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Zweites Köppen-Heft der Annalen der Hydrographie usw, 1936,
ER „„ d 8 m Ö
nach Multiplikation mit DD, Vi V D
Da nun X TAB m 45° ist, ist XOBA 45°— g@z, mithin angenähert
sin (45° — g) m eota— 1
MM = mm und —z——_—. _ _.__,
sin & xYV2 am
Dieser letzte Ausdruck hat für «= 8° den Wert 0.97, für «= 25° 0.18. Da
Werte von a <18° nicht oder kaum vorkommen können, ist er jedenfalls <1,
Da die Bedingung BD =01 zur Annahme ausreichte, daß OA als Teil einer
logarithmischen Spirale betrachtet werden kann, erfüllt SD =— 0.01 die Voraus-
setzung, daß die aus der „geraden“ Linie und der logarithmischen Spirale zu-
sammengesetzte Geschwindigkeitskurve zutrifft.
Als Reibungshöhe D nimmt Ekman über Land 600 m und über See 100 m,
so daß als Dicke d der Grenzschicht über Land 6 m, über See 1 m folgt. Die
Reibungshöhe über Land ist auf Grund von Messungen in England mit 600 m
angesetzt. Über dem Festlande liegt sie meist höher, um 1000 m. Und auch
über See erscheinen 100 m reichlich niedrig; es dürften 100 bis 300 m anzu-
nehmen sein. Als Grenzschichtdicken würden sich dann über Land 6 bis 10 m,
über See 1 bis 3 m ergeben.
Nach den Geschwindigkeitsprofilen der Meßreihen von Eilvese und Nauen
reicht über freien, ebenen Geländen das stark gebremste Strömungsmaterial im
Mittel 5 bis 20 m hoch, Fliegt man bei stärkerem, böigen Winde über weite, ebene
Wiesenflächen, so zeigt sich, daß unterhalb von 10 bis 15 m Höhe eine andere Grob-
struktur der Strömung als darüber herrscht. Im Gegensatz zu den Vertikalbewe-
zungen offensichtlich größerer Luftquanten oberhalb dieser Höhe, die dem Flugzeug
Vertikalimpulse erteilen, ist es unten scheinbar ruhig. Sobald sich aber Hinder-
nisse, wie Bäume und Häuser, der Strömung entgegenstellen, macht sich leewärts
die Verwirbelung der Luft durch Vertikalbewegungen bemerkbar. Wir müssen
uns die Struktur der unteren Strömung etwa 80 vorstellen, daß durch die Rauhig-
keit der Unterlage die Strömung in zahlreiche kleine Turbulenzelemente auf-
gesplittert ist. An Stelle der Einzelluftteilchen der Grenzschicht im engeren Sinne
treten kleine Turbulenzelemente der virtuellen Grenzschicht, Man könnte bei
dem Böigkeitsunterschied auch an den Bodeneffekt auf das Flugzeug denken,
der die Zirkulationssträmung um die Tragfläche in Bodennähe beeinflußt, und
der sich in einer Vergrößerung des Auftriebs oder, falls das Flugzeug gedrückt
wird, in Geschwindigkeitsgewinn auswirkt, Allein die Verschiedenheiten in der
Struktur zwischen der mit größeren Vertikalbewegungen durchsetzten Außen-
strömung und der gebremsten, aufgesplitterten Grundströmung tritt schon in Höhen
auf, in denen der Bodeneffekt auf das Flugzeug noch nicht wirksam sein kann.
Die Grenzschichtbetrachtung der aufgesplitterten Bodenströmung ist besonders
auf die Erklärung der Lee- und Luvwirbel anwendbar: Weist ein Hindernis
(z. B. ein Berg) ein hinreichend scharfes Profil auf, so reißt die Strömung am
Hindernisäquator (am Kamm) ab und schießt über den Leehang hinweg. Aus
dem wenig bewegten, stellenweise wohl auch dem Druckgefälle am Leehang folgenden
und rückströmenden Strömungsmaterial der bodennahen Schicht und der Außen-
strömung bilden sich Leewirbel, die mit der Außenströmung fortschreiten, Die
Bahnen der Luftteilchen in den Leewirbeln sind nach der Vermessung von aus-
gewogenen Pilotballonen Zykloiden (H. Koschmieder)!*), Sobald ein Leewirbel
abgerissen ist, ist das gebremste Strömungsmaterial am Leehang zunächst im
wesentlichen verbraucht; es muß sich erst erneut ansammeln, ehe es mit der
Außenströmung wieder verwirbelt; daher das rhythmische Ablösen der Leewirbel,
wie man es in Lee steiler Berghänge an den Wolkenformen zuweilen beobachten
kann. Luvwirbel sind nur dann zu erwarten, wenn ein Hindernis mit sehr
steilem Böschungswinkel sich der Strömung entgegenstellt, so daß die Strömung
weit vor dem Hindernis abgehoben wird und einen genügend großen Totluft-
2) H. Koschmieder, ZIM, 1925, S. 240.
