanographischen Beobachtungen?) legen das Vorhandensein einer horizontalen
Diffusion großen Maßstabes nahe; trotzdem ist nirgends etwas über die dynami-
schen Konsequenzen eines horizontalen Diffusionsmechanismus zu finden,
Rossby macht zunächst aufmerksam, daß die übliche Gleichgewichtsbedingung
der Kräfte in einer stationären Strömung in der Atmosphäre oder im Meere —
nämlich, daß in einer Richtung senkrecht zur mittleren Bewegung die Druck-
kraft gleich groß und entgegengesetzt der ablenkenden Kraft der Erdrotation
sein muß — durch die Gegenwart seitlicher Scherkräfte nicht wesentlich beein-
flußt wird. Diese Gleichgewichtsbedingung, die in der Atmosphäre die Form
der Gradientwindbeziehung (geotropischer Wind)*) annimmt, im Ozean immer
zur Berechnung der dynamischen Geschwindigkeitsverteilung angewandt wird®),
zwingt in keiner Weise ein bestimmtes Querprofil der Strömung vor; die Be-
ziehungen gelten sozusagen punktweise, haben aber doch die Anschauung populär
gemacht, daß die Massenverteilung als die primäre Ursache der vor-
handenen Bewegung aufzufassen sei, während doch vielleicht bei Betrachtung
der Seitenscherkräfte sich die Auffassung durchsetzen könnte, daß die beobachtete
Massenverteilung die Folge der Bewegungen sein könnte, An sich ist die eine
Ansicht genau so berechtigt wie die andere. Denn es handelt sich hier um
») A. Defant: Die Zirkulation der Atmosphäre in den gemäßigten Breiten der Erde. Grund-
züge einer Theorie der Klimaschwankungen, Geogr. Annaler, Bd. I1I, 1921, 8. 209. — A. Defant:
Die Bestimmung der Turbulenzgrößen der atmosphärischen Zirkulation außertropischer Breiten. Sitzb.
d. Wiener Akad, J921. — ®) L.F. Richardson and D, Proctor: Diffusion over distances ranging
{rom 3 to 86 km. Mem. of the roy, meteor, soc, Vol. X, No. 1, 1925, — 3) Siehe z. B. A. Defant:
Bericht über die ozeanographischen Untersuchungen des Vermessungsschiffes ‚Meteor‘ in der Däne-
markstraße und in der Irmingersee. Sitzb. der preuß. Akad, d, Wiss. 1930, Bd. XVI, S, 230. —
4) Siehe z. B. D. Brunt: Physical and dynamical meteorology, Cambridge 1934, S, 268 u, ff. —
5) Z. B. Helland-Hansen. Report on fisbery and hydrographical investigations in the North Sea
1902/03. London 1905. Siehe auch V. Bjerknes u. a. Physikalische Hydrodynamık. Berlin 1933, S. 489.