Hesselberg, Th.: Über die innere Reibung in der Atmosphäre,
wie man sieht, mit wachsender Höhe ab. Das erste exponentiell-trigonometrische
Glied gibt den Einfluß der oberen Wand, und der Einfluß nimmt nach unten
also mit dem Abstand von der Wand ab,
In diesem Fall, wo man zwei Grenzflächen hat, sind die Integrations-
konstanten A und B gewöhnlich von 0 verschieden, und man kann keine weitere
Vereinfachung der Gleichungen (4) bis (6) erhalten. Eben einen solchen Fall
hat Ekman!) bei den Meeresströmungen behandelt, Er untersucht hier die
Strömungen in einem Meere mit begrenzter Tiefe. Hier hat er zwei Grenzflächen,
nämlich den Meeresboden und die Oberfläche des Meeres,
Die Integrationskonstanten können. wie erwähnt bestimmt werden, wenn
man die Werte von Gradientkraft und Geschwindigkeit an den Grenzflächen kennt.
Da die ganze Bewegung von den Grenzbedingungen abhängig ist, kann man sie
aber auch bestimmen, . wenn‘ man Gradientkraft und Geschwindigkeit in zwei
zwischenliegenden Punkten kennt. Sie werden dann aber weniger genau bestinfmt,
weil der Einfluß der Wände rasch mit dem Abstand von diesen abnimmt.
In der Atmosphäre hat man nur eine Grenzfläche, nämlich. den Erdboden.
Hier hat man eine von der Reibung am Erdboden abhängige Windgeschwindig-
keit. Der Wind und die Gradientkraft an dieser Grenzfläche geben nur zwei
Gleichungen zur Bestimmung der vier Integrationskonstanten, Wenn man genaue
Werte von Wind und Gradientkraft in einer anderen Höhe, z. B., 500 m, hätte,
würde man natürlich diese Werte benutzen, um die zwei fehlenden Gleichungen
zur Bestimmung der vier Integrationskonstanten zu erhalten. Solche Werte haben
wir aber nicht. Wir kennen zwar den Wind einigermaßen gut, die Gradient-
kraft aber nicht. Wenn man trotzdem versuchen wollte, in dieser. Weise die
[ntegrationskonstanten zu bestimmen, würde man Werte finden, die nichts mit
der Wirklichkeit zu tun hätten, zu dem Maße würden sie von der Annahme über
die Gradientkraft in der Höhe beeinflußt sein. Wir müssen deshalb auf diese
Methode verzichten. .
Man kann aber schließen, daß A so klein sein muß, daß man A = 0 setzen
kann. Wenn dies nicht der Fall wäre, würde das erste. exponentiell-trigono-
metrische Glied in den Gleichungen (5) mit der Höhe zunehmende Schwankungen
geben. Solche findet man aber nicht in der mittleren Windverteilung‘ über
Lindenberg. Diese zeigt nur eine mit der Höhe abnehmende Schwankung des
Windes, die von der Reibung am Erdboden herrührt. Damit die Gleichungen (5)
die empirisch gefundene Windverteilung geben sollen, muß entweder A = 0 sein,
oder wenn A => 0 wäre, müßte die Gradientkraft mit der Höhe solche zunehmende
Schwankungen haben, so daß die letzten Glieder der Gleichungen (5) das erste
Glied kompensierte. Dies ist aber nicht der Fall, weder der Wind noch die
Gradientkraft zeigen solche zunehmenden Schwankungen. Man kann deshalb
schließen; daß in unserem Fall die Konstante A so klein ist, daß sie gleich Null
gesetzt werden darf. Physikalisch gesehen, hängt dies damit zusammen, daß
man keine obere Grenzfläche hat, die nach unten abnehmende Schwankungen
erzeugen kann. Es ist also mit vollem Recht, daß Ekman bei der Unter-
suchung von Meeresströmungen in einem unendlich tiefen Meer und wenn Äker-
blom?), Exner®), Sverdrup und ich hei der Behandlung der atmosphärischen
Bewegungen die Konstante A = 0 setzen.
3. Der dritte Einwand von V.H. Ryd gilt der Benutzung der Gleichung (6a)
zur Bestimmung des Wertes von ar. Er schreibt darüber:
„Das Verfahren scheint mir indessen nicht richtig vor. Man hat nämlich
hier einen Ausweg benutzt, der in solchen Fällen gebraucht werden kann, wo
die Variation der Gradientkraft bekannt ist. Um diese Variation auf die obige
Weise finden zu können, muß man erstens sicher sein, daß die Formeln zu den
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‘) V. Walfrid Ekman: On the Influence of Earth’s Rotation.on Ocean-Currents, Arkiv för
mathematik, astronomi och fysik.‘ Bd. II, Nr. 11, 1905.
2) F. Äkerblom: Recherches sur les courants Jes plus bas de Vatmosphöre au-dessus de
Paris. Nova Acta Reg. Soc. Se. Upsalensis 1908. ; )
3) F. M. Exner: Zur Kenntnis der untersten Winde über Land und Wasser und der durch
;je erzeugten Meeresströmungen. Ann. der Hydr. und Mar. Met. 1912.