Sandström, J. W.: Dynamische Versuche mit Meerwasser,
gestalten. Ist eine Schicht anfänglich nicht überall gleich dick (siehe Fig, 3
und 4), so bestreben sich die Bjerknesschen Kräfte demnach, Flüssigkeit von
den dicekeren nach den dünneren Teilen der Schicht hinzutreiben, um dadurch
die Schicht überall gleich diek werden zu lassen, Wenn die Dicke der Schicht
sehr wechselnd ist, wie in Fig. 3, so sind die Bjerknesschen Kräfte groß; ist die
Dicke der Schichten dagegen nur in geringem Grade verschieden, wie in Fig. 4,
so sind die Bjerknesschen Kräfte klein.
Fir. 3
A,
a.
Dicke der Schicht sehr verschieden; die ] Dicke der Schicht nur wenig verschieden;
Bjerknesschen Kräfte sind deshalb groß, ! die Bierknesschen Si sind deshalb
1 Kiem.
Größe und Richtung der Bjerknesschen Kräfte in der keilförmigen Oberwasserschicht.
Wenden wir diese Theorie nun auf den oben beschriebenen Versuch an,
so haben wir also eine Schicht, die nicht überall gleich dick ist, nämlich die
keilförmige Schicht des Oberflächenwassers in Fig. 2. In dieser Schicht sind die
Bjerknesschen Kräfte von dem dickeren Teil nach dem dünneren, d, h. gegen
den Wind gerichtet. Diese Kräfte werden vom Wind, so lange als er weht, im
Gleichgewicht gehalten, treten jedoch, sobald der Wind aufhört, in Wirksamkeit
und treiben das Oberflächenwasser in der Richtung, aus der der Wind her-
kam, zurück. .
Eine einfache Überlegung zeigt, daß die Bjerknesschen Kräfte in der
Oberflächenschicht sich immer so äußern, daß sie ebenso groß werden wie die
Kraft, mit der der Wind die Wasseroberfläche angreift, und dieser Kraft ent-
gegengesetzt gerichtet sind. Wenn nämlich die Bjerknesschen Kräfte kleiner als
die Wirkung des Windes sind, so kann die keilförmige Oberflächenschicht (siehe
Fig. 2) dem Winde nicht standhalten und wird von ihm stärker zusammen-
gedrückt. Dadurch aber wachsen die Bjerknesschen Kräfte in der Schicht, Sind
dagegen diese Kräfte größer als die Wirkung des Windes, so vermag dieser nicht
mehr, die Oberflächenschicht so stark zusammenzupressen, das Oberflächen wasser
fließt in der Richtung gegen den Wind zurück, und die Schicht wird dadurch
dünner, Aber dadurch nehmen die Bjerknesschen Kräfte ab. Die Bjerknesschen
Kräfte wachsen also, wenn sie kleiner als die Kraft sind, mit der der Wind die
Wasseroberfläche angreift, während sie abnehmen, wenn sie größer als diese
Kraft sind. Hieraus folgt, daß sie immer bestrebt sind, gleich groß mit dieser
Kraft zu werden. _
Aus dieser Überlegung geht hervor, daß man die Kraft, mit der der Wind
die Wasseroberfläche angreift, aus dem inneren Zustand des Meerwassers be-
rechnen kann. Da nämlich diese Kraft ebenso groß wie die Bjerknesschen Kräfte
in der Oberflächenschicht und diesen entgegengesetzt ist, und da ferner die
Richtung und Größe dieser Kräfte aus der Dichteverteilung des Wassers sich be-
rechnen lassen, so erhält man somit aus der Dichteverteilung des Wassers auch
die Richtung und Größe der Kraft, mit der der Wind die Wasseroberfläche angreift.
Diese Überlegung ist hier auf ausschließlich statische Gesichtspunkte be-
gründet worden, ist also in bewegtem Wasser nicht immer streng gültig. Später
werde ich aber auch die dynamische Seite der Sache besprechen.
2.
Um die Bewegungen des Fjordwassers im Glasgefäß beobachten zu können,
wurden geringe Mengen Fuchsinlösung in verschiedene Teile des Wassers mittels
einer Kapillarröhre eingespritzt. Es zeigte sich dann, daß der Wind ebensoviele
voneinander völlig getrennte Ströme hervorrief, als das Wassei Schichten ent-