428 Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, September 1906,
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gerufene Ablenkungskraft zunehmen; das Wasser kann dann in der Richtung
des Druckgradienten nur so weit bewegt werden, bis die letztere von der Ablenkungskraft
balanciert wird, Aus diesem Grunde würden — wie man sich
durch eine einfache Rechnung überzeugen kann -— die großen Konvektionsströmungen
des Weltmeeres, ja sogar das Herabfließen des Wassers in Flüssen,
ohne Reibung unmöglich sein. Nehmen wir z. B. an, daß die Oberfläche des
Weltmeeres einen konstanten Winkel mit der horizontalen Ebene in nordsüdlicher
Richtung bilde, und zwar daß das Meeresniveau auf dem Polarkreise
4000 m höher als auf dem Wendekreise läge, so würde (falls wir der Einfachheit
halber @ überall gleich 45° annehmen) das Wasser doch nicht weiter als 200 km
in der Richtung vom Pol nach dem Äquator herunterfließen können; es würde
dann über Land und Meer die Erde von Osten nach Westen umkreisen. Ebenso
würde das Flußwasser anstatt seinen Weg nach dem Meere zu suchen, allmählich
den Niveaulinien des Landes folgen und dieselben in derselben Richtung wie
die Sonne durchlaufen. Das Endresultat würde sein ein Eintrocknen der tropischen
Meere und eine Ansammlung des Wassers in den Polargegenden, welche,
wie vielleicht auch die jetzt gemäßigten Zonen unter gewaltigen Eisablagerungen
begraben werden würden. Nur weil die Reibung die absolute Geschwindigkeit
des Wassers abschwächt, wird die Bewegung immer eine Komponente in der
Kraftrichtung haben, und dadurch eine wirkliche Meereszirkulation, wie sie für
die Bewohnbarkeit der Erde notwendig ist, ermöglicht, Wir werden in den folgenden
Abschnitten sehen, in welcher Weise diese Bewegungskomponente verwirklicht
wird,
Die Wirkung der in sich selbst sehr geringen Zähigkeit des Wassers
wird wie bekannt dadurch erheblich vergrößert, daß die Wasserschichten niemals
ganz gleichmäßig, sondern unter fortwährender Bildung von Wirbeln übereinander
sich bewegen. Hierauf haben unter anderen besonders Boussinesq, Helmholtz
und O. Reynolds aufmerksam gemacht,
Man kann nun die wirklich stattfindende Bewegung in eine regelmäßige
und eine unregelmäßig wirbelnde Bewegung teilen, von denen die erstere allein
für den Wassertransport verantwortlich ist. Die Wirbel interessieren uns zunächst
nur insofern, als sie die gegenseitige Wirkung zwischen den übereinander
gleitenden Wasserschichten vergrößern und dadurch die regelmäßige Bewegung
beeinflussen. Sie werden am einfachsten berücksichtigt, indem man nach dem
Vorgange von Boussinesq einen von der Intensität der Wirbelbewegung bedingten
virtuellen Wert des Reibungskoeffizienten u annimmt, der zwar ungleich
größer ist als der wirkliche Reibungskoeffizient, Die Bestimmung dieses virtuellen
Wertes von 4% unter verschiedenen Verhältnissen wird eine wichtige vorbereitende
Aufgabe der Ozeanographie sein.
Es ist zu beachten, daß der virtuelle Wert von x nicht eine Konstante
ist, wie er es wäre, wenn die Reibungskräfte den Geschwindigkeitsunterschieden
der übereinander gleitenden Wasserschichten genau proportional wären, sondern
daß er im allgemeinen mit der Intensität der Bewegung wächst. Dieser Umstand
soll in den folgenden Abschnitten in Betracht gezogen werden,
Es ist auch leicht einzusehen, daß % in ganz homogenem Wasser größer
sein muß, als wenn die Dichtigkeit der Wasserschichten von oben nach unten
zunimmt; denn im letzteren Falle werden die Wirbelbewegungen von den
Dichtigkeitsunterschieden unterdrückt, und die Wasserschichten gleiten dann
leichter übereinander hin. Die Richtigkeit dieser Schlußfolge habe ich durch
ein einfaches Experiment bestätigt. Ein 40 cm weiter Glaszylinder, der in eine
gleichmäßig rotierende Bewegung versetzt werden konnte, wurde am Boden mit
einer ebenen Schicht von Grieß bedeckt und dann vorsichtig mit 6 Wasserschichten
von nach unten zunehmenden spezifischen Gewichten (1.000 an der
Oberfläche bis 1.015 am Boden) gefüllt. Die Gesamttiefe aller Schichten war
11 em. Eine dünne 20 em lange Nadel aus vertikal gestelltem Aluminiumblech
wurde in der Mitte des Glaszylinders auf einen an demselben befestigten Pivot
aufgehängt, so daß sie die Rotationsgeschwindigkeit des Wassers in einer Höhe
von 6 em über dem Boden zeigte. Die Wasseroberfläche wurde mit darauf ge-
