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Aus dem Archiv der Deutschen Seewarte. 53. Band. Nr. 2.
*) S.: G I. Taylor, Tidal undulations in gulfs and rectangular basins. Proceedings of the London Mathematical Society, S«r. 2, Bd. 20, Hft. 2 u. 3.
Will man erklären, warum die Amplitude der Querschwingung an der Südküste beträchtlich
kleiner ist, als sie es nach der Rechnung sein müßte, so ist die Ursache hierfür sicher in dem Einfluß
der Tiefenverhältnisse im Süd- und Südwestteil des St. Lorenzgolfs zu suchen. Das ganze Mit
schwingen des St. Lorenzgolfs geht doch derart vor sich, daß mit dem Flutstrom eine bestimmte
Wassermenge durch die Cabot-Sträße in den Golf hineintritt, die das Zustandekommen der Haupt-
mitschwingungswelle bewirkt. Die dabei auftretenden Gezeitenströme entwickeln durch die Beein
flussung der ablenkenden Kraft der Erdrotation eine Querschwingung, die sich zuerst in der nörd
lichen Hälfte des Golfs auswirkt. Hier finden die Querschwingungen und die mit ihnen verbundenen
Querströme in den verhältnismäßig großen Tiefen keinen Widerstand und gelangen voll zur Aus
bildung ihrer Amplitude. Nach dem Verlauf einer halben Gezeitenperiode hingegen ist der Gezeiten
strom entgegengesetzt gerichtet und die durch die Querschwingung verursachte Querströmung ist in
den Süd- und Südwestteil des Golfs h i n e i n gerichtet. Da dieser ganze Teil außerordentlich flach ist,
(die Tiefen sind sämtlich unter 100 m), kann sich die Querschwingung hier nicht voll entwickeln; denn
der Übergang von der südlichen Böschung des Laurentischen Kanals zum flachen Südteil geht sehr
plötzlich vor sich, wodurch die Ausbildung der Querströme natürlich gehemmt wird und nicht soviel
Wasser in den Südteil befördert werden kann wie sechs Stunden vorher in den Nordteil. Aus diesem
Grunde sind hier so große Hübe der Querschwingung nicht möglich.
In Wirklichkeit ist es auch nicht der Fall, daß längs eines Querschnittes der Hauptwelle die
horizontalen Verschiebungen gleich sind, wie man bei der Berechnung mit der Näherungsmethode
voraussetzt. Es wird vielmehr so sein, daß auf dem nördlichen Ende eines beliebigen Querschnitts
der Hauptwelle im offenen Golf wesentlich größere horizontale Verschiebungen 2 ¿'sein werden, als
auf dem S-Teil desselben Querschnittes über den flachen südlichen Gebieten. Somit muß auch die
ablenkende Kraft der Erdrotation im Nordteil beträchtlich stärker in Erscheinung treten als im
Südteil, wo die Querschwingung geringer sein wird als im Nordteil. Hier macht sich der Einfluß der
großen Breite des St. Lorenzgolfs unangenehm bemerkbar. In Abb, 12 ist der Verlauf der Phase der
Querschwingung nach den Beobachtungen längs den Querschnitten 24 bis 44 für beide Küsten dar
gestellt. Die ausgezogene Linie zeigt wieder den Verlauf der aus den beobachteten Größen ermittelten
Phase der Querschwingung, während die gestrichelte Linie zeigt, wie die Phase nach statischer Auf
fassung konstant verlaufen müßte unter der Voraussetzung, daß die Mitschwingungswelle rein ste
henden Charakter hat und sich die ablenkende Kraft nicht anders als in Form einer einfachen
Querschwingung äußert. Die aus den Beobachtungen auf Anticosti sich ergebenden Werte der Phase
sind mit einem Kreuz bezeichnet und bei Querschnitt 32 angefügt. Bei beiden Küsten ist die Phase
konstant um durchschnittlich t h verschoben, und zwar ist an der Nordküste die Phase der Quer
schwingung um l h verfrüht und an der Südküste um l h verspätet. Für dieses Verhalten der Quer
schwingung vermag die bisherige Theorie keine glaubhafte Erklärung zu schaffen, es muß hier also
noch ein systematischer Unterschied vorliegen.
Die Fälle, in denen die Berücksichtigung der Querströme bisher mathematisch möglich war, sind
nur sehr wenige. Eine Lösung der entsprechenden Differentialgleichungen, die auch die vorhandenen
Querströme berücksichtigen soll, ist bisher nur für Kanäle mit konstantem rechteckigem Querschnitt
möglich gewesen. In letzterer Zeit ist von G. I. Taylor eine Lösung gegeben worden*). In dem von
Taylor speziell durchgerechneten Fall ergab sich, daß im inneren Ende des Kanals eine Drehwelle
entsteht, und daß die Gezeitenströme nicht allein in Längsströmungen bestehen, sondern durch das
Eingreifen der Erdrotation an die direkte Wasserbewegung Querströme entstehen. Es wurde nun
angenommen, daß die in dem Beispiel von Taylor sich entwickelnde innere Drehwelle durch ein Mit
schwingen dieses inneren Endes mit der Gezeitenbewegung an einer Mündung erzeugt sei, die zweck
mäßig an der (P-Flutstundenlinie angesetzt wird. Diese Mündungslinie ist vom inneren Ende des
Taylorschen Kanals etwa 478,5 km entfernt. Die Breite des Beckens beträgt 465 km. Es wurde nun
die Mitschwingungsgezeit dieses Beckens mit der Gezeitenbewegung an der Mündung berechnet.
Man hat hierfür nach A. Defant (Denkschriften S. 29) folgende Formel zur Verfügung:
_ COS V TT y , , ,
: Z ■ cos (ff t + e)
COS V7T
Hierin bedeuten: Z = die Amplitude der Gezeit an der Mündung, y = y, (x in der Längsrichtung
des Kanals gelegt), t = die Phase an der Mündung, hier also = 0 h . Hiernach wurde die Mitschwin
gungsform des inneren Endes des Taylorschen Kanals ermittelt. Die Wirkung der ablenkenden Kraft
