D44
Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, August 1941,
Ar
v=C(5—1)e # sinz(t— 3}
Ar
oc 3b, X cos (1— 2).
* X
Die die Wellenamplitude bestimmende Konstante C hat hier die Dimension
einer Geschwindigkeit, Dieselbe Dimension haben die Größen x und Vgh, von
denen jene die wirkliche Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen bedeutet und
diese die Geschwindigkeit, mit der sich die Wellen auf einer nicht rotierenden
Erde fortpflanzen würden, Aus den Gl. (11) erhellt, daß der Charakter der
Bewegung wesentlich vom Verhältnis x:Vgh dieser beiden letzten Geschwindig-
keiten abhängt,
14. Der spezielle Fall x/Vgh=1, wo also die Wellengeschwindigkeit von
der Erdrotation unbeeinflußt bleibt, entspricht, wie Defant bemerkt, einer
Kelvinschen Wellenbewegung mit Trägheitsperiode. Wenn diese Wellen in der
positiven x- Richtung fortschreiten, nimmt die Amplitude in der negativen
y-Richtung exponentiell zu, und sie können deshalb eigentlich nur innerhalb
eines Meeresgebietes auftreten, das in dieser Richtung durch eine mit der
x-Richtung parallele gerade Küste abgegrenzt wird,
Die Abnahme der Amplitude in der positiven y-Richtung ist für diese
Kelvinschen Wellen dynamisch bedingt, wie man an Hand eines vertikalen Längs-
schnittes der Wellen (Abb. 2)
leicht einsieht. Durch Pfeile
sind die Bewegungsrichtungen
des Wassers in den Wellen-
bergen B und Wellentälern T
angegeben unter der Voraus-
setzung, daß die Wellen von
links nach rechts (in der
positiven x-Richtung) Iort-
schreiten, Damit sich das Wasser geradlinig bewegt, muß dann die Oberfläche
in B in der positiven und in T in der negativen y-Richtung abfallen, was offenbar
eine Abnahme der Amplitude in der positiven y-Richtung bedeutet,
Für eine unendliche Wellengeschwindigkeit x (d. h. bei örtlich konstanter
Phase) vereinfachen sich die Gleichungen (11) und lauten;
n=Coosit; vm — Csin At; £=0. {12}
Die Welle reduziert sich also, wie Defant weiter bemerkt, auf die eigent-
liche Trägheitsbewegung: die Amplituden für u und v werden gleich, und der
Phasenunterschied beträgt eine Viertelperiode, so daß die Bahnkurven der
Wasserteilchen kreisförmig und cum sole durchlaufen werden: die Vertikal-
bewegung der Oberfläche verschwindet,
153. Wir wenden uns aber nun zu den dazwischenliegenden Fällen,
0<gh/x2<1, an die sich nach meiner Meinung das Hauptinteresse knüpft.
Die Bewegung des Wassers ist in diesen Fällen wirklich elliptisch und cum sole
gerichtet, und zwar mit der größeren Achse in der Fortpflanzungsrichtung der
Wellen. Wird mit n das Verhältnis zwischen den Amplituden für v und u be-
zeichnet, also infolge der GI. (11)
= — gif + gb),
80 ergibt sich für die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen
— | /1+m
| x= Vgl 1a’
Die in Abschn. 3 erwähnten, von Helland-Hansen und mir im Nord-
atlantischen Ozean beobachteten Schwingungen würden somit als fortschreitende
Wellen erklärt werden können. Eine Schwierigkeit bereitet aber dabei die von
der Theorie geforderte sehr bedeutende Größe der Fortpflanzungsgeschwindigkeit
und der Wellenlänge, Die betreffenden Beobachtungen ergaben n=0.8, und
1