Barkow, E.: Windänhderung mit der Höhe und Turbulenz.

länge bei der Molekularbewegung.. Im allgemeinen wird das aber nicht der Fall sein.
Bei horizontalen Bewegungen ändert ein Luftteilchen seine Temperatur nicht;
die Größe der Bewegung in dieser Richtung ist daher nur’abhängig von der inneren
Energie, die es besitzt. Da in der freien Atmosphäre horizontale Temperaturgradienten
für: Größenordnungen von einigen Dekametern im Mittel völlig zu vernachlässigen
sind, so erhält das Luftteilchen auch keine andere Temperatur, als es im Mittel
im Endpunkt seiner Bewegung antrifft. Anders ist es bei der vertikalen Bewegung.
Nur in. dem Sonderfall, daß die mittlere vertikale Temperaturverteilung adiabatisch
ist, wie es auch für die turbulente Bewegung vorausgesetzt wird, ist die Größe der
Ausschläge in vertikaler und horizontaler Richtung gleich groß; der Turbulenzkörper.
 wird eine Kugel. : Ist dagegen der mittlere Temperaturgradient kleiner,
unteradiabatisch, so bleibt die horizontale Bewegung ungeändert, während das
Luftteilchen am unteren Ende seiner Bahn wärmer als die umgebende Luft. im
Mittel ist, und am oberen Ende entsprechend kälter. Ich nehme weiter an, daß
die innere Energie‘ des Luftteilchens. unabhängig von seiner Bewegungsrichtung
ist, analog wie in der Molekulartheorie; das dürfte die wahrscheinlichste Annahme
sein. Das gegen die Umgebung zu warme Luftteilchen ist demnach spezifisch leichter,
hat also Auftrieb. Ein Teilchen, das sich nach oben bewegt, bekommt unter diesen
Verhältnissen einen negativen Auftrieb. Diese Kräfte wirken der Vertikalbewegung
des Luftteilchens entgegen. Ein Teil der inneren Energie des Luftteilchens muß
nun dazu verwendet werden, diesen Auf- bzw. Abtrieb auszugleichen. Die vertikale
Bewegung, die es noch machen kann, wird also kleiner an Größe sein als die horizontale.
 Der „Turbulenzkörper‘“ wird demnach eine abgeplattete Rotationsfigur
sein. Die Abplattung wird um so stärker, je geringer der vertikale Temperaturgradient
 ist. Bei negativen Gradienten, den Inversionen, wird der Turbulenzkörper
immer stärker abgeflacht. Ob schließlich bei diesen ganz flachen. Körpern auch
die horizontale Komponente beeinflußt wird, muß die Erfahrung zeigen; es erscheint
jedenfalls wahrscheinlich. Wenn es der Fall ist, so würden wir einen Fall haben,
wo schließlich eine turbulenzfreie Strömung aus einer Turbulenzströmung hervorgeht.
Ist dagegen die Temperaturverteillung überadiabatisch, so muß sich die
vertikale Achse. des Turbulenzkörpers strecken. Ein Luftteilchen kommt ja am
oberen Ende seiner Bahn mit einer höheren Temperatur an, als seine Umgebung
im Durchschnitt hat, es’ besitzt also noch einen überschüssigen Auftrieb.
N Um Mißverständnisse zu vermeiden, sei nochmals hervorgehoben, daß es sich
bei dem _„‚Turbulenzkörper‘‘ um eine Abstraktion handelt, ähnlich wie es der Begriff
der freien Weglänge in der kinetischen Gastheorie ist, wobei auch von einer Fortbewegung
 des Gases als ganzes abgesehen wird. Die Größe der einzelnen Anschläge,
die: das Luftteilchen um seine Mittellage ausführt, wird sich in. ähnlicher Weise
um den Mittelwert, den der Turbulenzkörper darstellt, anordnen, wie es das
Maxwellsche Verteilungsgesetz in der kinetischen Gastheorie tut. .
Die Turbulenzkörper benachbarter Raumteilchen werden sich nun gegenzeitig
 durchdringen, und übereinander liegende Luftschichten sind so miteinander
verklammert. Hat eine Luftschicht eine größere Geschwindigkeit als eine benachbärte,
 so wird sie infolge dieser Verzahnung die andere beeinflussen. Der Zug, den sie
gegenseitig aufeinander ausüben, ist um so größer, je stärker die Verklammerung
ist, d. h. je größer der Turbulenzkörper in vertikaler Richtung ist. Die vertikale
Dimension ist nach obigem aber auch abhängig von dem vertikalen Temperaturzradienten.
 Folglich ist auch der Zug, den eine Luftschicht auf die ändere ausübt,
abhängig. von dem vertikalen Temperaturgradienten. Mit anderen Worten ist die
Reibung um so größer, je größer der Temperaturgradient ist. Je größer die Reibung
ist. um so stärker sind auch die Windgeschwindigkeiten ausgeglichen. ©
. Daß die obigen Darlegungen mit anderweitig gefundenem Tatsachenmaterial
in Übereinstimmung sind, will ich an einigen Beispielen zeigen. -Äkerblom!) hat
aus ‚den. Windregistrierungen am Eiffelturm nachgewiesen, daß der Reibungskoeffizient
 7 im Sommer größer ist als im Winter. Im Mittel ist nun auch die vertikale
Temperaturabnahme im Sommer schneller als im Winter. Nach obigem muß also
1) F. Äkerblom, Recherches sur les courants les plus bas de Patmosphäre au-dessus de Paris
Nova acta regiae societatis scientiarum Upsaliensis Ser. IV, Vol. 2, Nr. 2. Upsala 1908. 8. 18.