R. Engelhardt: Untersuchungen über die Strömungen der Ostsee: Die Dichtigkeitsfläche.
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Archiv 1839. G*
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Die Grösse, um welche man die Dichtigkeitsfläche von der festgelegten Niveaufläche zu verschieben
hat, um \p zu kompensiren, kann man leicht berechnen, wenn man p' nach h differenzirt:
aS'- ia (1—0.00259 cos 2 v ) (1 +fh)
A/ -
1 -PP'
Mi
Damit haben wir auch zugleich eine Bedingung erfüllt, die zwar im gegebenen Falle kaum ins Gewicht
fällt, jedoch im allgemeinen nicht ausser Acht gelassen werden darf, nämlich, dass die Dichte von \li als
derjenigen gleich angenommen werden muss, welche in der Tiefe (h) der Grenzfläche unter Berücksichtigung
des dort herrschenden Druckes zu nehmen ist.
Setzen wir jetzt die beiden für Ap' gefundenen Werthe einander gleich, so erhalten wir die Formel:
-i)
1 cos 2 ip) /
Hier ist für Mi der Kürze halber die Bezeichnung u eingeführt. Der Faktor (1+1 fh): (1 +fh) wird für
h = 18 gleich 0.9999991 (log — 9.9999990 —10). Da u nur auf die 4. Dezimale berechnet werden soll,
so kann dieser Faktor gleich 1 gesetzt werden, also
Ak
Mi = * = A+AMA (
1 + fh V S'l„ (1 - 0.00259 .
U — hl j
V 8' ,
4 „ (1— 0.00259 cos 2 rp)
•1
h ist die Tiefe der Grenzfläche. Differenzirt man u nach h, so kann man den eventuellen Einfluss
einer fehlerhaften Bestimmung der Grenzfläche mathematisch bestimmen.
du = dh( 7 ^ 1)
V S'-^ (1—0.00259 cos 2 <p) ’
also, wie man sieht, ist der Fehler in u durchaus veränderlich und von einem grösseren konstanten Theile, von
dem oben Seite 15 gesprochen wurde, ist scheinbar nichts zu merken; da ist indessen zu bedenken, dass wir
diesen konstanten Theil bereits eliminirt haben, indem wir die Niveaufläche, auf die wir die Dichtigkeitsfläche
beziehen, um ebensoviel zu hoch oder zu niedrig bestimmt haben, als wir vorher die Grenzfläche zu niedrig
oder zu hoch gelegt hatten. Das Glied, welches hier auftritt, ist nur der veränderliche Theil. Derselbe
ist Null, wenn die Dichtigkeitsfläche mit der festgelegten Niveaufläche zusammenfällt, d. h. wenn S 40 gleich
*S"/ 0 (1—ßcos2<f) ist, und er wächst mit dem Unterschiede der beiden Werthe. Da dieser Unterschied im
grossen und ganzen stetig und von Punkt zu Punkt nur unmerklich wächst, so wird auch der Fehler ebenso
wachsen. In unserem Falle aber, wo S'~- alle Werthe von 1.00056 bis 1.02429 durchläuft, können hoi einem
grösseren Fehler von äh diese Fehler auch wohl merkbar werden. <$"/„ kann (abgesehen von den kleinen
Aenderungen mit der Breite) von um ±0.012 abweichen, d. h. (S t \ : ¿"/J—1 kann selbst ungefähr
±0.01 werden, und in den extremsten Werthen kann also du = ±0.01 äh werden, ein ganz beträcht
licher Fehler.
Da aber keine Möglichkeit vorhanden ist, die Grenzfläche genauer festzulegen, so muss man sich eben
mit den vorhandenen Werthen begnügen. Uebrigens dürfte gerade in der Ostsee die Bedeutung absolut
genauer Werthe von geringem Belang sein; denn wenn auch, nach den erhaltenen Resultaten zu urtheilen,
der allgemeine Charakter der Dichtigkeitsfläche als ein ziemlich konstanter erscheint, so lassen die Daten
der verschiedenen Beobachter doch ohne Zweifel erkennen, dass zwar die relativen Werthe der einzelnen
Stationen immer zu einander in ähnlichen Verhältnissen stehen, dass ihre absoluten Werthe jedoch zu den
verschiedenen Zeiten verschieden sind. So z. B. zeigen sowohl die Makaroff’schen wie die Ekmaivsclien
Beobachtungen ein starkes Gefälle von Süden nach Norden im grossen Belt, aber die absoluten Werthe
sind ganz verschiedene. Die nördlichen Endstationen, deren Werthe wegen der grossen Nähe (kaum 2 See
meilen) wohl vergleichbar sind, haben nach Makarofl" (1886) eine um 54 mm niedrigere Lage als nach Ekman
(1877).. .
Differenzirt man u für einen konstanten Werth von h noch nach S'j* und <p, so wird
_ , S [2. S’~. 0.00259 sin 2<pä<p + (1—0.00259 cos 2 y) dS'A\
(H ~ [S'^ (1-0.00259 cos2<ff~