Ekman, V, W.: Beiträge zur Theorie der Meeresströmungen.
571
Wenn der horizontale Druckgradient am Boden Null wäre, so würde die
Bewegung einfach nach Fig. 25 verlaufen, indem hier nur die obere Hälfte der
in Problem d betrachteten Wasserschicht in Betracht kommt. Wenn das bezüg-
liche Meeresgebiet von Küsten begrenzt ist, oder anderswie der Wasseraustausch
außerhalb des Gebietes gehemmt wird, so wird aber allmählich eine Stauung
und ein dadurch erregter Staustrom entstehen, so daß schließlich die totale Strom-
menge in jeder beliebigen Richtung Null wird. Die Lösung unserer Aufgabe ist
also aus den durch Fig. 10 und 25 dargestellten Lösungen zusammengesetzt,
und kann durch Rechnungen ganz elementarer Art ermittelt werden.
Nehmen wir z, B. den Fall d —=1.25D an. Aus Fig. 25 entnehmen wir die
entsprechenden Geschwindigkeitskomponenten parallel zur Y-Achse in den Tiefen
0, 0.1d, 0.2d, ...d; wenn mit. denselben als Ordinaten und den Tiefen als Ab-
szissen eine Kurve gezeichnet wird, so findet man durch mechanische Quadratur
(z. B. mit dem Planimeter), daß die Strommenge parallel zur Y-Achse 0.17 d cm
p. Sek.‘ ist. In derselben Weise findet man die Strommenge parallel zur X-Achse
gleich 2.50 d cm p. Sek., woraus eine totale Strommenge von 2.50 d em p. Sek.
und eine mittlere Stromrichtung 86° nach rechts von der Y-Achse sich ergibt.
(Dieselben Resultate findet man auch auf analytischem Wege.) In derselben
Weise ergibt sich für den Staustrom Fig. 10 zwischen den Tiefen 0 und d
die Strommenge 4.40d cm p. Sek. und die mittlere Stromrichtung 81° nach
rechts von der Y-Achse, Die Geschwindigkeiten dieses Stromes müssen also
im Verhältnisse 25/44 — 0.568 vermindert und ihre Richtungen um einen Winkel
von 180 +86 — 81 = 185° nach rechts gedreht werden, damit die Strom-
menge des resultierenden Stromes Null werde. Der letztere wird dann auf alge-
braischem oder geometrischem Wege aus seinen beiden Komponenten gebildet.
In dieser Weise sind die Figuren 26 bis 28 berechnet. Sie beziehen sich auf die
Fälle, in welchen die Wassertiefe d gleich 0.5 D, 1.25 D und 2.5 D ist; und stellen
— ganz wie Fig, 10 u. 25 — die Geschwindigkeiten in den Entfernungen 0.1 d,
0.2 d usw. vom Boden dar. Da die Geschwindigkeiten in Fig. 25 mit unver-
Fig. 26. Fig. 27. d = 1.25 D. . Fig. 28. d = 25D.
d— 05D.
an
LEE
„ALL LIIEH
LLLITGI
CL
LLC
HA dUEEn
[14x
ULLA
HL
ALLE
„HH
ANNE
6 LI
+ ALLE
LA LO ES
+4 LA
EA
EEE
a
L.
änderter Größe in das Resultat eingehen, so
kommen zwischen der Oberfläche und dem
Meeresboden 1000000 & sin g@. Solenoide auf
jedes km der Länge einer zur Y-Achse parallelen
Vertikalebene,
Die Strömungen gehen, wie in dem zu-
nächst vorher . behandelten Probleme, an-
näherungsweise in einer Ebene vor sich,
Diese Ebene mag durch die mittlere Strom-
richtung zwischen der Oberfläche. und der
Tiefe d/2 bestimmt werden. Der Winkel &
zwischen dieser Ebene und der Kraftrichtung
ist (unter Annahme unveränderter Meerestiefe
und Reibungstiefe) ein wenig kleiner als in
den oben untersuchten Fällen, wo keine Reibung
auf die untere Grenzfläche des Stromes wirkte. Man findet @«==15°, wenn d = 0,5D,
@— 55°, wenn d= 1.25 D, und «= 79°, wenn d=— 2,55D. Die Beziehung
zwischen @& und d/D ist in Fig. 29° veranschaulicht, indem eine flache Kurve
Fig. 29. )
DJ