Schmidt, W.: Wirkungen der ungeordneten Bewegung im Wasser der Meere und Seen. 377
und 1 em? Querschnitt ‚verbleibt demnach die Energiemenge S, -— So = (E) .Aj
und das ist die Arbeit, die in der Zeiteinheit im Volum 1 rein zum Erhalten des
Austausches gegen das Geschwindigkeitsgefälle geleistet wird.
. Ein Beispiel: In der Straße von Gibraltar nimmt _die Geschwindigkeit der
Strömung!) von der Oberfläche bis. 60 m. um etwa 20 cm/sek ab. Es wird also
dr = 1/,90, der Energieaufwand in der Sekunde damit a“ Setzt man A =
100 cm—?-g-sek—-*, dann sind es nur etwas über 10—? Erg im cm? und einer Sekunde,
Die Menge scheint gering, und doch hat’'sie bei einiger Dauer erhebliche Wirkung.
Schaltet man den Einfluß der Erddrehung aus, etwa indem man sich an den Äquator
versetzt denkt, dann wird die lebendige Kraft eines Stromes von 100 cm/sek Ge-
schwindigkeit, die 5000 Erg/cm* beträgt, in nicht ganz sechs Tagen vollkommen
aufgezehrt. Schwächere Ströme sterben bedeutend früher ab: für 10 cm/sek
Geschwindigkeit erhielte man etwas über einen halben Tag.
Dieses Unterdrücken des Stromes ist wohl zu unterscheiden von dem unter
dem Einfluß der Erddrehung: dort wird Energie in Wärme übergeführt, also für
Bewegungsvorgänge vernichtet, während sie hier in irgendeiner Form, etwa als
Stauerscheinung, noch verwendbar auftreten kann.
3 16. Arbeit gegen stabile Lagerung.‘ Da wir alles auf die Massen- und nicht
auf die Volumeinheit bezogen haben, wurde in der Überlegung der Einfluß .der
stabilen Lagerung auf die Größe und den Energieaufwand des Austausches nicht
erfaßt. Sind die tiefen Schichten spezifisch schwerer als die höheren, dann muß
beim Austausch zweier Teilchen aus verschiedener Tiefe Arbeit gegen die Schwer-
kraft geleistet werden. Die zum vollkommenen Vermischen notwendige erhält
man aus der Verschiebung des Schwerpunkts vor- und nachher. Ein Dichtegefälle
ee angenommen, gibt das für eine Schicht von 1 cm Dicke bei einer Beschleunigung
der Erdschwere von 981 cm sek-—2: ©
” 981 “Gr a Ere/om?, ; |
Genau hätte man auch die Druckänderung mit der Tiefe zu berücksichtigen;
man hat dann das Gefälle einzuführen, das Th. Hesselberg und H. U, Sverdrup
ds geschrieben und als Stabilität E bezeichnet haben?). Für einige Beobachtungen
liegt es gerechnet vor, außer an der genannten. Stelle auch von Bruno Schulz?).
Als allgemeine Züge folgen darnach: in den öberen Schichten bis einige hundert Meter
hat E im M. T. S.-System Werte von etwas über 10—* Einheiten, Das gibt für 1 cm
Dicke etwa 2.1075 Erg/cm? Vermischungsarbeit. In den Tiefen wird E ganz klein,
sogar auch schwach negativ. Nur in vereinzelten Fällen, an einer ausgesprochenen
Sprungschicht, steigt es zu hohen Werten an: es wurde schon das Zehnfache der
zuerst angeführten Zahl beobachtet. .
Nun ist 1 cm Schichtdicke bei A=100 in etwa einer Sekunde durchmischt
(vgl. 8 22); die Zahlen sind dann mit den obigen über den Energieverbrauch gegen
die verschieden bewegten Massen vergleichbar. Wenn also bei A = 100 die wagrechte
Strömungsgeschwindigkeit um etwa 1 cm/sek auf 20m Tiefe ab- oder zunimmt,
wird die Arbeit gegen das Geschwindigkeitsgefälle beiläufig gleich der gegen jene
Stabilität, die man im offenen Meere in den oberen Schichten findet. Man wird aber
in der Regel noch größere Verschiedenheiten der Strömung annehmen; es brauchen
ja nicht solche zu sein, die sich über eine mächtigere Schicht erstrecken, man darf
da vielmehr an die kleinen Unregelmäßigkeiten in allen bewegten Massen denken.
Dann fällt also die Arbeit gegen die Schwere klein aus, ist ganz gegenüber der anderen
zu vernachlässigen. Bloß im Bereiche der Sprungschicht ist sie von derselben: Größen-
ordnung. Daß das A gerade da auch besonders klein wird (vgl. 8 18), hat auf das
Verhältnis weiter keinen Einfluß: denn nehmen wir es versuchsweise gleich 1 an,
Krümmel, a. a. O., II, 508.
Bergens Museums Aarbok, 1914/15, Nr.. 15.
Die Verteilung des vertikalen Gleichgewichts im Meere, Ann. d. Hydr. usw.
Ann. d. Hydr. usw. 1917, Heft X.
45 93 (1917).
