Nr. 27. 1911. 



Na tu r wisse n schaftliche Rundschau. 



XXVI. Jahrg. 



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prinzipiell Neues, und es wird im allgemeinen die 

 Ferrelsche Zirkulationstheorie bestätigt. 



Oberhalb 9 bis Hl km Höhe aber tritt eine so 

 fundamentale Änderung der vertikalen Temperatur- 

 Verteilung in der freien Atmosphäre ein, die auch die 

 allgemeine Zirkulation in den höchsten Hohen modi- 

 fizieren kann. 



Die Registrierballonaufstiege haben gezeigt, daß 

 die Temperaturahnahme oberhalb der Cirrusregion 

 nicht konstant bleibt, sondern von dem Werte fast 

 adiabatiseber Abnahme rasch sinkt, um in etwa 9 km 

 ein Niveau zu erreichen, von dem bis zu den größten 

 Höhen die Temperatur nicht mehr abnimmt, in den 

 meisten Fällen sogar etwas zunimmt. Diese aus- 

 gezeichnete Schichtf lache teilt die Erdatmosphäre 

 in einen unteren konvektiven und einen oberen stabilen 

 Teil; ersteren hat Teisserenc de Bort treffend als 

 Troposphäre, letzteren als Stratosphäre bezeichnet; 

 die begrenzende Schichtfläche nennt man allgemein 

 „obere Inversion". Registrierballonaufstiege unter 

 verschiedenen geographischen Breiten haben gezeigt, 

 daß die obere Inversion in niederen Breiten höher 

 liegt wie iii höheren Breiten. Am Äquator beträgt 

 ihre Höhe etwa 1 7 km, in Mitteleuropa 9 km, am Pol 

 voraussichtlich 6 km, so daß ihre Senkung vom Äquator 

 bis zum Pol ungefähr 11km beträgt. Da die Tem- 

 peratur der Stratosphäre um so niedriger ist, je höher 

 die Schichtfläche liegt, ist der Luftkörper der oberen 

 Atmosphäre über den Tropen erheblich kälter als über 

 höheren Breiten. In 16 km Höhe ist die Atmosphäre 

 über den Tropen bereits um 20° kälter als in gleicher 

 Höhe über Europa, und noch beträchtlicher werden 

 die Differenzen gegen den Pol sein. Diese Temperatur- 

 verhaltnisse vermögen eine Rolle zu spielen für die 

 allgemeine Zirkulation. Die Umkehrung des Tem- 

 peraturgefälles in großen Höhen wird das vom Äquator 

 gegen den Pol gerichtete Druckgefälle des Ferrelschen 

 Polarwirbels allmählich aufheben und schließlich um- 

 kehren. Die aus den Temperaturen von A. Peppler 1 ) 

 berechneten Druckdifferenzen machen dies wahr- 

 scheinlich. 

 Iiiuckgefälle zwischen den Tropen und Europa. 



Hübe in km 10 15 20 25 



Druckgefälle in mm 13,8 7,0 1,5 —0,1 



Diese berechneten Luftdruckwerte sind nur unter 

 der Voraussetzung richtig, daß die Temperatur der 

 Stratosphäre mit zunehmender Höhe tatsächlich kon- 

 stant bleibt; im allgemeinen wird dies der Fall sein, 

 wenn auch bereits Rotch darauf aufmerksam macht, 

 daß in der tropischen Stratosphäre meist eine schwache 

 Zunahme der Temperatur mit wachsender Höhe zu 

 beobachten ist. Aber selbst dann bleibt die Forderung 

 bestehen, daß das Gefälle des Ferrelschen Polar- 

 wirbels in der oberen Atmosphäre mit zunehmender 

 Höhe sich verflacht. Demgemäß muß auch die Inten- 

 sität der Luftströmungen unter allmählicher Links- 

 drehung oberhalb 10 km abnehmen. Oberhalb 20 km 

 würde dann unter den gestellten Voraussetzungen mit 



') Si.'he oben. 



der Umkehrung des Druckgefälles eine Luftversetzung 

 vom Pol gegen den Äquator stattfinden, and die Winde 

 würden mit einer schwachen östlichen Komponente 

 gegen niedere Breiten wehen. 



