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Volltext: Annalen der Hydrographie und maritimen Meteorologie, 47 (1919)

296 Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, September/Oktober 1919, 
gerade herrschenden meteorologischen Verhältnissen; es braucht eine verhältnis- 
mäßig kleine Luftbewegung vorhanden zu sein, um eine genügende Durchmischung 
der Luftschichten hervorzurufen; die dadurch bedingte Temperaturerhöhung der 
unteren Luftschichten hängt wohl nur einerseits von dem vertikalen Temperatur- 
gefälle, anderseits von der Zunahme der Windstärke mit der Höhe ab, Faktoren, 
die in obiger Zusammenstellung nicht näher berücksichtigt werden konnten. 
Auch kein Einfluß der Jahreszeit scheint vorhanden zu sein, Sommer und Herbst 
weisen für den mittleren Betrag der Erwärmung etwas größere Werte auf; wir 
glauben aber nicht, daß dies in einer Verschiedenheit der Jahreszeiten seinen 
Grund hat; es kann ebensogut rein zufällig sein, Im Mittel aller 142 Fälle 
ergibt sich als mittlerer Betrag der relativen Erwärmung in den ersten vier 
Stunden nach Sonnenuntergang 1.25°C; dies besagt, daß die Luftbewegung die 
nächtliche Abkühlung der unteren Luftschichten um diesen Betrag verzögert, 
gleichgültig, ob die Anfangstemperatur hoch oder niedrig steht, oder wie groß 
der Wasserdampfgehalt der Luft ist. 
Stärkere bewegte Luft bildet somit am Abend die Ursache einer ver- 
zögerten Abkühlung der unteren Luftschichten, oder gegenüber den Verhältnissen 
bei Windstille oder nur sehr geringer Luftbewegung die Ursache einer Wärme- 
zuführ von oben nach unten. Nun hat W. Schmidt gezeigt, daß durch die 
ungeordnete Bewegung der Luft in der Horizontalen ein Massenaustausch der 
neben und übereinander strömenden Luftmassen stattfindet und daß bei diesem 
Massenaustausch bei bestimmter, durch die Beobachtungen gestützter vertikaler 
Temperaturverteilung ein gewisser Betrag an Wärmeenergie in der Luft nach 
abwärts, gegen den Erdboden wandert. Diese Wärmemenge hängt ab einerseits 
von der Größe, die W. Schmidt als „Austausch“ bezeichnet, anderseits von 
dem vertikalen Gradienten der potentiellen Temperatur. Ist wu die spezifische 
Wärme bei konstantem Druck, 0.238 geal/g °C, A der Austausch und 4 die 
potentielle Temperatur, so ist die in der Zeiteinheit nach abwärts wandernde 
Wärmemenge Q = 0c0A EN 
Den Austausch: A können wir in den untersten Luftschichten bis etwa 
50 m Höhe zwischen 10 und 20 cm— g sec-— ansetzen, in den bodennächsten Schichten 
sinkt er sicherlich unter diese Beträge, oberhalb 50 m kann er den Wert 20 
übersteigen. Über die Temperaturabnahme in den untersten Luftschichten nach 
Sonnenuntergang können wir annehmen, daß sie etwa 0.6° C pro 100 m beträgt; 
zuerst wo die unteren Luftschichten noch wesentlich wärmer sind, kann dieser 
Betrag überschritten werden, im Laufe des Abends wird er aber rasch kleiner; 
wissen wir doch, daß schließlich in den untersten Luftschichten namentlich in 
klaren Nächten, Isothermie oder sogar Temperaturzunahme mit der Höhe ein- 
tritt. Den potentiellen Temperaturgradienten wollen wir für die ersten Abend- 
stunden dem obigen gemäß zu 04.10 ° C/m ansetzen. Dann ergibt obige Gleichung 
für den nach abwärts wandernden Wärmestrom bei A = 10cm— g sec— die Wärme- 
energie Q=0.34g cal/cm?, Stunde, bei A = 20cm g sec hingegen Q==0.68 gecal/cm?, 
Stunde. In vier Stunden wird, der Luftsäule von 50 m Höhe und der Erd- 
oberfläche demnach eine Wärmemenge von Q, = 1.38 bzw. 2.75 gcal/cm* durch 
die ungeordnete Bewegung der Luft zugeführt. 
Zur Erwärmung der 50 m hohen Luftsäule von einem cm®* Basis um den 
Betrag von 1.25°C sind 1.88 gcal notwendig; zu einer ebenso großen Erwärmung 
einer 1 cm hohen Bodenschicht, von der wir annehmen können, daß sie der 
Temperaturänderung der untersten Luftschicht folgt, hingegen bei einer Volumens- 
kapazität von 0.55 etwa 0.69 gcal/em?; zusammen muß zur Verzögerung der 
nächtlichen Abkühlung um 1.25° C der untersten Luftschicht von 50 m Höhe und 
der obersten Erdbodenschicht eine Wärmemenge von 2,57 geal/em* zugeführt 
werden, Durch den bei der Mischung der Luftmassen auftretenden Massen- 
austausch stehen Wärmemengen zwischen 1.4 und 2.8 geal/em* zur Verfügung. 
Wir sehen daraus, daß wir die bei bewegter Luft auftretende relative Erwärmung 
der unteren Luftschichten gegenüber den Verhältnissen bei Windstille gänzlich 
durch. die durch die ungeordnete Luftbewegung bedingte Mischung der oberen,
	        
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