Barkow, E.: Windänderung mit der Höhe und Turbulenz.
verschiedenen Gründen weniger genau zu beobachten ist. Im ganzen zeigt sich
aber doch der erwartete Gang recht gut. . ;
: Tabelle3,
Drehung der Windrichtung mit der Höhe in Grad nach den Drachenaufstiegen
der Deutschen Antarktischen Expedition 1911—1912.
Temperaturdifferenz .
Boden bis 500 m Höhe
Aufstiegs-
zahl
> 4,90:
2,°% bis 3.09 27
0.°0 « 1.99 20
—0.°1 « — 2.0 11
291 « — 5% 12
5,91 « — 10.,°%0 14
f— 10.0) 7
200
400
300
800
SOO | 1000
— x — 1 — 2 — 4 + 1 + 9
—10 — 4 —14. —18 14 | 14
8 BB | 10° 12° —8 0
Zu 35 —21 15° —321 —20
— A I — 18 1
— 17 | — 18 | —20 | —21 | —21 | —20
2 —99 — 926 —928 —928 —99 — 26
Ob und inwieweit die Größe des Turbulenzkörpers von der Dichte der Luft,
also von Druck, Temperatur, Seehöhe abhängt, ist noch nicht-bekannt. Wenn wir
den analogen Schluß wie in der kinetischen Gastheorie ziehen können, daß die
Reibung in weiten Grenzen vom Druck unabhängig ist, so würde die Größe des
Turbulenzkörpers unabhängig von dem Luftdruck und von der Seehöhe sein. Nach
Hesselberg und Sverdrup‘) ist der Reibungskoeffizient von Anemographen-
höhe bis 3000 m. praktisch konstant. Dasselbe dürfte also vermutlich auch vom
Turbulenzkörper gelten. ‘ .
Im Vorhergehenden haben wir nur die Verhältnisse in der freien Atmosphäre
betrachtet. Wesentlich anders wird es aber, wenn wir uns dem Erdboden nähern.
In höheren Schichten verlaufen die Turbulenzbewegungen ungestört. Kommen
wir dem Boden näher, so werden die Schwingungen der Luftteilchen um ihre Mittel-
lage nicht mehr frei erfolgen können, sondern sie werden auf die Rauhigkeiten in
der Nähe des.Erdbodens stoßen, und ihre Bewegung wird gehemmt. Die häufigen
Berührungen werden etwa die Wirkung haben, als ob der. Turbulenzkörper zer-
splittert würde und sich in kleinere Wirbel auflöste. Die Folge davon ist, daß die
Reibung kleiner wird, denn nach obigem ist die Reibung um so größer, je größer
der Turbulenzkörper ist. Hesselberg und Sverdrup?®) haben nun tatsächlich
für die bodennahen Schichten einen wesentlich kleineren Reibungskoeffizienten
gefunden als für größere Höhen,
Eine merkliche Beeinflussung der Turbulenzbewegung tritt erst in einer Höhe
über dem Erdboden ein, die der Größenordnung des Turbulenzkörpers selbst ent-
spricht. Von dieser Höhe nach unten muß dann der Reibungskoeffizient. stark
abnehmen und damit auch die Geschwindigkeit des Windes. Ein scharfer Sprung
kann ja nicht existieren, sondern nur ein mehr oder weniger schneller Übergang.
Die Höhe, in der die Änderung am stärksten ist, muß verschieden hoch liegen,
je nach der Windstärke und der vertikalen Temperaturverteilung. In Antizyklonen
mit. nächtlicher Temperaturumkehr in Bodennähe muß die .Windgeschwindigkeit
demgemäß bereits in geringer Höhe ziemlich groß sein. Bei zunehmendem Gradienten
britt dann ein Ausgleich zwischen oben und unten ein, die Geschwindigkeit wird
unten größer und oben kleiner. Wenn der Gradient überadiabatisch wird und Energie-
zufuhr von dem erhitzten, sonnenbestrahlten Boden stattfindet, tritt labiles Gleich-
gewicht ein, und es werden sehr rasch sehr viel höhere Luftschichten in den Luft-
austausch mit einbezogen,
Zwischen zwei übereinander lagernden. Schichten. wird im allgemeinen eine
gewisse Geschwindigkeitsdifferenz bestehen. Je stärker der Luftaustausch, desto
geringer wird dieser Unterschied sein können. Der Luftaustausch ist aber abhängig
von der vertikalen Erstreckung des Turbulenzkörpers. Wenn dieser flach ist, so
brauche ich von ihnen eine größere Anzahl, um den Zwischenraum zwischen den
zu betrachtenden Luftschichten auszufüllen. Die Zahl der Übertragungsglieder
') Ann. d. Hydr. usw. 1912, 8. 267.
2a. a. O0. S. 270.
