Ekman, V. W.: Beiträge zur Theorie der Meeresströmungen,
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Stromrichtung zwischen den Tiefen d, und d,. Die.mit der Höhe (d, — d;)
der Wassersäule multiplizierte: Geschwindigkeit des: Schwerpunktes soll die
Strommenge zwischen denselben Tiefen genannt werden. Ebenso wollen wir
als die Strommenge in einer bestimmten (horizontalen) Richtung‘ die mit der
Höhe der Wassersäule multiplizierte Geschwindigkeitskomponente ihres Schwer-
punktes in dieser Richtung bezeichnen. Wenn u die Geschwindigkeitskomponente
in der x-Richtung in der Tiefe z ist, so ist also die Strommenge S, in derselben
Richtung zwischen den Tiefen d, und d, gleich dem Integral .
| dz.
V dj;
Denken wir uns.in einer Vertikalebene im Meere ein Rechteck von der
Breite. b, aus zwei horizontalen Linien in den Tiefen d, und d, und aus zwei
vertikalen gebildet. Die Strommenge senkrecht zu dieser Vertikalebene zwischen
Aen Tiefen d, und d, sei S,. Dann ist bSx gleich dem Wasservolumen, das in
jeder Sekunde von der einen Seite. der Vertikalebene zu der anderen durch das
Rechteck fließt, indem die Volumina positiv oder negativ gerechnet werden, je
nachdem sie in der einen oder anderen Richtung die Vertikalebene überschreiten,
Die Strommenge senkrecht zur mittleren Stromrichtung ist null.
Um den von einem reinen Triftstrome verursachten Wassertransport zu be-
stimmen, betrachten wir eine vertikal herausgeschnittene Wassersäule, die” von
der Meeresoberfläche und einer in der Tiefe D oder noch tiefer gelegenen
Horizontalebene begrenzt ist. Da keine beträchtliche Reibung auf die untere
Seite dieser Wassersäule wirkt, so wird dieselbe nur von zwei Kräften beeinflußt,
nämlich dem vom Winde ausgeübten Tangentialdruck T und der Resultante R
der auf die verschiedenen Wasserpartikel wirkenden Ablenkungskräfte. . Diese
beiden Kräfte T und R müssen also gleich und entgegengesetzt gerichtet sein,
damit die Bewegung stationär sei. R ist aber 90° rechts (auf der nördlichen
Hemisphäre) von der Bewegungsrichtung des Schwerpunktes gerichtet, und die
letztere ist folglich 90° rechts von der Kraft T gerichtet, d. h.:
D. Die mittlere Stromrichtung in einem reinen Triftstrome steht
senkrecht auf dem stromerzeugenden Winde.
Wenn mit S die Strommenge bezeichnet wird, so ist die Ablenkungs-
kraft R pro Flächeneinheit der Meeresoberfläche gleich 2q5Swsing (woq ein
mittlerer Wert des spezifischen Gewichtes ist) und also
s=__T
. Zqwsing'
Infolge der Gleichungen (1) und (2a) kann dies auch in der Form
„D%
S=- ;
geschrieben werden, Dasselbe Resultat wird leicht auf mathematischem Wege
abgeleitet, indem man -die Ausdrücke für die Geschwindigkeitskomponenten. in
der Windrichtung und senkrecht dazu aufstellt und dieselben längs der Verti-
kalen integriert. Die Weise, in welcher die Resultate (D) und (3, a) oben abge-
leitet wurden, zeigt aber, .daß sie von sehr allgemeiner Gültigkeit sind;
indem sie nicht nur von dam absoluten Werte des Reibungskoeffizienten, sondern
auch von der einen oder anderen Weise, in welcher sich derselbe mit der Tiefe
ändert, unabhängig sind. Wenn nur die geographische Breite und der vom
Winde auf die Meeresoberfläche ausgeübte Tangentialdruck gegeben
sind, so läßt sich auch der vom (reinen) Triftstrome bedingte gesamte
Wassertransport in Richtung und Größe berechnen, ganz unabhängig
von der Weise, in welcher die innere Reibung im Wasser wechseln mag,
Bezüglich der Bedingungen, unter welchen die oben ermittelten Resultate
gültig sind, ist nun folgendes zu bemerken,
. ‚Erstens wurde vorausgesetzt, daß die innere Reibung den (durchschnitt-
lichen) Geschwindigkeitsunterschieden der übereinander gleitenden Wasserschichten
yrondortional sei. Diese Annahme, welche für. ganz gleichmäßig .. verlaufende
(3, a}.