Findeisen, W.: Über Beobachtungen von Luftspiegelungen auf dem Neuwerker Watt. 425 
die Bewegungen der Schlieren wird eine weitere Unschärfe des photographischen 
Bildes verursacht, weil die Belichtungszeit nicht unendlich kurz sein kann, 
Die Bildung der Luftschlieren ist eine unausbleibliche Begleiterscheinung des 
beschriebenen Luftspiegelungsvorganges. Das nach unten gerichtete optische 
Dichtegefälle in der über dem Watt befindlichen Luft ist verbunden mit einem 
gleichgerichteten mechanischen Dichtegefälle („Labilität“); durch Erwärmung 
and Wasserdampfanreicherung der Luft an der Wattoberfläche wird sowohl die 
optische als auch die mechanische Dichte der Luft erniedrigt. Durch das 
mechanische Dichtegefälle werden infolge der Schwerkraft Konvektionsbewegungen 
ausgelöst, indem in Form von Schlieren Luftkörper von geringem spezifischen 
Gewicht nach oben und gleichzeitig Luftkörper von größerem spezifischen Ge- 
wicht nach unten bewegt werden, 
Die Konvektionsbewegungen stellen einen Austauschvorgang dar. Von dessen 
Heftigkeit hängt es ab, in welcher Form das nach unten gerichtete optische und 
mechanische Dichtegefälle in der Luft fortbestehen kann. Daß es in merklicher 
Form fortbesteht, wird durch das Auftreten der Luftspiegelungserscheinungen 
deutlich angezeigt, 
Es wurde beobachtet, daß auf dem Neuwerker Watt bei Windgeschwindig- 
keiten von mehr als 10 m/sec auch bei intensiver Sonneneinstrahlung die Luft- 
spiegelungserscheinungen nur sehr schwach ausgeprägt waren, Das hat zweierlei 
Gründe, Erstens wird bei großer Windgeschwindigkeit eine weitgehende relative 
Erwärmung der Wattoberfläche unmöglich gemacht, weil bereits bei geringer 
Temperaturdifferenz zwischen der ungestörten Luft und der Wattoberfläche die 
durch den Austausch verursachte Wärmeabfuhr (Wärmeübergang und Verdun- 
stung) von der Wattoberfläche, zu der noch die Wärmeabfuhr durch langwellige 
Strahlung hinzukommt, so groß ist, daß der Wärmezufuhr durch Sonneneinstrah- 
lung das Gleichgewicht gehalten wird. Wenn die Wattoberfläche nicht wärmer 
ist als die Luft, kann sich kein für eine merkliche Luftspiegelung ausreichendes 
Dichtegefälle ausbilden!). Der zweite Grund ist darin zu suchen, daß, wie die 
Aerodynamik lehrt, bei hoher Windgeschwindigkeit die Dicke der Luftschicht, 
in der der wesentlichste Teil des optischen Dichtegefälles besteht, nur gering 
ist. Wenn sie geringer ist als die Höhe der (flachen) Unebenheiten der Watt- 
oberfläche zwischen Beobachter und Ziel, so wird der Sehstrahl nur längs eines 
Teiles seiner Bahn das optische Dichtegefälle durchlaufen können und der 
Winkelbereich der Totalrefiexion wird deshalb gering sein. In ähnlicher Weise 
wie die zufälligen Unebenheiten der Wattoberfläche wirkt hierbei auch die 
Erdkrümmung. 
Bei kleiner Windgeschwindigkeit ist der Wärme- und Wasserdampftransport 
von der Wattoberfläche zur Luft klein und die Wattoberfläche kann eine relativ 
hohe Temperatur annehmen, Aber das optische Dichtegefälle über der Wattober- 
fläche ist dabei aus aerodynamischen Gründen nur gering; der Dichteunterschied 
ist auf eine große Schichtdicke verteilt. Wegen des geringen Dichtegefälles bei 
kleinen Windgeschwindigkeiten kann die Luftspiegelungserscheinung wieder nur 
yon mäßiger Ausprägung sein. Allerdings haben Unebenheiten der Wattober- 
Mäche, Standhöhe des Beobachters und Erdkrümmung (die bei großem Zielab- 
stand wichtig wird) dabei nur wenig Einfluß auf die Spiegelungserscheinungen, 
Es ergibt sich, daß eine mittlere Windgeschwindigkeit für die Ausbildung 
der Luftspiegelungserscheinungen am günstigsten sein muß, bei der sowohl der 
Gradient des optischen Dichtegefälles als auch die Dicke der Schicht, in der das 
Gefälle besteht, einen günstigen Wert hat. Der Wert der günstigsten Wind- 
geschwindigkeit hängt ab von der Wärmezufuhr zur Wattoberfläche (Sonnen- 
einstrahlung oder im Winter auch Wärmezufuhr durch Leitung vom Erd- 
innern her), den Unebenheiten der Wattoberfläche, der Zielentfernung, der Höhe 
!) Da die optische Dichte der feuchten Luft geringer ist als die der trockenen, bildet sich auch 
bei Temperaturgleichheit zwischen der feuchten Wattoberfläche und der darüberliegenden Luft ein 
kleines, nach unten gerichtetes optisches Dichtegefälle in der Luft aus. Jedoch kommt es bereits nicht 
mehr zustande, wenn die Wattoberfläche nur um einen unbedeutenden Temperaturbetrag kälter ist als 
die Luft, beispielsweise um 0,4° C, wenn die Temperatur der ungestörten Luft 20° C und ihre relative 
Feuchtigkeit 60%, beträgt.