Ann. d. Hydr. usw., LXX. Jahrg. (1942), Heft V. 
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Das anomale Verhalten des Wassers in bezug auf einige für die 
Meereskunde wichtige physikalische Eigenschaften. 
Von Kurt Kalle, Hamburg, Deutsche Seewarte. 
Daß das Wasser ein anomales thermisches Ausdehnungsvermögen und ein 
Maximum seiner Dichte bei + 4°C aufweist, ist eine Erscheinung, die bereits 
in jedem physikalischen Anfängerlehrbuch verzeichnet ist. Daß diese Tatsache 
jedoch nur einen einzelnen speziellen Fall in einer großen Anzahl ähnlich ge- 
lagerter Fälle darstellt, und daß das Wasser geradezu ein Musterbeispiel für 
einen Stoff mit ausgeprägt anomalem physikalisch-chemischen Verhalten darstellt, 
dessen ist man sich gerade im Hinblick auf die außerordentlich vielseitige Be- 
deutung, welche dem Wasser im Haushalte der Natur zukommt, im allgemeinen 
viel zu wenig bewußt, In den folgenden Zeilen soll daher auf einige weitere 
ähnlich gelagerte anomale Erscheinungen und ihre Auswirkungen auf die Meeres- 
kunde hingewiesen werden, 
Rufen wir uns zuerst die Verhältnisse ins Gedächtnis zurück, wie sie uns 
bei der thermischen Ausdehnung des Wassers entgegentreten. Während bei 
einer normalen Flüssigkeit 
die Ausdehnungskurve in 
einem Temperatur-Dichte- 
Diagramm (Abb. 1a) an- 
nähernd eine gerade Linie 
darstellt, die sich vom 
Gebiet hoher Temperatur 
und hohem spezifischen 
Volumen in den Bereich 
geringerer Temperatur 
und kleinerem Volumen 
erstreckt, demnach in un- 
serem Diagramm eine sich 
von rechts oben nach 
links unten hinziehende 
Gerade darstellt, ist die 
entsprechende Kurve beim 
Wasser gänzlich anders- 
artig gestaltet. Bei hohen 
Temperaturen von 100 bis 
etwa 50°C erkennen wir noch den normalen Kurvenverlauf. Dann aber tritt, je 
weiter wir mit der Temperatur hinabgehen, ganz allmählich eine Hemmung der 
Dichtezunahme bzw, der Abnahme des Volumens auf, die sich in einem immer 
stärker in die Erscheinung tretenden Abbiegen des linken Kurvenastes äußert. 
Dieser Vorgang geht schließlich so weit, daß die der allgemeinen thermischen 
Kontraktion entgegengesetzte Tendenz die Oberhand gewinnt und sich bei weiterer 
Abkühlung die Kontraktion im Gebiet von + 4° bis 0°C in eine Volumenzunahme 
verwandelt, Wir erhalten demnach statt einer gleichmäßig geneigten Geraden 
{ür den thermischen Dichteverlauf beim Wasser eine parabelähnliche Kurve. 
Bezeichnend hierbei ist vor allem der Umkehrpunkt der Kurve bei + 4°C, der 
die Stelle des Dichtemaximums des Wassers darstellt. > 
Die Folge, die dieses Verhalten für den Stoffhaushalt der Süßwasserseen 
bezüglich des so wichtigen jahreszeitlichen Konvektions- und Gefriervorganges 
nach sich zieht, ist so bekannt, daß wir nur kurz darauf hinzuweisen brauchen. 
Beim Einsetzen des herbstlichen Abkühlungsvorganges, bei dem die Oberschicht 
der Seen ständig von oben her abgekühlt wird, tritt infolge der mit der zunehmenden 
Dichte und der dadurch hervorgerufenen Instabilisierung der oberen Wasser- 
Massen so lange eine stetige Durchmischung in den Wasserbecken ein, bis die 
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Ann. d. Hydr. usw. 1942. Heft 9.