im
Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, März 1913.
Es ist wohl zu erwarten, daß Fälle, welche der Kurve d ähnlich sind, am
häufigsten vorkommen werden. Ist nämlich die Anfangsgeschwindigkeit genau
gleich U, so entsteht als Stromlinie die Gerade; ist up — ES so entstehen
Oszillationen nach (d) links von der Geraden der stationären Strömung. Ist
hingegen u = SE, also u, gleichfalls nach Osten gerichtet, aber größer als die
stationäre Geschwindigkeit, so liefern die Gleichungen 3)
E= 2t+ T sin At, x = > (1— cos 24).
Die Auswertung ergibt die gleiche Kurve wie im Fall (d), nur ist dieselbe
jetzt um x verschoben und liegt zur Gänze rechts von der Geraden (d’). Diese
beiden Fälle d und d’ sind in Figur 2
dargestellt, wobei die Ordinate doppelt
so groß gewählt ist als in Figur 1.
Wir erhalten also sowohl, wenn
ug > U (d’) wie wenn u < U (d) stets eine
oszillierende Bewegung. Der Fall der
stationären Strömung (a, wo wu = U)
entspricht also nur einer Möglichkeit
unter unendlich vielen anderen, er ist
mithin sehr unwahrscheinlich und bedeutet keine stabile Bewegungsform.
Von Interesse ist es ferner, daß, wie aus den Figuren zu ersehen ist, bei
allen Anfangsgeschwindigkeiten die Schwingungsdauer dieselbe ist, Und zwar
ist = Sie hängt also nur von der geographischen Breite ab, nicht von
der Windstärke; da 24 =— 2wsin g, so nimmt die Schwingungsdauer gegen die
2x 2 2
Pole hin ab. In Stunden ausgedrückt ist w = x daher = 557 4 1 MB
ana SIn SIN
Am Pole beträgt die Dauer einer Oszillation daher 12 Stunden, unter 50° Breite
15.7, unter 20° Breite 35.1 Stunden. Demgemäß sind auch die Wellenlängen
für verschiedene Breiten verschieden, wenn wir darunter den Abstand zweier
Orte mit gleichem Schwingungszustand (in der x-Richtung) verstehen.
Dieser Abstand ist ausdrückbar als &— &’=2 =; hierbei ist 5 = SE
</ AR 4.27 . „GG
EX also die wirkliche Distanz A Et Wir wollen für c
die Geschwindigkeit der stationären Strömung U setzen und erhalten. dann für
7.432
die Wellenlänge L = Ke7z = Er ‚wo U in m/sec auszudrücken ist und
dann L in Metern sich ergibt. Für eine mittlere Windstärke U = 10 m/sec folgt
daraus z.B. bei 45° Breite L = 610 km als Wellenlänge; es ist dabei gleichgültig,
welche Anfangsbedingung wir annehmen,
Dieser Wert L läßt sich benutzen, um eine Prüfung der Rechnung an
der Erfahrung vorzunehmen. J. W. Sandström hat in seiner oben genannten
Arbeit (S. 291) auch eine Karte publiziert, welche die Windbahnen bei annähernd
geradlinigem Isobarenverlauf über Nordosteuropa darstellt, wobei diese Oszillationen
vorkommen. Über der Ostsee, wo starke Winde wehen, und südlich davon sieht
man recht deutlich diese Wellen und kann die Distanz zweier Schwingungsköpfe
auf ungefähr 1000 km abschätzen. Die Windstärke beträgt dort etwa 7 der
zehnteiligen Skala, was ungefähr 19 m/sec entspricht. Die geographische Breite
ist 60°,
Berechnet man L nach obiger Formel, so findet man bei dieser Windstärke
und Breite L = 940 km. Auf dieses vereinzelte Ergebnis kann freilich kein
großes Gewicht gelegt werden, doch scheint es immerhin, daß die Größen-
ordnungen stimmen,
Man kann auch versuchen, die Amplitude der Oszillation zu berechnen,
freilich nur sehr annäherungsweise, Die genannte Karte der Luftbahnen läßt
wellenartige Bewegungen sehen, die am ehesten dem Typus d der Fig, 1 ähneln.