Ob die tatsächlichen Windverhältnisse mit diesen 

 Annahmen übereinstimmen, läßt sich zurzeit noch 

 nicht entscheiden, da die Strömungen in der Strato- 

 sphäre noch so gut wie unbekannt, sind. Doch dürfte 

 es sicher sein, daß die Stratosphäre an der allgemeinen 

 Zirkulation der unteren Atmosphäre teilnimmt; auch 

 haben die Sondierungen in den höchsten Höhen er- 

 geben, daß die Windrichtung sehr veränderlich ist 

 und die Windstärken in der Stratosphäre abnehmen, 

 Momente, die mit der allmählichen Verflachung des 

 Luftdruckgefälles nicht im Widerspruch stehen. Je 

 flacher das Druckgefälle, um so häufiger werden Um- 

 kehrungen desselben stattfinden, wenn gelegentlich das 

 normale Temperaturgefälle in der unteren Atmosphäre 

 eine Änderung erfährt, wie es beim Vorübergang 

 mächtiger Temperaturwellen der Fall ist. 



Die in den höchsten Höhen geforderte, noch sehr 

 problematische Versetzung von Luftmassen aus höheren 

 nach niederen Breiten wird allerdings für die all- 

 gemeine Zirkulation keine bedeutende Rolle spielen, 

 da in diesen Höhen die Luftdichte bereits außerordent- 

 lich gering ist. Aber sie kann dann eine gewisse 

 Rolle spielen, wenn die Zusammensetzung der Luft 

 in der oberen Atmosphäre zwischen Äquator und Pol 

 wesentliche Unterschiede aufweist. Humphreys 1 ) 

 nimmt an, daß die obere Atmosphäre in polaren Breiten 

 wesentlich ozonreicher sei als in niederen, was er auf 

 die ozonisierende Wirkung der fortdauernden stillen 

 elektrischen Entladungen in Form von Nordlichtern 

 zurückführt; auch bringt er die höhere Temperatur 

 der Stratosphäre über höheren Breiten mit dem verschie- 

 denen Ozonreichtum in Verbindung, da das Ozon eine 

 starke selektive Absorption für die Strahlung besitzt. 

 Eine in der oberen Atmosphäre gegen den Äquator 

 gerichtete Luftströmung würde die ozonreichere Luft 

 hoher Breiten gegen die ozonarmen äquatorialen Ge- 

 biete führen und in gewissem Sinne ausgleichend 

 wirken. Diese Erörterungen sind freilich noch stark 

 hypothetisch, solange die Kenntnis der oberen Atmo- 

 sphäre noch unvollkommen ist, aber sie deuten doch 

 auf die Möglichkeit hin, daß die Stratosphäre für die 

 Erdatmosphäre eine gewisse Bolle spielen kann. 



Dafür sprechen noch andere Momente. Es wurde 

 schon darauf hingewiesen, daß an der Grenze der 

 Stratosphäre in 8 bis 10 km Höhe das Druckgefälle 

 zwischen Pol und Äquator am kräftigsten ist und 

 daß in dieser Höhe wahrscheinlich ein Rücktransport 

 der zum Pol geschafften Luftmassen stattfindet. Es 

 spricht manches dafür, daß im gleichen Niveau ein 

 primärer Anlaß zur Entstehung und Veränderung der 

 ständigen Hoch- und Tiefdruckgebiete höherer Breite 

 zu suchen ist. Gelegentliche Änderungen des Tein- 



l ) Latitude effect on the Temperature and Height of 

 the upper inversion. Bulletin of the Mount Weather ob- 

 servatory, Vol. II, Part 5, p. 222—297. 



