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Volltext : Annalen der Hydrographie und maritimen Meteorologie, 70 (1942)

164 Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, Juni 1942,

Rückstrahlung bei den verschiedenen Temperaturen längs einer Vertikalen absorbiert,
 also bestimmt nicht Wärme bei einer bestimmten Temperatur T, aufnimmt,
und entsprechendes gilt für die Emission, die auch nicht ausschließlich bei einer
bestimmten Temperatur T, erfolgt.
Also ist auch die Ungleichung (12) für die Abschätzung des thermodynamischen
 Wirkungsgrades der Atmosphäre nicht brauchbar, und nur die allgemeine
 Gleichung (14) kann zur Lösung des Problems der Berechnung
des atmosphärischen Nutzeffekts verwendet werden.
Dieses Ergebnis ist bei den bisherigen Berechnungen des thermodynamischen
Wirkungsgrades atmosphärischer Zirkulationen nicht immer berücksichtigt worden.
2. Der thermodynamische Wirkungsgrad atmöosphärischer Zirkulationen
nach den Berechnungen von M. Margules, H. U. Sverdrup und A. Refsdal.
Für einen fingierten atmosphärischen Kreisprozeß hat M. Margules (ı) auf
Grund spezieller Annahmen über die Höhenlage der Wärme- und Kältequellen
einen thermodynamischen Nutzeffekt dieser Zirkulation von 21% berechnet.
Während Margules dabei voraussetzte, daß die Wärmezufuhr bzw. der Wärmeentzug
 sich je über ein bestimmtes Temperaturintervall erstrecken, behandelte
V. Bjerknes (2) später den sehr viel spezielleren Fall, daß Wärmezufuhr bzw.
Wärmeentzug bei bestimmten Temperaturen T, bzw. T, erfolgen, die
trockenadiabatisch miteinander verknüpft sind:
TY=T,— Th
(T’ = trockenadiabatischer Temperaturgradient, h = Höhenunterschied zwischen
Wärme- und Kältequelle), womit sich nach Gleichung (11) der Wirkungsgrad
rh
Ürev = Tr,
ergibt. Anschließend daran hat H. U. Sverdrup (s) die Passatzirkulation als
eine reversible Zirkulation betrachtet, bei der die Wärmezufuhr nur bei der
Temperatur T, = 285° K im Niveau 3000 dyn m und die Wärmeabgabe nur bei
der Temperatur T, = 260° K im Niveau 7000 dyn m erfolgt, woraus nach
Gleichung (11) ein Wirkungsgrad von 8.8% folgt. A. Refsdal (4) hat derartige
Berechnungen nach Gleichung (11) getrennt für die tropische und die außertropische
 Zirkulation durchgeführt und erhielt auf Grund folgender Annahmen:
Tropische Zirkulation.
T, = 285° K in 3000 dyn m Höhe,
T,=235°K in 10000 dyn m Höhe,
Außertropische Zirkulation.
T, = 270° K in 2000 dyn m Höhe,
T,=230° K in 8000 dyn m Höhe,
die folgenden Wirkungsgrade:
Nrev = 17.5% für die tropische Zirkulation,
Nrev = 14.6% für die außertropische Zirkulation,
hält aber diese Werte für zu hoch und schätzt (a. a. O., S. 50):
Yrev = 16% für die tropische Zirkulation,
Nrey = 12% für die außertropische Zirkulation.
Mit Ausnahme der Berechnung von Margules, die sich aber erstens auf
ein fiktives Beispiel bezieht und zweitens nicht völlig intakt ist [vgl. Exner (s)],
genügt keine der vorstehenden Berechnungen unserer oben aufgestellten
 Forderung.
Für eine strenge, auf der Gleichung (14) basierenden Berechnung des thermodynamischen
 Wirkungsgrades einer atmosphärischen Zirkulation liegt bisher
nur ein Versuch von H. U. Sverdrup vor (a.a.O,, S. 90 bis 93); er fand nach
Gleichung (14), indem er Wirey und Q, auf die Zeiteinheit bezog, für die Passatzirkulation:
 A Wirrev

ı

li zu
1rfev

— = 32%,
            
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