Xaturwissenschaftliche Wochenschrift. 



polierten Metallrolir umgeben, und durch dieses beständig 

 und rasch Luft hindurchgesaugt wird. Das letztere \'er- 

 fahrcn ist für Luftfahrten zweckmässiger, weil es sich als 

 überaus wichtig iierausgestellt hat, während der Fahrt die 

 dem Beobachter zugemutete körperliche Arbeit thunlichst 

 einzuschränken und namentlich in grösseren Höhen jede 

 mechanische Leistung, welche dort ja ein sonst unge- 

 wohntes Mass von Anstrengung erfordert, nach Möglichkeit 

 zu \ermeiden. Das Schleudern des Thermometers würde 

 aber eine grössere Arbeitsleistung beanspruchen, als das 

 blosse Aufziehen des Uhrwerks, durch welches die Aspira- 

 tion bethätigt wird. 



Die ersten Anwendungen dieser Methode finden sich 

 schon bei den Luftfahrten, welche in den fünfziger und 

 sechziger Jahren des vorigen Jahrhunderts die Engländer 

 Welsh und Glaisher unternahmen. Doch wurde das 

 Aspirationsverfahren erst durch die Bemühungen von 

 Assmann und von Siegs feld derartig vervollkommnet, 

 dass es einwandfrei und namentlich frei von Strahlungs- 

 einflüssen die Lufttemperatur zu messen gestattet. 



Hiermit war die Möglichkeit gegeben, durch neue 

 Beobachtungen die Bedenken zu prüfen, welche gegen 

 frühere Studien sich aufdrängten, und indem der „Deutsche 

 Verein zur Förderung der Luftschiffahrt" auf Veranlassung 

 seines rührigen Vorsitzenden Assmann und mit that- 

 kräftigster Unterstützung S. M. des Deutschen Kaisers eine 

 im Jahre 1888 begonnene Reihe wissenschaftlicher Luft- 

 fahrten ins Werk setzte, gewann man dabei ein überaus 

 reiches Material neuer Thatsachen, dessen hoher W^ert 

 namentlich darin liegen dürfte, dass es gelungen ist, den 

 grössten Teil dieser zahlreichen Erfahrungen an der Hand 

 weniger und einfacher theoretischer Gesichtspunkte zu 

 verstehen und übersichtlich darzustellen. 



Namentlich für die X^erteilung der Lufttemperatur 

 kann auf Grund der neueren Beobachtungen eine solche 

 Darstellung gegeben werden, wie sie aus der Anwendung 

 bekannter physikalischer Gesetze auf die atmophärischen 

 Zustände erwartet werden darf, und wir wollen hier über die 

 Ergebnisse berichten, welche in Bezug auf dies VVitterungs- 

 clement aus den wissenschaftlichen Fahrten hervorgingen. 



Die in der Luft enthaltene Wärme stammt zwar von 

 der Sonne; doch wird unmittelbar an die Luft fast nur 

 in deren allerhöchsten SchichtenStrahlungswärme abgegeben. 

 Durch die unserer Beobachtung zugänglichen Luftregionen 

 gehen die Sonnenstrahlen hindurch, ohne ihnen erheb- 

 liche Wärme mitzuteilen, sie treffen alsdann den Erdboden 

 und erwärmen diesen. Entsprechend kühlt sich zur Nacht- 

 zeit durch Ausstrahlung der Boden ab. Alle diese Tem- 

 peraturänderungen des Bodens teilen sich durch Wärme- 

 leitung den ihm anliegenden unteren Luftschichten mit, 

 und es ist also der Boden die eigentliche und unmittel- 

 bare Wärmequelle der Atmosphäre. Die Verteilung der 

 Wärme aber wird beständig und ausgiebig durch die 

 Bewegung der Luft besorgt, nicht nur durch Winde, d. h. 

 horizontale Bewegung der mit mehr oder weniger Wärme 

 beladenen Luftmassen, sondern daneben und in viel 

 mannigfacherer Weise durch auf- und absteigende Ströme. 

 Hierbei treten die als „dynamisch" bezeichneten Temperatur- 

 änderungen auf, welche mit Druckänderungen der Gase 

 verbunden sind. Deim da an jeder einzelnen Stelle des 

 Luftmeeres der Luftdruck dem Gewicht der Luftsäule 

 entspricht, welche über jener Stelle sich befindet, und da 

 also der Druck nach oben hin geringer wird, so muss eine 

 von aufsteigender Strömung emporgeführte Luftmasse unter 

 geringeren Druck kommen, und indem sie hierbei sich 

 ausdehnt, leistet sie eine Arbeit, welche durch Verringe- 

 rung ihres Energievorrates, nämlich durch Abkühlung 

 sich bemerkbar macht. Und umgekehrt gelangt eine ab- 

 wärts bewegte Luftmasse unter grösseren Druck, wird auf 

 geringeren Raum zusammengepresst, und zeigt die ent- 



sprechende Vermehrung ihrer Energie durch Erwärmung 

 an. Wird dieser Vorgang nicht durch Condensation oder 

 Verdampfung atmosphärischer Feuchtigkeit beeinflusst, ist 

 also die bewegte Luft trocken oder doch ungesättigt, so 

 beträgt die dynamische Abkühlung der aufsteigenden und 

 die dynamische Erwärmung der absteigenden Luft ziem- 

 lich genau i" auf loom Höhenunterschied. 



