Ekman, V. W: Beiträge zur Theorie der Meeresströmungen. .
48838
so ist zu beträchtlichen kreisförmigen Bewegungen keine Veranlassung, sondern
das Wasser wird für gleiche Zunahmen des Druckgradienten um gleiche Strecken
in der Druckrichtung versetzt. Die pro Volumeneinheit ausgeführte Arbeit wird
dann gleich der totalen Versetzung des Wassers in der Kraftrichtung multipli-
ziert mit dem halben schließlichen Druckgradienten und wird also gänzlich zu
der Erregung des Stromes verbraucht.
Ein paar Beispiele werden die Anwendung der oben ermittelten Resultate
klarer machen. Wir wollen zuerst annehmen, daß ein breiter und tiefer Kanal
von einem gewissen Augenblicke an einen Zufluß von Wasser an seinem einen
Ende aufnimmt. Das unmittelbare Resultat wird dann eine Niveauerhöhung an
diesem Ende, also ein Druckgradient längs des Kanales, Dadurch wird ein
Strom erregt, der aber sogleich nach rechts abgelenkt wird. . Es entsteht also
eine Stauung an der rechten Küste und ein dadurch erregter Strom, die so
lange wachsen, bis die Strommenge quer zum Kanale null wird. Der Druck-
gradient (die Y-Achse in Fig, 9 oder 10) wird also einen Winkel mit der Längen-
richtung des. Kanales bilden — klein, wenn d/D klein ist, beinahe 90°, wenn d/D
groß ist. Im letzten Falle wird die ursprüngliche Oberflächenneigung längs dem
Kanale nur eine geringe Flußabwärtskomponente der wirklichen Neigung sein,
Wenn z. B. d/D ==5 ist, so ist das Verhältnis zwischen der Strommenge senk-
recht zu und längs dem Druckgradienten ungefähr wie 30:1. Da die Strom-
menge senkrecht zum Kanale gleich null sein soll, so wird der Druckgradient
(die Y-Achse in Fig, 9) mit dem Kanale einen Winkel von arc. tang 30 = 88°
bilden. Das Wasser fließt durch den Kanal mit einer Geschwindigkeit, die in
allen Tiefen von der Oberfläche bis zur Höhe D über dem Boden genau gleich
ist. Unterhalb des letzteren Niveaus biegt der Strom nach links ab, wogegen er
oberhalb desselben eine ganz schwache Bewegung nach rechts hat.
Wieder betrachten wir ein Meeresbecken AA’BB’ Fig. 11 von lang-
gestreckter Form und gleichförmiger Breite und Tiefe, z. B. d = 5D wie oben,
Die zwei Gebiete, in welche es durch die Mittel- .
linie ab geteilt wird, sollen mit G und & be- Fig. 11.
zeichnet werden. Es werde angenommen, daß
ein stetiger Zufluß von Wasser an der Küste AB
und ein stetiger Abfluß, an der Mittellinie ab
stattfindet — daß z. B. ein stetiger Wind inner-
halb des Gebietes G das Wasser von ab nach
AB treibt. Dagegen soll im Gebiete @ kein
Wind herrschen. Der Druckgradient und der
Strom im Gebiete G sind dann anfänglich senk-
recht zur Küste AB gerichtet. Der Strom wird aber bald nach rechts abgelenkt
und verursacht eine Stauung an der Küste BB’ und mithin mittelbar einen Kom-
pensationsstrom im Gebiete G@’ in der Richtung von B’b nach A’a. Die Gebiete G
und GG‘ können mit zwei Kanäle verglichen werden, und die in denselben
wirkenden Druckgradienten y und y' sind. nach Größe und Richtung durch die
folgenden vier Bedingungen bestimmt: 1. die Strommenge quer zum Gebiete &
soll null sein; 2. das Druckgefälle in der Längenrichtung ba soll in beiden Ge-
bieten G und GG gleich und gleichgerichtet sein; 3. anderseits soll die gleiche
Wassermenge im Gebiete G in der Richtung von Aa nach Bb wie im Gebiete G’
in der Richtung von B'’b nach A’a fließen; 4. die Strommenge quer zum Ge-
biete G soll dem Zufluß von Wasser an der Küste AB und Abfluß an ab genau
entsprechen. Aus der ersten Bedingung folgt, daß der Druckgradient y/ im Ge-
biete @’ einen Winkel von 88° mit der Längsrichtung ab bilden muß. (Um die
Schiefe sichtbar zu machen, ist der Pfeil in der Figur in einem Winkel von etwa 80°
anstatt 88° gezeichnet.) Aus den Bedingungen 2 und 3 folgt, daß der Druck-
gradient y im Gebiete G dem Gradienten y sehr nahe gleich und wie ein
Spiegelbild desselben gerichtet sein muß. Die absolute Größe der Gradienten v
und y’ ist schließlich aus der vierten Bedingung zu bestimmen.
Es geht aus den oben angeführten Beispielen hervor, daß, wenn die Ober-
flächenneigung in einer gewissen Richtung gegeben ist, sie eine sehr verschiedene
A