398 Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, Oktober 1941,
der Zyklonen, welche aus der Erfahrung bekannt sind. Die Theorie von
E. Kleinschmidt hat nunmehr diese Hypothese des Austauschgleichgewichts
auf exakten Boden gestellt; der Westwind z. B. nimmt deswegen mit der Höhe
zu, weil innerhalb der Flächen gleicher potentieller Temperatur (im Idealfalle)
das Rotationsmoment solange ausgetauscht wird, bis innerhalb dieser Flächen
keine wesentlichen Unterschiede des Rotationsmoments mehr vorkommen. Bei
Jliesem „Austauschgleichgewicht“ nimmt also notwendig der Westwind polwärts
zu in der Fläche gleicher potentieller Temperatur. Da diese Flächen polwärts
ansteigen (mit flacher Neigung) und da in Bodennähe (durch Reibung) in allen
Flächen gleicher potentieller Temperatur der Wind (im Austauschgleichgewicht)
nur gering ist, muß im senkrecht-vertikalen Schnitt durch die Flächen gleicher
potentieller Temperatur der Westwind mit der Höhe zunehmen. Die Wind-
zunahme mit der Höhe ist also für den Westwind ohne weiteres eine Forderung
des Austauschgleichgewichts,
Daß diese Forderung auch für andere Windrichtungen gilt, ist folgender-
maßen einzusehen: Die Bewegung der Austauschquanten, welche sich innerhalb
einer Fläche gleicher potentieller Temperatur bewegen, ist im Mittel ungefähr
der Trägheitskreis. Da der Umlauf auf dem Trägheitskreis antizyklonal gerichtet
ist, bewirkt der Austausch Unterschiede der Windgeschwindigkeit innerhalb der
Fläche gleicher potentieller Temperatur, welche eine (scheinbare) Scherung der
Strömung im antizyklonalen Sinne bedeuten (antizyklonaler Gleitwirbel). Da
(erfahrungsmemäß) in den Zyklanen die Fiichen oleicher ocotenticller Tomporatür
nach dem Zyklonenkern hin ansteigen (in flacher Neigung), nimmt der zyklonale
Wind innerhalb dieser Flächen nach oben zu. Dieses gilt für alle Flächen
gleicher potentieller Temperatur, und da überall der zyklonale Wind am Boden
durch Reibung gehemmt wird, fordert das Austauschgleichgewicht überall eine
senkrecht-vertikale Zunahme des zyklonalen Windes,
Der Verfasser wird daher gerade durch den zwingenden mathematischen
Beweis, welcher von E. Kleinschmidt erbracht wurde, in der Meinung bestärkt,
daß die Zyklonen Strömungssysteme sind, welche zwar näherungsweise das Aus-
tausch- und Strömungsgleichgewicht erfüllen, daß aber die Wettervorgänge, ins-
besondere die frontalen Wettererscheinungen wesentlich mit der dort vorhandenen
Störung und Umformung des Austauschgleichgewichts zusammenhängen,
V. Konvektionstheorie der Aufgleitfronten.
Kürzlich hat der Verfasser den Versuch gemacht, diese Gleichgewichts-
störung nachzuweisen bei den Aufgleitfronten. In der „Konvektionstheorie der
Aufgleitfronten“!) wurde gezeigt, daß die Wolkenbildung notwendig eine Störung
in das vorher vorhandene Austauschgleichgewicht bringt, insofern vor der
Wolkenbildung der Austausch in den Flächen gleicher potentieller Temperatur
(Isentropen) vor sich geht, nach der Wolkenbildung aber in den Flächen gleicher
feuchtpotentieller Temperatur (Feuchtisentropen); wenn im ersteren Falle
das Austauschgleichgewicht erfüllt war, ist es im letzteren Falle gestört. Diese
Störung des Austauschgleichgewichts durch Wolkenbildung zieht notwendig alle
anderen aus der Erfahrung bekannten Erscheinungen der Aufgleitfront nach
sich, Eine Voraussetzung für diese Frontentstehung durch Wolkenkonvektion
ist aber die vorherige Existenz einer „Frontalzone“, in welcher vor allem der
Wind mit der Höhe stark zunehmen muß.
E. Kleinschmidt beweist mit seiner Stabilitäts-Theorie, das in gemäßigten
Breiten die Frontalzone bereits vor der Wolkenbildung eine gewisse Neigung
zur Labilität besitzt, daß jedenfalls durch die strahlungsbedingte Erwärmung
der Erdoberfläche und andere Vorgänge in den Flächen gleicher potentieller
Temperatur der Austausch befördert wird, welcher die Windzunahme mit der
Höhe liefert. Hierdurch rundet sich das Bild der Frontogenese; nicht nur die
Entstehung einer Front in der bereits vorhandenen Frontalzone, sondern auch
die Entstehung und Verschärfung einer Frontalzone ist als ein spontaner (weil
labiler) Umlagerungsvorgang nachgewiesen,
5 PP. Raethjen, Met. Zeitschr. 1939, 95.