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Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, August 1917.
Die ersten Kapitel behandeln in erfreulich systematischer und oft lichtvoller Weise die Vorbegriffe
der theoretischen Meteorologie. Nach einer Einleitung über die Schwerkraft folgen im
1. Kapitel »die Gasgesetze«, nämlich Zustandsgleichung der Gase, erster Hauptsatz der mechanischen
Wärmetheorie, Poissonsche Gleichung, adiabatische und pseudoadiabatische Zustandsänderungen. Als
verfehlt erscheint mir hierbei die Aufnahme der veralteten Hertzschen Trocken-, Regen-, Hagel- und
Schneestadien; wenn ein Cumulus über die Nullgradisotherme hinaussteigt, so verharrt die Temperatur
nicht »auf 0°, bis alles Wasser in Eis verwandelt ist«, das »Hagelstadium« existiert also in der Natur
nicht, vielmehr sinkt die Temperatur weiter, und es bilden sich gleichzeitig unterkühlte Wassertröpfchen
und Reifgraupeln. Die mathematische Darstellung ist hier entgleist durch Nichtbeachtung
der wichtigen physikalischen Erscheinungen der Unterkühlung der Wolkentröpfchen (bis unter — 30°
beobachtet!) und der verschiedenen maximalen Dampfdrucke über Eis und unterkühltem Wasser (im
Cirrus-Niveau beginnt die Kondensation in Schneeform bereits bei etwa 659, relativer Feuchtigkeit !.
die keine Erwähnung finden,
Das 2, Kapitel handelt von der Bewegung auf der rotierenden Erde und entwickelt mit bemerkenswerter
Klarheit und Exaktheit die einschlägigen Sätze über Erhaltung des Rotationsmoments,
die Trägheitsbahn, die ablenkende Kraft der Erdrotation und die hydrodynamischen Bewegungsgleichungen.
In einer Anmerkung wird auf Erläuterung und Anwendung der »Zirkulation« nach
Bjerknes und Sandström ausdrücklich verzichtet. Im 3. Kapitel folgt die »Statik der Atmosphäre«,
im wesentlichen bestehend aus der barometrischen Höhenformel, bei welcher die für genaue Betrachtung
sehr komplizierte Frage der Mitteltemperatur ungewöhnlich ausführlich und exakt behandelt
wird. Unberücksichtigt bleiben hier die leichten (jase der Schichten oberhalb 70 km Höhe, obwohl
sie bekanntlich von entscheidendem Einfluß auf die dortigen Druckverhältnisse sind. Das 4. Kapitel
gibt eine Übersicht über die verschiedenen möglichen Arten des Temperaturgleichgewichts; besonders
exakt wird das konvektive Gleichgewicht behandelt (das Wort wird nicht gebraucht), dann auch das
Wärmeleitungspleichgewicht und das Ntrahlungsgleichgewicht nach Emden. Vielleicht hätte hier
oder anderwärts noch ein kurzer Abschnitt über die Emdenschen Polytropen eingeschaltet
werden können.
Das folgende (5.) Kapitel enthält »Kinematik«, nämlich Sandströms Konstruktion der
Stromlinien aus Isogonen, weiter cinige Beobachtungsbeispiele für Stromlinien und Luftbahnen, aus
der Windkarte abgeleitete Schlüsse auf Druckänderungen oder Vertikalbewegungen, Pockels Berechnung:
des, Niederschlags beim UÜberströmen eines Gebirges, Theorie des Föhns und die Temperaturänderungen
bei Schrumpfung nach Margules,
Das 6. Kapitel, überschrieben: »Allgemeine Dynamik der Luftströmungen«, bringt das
Helmholtzsche Prinzip geometrisch ähnlicher Bewegungen, sodann die reibungslose geradlinige und
Kreisbewegung und eine Integration der Bewegungsgleichungen, welche eigenartig wellenförmige oder
zykloidische Luftbahnen ergibt, ferner das große Problem der Reibung, zuerst mit dem Ablenkungswinkel
nach Guldberg und Mohn, dann nach Äkerblom und Exner (die Untersuchung von
Hesselberg und Sverdrup wird nur in einer Fußnote erwähnt), wobei das interessante Windmaximum
bei etwa 500 m Höhe seine Erklärung findet, außerdem u. a. die Turbulenz (nur kurz), vertikale
Gradienten, und Wärmeaustausch zwischen Erde und bewegter Luft.
