Geiger, R.: Über quantitative Messungen an Inversionsflächen.
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3. Vertikalbewegung. Wir müssen annehmen, daß die Windbewegung parallel
der Inversionsfläche erfolgt und sie nicht durchsetzt, daß das Gebiet der Temperatur-
umkehr wirklich als „Sperrschicht“ (Köppen und Wendt) wirkt; andernfalls
würde ja in kürzester Zeit eine Durchmischung der Luft und damit die Beseitigung
der Inversionsschicht eintreten. Wir können daher hier ebenso wie bei dem
Winde längs des Erdbodens die solenoidale Grenzflächenbedingung [V. Bjerknes‘)]
einführen und mit ihrer Benutzung die Vertikalbewegung konstruieren. Dazu
bedürfen wir nicht nur der Isohypsenkarte und des Strömungsfeldes, sondern
auch einer Karte der Windstärke (v in m/sec) über und unter der Gleitfläche.
Man erhält sie wegen des großen Unterschiedes zwischen Bodenwind und Höhen-
wind und wegen der gleichförmigeren Geschwindigkeitsverteilung in der Höhe
am besten nicht nach der für die Windrichtung gegebenen Methode, sondern
direkt aus den Beobachtungszahlen. Sie ist für die Gleitfläche unten und oben
zu konstruieren,
Die graphische Ermittelung der Vertikalbewegung erfolgt alsdann nach
V. Bjerknes, indem man zunächst die Isohypsenkarte nach den Strömungslinien
graphisch differentiiert (Feld 4%)2) und die so erhaltene Karte mit der Geschwin-
digkeitskarte graphisch multipliziert. Dies muß für die Windbewegung unterhalb
und oberhalb der Inversionsfläche durchgeführt werden. Man erhält zwei Felder
x und Te, ebenso wie v, und v,; ebenso zwei Felder für die Vertikalbewegung
7 I und v, Te Diese Felder werden tatsächlich verschieden sein; denn die
Grenzflächenbedingung bleibt deshalb trotzdem erhalten. Diesen Unterschied
quantitativ auf den Karten zu verfolgen, war mangels der Originalregistrierungen
nicht möglich.
Das Verfahren ist am Beispiel des 19. November 1917 erläutert. Auf
Karte 2 war der Isohypsenverlauf und das Strömungsfeld bereits gezeichnet.
Durch Differentiation erhält man At welches Karte 4 zeigt, auf der auch v ein-
getragen ist. Das Ergebnis zeigt wieder Karte 2.
Die bisherigen Untersuchungen über die Vertikalbewegungen haben folgendes
ergeben:
1. Es treten sowohl positive wie negative Vertikalbewegungen auf, doch
überwiegen erstere (Aufwärtsbewegung) nach Stärke und Ausdehnung.
2. Die Vertikalbewegung ist ihrer Stärke nach keineswegs gleichmäßig
verteilt. Größere Gebiete, in denen sie fast Null ist, wechseln mit Gebieten
intensiver Vertikalbewegung. Daraus folgt, daß nicht in erster Linie die Gestalt
der Inversionsfläche die Windbewegung reguliert, sondern daß sie lediglich
modifizierend einwirkt. Die Gileitfläche übt daher denselben Einfluß wie die
Gebirge auf die allgemeine Bodenwindbewegung aus (vgl. Seite 86).
3. Die Größe der Vertikalbewegung schwankt zwischen — 2 und + 4 cm'’sec.
Am häufigsten sind Werte von +1 bis +2 em/sec, Clössner fand in Über-
einstimmung hiermit nach der diskontinuierlichen Methode den Mittelwert von
1.13 cm/sec. Es ist von Wert, diese Zahlen mit den bisher ermittelten Vertikal-
bewegungen zu vergleichen, Dietzius?) fand als obere Grenze auf Grund der
Bewegungen der Pilotballone eine Geschwindigkeit von 2 m/sec. Hergesell*)
fand in seinen beiden großen Untersuchungen Werte, die im Extrem zwischen
— 1.70 m/sec (17. September 1912) und + 2.58 m/sec (bei Bodenwind von 12 m/sec)
betrugen. Es ist aber offenbar, daß diese experimentell gefundenen Werte er-
heblich höher sein müssen als unsere obigen; denn sie beziehen sich örtlich
beschränkt auf die Bewegungen eines Pilotballons, erfassen also die zeitlichen und
örtlichen Momentanwerte, und Hergesell zeigte ja schon, daß die „Schwankungen
Dynam, Meteorol., II, S. 125.
} Zu beachten ist, daß die graphischen Differentiationsplatten von Bjerknes für Karten im
Maßstabe 1:107 berechnet sind, also eventuell Umrechnungen notwendig sind.
; Beitr. z. Phys, d. fr. Atm, 6, 1913, S. 68f.
Beitr. z. Phve. d. fr. Atm. 6. 1914. SS 18741 und 2144€f
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