Marae 

DIE NATURWISSENSCHAFTEN 
Herausgegeben von 
Dr. Arnold Berliner una Prof. Dr. August Piitter 

3 Zweiter Jahrgang. 






























Neueres über die Ausbreitung 
des Schalles in der freien Atmosphäre. 
ed Von Dr. Wilhelm Schmidt, Wien. 
~ Unter den Gebieten der Physik der freien 
Atmosphare blieb jenes fast unbearbeitet, das man 
m ehesten mit dem Namen einer meteorologi- 
chen Akustik belegen könnte. Der Grund dafür 
st wohl weniger in der Seltenheit entsprechender 
Erscheinungen — gehört ja z. B. auch der Donner 
hierher —, sondern in ihrer Kompliziertheit zu 
sehen. Erst die letzten Jahre brachten da eine 
Reihe ausführlicherer Arbeiten über die Art der 
Ausbreitung des Schalles auf weit ausgedehnten 
| Gebieten. 
Bei der raschen Abnahme der Schallintensität 
‘mit zunehmender Entfernung von der Quelle ver- 
sprachen vorerst nur die stärksten Auslösungen, 
_ die Explosionen, genügend ausführliches Material. 
Von den zuerst bearbeiteten Fällen seien die 
Dynamitexplosionen an der Jungfraubahn (A. de 
Quervain, 1908), zu Förde in Westfalen, die Ro- 
buritaufflammung zu Witten - Annen (beide 
@. v. d. Borne), die Pulverexplosion am Laibacher 
Felde (A. Belar) genannt. Mehr oder weniger 
deutlich schien sich das Gebiet nach der Hörbar- 
keit in verschiedene Zonen zu teilen, eine innere, 
um die Quelle gelegene, wo von allen Orten po- 
sitive Meldungen einliefen, daran nach außen an- 
schlieBend die sogenannte „Zone des Schweigens“, 
in welcher gar keine Schallerscheinungen wahr- 
genommen wurden, weiter außen endlich eine Zone 
abnormer Hörbarkeit, an deren Innenrand sich die 
Meldungen wieder häuften, während ihre Zahl 
nach außen mehr allmählich abklang. 
Diese Verteilung wurde von A. Wegener als 
Beweis für das tatsächliche Bestehen der ins- 
besondere von J. Hann betonten verschiedenen Zu- 
sammensetzung der Luftschichten in Abhängigkeit 
von der Höhe angeführt. Die Rechnung ergibt 
bis in Höhen von 60 km hinauf keine wesentlich 
andere Zusammensetzung als am Erdboden; nur 
tritt der Sauerstoff mehr gegen den Stickstoff 
zurück. Schon bei 80 km kämen aber diesen bei- 
‘den schwereren Gasen nur mehr 22 Volumen- 
prozent zu, das vorherrschende Gas ist nun der 
am Erdboden ganz zurücktretende Wasserstoff. 
/ Die Verschiedenheiten der Zusammensetzung 
bedingen aber notwendigerweise auch solche der 
| einzelnen physikalischen Eigenschaften, in unserem 
| Falle: der Schallgeschwindigkeit. Damit folgt 
aber, daß die Schallstrahlen beim Übergange von 
der einen Schicht, der „Stickstoffsphäre“, in die 
andere, die ,,Wasserstoffsphire“, gebrochen wer- 
den ganz analog den Gesetzen, welche in der Optik 

Nw. 1914. 

9. Oktober 1914. 
Heft 41. 


für den Übertritt eines Lichtstrahls aus einem 
optisch diehteren Mittel in ein dünneres bekannt 
sind. Sowie nun hier Strahlen, die winkelrecht 
auf die Trennungsfläche auftreffen, sie i. a. mit 
nur geringem Energieverlust durchsetzen, mit 
einem desto größeren aber, je mehr der Einfalls- 
winkel zunimmt, bis schließlich von einem be- 
stimmten Grenzwert ab plötzlich gar nichts mehr 
übertreten kann, sondern alles in das erste Mittel 
zurückreflektiert wird, so könnte man auch für 
diejenigen Schallstrahlen, welche vom Explosions- 
herde an der Erdobertläche in fast senkrechter 
Riehtung ausgehen, nur geringe Reflexion an 
jener Trennungsfläche erwarten, von einer be- 
stimmten Neigung ab jedoch „totale“. Durch die 
so wieder zur Erdoberfläche zurückgeworfenen 
Schallstrahlen käme das Gebiet abnormer Hörbar- 
keit zustande, welches mit einem inneren scharfen 
Rand die Zone des Schweigens, wo eben der direkt 
fortgepflanzte Schall nicht mehr intensiv genug 
ist, um vernommen zu werden, umschließt. Eine 
entsprechende optische Erscheinung, die Hof- 
bildung, wird allen bekannt sein, welche z. B. 
Nachtaufnahmen mit feinen Lichtern auf nicht 
lichthoffreien Platten machten. 
So wichtig nun die früher angeführte Theorie 
der Schallverteilung für unsere Kenntnis von den 
höheren Atmosphärenschichten wäre und noch 
mehr werden könnte, so lassen sich doch neben 
scheinbaren Bestätigungen — z. B. der ziemlich 
guten Übereinstimmung der gefundenen Ab- 
stände der Zonengrenzen mit den errechneten 
Werten — auch verschiedene gewichtige Ein- 
würfe erheben; außer der Unwahrscheinlichkeit 
einer so scharf abgegrenzten abnormen Hörbar- 
keitszone, wo doch der Übergang von der Stick- 
stoff- zur Wasserstoffsphäre nur sehr allmählich 
erfolgen kann, ferner den nicht gut zu erklären- 
den Intensitätsverhältnissen, sprechen eine Reihe 
neuerer Befunde deutlich dagegen. 
Der notwendige intensive Schall braucht da- 
bei nicht in der Explosion eines Sprengstoffes zu 
bestehen — eine solche wurde in letzter Zeit von 
J. N. Dörr!) bearbeitet —, sondern findet sich in 
der Natur gelegentlich von Vulkanausbrüchen. 
So äußerte sich z. B. die neu erhöhte Tätigkeit 
des Vulkans Asama, 2480 Meter hoch, in der Mitte 
der Hauptinsel von Japan gelegen, durch eine 
Reihe heftiger Explosionen. Die vom Dezember 
1909 bis Dezember 1911 vorgefallenen wurden 
auf Grund von Meldungen insbesondere von seis- 
mischen und meteorologischen Stationen verschie- 
1) Über die Fernwirkung der Explosion auf dem 
Steinfelde bei Wiener Neustadt (1912, Juni 7). Wien. 
Sitz.-Ber., Mathem.-naturw. Klasse, 722, 1683, 1913. 
al 