Im 7. Kapitel wird mit dankenswerter Ausführlichkeit die »Energie der Luftbewegungen«
behandelt, insbesondere die bekannten Untersuchungen darüber von Margules; die Druckverteilung
einer Zyklone hat nur eine relativ kleine potentielle Energie, nämlich nur 0.05 der kinetischen Energie
des zugehörigen Windsystems, und ist also nicht Ursache, sondern nur »Übersetzung im Getriebe des
Sturms«; dagegen wohnt kalten und warmen nebeneinander liegenden Luftmassen eine hinreichende
potentielle Energie inne, um den Sturm zu speisen.
Im 8. Kapitel, welches den Titel »Stationäre Strömungen in der Atmosphäre« trägt, wird die
schiefe Lage von Inversionen mit Windsprung nach allen Möglichkeiten durchgearbeitet, woraus der
Leser auch vielfach Anregungen für die Praxis ziehen kann. Das 9. behandelt die Gesamtzirkulation
der Atmosphäre, teils theoretisch, teils nach Beobachtungen, auf 28 Seiten. Mir scheint die Darstellung
hier im Vergleich zu den anderen Teilen etwas knapp, besonders auch nach der theoretischen
Seite; freilich hat wohl der Verfasser Recht mit seinem Urteil: »heute scheint keine Aussicht zu sein,
auf dem Wege der Analysis allein im Verständnis der Fraxe wesentlich weiterzsukommen.« Das
kurze 10. Kapitel ist der Frage nach der Wirbelnatur (in hydrodynamischem Sinne) der Zyklonen,
insbesondere der tropischen, gewidmet. wobei die Wasserhosen eine vielleicht reichlich kurze
Erwähnung finden.
Die folgenden Kapitel (11 und 12) sind als »Unperiodische Veränderungen an einem Orte der
Atmosphäre« und »Unperiodische Veränderungen in synoptischer Darstellung« betitelt und enthalten
eine Reihe von Einzelproblemen weniger engen Zusammenhanges, u. a. die Veränderlichkeit der
Stratosphäre, Kälteeinbrüche, Schmidtsche Böen, Steig- und Fallgebiete des I)ruckes, Das letzte
(13.) Kapitel endlich behandelt »Periodische Veränderungen in der Atmosphäre«, nämlich die
Defantschen Regenperioden, ferner- Luftwogen (die neue Arbeit von Bjerknes über Gravitationswellen
in kompressiblen Medien konnte wohl nicht mehr berücksichtigt werden), die tägliche Druckschwankung
im Zusammenhang mit Wind und Temmveratur, und Margules’ Berechnung der Kigenschwingungen
der Atmosphäre,
— Kine vollständige Übersicht zu geben, ist hier nicht möglich, doch dürfte das Angeführte
genügen, um einen ungefähren Eindruck von dem reichen und wertvollen Inhalt des Buches zu verschaffen.
Daß die Einheitlichkeit hauptsächlich nur in den ersten Teilen gewahrt bleibt, und die
späteren Kapitel mehr das Stückwerk einer Theorie des Wetters bilden, entspricht leider dem heutigen
Stand der Forschung. Der Verfasser sagt darüber: »Die Erscheinungen der Witterung sind so verwickelt,
daß für den Beobachter der Eindruck der Regellosigkeit, mitunter der der Regelmäßigkeit,
sehr selten aber der der Gesetzmäßigkeit zustande kommt. An diesen Verhältnissen kann natürlich
auch die mathematisch-phrsikalische Theorie nichts ändern. Hingegen kann diese Theorie dazu bei-
