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Annalen der Hydrographie und Maritinen Meteorologie, Juni 1908.
Wir werden jetzt dazu übergehen, den Fall, in welchem Ekman meine
Berechnung korrigieren zu dürfen glaubt, etwas näher zu betrachten, Es handelt
sich darum, den stationären Zustand im Meere zu bestimmen unter der Annahme,
daß die Tiefe endlich ist und ein Wind von begrenzter Breite über die Meeres-
fläche weht. Benutzt man die früheren Bezeichnungen, so müssen die Ge-
schwindigkeitskomponenten des Wassers, u und v, die Differentialgleichung
„dd? 1.8
hrT— Zesi4+ iz yn(oo) = A A
befriedigen; hier ist 8 == u-+yi, 3 = U4+Vi,1= 1 und , (co) eine Konstante,
welche den wegen der Erdrotation auftretenden Druckgradient senkrecht zu der
Richtung der Meeresströmung bestimmt; außerdem ist
w£ und cz wsind,;
wo 5 und 9 bzw. die innere Reibung und die Dichte des Wassers, A die Breite
and @ die Rotationsgeschwindigkeit der Erde ist,
Nimmt man, wie früher, die Wirkung des Windes der Geschwindigkeit
desselben relativ zum Wasser proportional, so werden die Grenzbedingungen,
wenn 1 die Tiefe,
GE
z= 0, in = — {Sp} }
== 1... & = OÖ
|
=
(2
Da wir hier nur den stationären Zustand betrachten, so ist sowohl die Ge-
schwindigkeit des Windes als diejenige des Wassers konstant; die von dem Winde
herrührende Triebkraft wird folglich konstant bleiben, wie auch dieselbe von
den. erwähnten. Geschwindigkeiten abhängt. Diesen Umstand benutzt Ekman,
indem er ohne weiteres die Triebkraft konstant setzt und ihr die Form X + Yi
gibt, Wir wollen einstweilen dieselbe Annahme benutzen, indem wir der Kürze
wegen x T statt X + Y1 anwenden werden. Die Grenzbedingungen nehmen dann
folgende Form an, wenn == >
2= 0, AS um T ]
= 1; = Ö j
Ekman bringt nun die Lösung In die Form einer Summe von zwei Lösungen,
welche beide zusammen die gegebenen Bedingungsgleichungen befriedigen. sollen.
Eine dieser Lösungen entspricht der von ihm untersuchten »Triftströmunge,
welche man erhält, wenn ein Wind von unbegrenzter Breite über eine unbegrenzte
Wasserfläche weht und eine konstante Triebkraft, x T entsprechend, ausübt;
diese Bewegung setzt aber voraus, daß die Oberfläche des Wassers horizontal
bleibt. Wie Ekman setzen wir danrp
8 = 8 I i
hier soll s, der Triftströmung entsprechen, während s, diejenige Strömung angibt,
welche durch die Stauung des Wassers, das die Triftströmung fortwährend quer
zu seiner Richtumg Iorttreibt, hervorgebracht wird. Setzt man dies in die
Differentialgleichung (1) ein, erhält man
JS N S
(TA a) Dei Eu los > 0;
diese teilt sich in die folgenden zwei Gleichungen:
A .
A 2ein = 0 1
2 . „8
ba Beis + oh 0 }
Ss, Setzt nämlich, wie erwähnt, voraus, daß die Oberfläche horizontal ist, Die
Grenzbedingungen werden |
z=—0 d =. 1 A Ö
; t dx 3 dz ; |
z= 1, = 0. . &=0