No. 3.
Der Kreislauf der atmosphärischen Luft zwischen hohen und niederen Breiten,
die Druckvertheilung und mittlere Windrichtung.
Von M. Möller, Regierungs-Baumeister.
Seit dem Jahre 1881 habe ich mich mit der Frage eines Luftaustausches zwischen Aequator und Pol,
resp. Zonen verschiedener Breite beschäftigt. Ich studirte zumal die Arbeiten Ferrels, Herr Professor
Di’. Koppen stellte mir giitigst die unten benannten Abhandlungen*) zur Verfügung und deutete an, dass
die Ursachen und Erscheinungen, welche die allgemeine Luftzirkulation herbeiführen, resp. begleiten, in
neuerer Zeit von den vorgeschrittensten Meteorologen als durch die Ferrel’schen Entwickelungen geklärt
und auf die Grundursachen zurückgeführt erachtet seien; allerdings könne er sich den Ferrel’schen
Resultaten in einzelnen Punkten nicht ganz anschliessen.
Die Ferrel’schen Untersuchungen und Rechnungen könnten wohl ein Bild der wahren Luft
bewegung liefern, wenn überall in die Formeln der thatsächlich vorhandene Bewegungs-Zustand der Luft
und ferner der volle Werth der Reibungs-Einflüsse eingesetzt würde. Dies auszuführen ist aber nicht
möglich; die empirischen Werthe der Reibungs - Koeffizienten für bewegte Luft der Tiefe, wie für Luft
strömungen in der Höhe und die Einflüsse von Mischungen verschieden bewegter Luftmassen sind theilweise
oder ganz unbekannte Grössen. Hierin liegt die Schwierigkeit einer weitgehenden Nutzanwendung der
Ferrel’schen Theorien.
Meine Bemühungen gehen dahin, diese Schwierigkeit theilweise zu umgehen, indem ich die auf der
Erdoberfläche gemessene vorhandene Druckvertheilung in der Atmosphäre als ein Resultat aus den treibenden
Temperatur-Differenzen, den die Bewegung und die Druckverhältnisse umgestaltenden Trägheits-Kräften und
aus den die Bewegung hemmenden Reibungs-Widerständen auffasse und von dieser Druckvertheilung als
Fundament ausgehend, weiterbaue. Es wird zunächst versucht, ein Bild von der Grösse und der Richtung
der Gradienten höherer Luftschichten zu gewinnen, um aus den Gradienten alsdann auf die Winde zu
schliessen.
' Die Erörterungen über die Grösse der Windgeschwindigkeiten stützen sich vorwiegend auf die bekannte
Gleichung
v 2
mü = 2m VW smcf + m—^—
J x/sm f
(vergl. „Lehrbuch der Meteorologie“, Sprung, Seite 23,) oder auf die durch eine kleine Umformung er
zielte im folgenden Abschnitt besprochene Gleichung
f> = v (w + &/) sin (p.
Je nachdem die durch das Trägheits-Vermögen hervorgerufenen ablenkenden Kräfte einer grösseren
oder kleineren Ablenkungs-Beschleunigung entsprechen, als die durch den Gradient veranlasste Beschleunigung
aüsmaclit, entstehen verschiedene Windbahnen, welche darzustellen im Abschnitt 6 und zumal im Abschnitt 7
versucht wurde.
*) Zusammenstellung älterer Schriften Ferrels:
Professional papers of the signal service, No. XII. — Popular essays on the movements of the atmosphere by Prof.
William Ferrel. — United states of America, War department — Washington 1882.
Paper No. I „1856“, — Paper No. 2 „1861“, — Paper No. 3 „1871“, — Paper No. 4 „1874“, -— Paper No. 5 „1881“.
Die erste Schrift (Paper No. 1) findet sich in einem Blatt für Medizin und Chirurgie, die übrigen in der Zeitschrift
„American Journal of Science“ und in „Nature“.
Ferrels Berechnungen: Professional papers of the signal service, No. VIII, 1882. — The motions of Fluids and
solids on the earth’s surface — by Professor William Ferrel.