Ä. Nippoldt jun: Die tägliche Variation der magnetischen Deklination. 3
Setzt man voraus, daß die notwendigerweise endliche Anzahl von Beobachtungswerten genügt, um auch
die Lage zeitlich zwischen ihnen liegender Punkte mit vorgeschriebener Genauigkeit festzulegen, so kann
eine entsprechend ausgedehnte endliche trigonometrische Reihe, die auf diesen Beobachtungswerten beruht,
zur Interpolation für alle zwischenliegende Zeitpunkte benutzt werden, so z. B. entnimmt man die De
viation des Schiffskompaß stets auf diese Weise aus Beobachtungen der Mißweisung in einer geringen An
zahl von Schiffskursen. Auch die Meteorologie hat früher so verfahren und größtenteils dabei der Ansicht
gelebt, eine seihst aus schlechten Beobachtungen berechnete Besselsche Reihe, stelle das eigentliche Gesetz
besser dar, als die bloße Beobachtungsreihe. Dementsprechend hoffte man, ausgefallene Beobachtungen,
z. B. die fehlenden Nachttemperaturen, mit der auf die vorhandenen Werte gegründeten Reihe richtiger
ermitteln z,u können, als etwa auf graphischem Wege; auch hielt man die aus der Reihe interpolierten
Extremzeiten für richtiger, als die beobachteten. Heute weiß man, daß die Interpolation von Zeiten — da
die höheren, an sich weniger scharf zu erhaltenen Koeffizienten mit dem Faktor ihres Winkels multipliziert
eingehen — zu unsicher und die Interpolation von Werten der Funktion auf anderem Wege einfacher zu
erreichen ist, als mit der Besselschen Formel.
Heute steht die oben erwähnte physikalische Natur der Koeffizienten au erster Stelle; man sieht in
ihnen ein besseres Charakteristikum eines Verlaufes, als etwa die maximale Amplitude, die lange allein als
ein Maß der Variabilität eines Verlaufes gelten mußte.*)
Eine Vermutung, die beinahe Gewißheit ist, sagt, daß der Verlauf eines geophysikalischen Elementes
in letzter Linie rein zurückzuführen ist auf die relative Bewegung der Erde gegen die anderen Himmels
körper; aber nur in einigen Fällen vermögen wir ein befriedigendes analytisches Gesetz aufzustellen. Hier
soll die trigonometrische Reihe eingreifen.
Betrachtet man einen rein periodischen Vorgang, dessen Wellen zu einander harmonisch sind und stellt
ihn durch eine trigonometrische Reihe dar, die so viele Glieder enthält, als es Wellen gibt, die den Vorgang
erzeugen, so bedeuten die Koeffizienten der R,eilienglieder die mittlereu Amplituden der entsprechenden
Wellen gleicher Ordnung. So ist bei einem Tone die Intensität des Obertones n Wl ' Ordnung dem Quadrate
der Amplitude der n tm Welle proportional. In diesem Falle sind die Reihen die den gegebenen Anfangs
bedingungen entsprechenden Lösungen der Differentialgleichung, der der Vorgang gehorcht.
Ueberall da, wo in der Geophysik harmonische Bewegungen die Ursache der Variationen sind, spielt die
trigonometrische Reihe eine von ihrem Interpolationscharakter verschiedene Rolle.
Eines der vorzüglichsten hierhergehörigen Beispiele aus dem engeren Gebiete der Meteorologie ist
Hanns Analyse des täglichen Ganges des Luftdruckes, hei welchem Elemente stehende Schwingungen der
Atmosphäre in erster Linie beteiligt sind (siehe auch eingehendes Referat von Hann selbst im Oktoberheft
der Meteorologischen Zeitschrift für 1898).
Ganz allgemein betrachtet, sind nun die Fälle möglich, daß zwei oder mehrere getrennte, aber
zu einander unharmonische Ursachen gleichzeitig bestehen (Sonnenwellen und Mondwellen), daß außer
den kosmischen der Erde aufgezwungenen Wellen, freie Wellen bestehen oder erregt werden, die der Erde
eigentümlich sind, ferner daß Dämpfungsglieder störend eingreifen, lang andauernde säkulare, unperiodische
Variationen mit unterlaufen, wie sie etwa Neigungsänderungen zwischen den astronomischen Fundamental-
ebenen verursachen könnten — kurz, die Sachlage wird dadurch präzisiert, daß man darauf angewiesen wird,
aus der Theorie lediglich die Gestalt der Lösungen zu entnehmen, die Koeffizienten aber
aus den Beobachtungen auf der Erde zu berechnen. Die Gestalt ergibt sich als Superposition von
mehreren trigonometrischen Reihen, die in sich harmonisch, zu einander unharmonisch sind und einer An
zahl unperiodischer Glieder. Näheres hierüber enthält die im Anfang angegebene Literatur über die Analyse
der Gezeitenbeobachtungen, bei welchem Problem ein Maximum intellektueller Leistung in unserer Frage
vorliegt und das für weitere Entwicklungen vorbildlich sein sollte. Auch die Deviation ist in ähnlicher Art
behandelt worden.
Bei der Meteorologie liegen die Umstände etwa wie folgt. Der Mondeinfluß ist allemal schwach und
in seinem absoluten Werte so unsicher bekannt, daß er an Bedeutung für die Analyse zurücktritt. Andere
zum Sonnentage unperiodische Variationen fallen kaum in Betracht. Dagegen ist die Einwirkung der Sonne
eine mehrfache. Sie wirkt auf ein Element direkt durch ihre Strahlung und indirekt, indem sie andere
*) Ad, Schmidt: Wiener Sitzungsber. 97. 1S91.