170 Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, April/Juni 1943.
d. h.: Halten mittlere Stromgeschwindigkeit und seitliches Druckgefälle einander
das Gleichgewicht, so erfolgt die Coriolisablenkung nach Maßgabe der Geschwin-
digkeitsdifferenz (u, v‘) gegen die mittlere Geschwindigkeit,
Nach der Prandtlschen Betrachtungsweise wird nun den turbulent bewegten
Teilchen eine Weglänge | zugeordnet. Ein Teilchen (u’, +) der Geschwindigkeit u’
in der x-Richtung, also ein solches der eingangs erwähnten Art, gelangt nach
Durchlaufen seines Mischungsweges | in eine benachbarte Schicht, in der die
mittlere y-Geschwindigkeit © + Hr ist. In dieser Überlegung ist bei Bewegung
in der positiven (negativen) x-Richtung, also u’ ZZ 0, die Weglänge 1,2, 0 anzu-
setzen. Das Teilchen kommt nun mit einer durch die Erdrotation verursachten
y-Komponente — Al seiner Geschwindigkeit in der rechts (links) benachbarten
Schicht an. Die ablenkende Beschleunigung ist nämlich nach (4) — Aw’, die Zeit-
dauer des Vorgangs Die Differenz gegen die in der neuen Schicht herr-
schende Geschwindigkeit ist daher:
. dv
AA)
Sei m die Teilchenmasse, so ist der Impulsüberschuß gegen die neue Schicht mv.-
Sind n Teilchen der betrachteten Sorte in der Raumeinheit vorhanden, so treten
davon durch einen Einheitsquerschnitt parallel der y-z-Ebene in der Zeiteinheit n u’
aus der ursprünglichen Schicht heraus, die den Impulsüberschuß mnu‘v, mit
sich führen. Der gesamte Impulstransport ist somit:
Smnu (SI)
Wegen des Zusammentreffens von u‘ und | gleichen Vorzeichens verschwindet
(5) im allgemeinen nicht. Mit umgekehrtem Vorzeichen stellt (5) nun die
Reaktionskraft 7 dar, welche die ins Auge gefaßte Schicht von den seitlich
benachbarten erfährt, die Seitenscherkraft:
= OU =g 1 (+2):
Diese Kraft verschwindet nur dann, wenn
dt 2
dx > .
Dies ist der Wert der seitlichen Geschwindigkeitsänderung im stationären Fall.
Nun erscheint es jedoch nicht angängig, das Augenmerk allein auf solche
Turbulenzelemente zu richten, die sich „primär“ in der x-Richtung bowegen.
Aus kinematischen Gründen muß man jedenfalls annehmen, daß die turbu-
lenten Zusatzgeschwindigkeiten v‘ in der x-Richtung in derselben Größen-
ordnung sind, Möge also in Ergänzung der Rossbyschen Ausführungen ein
Teilchen (0, + -} v'’) betrachtet werden. Zufolge der Coriolisbeschleunigung wird
ein solches Teilchen bei v’ 0 rechts (links) seitlich aus seiner ursprünglichen
Schicht herausgelangen. In der Zeiteinheit treten durch den Einheitsquerschnitt
parallel y-z alle Teilchen, die sich in einem bestimmten Zylinder befinden,
nämlich jenem, dessen Höhe gleich der nach Durchlaufen des Mischungsweges
erreichten Endgeschwindigkeit 12 in der x-Richtung ist. Der Abstand der rechts
(links) benachbarten Schicht, in die diese Teilchen gelangen, von der ursprüng-
lichen, +. (v2 Beschleunigung in der x-Richtung nach (3), - Zeit) ist klein
gegen |. Daher kann von einer Verschiedenheit der mittleren Stromgeschwin-
digkeiten .in beiden Schichten abgesehen werden, und der Impulstransport durch
den betrachteten Querschnitt ist einfach gAv‘l. Dieser Term, der aus denselben
Gründen wie (5) nicht verschwindet, ist — als Reaktionkraft wieder unter Um-
kehrung des Vorzeichens — dem Ausdruck (6) für die Seitenscherkraft noch
hinzuzufügen, der damit die Form erhält:
= (Sig aut— all
(BB)