Werenskiold, W.: Die Berechnung von Meeresströmungen,
71
Strome, Die Küste wird durch eine senkrechte Wand ersetzt. Hier legen wir
die Z-Achse positiv nach unten; die X-Achse ist horizontal. (Siehe vorstehende
Abb. 4.) Wir setzen:
u= 0%,
Dann gilt für einen vertikalen Streifen von der Breite 4x:
AU=4xfüudz=4x[uz—fzdu)
Aber uz verschwindet sowohl für z= 0 als auch für das Bodenwasser, wo u==0
ist. Folglich wird:
AU=—4xfzdu.
Nun ist aber:
du = d(ev) = Side
und folglich:
du=—%4x fzjde.
Wir integrieren jetzt längs eines Streifens, wo o konstant ist; hier ist aber:
j4x= -—4z
und:
U =. f Sf dozdz.
Folglich wird der ganze Transport durch den Querschnitt:
wo Z die Tiefe an der senkrechten Wand bedeutet, an der die Dichte gleich o ist.
Weiter haben wir:
[2 do = Z 0 — fod(Z?),
aber Z?o ist gleich 0 an der Oberfläche und gleich Z?o, in dem Punkte, wo
das ruhende Bodenwasser anfängt. Also wird schließlich:
U = 57 fc — 049.
9. Der Massentransport in einem Küstenstrom wird also nur von der Tiefe
der Linien gleicher Dichte an der Küste bestimmt. Die Breite des Stromes oder
der Flächeninhalt eines Querschnittes hat keinen Einfluß auf die Stromstärke,
Wird der Strom breiter, dann werden die Horizontalgradienten kleiner, mithin
auch die Geschwindigkeit, und umgekehrt; wird der Strom eingeengt, dann steigt
die Geschwindigkeit. Ob der Strom schmal und schnell oder breit und langsam
werden wird, das wird offenbar von dem Winde bestimmt.
Weht der Wind mit dem Strome, so wird das leichte Oberflächenwasser auf
der nördlichen Halbkugel nach rechts getrieben, nach dem Nansen-Ekman-
Gesetz, Das leichte Wasser wird gegen die Küste aufgestaut, die horizontalen
Druckgradienten werden verstärkt, und die Geschwindigkeit nimmt zu.
Weht der Wind gegen den Strom, so wird das leichte Oberflächenwasser
von der Küste weggetrieben, der Strom wird breiter, aber langsamer. Der
Massentransport wird aber derselbe sein, solange die Dichteverteilung in der
Tiefe an der Küste unverändert bleibt.
Hiermit sind wir einen kleinen Schritt weitergekommen zu der Lösung des
alten Problemes, den Zusammenhang zwischen Windtrift-Strömungen und
solche, die ihre Ursache in Dichteunterschieden haben, zu ermitteln.
10. Die Stromstärke ist also nur von der Tiefe des Stromes an der Küste
abhängig; mit der Tiefe meinen wir die Tiefe der Grenze zwischen dem leichteren
Wasser und dem darunter liegenden schwereren Bodenwasser. Da die Wasser-
versetzung des Stromes angenähert konstant ist, so folgt, daß die Tiefe auch
dieselbe sein muß; der Strom muß sich mithin längs der Tiefenlinien bewegen,
wie bereits von Helland-Hansen festgestellt worden ist. Dieser Satz kann
nicht aus der Kontinuitätsgleichung abgeleitet werden. Sobald man aber die
Voraussetzung macht, daß die Vertikalkomponente des Stromes verschwindend
klein ist, so ergibt sich auf Grund der Kontinuitätsbedingung, daß der Strom
längs der Tiefenkurven fließen muß, m. a. W, daß er horizontal läuft. Ist