Heinz Dalldorf: Troposphärischer Meridionalaustausch in den gemäßigten Breiten
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Voraussetzung des Strahlungsgleichgewichts in der Stratosphäre oder auf Grund der Albrechtschen 7 Theorie
über die langwellige Strahlung. Auf diese Weise gelangt man zu zwei verschiedenen Ergebnissen für den meri-
dionalen Wärmeaustausch, welcher sich aus den Strahlungsbilanzen nach Gl. (14) durch numerische Integration
berechnen läßt. Eine von den Albrechtschen Vorstellungen nicht wesentlich abweichende Berechnung der
Wärmeausgabe durch Strahlung bähen ferner noch Baur und Philipps 8 aufgestellt. Die Tabelle 5 zeigt die
numerischen Ergebnisse nach Mügge (Index M), Albrecht (Index A) und Baur-Pliilipps (Index B). Diese Er
gebnisse sind nach den angegebenen Originalveröffentlichungen durch kleine numerische Umrechnungen in
eine einheitliche Tabellendarstellung gebracht worden. Zwecks besserer Vergleichsmöglichkeit sind die Albrecht
schen Strahlungswerte J A durch Multiplikation mit einem Proportionalitätsfaktor so umgeändert, daß die Ge
samteinnahme der Nordhalbkugel gleich der hier eingesetzten Gesamtausgabe wird. Die Werte J B und E B sind
aus den von Baur-Philipps angegebenen Mittelwerten für Januar und Juli und aus den ebenfalls angegebenen
Jahresmittelwerten von s B durch Ausgleich näherungsweise berechnet worden.
Als Abschluß der Arbeit sollen die numerischen Ergebnisse für den ineridionalen Wärmeaustausch in
50° Breite noch einmal vergleichsweise betrachtet und Schlußfolgerungen daraus gezogen werden. Es ergab sich
aus dem Massenaustausch und den Temperaturen
aus den Strahlungsbilanzen nach Mügge . .
„ „ „ „ Albrecht
„ „ „ „ Baur-Philipps
maximal: W = 3,6 • 10 7 cal/cm min
minimal: W = 1,7 IO 7 „
. . . . W = 5,0 ■ 10’
. . . . W = 1,2 • 10 7
. . . . W = 2,1 • 10 7
Auf den ersten Blick erkennt man, daß größenordnungsmäßig das Ergebnis der Statistik mit den aus voll
kommen anderen Grundlagen ermittelten anderen Resultaten übereinstimmt. Wie erklären sich aber die dennoch
merklichen Unterschiede, vor allen Dingen zwischen den strahlungstheoretischen Ergebnissen, und welcher der
Werte kommt dem tatsächlichen am nächsten? Um das zu beantworten, sollen zunächst die drei aus der Strah
lung berechneten Werte miteinander verglichen werden.
Die Ergebnisse von Albrecht und Baur-Philipps sind beide auf Grund der Albrechtschen Emissionstheorie
gewonnen. Der Unterschied zwischen den betreffenden Werten erklärt sich zum größten Teil dadurch, daß ver
schiedene Beträge für die absorbierte kurzwellige Strahlung angesetzt sind. Die Angaben von Baur-Philipps
scheinen den wirklichen Verhältnissen besser zu entsprechen, weil sie auf eingehenderen Untersuchungen be
ruhen und ferner auch mit den Einnahmewerten von Mügge besser übereinstimmen, so daß bei Zugrundelegung
der Albrechtschen Emissionstheorie der von Baur-Philipps ermittelte Wert der wahrscheinlichste ist. Die er
hebliche Abweichung des von Mügge berechneten Wärmeaustausches von diesem Resultat ist hingegen in der
Voraussetzung einer anderen Theorie über die langwellige Strahlung begründet.
Es soll jetzt festgestellt werden, ob auf Grund des aus dem Massenaustausch gewonnenen Ergebnisses über
die Gültigkeit einer der beiden Strahlungstheorien entschieden werden kann. Hiernach liegt der tatsächliche
Wert für den meridionalen Wärmeaustausch mit großer Wahrscheinlichkeit zwischen 1,7.10 7 —— und
cm min
3,6 • 10 : ——— . Das Resultat nach Mügge (5,0 • 10 7 —— j liegt aber zweifellos außerhalb dieses Bereiches.
cm min V cm min/
während der von Baur-Philipps berechnete Wert 2,1 • 10 7 innerhalb der Fehlergrenze dieses Ergebnisses
cm mm
liegt. Die notwendige Schlußfolgerung ist die, daß der Wert = 2,1 • 10 7 —der richtige ist, wenn zwischen
den aus der Strahlung berechneten Werten entschieden werden soll. Steht man also auf dem Standpunkt, daß
nur eine der beiden Strahlungsthcorien streng gültig ist, so muß hiernach das Urteil zugunsten der Theorie von
Albrecht gesprochen werden. Das Ergebnis dieser Untersuchung beweist also, daß die Emissionstheorie, die
Albrecht aufgestellt hat, den tatsächlichen Verhältnissen weit besser gerecht wird, als die von Mügge gegebene
Annahme des Strahlungsgleichgewichts in der Atmosphäre.
7 Albrecht: „Die Glashauswirkung des Wasserdampfes in der Atmosphäre.“ Meteorolog. Zeitschr. 1931.
8 Baur und Philipps: „Der Wärmehaushalt der Lufthülle der Nordhalbkugel im Januar und Juli und zur Zeit der Äqui
noktien und Solstitien.“ Gerlands Beiträge zur Geophysik 1935.