Hesselberg, Th.: Über oszillatorische Bewegungen der Luft,
Über dem Meere bekommt man entsprechend, indem man k=2 10 —5 und
i=107* setzt:
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1“ d?(@ G,) d? (a G_)
C, =4,10 (02 7 ge“
u (eG) d?(@G„J)\
CO = 4.10 (A
und man erhält, wie über dem Lande, das Resultat, daß wahrnehmbare freie
Schwingungen wegen Druckänderungen nur ausnahmsweise auftreten werden.
Wir wollen zur Veranschaulichung des Resultates noch eine Analogie aus der
Mechanik heranziehen. Bei einem Pendel, dessen Aufhängungspunkt bewegt wird,
treten bekanntlich keine merklichen freien Schwingungen auf, so lange die .Be-
wegung des Aufhängungspunktes einigermaßen gleichmäßig vor sich geht, Wenn
sie aber ruckweise geschieht, so wird das Pendel anfangen freie Schwingungen
auszuführen. Entsprechend werden keine merklichen Schwingungen in der Luft-
bewegung auftreten, sofern die Änderungen des Gradienten einigermaßen gleich-
mäßig vor sich gehen. Merkliche Schwingungen werden nur dann auftreten,
wenn größere Gradientänderungen ruckweise erfolgen,
Wir haben bisher vorausgesetzt, daß A und k Konstanten waren. Das ist
aber nicht der Fall, denn sie ändern sich beide während der Bewegung der Luft-
masse. Wenn die Änderungen von i und k ganz langsam vor sich gehen, können
durch die Änderungen keine freien Schwingungen mit merklichen Amplituden
erzeugt werden, aber bei sehr raschen Änderungen werden sie auftreten können.
Der Koeffizient 4 ändert sich nur langsam, dagegen kommen große und plötz-
liche Änderungen in k oft vor. Wenn die Windbahn die Grenze zwischen Wald
und Wiese oder zwischen Stadt und Land kreuzt, wird k plötzlich verändert
werden. Schwingungen werden dann auftreten, diese aber werden wegen der
großen Reibung über dem Land nie als solche wahrgenommen werden, nur als
eine Abweichung von u, die allmählich kleiner wird, und bevor die Abweichung
verschwunden ist, wird eine neue Diskontinuität in k eine neue Abweichung
hervorgerufen haben. Der ganze Vorgang ist also über Land so, daß der
Schwingungscharakter nicht erkennbar ist,
Über dem Meere kann man keine Diskontinuität in k annehmen, und freie
Schwingungen mit größeren Amplituden werden also über den großen Ozeanen
nur ausnahmsweise wegen plötzlicher größerer Gradientenänderungen auftreten.
Wenn der Wind vom Land auf das Meer hinausweht, ändert sich aber k plötzlich
bedeutend, und freie Schwingungen werden auftreten, die wegen der geringen
Reibung über dem Meere nur langsam gedämpft werden, In einem zeitlich stark
veränderlichen Bewegungsfeld wird man sie aber schwierig erkennen können, nur
in dem Falle, daß « & während der Bewegung sich nicht ändert. Das ist der
Fall, wenn der Gradient über einem großen Areal denselben Wert hat und dieses
Druckfeld angenähert stationär bleibt. Nur dann wird man die freien Schwingungen
leicht beobachten können, und dann ebenso gut in den Stromlinien wie in den
Trajektorien. Eben ein solcher Fall ist es, für welchen Exner auf der Wind-
karte von Sandström die Schwingungen über der Ostsee nachweist.
In der Ekmanschen Stromtheorie!l) treten auch Schwingungen auf, mit
einer Schwingungsdauer gleich der Umlaufszeit der Schwingungsebene des
Foucaültschen Pendels. Sie haben denselben Charakter wie die oben behandelten
Schwingungen. Sie treten einmal da auf, wo Ekman eine diskontinuierliche
Änderung der Kraft voraussetzt?), und ferner dort, wo die Derivierte der Kraft.
in bezug auf die Zeit diskontinuierlich vorausgesetzt ist®. Wenn man berück-
sichtigt, daß die Kräfte sich gewöhnlich nur langsam und allmählich ändern, so
wird man wahrscheinlich finden, daß die Schwingungen unter gewöhnlichen Um-
ständen fortfallen, Geophysikalisches Institut, Leipzig.
1) V. Walfrid Ekman: On the Influence of the Earth Rotation on Ocean-Currents, Archiv
för Mathematik, Astronomi och Fysik utgivet af K, Svenska Vetenskapsakademien i Stockholm.
Bd. 2 Nr. 11. Stockholm 1905. — 2) S. 15 und S. 22, — 83) 8, 24,