R. Engelhardt: Untersuchungen über die Strömungen der Ostsee: Die Dichtigkeitsfläche.
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bedient habe und als Druckeinheit eine Atmosphäre (Atm.) gleich 760 mm Quecksilberdruck bei 0 S C. in
45° Breite an der Oberfläche der Erde gesetzt habe.
Der Druck von einer J m hohen Wassersäule vom spez. Gewicht 8^- ist in 45° Breite an der Erd
oberfläche, wenn wir das spez. Gew. des Quecksilbers bei 0° C. gleich 13.5956 (log — 1.1333984) setzen, gleich
1
0.760
sb
13.5956
= 0.096780 . S.V Atm. (log = 8.9857880)
und 1 Atmosphäre = 1.03327 kgr = ^^^7. m Wasserdruck p. cm 2 in 45° Breite.
8-^
Der Druck also, den eine beliebige Wassersäule auf ihre Unterlage ausübt, ist von den verschiedensten
Argumenten abhängig, zuerst wieder von der Dichte oder dem spezifischen Gewicht, d. h. von Salzgehalt
und Temperatur. Es werde zunächst, der Einfachheit halber, angenommen, diese Faktoren seien in der zu
betrachtenden Wassersäule konstant (ich werde später die Wirkungen dieser Voraussetzung eliminiren), und
bezeichnen wir die (abgesehen vom Druck) konstante Dichte mit S~. — Ferner wird die Veränderlichkeit
der Gravitationskonstante mit der Breite und mit der Entfernung vom Erdmittelpunkt einen Einfluss auf
den Druck haben, und die durch die Umdrehung der Erde hervorgerufene Zentrifugalkraft und ihre Aende-
rung mit der Tiefe wären eventuell in Rechnung zu ziehen. Vor allem aber kommt die Höhe der Wasser
säule für den Druck in Betracht. Indessen damit liegt ein Zirkelschluss vor, denn mit der Höhe wird sich
die oben konstant gesetzte Dichtigkeit stetig ändern und damit wiederum der Druck.
Es muss also zunächst untersucht werden: wie verhält sich Salzwasser gegen Druck? Prof. Mohn
hat in seiner Abhandlung den Kompressibilitätsfaktor des Salzwassers als konstant gleich 45 X10an
genommen. Der Verwendung dieses Werthes stehen aber im gegebenen Falle Bedenken entgegen.
Der Werth 45X10 6 bezieht sich auf einen Salzgehalt von ca. 35 %o und konnte bei den geringen
Aenderungen innerhalb des Nordmeeres wohl als konstant gedacht werden. In der Ostsee und ihren An
hängseln sind die Salzgehalte durchschnittlich viel geringer und können nichts weniger als konstant gesetzt
werden. Ausserdem soll nach Prof. Tait (s. Rep. of the Chali. Exp., Phys. a. Chem. Vol. II. Physical Pro
perties of Water etc. S. 14 f.) die der Mohn’sehen Arbeit zu Grunde liegende Druckformel aus den „Travaux
et mémoires du bureau international des poids et mesures“ (tome II, I). 30) nicht ganz einwandsfrei sein.
Der Salzgehalt wechselt in den verschiedenen Gegenden und verschiedenen Schichten der Ostsee un-
gemein rasch. Die in Betracht kommenden Tiefen sind aber verhältnissmässig gering und erreichen 200 m
nur selten. Die tieferen Stellen sind alle kesselartig gestaltet und haben wegen ihres geringen Areals keinen
merkbaren Einfluss auf die Vertheilung von Temperatur und Salzgehalt und auf die Lage der Grenzfläche.
Der Druck ist also sehr gering in den untersten Schichten, wenigstens im Vergleich zu den grossen ozea
nischen Tiefen des Nordmeeres. Da auch, wie schon gesagt, für den weitaus grössten Theil der Ostsee die
Salinität sehr gering ist, so habe ich als Grundformel für die Kompressibilität die von Tait im oben
genannten Werke gegebene Druckformel für frisches Wasser und niedrigen Druck angenommen. Tait giebt
ferner das Verhältniss der Kompressibilität von Salzwasser zu der von frischem Wasser als 920:1000, oder
an anderer Stelle 925:1000. Dies bezieht sich auf Wasser von 30 bis 35%o. Tait giebt leider keine
genaueren Daten über den Salzgehalt seiner Wasserproben. Der Kompressibilitätsfaktor für frisches Wasser
und niedrigen Druck ist demnach:
fi = (520—11 p+p 1 ). IO“ 7 — 3551.10~ 9 + 31 1 .10 -9 .
Hierbei ist noch zu beachten, dass der Druck p nach englischem System in tons per Zoll ausgedrückt
ist; um also diese Formel für Atmosphären-Druck umzugestalten, wäre p mit
1Q16 -0 4 6 _ 15 2 425
13.5956.0.76.2.54 2 — 0
zu dividiren. (Ich habe 1 ton Gewicht = 1016.046 kgr gesetzt, Tait giebt 1 ton Druck = 152.3 Atm.)
In 100 m Tiefe, tiefer kann die Grenzfläche nicht liegen, herrscht ein Druck von ca. 10 Atm. Ich habe
nun nach der oben gegebenen Formel, indem ich statt p den Werth p: 152.4 eingesetzt habe, den Kom
pressibilitätsfaktor p für einen Wasserdruck von 0, 5 und 10 Atm. berechnet, und zwar für die Temperaturen
von 0, 5, 10, 15 und 20° C. und die folgenden Werthe erhalten: