Die grofsen Strömungen des atmosphärischen Kreislaufs,
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zum andern bewegte. Denn da die oberen Schichten der Atmosphäre dem Einfluss
der Widerstände an der Erdoberfläche anscheinend entrückt sind und die innere
Reibung der Gase eine höchst geringfügige Gröfse ist, so liegt es nahe, anzu-
nehmen, dafs in ihnen die Bedingungen einer reibungslosen Trägheitsbewegung
nahezu erfüllt seien. Bei einer solchen mufß nun eine Luftmasse, welche ihre
geographische Breite ändert, ihre sogenannte Flächengeschwindigkeit oder ihr
„Rotationsmoment“ behalten, d.h. das Produkt ihrer absoluten West—Ost-Geschwin-
digkeit mit dem Radius des Breitenkreises, auf dem sie sich jeweils befindet,
muß konstant bleiben. Die Geschwindigkeit eines Punktes der Erdoberfläche bei
der Rotation der Erde um ihre Achse ist nun folgende:
Geogr. Breite: 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80°
Meter per Sekunde: 465 458 437 403 357 300 234 159 81
Wenn also eine Luftmasse ohne Reibung z. B. von 30° nach 50° versetzt
würde, welche bei 30° relativ zur Erdoberfläche in Ruhe war, so träfe sie am
letzteren eine Erdoberfläche, welche um !/« langsamer rotirt; aufserdem hätte sich
ihre Entfernung von der Erdachse ebenfalls um ’!/4 verringert und dadurch ihre
West— Ost-Geschwindigkeit um ebenso viel vergröfsert; am 50. Breitengrade müfste
sie also als Westwind von 2mal 103 — 206 m. p. 8. auftreten, bei 60° schon als
solcher von 338 m p.s. Die Ursache dafür, dafs die in den Breitenkreis fallende
Komponente nicht nur der relativen, sondern auch der absoluten Geschwindigkeit
der Luftmasse noch zunehmen muß, während sie sich vom Aequator entfernt,
liegt in dem sogenannten Flächensatze, welcher in: einem Specialfall als zweites
Kepler’sches Gesetz bekannt ist. , Thatsächlich läuft es hier darauf hinaus, dafs
die Luftmasse in freier Bewegung gar nicht eine aufgegebene,Breitendifferenz
zurücklegen kann, wenn ihr nicht eine relative Bewegung von einer Geschwin-
digkeit ertheilt wird, welche der Differenz der Umdrehungsgeschwindigkeiten
beider Parallele gleich ist,“ Der relative Weg des freien Theilchens auf der Erd-
oberfläche ist dabei ein annähernd kreisförmiger, der sogenannte Trägheitskreis,
und seine Geschwindigkeit relativ zur Erdoberfläche bei dessen Durchlaufung
unveränderlich; es handelt sich also bei diesem Wechsel der absoluten Geschwin-
keit nur um Richtungsänderungen einer relativen Geschwindigkeit, welche dem
Theilchen einmal durch eine äußere, nicht in der Erdrotation liegende Kraft
ertheilt ist.
Dafs die wirklichen Geschwindigkeiten der Luft auch in den höheren
Schichten der Atmosphäre weit unter diesen enormen Werthen bleiben, zeigt
nicht nur die Beobachtung an den oberen Wolken und auf hohen Berggipfeln,
sondern auch direkt die horizontale Luftdruckvertheilung an der Erdoberfläche,
Denn die letztere steht mit der Richtung und Geschwindigkeit der Luftbewegung
in einem nothwendigen Zusammenhang, derart, dafs eine gleichförmige Bewegung
nur möglich ist, wenn ein je nach geogr. Breite, Dichtigkeit der Luft und Reibung
verschiedener barometrischer Gradient vorhanden ist, der um so gröfser sein
mufs, je stärker die Luftströmung ist. Andernfalls ändern sich beide Theile so
Jange, bis ein solches Gleichgewicht erreicht ist: es ist also ein gegenseitiges
Bedingtsein, Gradient erzeugt Wind und Wind erzeugt Gradient; der jeweils
gegen den Gleichgewichtszustand zu starke Theil nimmt ab, der zu schwache
wächst.!) Je größer die Reibung, ein desto gröfserer Gradient gehört dazu,
um gleichförmige Bewegung zu unterhalten; der Grenzfall, dafs die Reibung
Null ist, zeigt also den kleinsten möglichen Gradienten für die gegebene (als
1) Am einfachsten ist dieses bei reibungsloser Bewegung zu überschauen. Ist der Westwind
zu stark für den Gradienten der gegebenen Stelle, so folgt er seiner allzustarken Fliehkraft, und
seine Bewegung erhält eine südwärts gerichtete Komponente; gleichzeitig aber vergröfsert er durch
die Fortschaffung von Luft von dem niedrigeren nach dem höheren Drucke selbst den Gradienten,
bis zwischen beiden das Gleichgewicht erreicht ist. Umgekehrt, wenn der Wind zu schwach für
den betreffenden Gradienten, 80 folgt die Luft diesem, die Depression füllt sich dabei‘ aus, bis
wiederum das Gleichgewicht eingetreten ist. In den gewaltigen Luftwirbeln um die beiden Pole ist
in den gemäfsigten Breiten in allen Höhen der Gradient zum Pole gerichtet, seine Gröfse nimmt
aber von oben nach unten ab. Da in höheren Breiten die absteigende Bewegung überwiegt, 80
führt der zum Aequator in mittleren Höhen der Atmosphäre rückkehrende Strom Luft, welche
grofsentheils vor kurzem unter noch gröfßseren Gradienten gestanden hat und deren. Geschwindigkeit
für denjenigen, unter dem sie nun steht, zu grofs ist; sie wird darum gegen den letzteren auswärts
yetrieben. Dagegen ist die Luft in der untersten Schicht durch die Widerstände der Erdaober-