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mit den meteorologischen Erscheinungen der Erdatmosphäre nichts zu schaffen. Wir wissen, dass der
Mensch viel Geist und Scharfsinn aufwenden musste, um aus der in dem Brennstoff aufgespeicherten Energie
zur Betreibung seiner Maschinen Nutzen zu ziehen. In der freien Natur finden sich so feine Mechanismen,
wie unsere Maschinen sie darstellen, selten. Es kommt in der Natur wohl niemals vor, dass eine frei
werdende Energie in einer einzelnen gegebenen Richtung wirkt, wie dies durch den Willen und die geistige
und praktische Arbeit des Menschen bei der Dampfmaschine und anderen Motoren erreicht worden ist.
In der Natur zerfliesst die Kraft in viele Kanäle, tausend Zufälligkeiten spielen hier eine Rolle und die in
der Maschinenlehre gültige Formel, dass 1 Kalorie Wärme durch den Brennprozess dem Feuergase des
425
Kessels zugeführt im günstigsten Fall am Schwungrade der Maschine etwa —- Meterkilogramm Arbeit zu
erzeugen vermöge, findet in der Natur keine Anwendung. Die Natur arbeitet nicht mit ^7 Nutzeffekt,
wie die beste maschinelle Anlage, sondern mit einem Nutzeffekte, welcher um das Hundert- oder vielleicht
Tausendfache kleiner ist. Hierbei ist unter Nutzeffekt der Bruchwerth verstanden, dessen Zähler die
mechanische Arbeit darstellt, welche in einer bestimmten Richtung gewonnen wird, während der Nenner
des Bruches die ganze mechanische Arbeit umfasst, welche als Wärme zugeführt wurde, resp. dieser
equivalent ist.
Es ist sehr schwer zu erweisen, eine wie grosse Energie-Menge von der Energie der Sonnenstrahlen
zur Erzeugung der Winde verwendet werde und doch habe ich von Mathematikern die Ansicht äussern
hören: „Man brauche nur die jährlich in der Aequatorgegend durch Sonnenbestrahlung der Atmosphäre
zufliessende Wärmemenge in Kalorien auszudrücken und mit 425 zu multipliziren, um das Arbeitsquantum,
in Meterkilogramm ausgedrückt, zu erhalten, welches auf die Luft übertragen werde und die Winde erzeuge.“
Dabei ist garnicht bedacht, dass nur unter ganz gewissen Verhältnissen Bewegungen erzielt werden. Kleine
Umstände, ein Ruck am Steuerungs-Mechanismus einer Maschine bringt dieselbe zum Stehen oder kehrt
den Lauf derselben um. Wie viel leichter werden Beziehungen, die uns z. Z. vielleicht noch unbekannt
sind, das Getriebe der grossen atmosphärisch-kalorischen Maschine in wechselvoller Weise umgestalten, da
die Maschine selbst unablässigen Veränderungen unterworfen ist; besteht doch Kessel, Zylinder, Kolben,
Schwungrad und Steuerungs-Mechanismus alles aus beweglicher Luft, so dass von Stunde zu Stunde derselbe
Stoff bald dem einen, bald dem anderen Gliede des Organismus angehört, oder gar als todte Last Wider
stand leistet, den Effekt in sich aufnimmt und an ganz entfernten Orten auf andere Luf'tmassen überträgt,
oder in Berührung mit der rauhen Erdoberfläche durch Reibungs-Widerstände verliert.
Die in der Atmosphäre durch Temperatur-Differenzen geleistete Arbeit berechnet sich wie folgt. Die
horizontalen Temperatur-Differenzen erzeugen zunächst Konvergenz resp. Divergenz der Flachen gleichen
Druckes, also oben oder unten horizontale Druck-Differenzen und Beschleunigungen, welche mit der Masse
multiplizirt, die geleistete Arbeit darstellen. Die Beschleunigung ergiebt sich aus der Neigung der Flächen
gleichen Druckes und hat den Werth —. Die Kraft ist also — • m, welche zur Wirkung gelangt. Die
Arbeit — • m ■ L, worin L die W T egeslänge ist, in Richtung der Kraft, d. h. in Richtung der Gefälllinie
gemessen, welche durch die Masse m zurückgelegt wird. Nach Satz 1 und den Vorgängen kann man
für nfL schreiben 7i, worin h das absolute Maass des Gefälles längs der Wegesstrecke L bedeutet. Die auf
das Massentlieilchen übertragene Arbeit hat also den Werth h . g . m, d. i. Fallhöhe multiplizirt mit dem
Gewicht der Luftmasse.
Wenn also Arbeit geleistet und Geschwindigkeits-Zu- oder Abnahme erzielt werden soll, dann muss die
Luft eine Wegesstrecke zurücklegen, damit thatsäcklich ein absolutes Gefälle zur Wirkung gelangt. Die Druck-
Differenzen allein leisten keine Arbeit, sie gelangen erst zur Wirkung, wenn die Luft aus hohem in niederen
Druck Übertritt. Wir haben aber erkannt, dass in mittleren und höheren Breiten die Luft nur unter ganz
besonderen Verhältnissen dem Gefälle folgt, häufig aber, zumal in der Höhe, dem Gefälle nicht zu folgen vermag,
weil sie vermöge ihrer senkrecht zum Gefälle gerichteten Geschwindigkeit gerade soviel Fliehkraft entwickelt,
dass die Wirkung des Gefälles aufgehoben wird. Es besteht dann die Gleichung 2 v 00 sin tp ~ 0.
Die Fliehkraft, d. h. die Ablenkung der Luft durch die Erdrotation, verringert also in jenen Breiten,
wo der Sinus der Breite einen erheblichen Werth annimmt, die Arbeitsleistung der Temperatur-Differenzen.
Dem schliessenden Absperrventile in der Dampfzuleitung einer Maschine vergleichbar verhindert die