Hiernach kann man sich nun von der verticalen Ver- 

 teilung der Lufttemperatur das folgende Bild machen. Da 

 der Erdboden die Wärmequelle der Atmosphäre bildet, 

 wird in seiner unmittelbaren Nähe die Luft am wärmsten 

 sein. Damit ist keineswegs eine Gleichgewichtsstörung 

 verbunden, denn obwohl unter gleichem Druck warme 

 Luft leichter als kalte ist, nimmt nach oben hin der Druck 

 ab, mit ihm auch die Dichte der Luft, und so können die 

 oberen Schichten kälter und doch leichter sein, als die 

 unter grösserem Druck stehenden (und aus diesem Grunde 

 dichteren) unteren Luftschichten. Zahlengemäss sind diese 

 Beziehungen derartig, dass das spezifische Gewicht der 

 Luft verschiedener Höhen gleich wäre, wenn die Tem- 

 peratur nach oben hin auf je 100 m um 3,42" abnähme, 

 einen Betrag, der in Wirklichkeit kaum je erreicht werden 

 dürfte. Zum verticalen Gleichgewicht gehört indessen ein 

 erheblich geringerer Wert dieses Temperaturgefälles (d. h. 

 der Temperaturabnahme auf je 100 m Höhenunterschied), 

 wie folgende Betrachtung lehrt. Wird eine Luftmasse 

 über die Temperatur ihrer Umgebung erwärmt, so be- 

 ginnt sie emporzusteigen und kühlt sich dabei dynamisch 

 auf je 100 m um i " ab. Beträgt in der Umgebung das 

 Gefälle weniger als i ", so gelangt jene Luftmasse allmäh- 

 lich in Höhen, von deren Temperatur die ihrige immer 

 weniger abweicht, um zuletzt in derjenigen Höhe, in wel- 

 cher sie ihre eigene Temperatur antrifft, das Gleichgewicht 

 zu erreichen und zur Ruhe zu kommen. Ebenso wird 

 eine unter die Temperatur der Umgebung abgekühlte 

 Luftmasse sinken, sich dynamisch um je i " auf 100 m 

 erwärmen und bei einem Temperaturgefälle von weniger 

 als I ' auf 100 m in diejenige Höhe herabkommen, in der 

 sie die eigene Temperatur wiederfindet. Eine solche \'cr- 

 teilung der Temperatur, bei welcher alles Steigen und 

 Sinken von Luftmassen durch die dynamische Abkühlung 

 und Erwärmung begrenzt wird, heisst „stabiles Gleichge- 

 wicht der Atmosphäre". Dagegen nennt man „indifferentes 

 Gleichgewicht" denjenigen atmosphärischen Zustand, bei 

 welchem das Temperaturgefälle gerade i^ auf lOom be- 

 trägt , weil alsdann die Abweichung in der Temperatur 

 einer Luftmasse von derjenigen der Umgebung nicht durch 

 Steigen und Sinken geändert wird. Bei dieser auch als 

 „adiabatisch" bezeichneten Temperaturverteilung würde 

 eine irgendwo eingeleitete verticale Luftbewegung durch 

 dynamischeTemperaturveränderung nicht beeinflusst werden. 

 Und wenn endlich das Gefälle mehr als i " auf 100 m beträgt, 

 so ändert sich in einer steigenden oder sinkenden Luft- 

 masse die Temperatur dynamisch langsamer, als diejenige 

 der jeweiligen Umgebung, der Temperaturunterschied der 

 bewegten Luft gegen die LTmgebung wächst also beständig 

 und zugleich auch das Streben, zu steigen oder zu sinken. 

 Bei solchem „labilen Gleichgewicht" muss also jede einmal 

 eingeleitete verticale Luftbewegung von selbst wachsen, 

 bis das labile Gleichgewicht zerstört ist. 



Denken wir uns nun zunächst, der Erdball sei überall 

 nahezu gleich warm und erleide nur sehr geringe Tempe- 

 raturänderungen. Solange in der Luft stabiles Gleichge- 

 wicht herrscht, d. h. ein Gefälle von weniger als i " auf 

 100 m, würde aus dem Boden an die unterste Luftschicht 

 und aus dieser an die darüberliegenden Luftmassen Wärme 

 abgegeben werden. Alle sich bildenden Gleichgewichts- 

 störungen würden durch vertikale Luftbewegung von be- 

 grenzter Ausdehnung alsbald ihre Ausgleichung finden. 

 Ist alsdann durch fortgesetzte Wärmeabgabe an die unter- 



