Seilkopf, H.: Mittelräumige atmosphärische Strömungstypen.
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Gestalt des Hindernisses die Ausbildung eines Stauraumes mit stark verzögerter
Flüssigkeit vor dem Hindernis, so kann sich dort ein meist stationärer Luv-
wirbel entwickeln. Diese aus der Grenzschichttheorie abgeleiteten Strömungs-
vrorgänge sind durch hervorragende, im Wasser-, Schlepp- und im Windkanal
gewonnene Einzel- und Filmaufnahmen von Prandtl anschaulich belegt worden.
Die Grenzschieht der Luft ist, der geringen Zähiglreit der Luft entsprechend,
etwas ganz anderes als unsere bodennahe Schicht stark gebremsten Strömungs-
materials. Denn während diese — zunächst nach dem Geschwindigkeitsprofil
beurteilt — eine Mächtigkeit von einigen Metern bis einigen Dekametern hat,
beträgt die Dicke der Grenzschicht der Luft der Größenordnung nach 10-—* bis
0-— m. Es verhält sich hierbei ähnlich wie mit der Reibung der Luftz die
rirtuelle Reibung ist 1000- bis 1000000 mal größer als die innere. Für die
gebremste Bodenströmung könnte der Ausdruck virtuelle Grenzschicht oder
meteorologische Grenzschicht gebraucht werden.
Die vertikale Windverteilung über dem Erdboden haben L. Prandtl und
W, Tollmien“) mach den Gesetzen der Geschwindigkeitsverteilung und des
Widerstandes bei furbulenter Strömung unter Berücksichtigung‘ der Änderung
der Reibungsverhältnisse mit der Höhe abgeleitet. Die gefundene vertikale
Geschwindigkeitsverteilung‘: deckt sich in den unteren Luftschichten recht gut
mit den Beobachtungsergebnissen, jedoch ist der
Ablenkungswinkel für die Erdoberfläche zu groß
(775°. N .
( Eine gute Übereinstimmung mit den. Beobach-
tangsergebnissen. findet. W, Ekman*) bei der An- SB
nahme, daß die Reibungsspirale durch eine Kurve LEN
ersetzt wird [Abb. 2], die aus einem unieren ge« 0“———
raden Stück OA nd einer logarithmischen Spirale Abb. 2.
über AB besteht, Innerhalb der untersten Schieht ©
wächst die Windgeschwindigkeit vom Wert 0 am. Erdboden bis zum Werte 0A == un
ohne daß die Richtung sich ändert, Für die unterste Schicht nimmt Ekman
einen. konstanten Austauschkoeffizienten u, für die darüberfließende Luft den
Austauschkoeffizienten x an, Aus der Reibungsschicht der Luft, deren Dicke
(Reibungshöhe) | Va
Drag | Zus
8 OS
ist, wird eine unterste Luftschicht abgetrennt, über die die Luft gleitend hinweg-
strömt, Für die unterste Luftschicht an der Erdoberfläche führt Ekman die
Bezeichnung‘ „skin-Jayer“ (Hautschicht) ein, wofür H. Thoörade®) in seinem
Referat „Grenzschicht“ seizt, Das untere „gerade“ Stück OA ist nicht völlig
gerade, sondern kann durch ein Stück einer logarithmischen Spirale unmerk-
licher Krümmung ersetzt werden, Nach Ekman ist es ausreichend anzu-
nehmen, daß dieses Stück einem Stück von der Dicke d==0.1 Dy entspricht, wenn
D, die zu dem. Austauschkoeffizienten. 4 gehörende Reibungshöhe ist:
. 2 2 DB
$ bezeichnet dann die Dicke der Grenzschicht, An ihrer Oberfläche herrscht
ein tangentialer Zug Te woraus folgt:
. dein | 8 DE
TS und. De
Die über die Grenzschicht hinwegströmende Luft übt nach Ekman den
tangentialen Zug aus TA worin v% die Vektordifferenz zwischen dem
Gradientwind G und dem Wind ©, an der Oberfläche der Grenzschicht ist. Setzt
aM A de DA | Zi De 5 mD, N
man beide Ausdrücke für T gleich und. ersetzt , = m, so wird Dr Dal 8 und
3) 1L.Prandtln, W Tollmien, Zisch, £ Geophysik 1924/25, 5.34 — 4 V.W.Ekman, Men,
ER. Met. Soc. 1928, 8. 161, — ®) H. Thorade, A, HE, 1929, 8, 113,
Zweites KännencFIet£ der Ann. d. IDeAe. ua. 1026.
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