Schmidt, W.: Strahlung und Verdunstung an freien Wasserflächen usw. 177
mit jener Voraussetzung begnügen, kann dann höchstens sagen, daß der in
Wirklichkeit stattfindende Verlust größer, die eindringende Strahlung : also
yeringer ist, als es die Rechnung anzeigt. Auch von dieser Seite bleiben
demnach die Ansätze, die in $ 13 des Hauptteils zur Erzielung von Höchst-
werten gemacht wurden, unberührt. ;
$ 27. Wasser als guter Strahler. Es wäre möglich, in unmittelbarem An-
schluß an die Reflexionsverhältnisse auch die Eigenschaften des Wassers als
Strahler — die.für uns bedeutend wichtiger sind — abzuleiten. Wir wollen hier
aber den ausführlichen, mehr Einblick gewährenden Weg wählen, der überdies
die räumliche Verteilung der Strahlung liefert. .
Hat das Wasser auch für Strahlen aus dem sichtbaren Teil des Spektrums
eine wirksame Absorption, so ist die für langwelligere Strahlen doch unver-
gleichlich viel stärker. Wellenlängen über 1.5 x“ sind nach etwa 1 cm, Wellen-
längen von 2.7 w schon nach 0.1 mm Weg praktisch vollkommen verschluckt,
Wegen der niedrigen Temperaturen kommen so lange Wellen in erster Linie bei
der nächtlichen Ausstrahlung in Betracht. Da nach dem Kirchhoffschen Gesetz
Absorptions- und Emissionsvermögen eines Körpers einander entsprechen, wäre
also Wasser für die Ausstrahlung »schwarz«, würde geradeso strahlen wie ein
vollkommen schwarzer Körper. Ein praktisch gleiches Verhalten hätte übrigens
auch jedes mehr oder weniger — nur nicht vollkommen — für die in Betracht
kommenden Strahlungen »durchsichtige« Mittel, nur müßten da durchaus die
gleichen Bedingungen — in erster Linie Temperatur — herrschen, während so
bloß die äußerste Schicht in Betracht kommt.
8 28. Schwächung der Ausstrahlung durch Reflexion und Ausbreitung des
Strahlenbüschels. Nichtsdestoweniger strahlt aber Wasser oberflächlich weniger
aus, als die gleiche schwarze Fläche, da auch jeder aus dem Innern austretende
Strahl! an der Grenzfläche Reflexionsverlust erleidet. Dieser liegt übrigens
schon gerechnet vor: wegen des in bezug auf den Einfalls- und Brechungswinkel
vollkommen symmetrischen Baues der für ihn geltenden Fresnelschen Formel
muß der Verlust eines unter der Neigung h (diese Bezeichnung sei durchwegs
für die Winkel in Luft gewählt) von oben auftreffenden und — wenigstens teil-
weise -— unter dem Neigungswinkel h’ (im folgenden auch immer die Winkel im
Wasser bezeichnend) im Wasser weiterwandernden Strahls gleich sein dem,
welchen ein diesen Weg in entgegengesetzter Richtung durchmessender erfährt,
der also von unten her unter dem Winkel h’ an die Oberfläche gelangt und
diese in der Neigung h verläßt, Zurückgehend auf die Werte der Tabelle 3
würde ein gerade von unten kommender Strahl 20 Tausendstel durch Reflexion
verlieren, ein unter 49° 31’ Neigung auftreffender 60 Tausendstel, während alle
Strahlen mit Neigungen unter 41° 24’ 25” »total« in das Wasser zurückreflektiert
werden.
Außer dem Reflexionsverlust erfährt aber die Intensität der Strahlung
einen weiteren dadurch, .daß sich der Strahlungskegel beim Übergang in die
Luft ausbreiten muß; beträgt doch im Wasser sein größter Öffnungswinkel nur
atwas über 97° (das Doppelte des Komplements des gerade erwähnten Grenz-
winkels auf einen rechten), in Luft aber volle 180°. Der Zusammenhang dieser
Schwächung mit der Neigung läßt sich folgendermaßen rechnen. Die Strahlungs-
menge, die innen zwischen den Neigungswinkeln h’ und h’-+ dh’ ausgestrahlt
wird, also auf einen Raumwinkel 2 xcosh’dh’, wird außen aufgeteilt auf den
Höhenbereich h und h -+ dh, also den Raumwinkel 2xcosh-dh, Die Intensität
der unter der Neigung h’ innen ausgesandten Strahlung I(h‘) wird sich zu jener
der gebrochenen Strahlung in Luft Y'(h) umgekehrt verhalten, wie die Raum-
winkel, auf welche sich die Strahlung verteilt, also:
1(h’): I’ (h) = coshdh: cos h' dh’
oder mit der Beziehung 1.33 cos h’ = cos h, die uns das Brechungsgesetz darstellt,
und der daraus abgeleiteten Ah 138 sn,
dh’ sinh
1(h') :T (bh) = 1.33?sinh’:sinh.
Ann. d. Hydr. usw. 1915, Heft 1V.
