Lettau, H.: Atmosphärische Zirkulation auf der nördlichen Halbkugel usw. 255
veränderlichkeit dieser Konvergenzlinie leicht verstehen; für 10° Breite stellt
0.49 - 103 em— g sec-— einen zwar unerwartet beträchtlichen, aber keineswegs
unmöglichen Wert dar,
Die Karte 2, die noch jeweils die Spuren der insgesamt 48 senkrechten
Flächen, durch welche der nordsüdliche Luftmassenaustausch berechnet wurde,
angedeutet enthält, gibt eine Vorstellung von dem verwickelten Getriebe der
großen Wärmekraftmaschine der allgemeinen Zirkulation, Nur für eine recht
grobe Übersicht erscheint es berechtigt, zur Untersuchung beispielsweise des
irdischen Wärmehaushalts mit einem konstanten Austauschkoeffizienten für die
Erde zu rechnen; auch ist eine gesetzmäßige Breitenabhängigkeit nur im Mittel
für die ganze Erde vorhanden, wie aus Tabelle 1 hervorgeht*!); als Gesamtmittel
aller Breiten gilt 0.4 - 10% cm— gsec—, ein Wert, der sich noch weiter ver-
ringert (0.3 - 10%, wenn man den Umfang der
verschiedenen Parallelkreise berücksichtigt.?)
Es wäre nun ohne weiteres möglich, mittels
Karte 2 und einer entsprechenden Karte der
meridionalen Temperaturgradienten durch z. B.
graphische Multiplikation und nachfolgend
graphische Differentiation einen genaueren
Überblick über die infolge der Wirksamkeit
der meridionalen Austauschströmungen VYoOr-
handenen thermischen Beeinflussungen in der
Erdatmosphäre zu gewinnen. Das sei hier noch
nicht durchgeführt; zunächst mögen rein dyna:
mische Auswirkungen des meridionalen Luft.
massenaustausches behandelt werden.
Durch Helmholtz?) wurde klargestellt, daß ein zonaler Luftring auf der
rotierenden Erde eine gewisse Stabilität in bezug auf meridionale Verschiebungen
besitzt, bedingt durch die Abhängigkeit des Rotationsmomentes
Q = wr*cos? m
von der geographischen Breite (es bedeutet wu die Winkelgeschwindigkeit der
Erde, © = r den Erdradius). Zunächst werde von der Ostwestkomponente v
der Luft abgesehen, da diese im gewöhnlichen Fall nur unwesentlichen Einfluß
auf den Zahlenwert von Q hat; die nachfolgend entwickelten analytischen Be-
ziehungen vereinfachen sich dadurch stark. Jeder meridionale Austausch bewirkt
nun das Auftreten von Drehmomenten
va
röüg
in unseren zonalen Luftringen, denen Scherkräfte (r) entsprechen, die sich mit
Hilfe der wirksamen Hebelarme (r cos) errechnen zu
DV «
a m Awsing,
Diese Scherkraft z, die gleichbedeutend mit einem meridionalen Impuls-
transport ist, entspricht somit in ihrer geographischen Verteilung im wesent-
lichen der Austauschgröße selbst,
Von großer Bedeutung ist nun das meridionale Gefälle dieser Scherkraft,
welches uns eine Kraft pro Volumeneinheit Luft liefert, und zwar die Turbulenz-
reibungskraft R, die infolge des Luftmassenaustausches und der Breitenstabilität
zonaler Luftringe auftritt. Diese Kraft R, deren Richtung zonal ist, versucht
zonale Luftbewegungen in Gang zu bringen; wir wollen uns jetzt vorstellen, die
gesamte beobachtete Zonalbewegung vv rühre von dieser Kraft her. Alsdann
Tabelle 2.
1) Die Werte der Tabelle 1 wurden aus Karte 2 durch Mittelung von an je 18 Längengraden auf
jedem Breitenkreis geschätzten 4-Werten erhalten, — 2%) Gemäß früheren Ergebnissen ist das absolute
Austauschmazimum unter 65° Breite zu erwarten, wurde also in der vorliegenden Darstellung nicht
erfaßt, was zu beachten bleibt. — 3} Vgl. F. M. Exner, Dynamische Meteorologie. Wien 1925, 8. 2034.