Walter Hansen

Die halbtägigen Gezeiten im Nordatlantischen Ozean

Es wird eine Verallgemeinerung des Randwert verfahrens zur Ermittlung ozeanischer Gezeiten gegeben. Mit Hilfe dieser Methode werden die Linien gleichen Wasserstandes fur den Nordatlantischen Ozean gewonnen. Es wird gezeigt, das zwischen den Beobachtungen auf den Nordatlantischen Inseln und den fur die entsprechenden Punkte auf theoretischem Weg aus den Kustenbeobachtungen abgeleiteten Werten grosenordnungsmasig eine recht gute Ubereinstimmung besteht.

Triftstrom und Windstau

Es werden zunachst die Beziehungen zwischen der tangentialen Schubkraft des Windes und der Gestalt der Wasseroberflache und den gleichzeitig auftretenden Horizontal- und Vertikalbewegungen in einem schmalen Kanal abgeleitet. Die allgemeine Differentialgleichung des Windstaues unter Berucksichtigung der Gestaltanderung der Wasseroberflache wird angegeben. Daran anschliesend werden die entsprechenden Beziehungen fur ein zweidimensional ausgedehntes Meeresgebiet veranderlicher Tiefe auf der rotierenden Erde mitgeteilt. In einer Tabelle sind fur einen schmalen Kanal die Werte des Windstaues in Abhangigkeit von Tiefe und Windgeschwindigkeit aufgefuhrt.

Die Ermittlung der Gezeiten beliebig gestalteter Meeresgebiete mit Hilfe des Randwertverfahrens

Es wird ein Randwertverfahren entwickelt, das gestattet, die Gezeiten eines beliebig gestalteten Meeresgebietes in eindeutiger Weise allein aus den Beobachtungen am Rande zu ermitteln. Die Brauchbarkeit des Verfahrens wird am Beispiel des Englischen Kanals gezeigt.

Beobachtungen des Windstaus und Triftstroms im Modellkanal

Beobachtungen des Windstaus und Triftstroms im Modellkanal werden mitgeteilt und die Zusammenhange auf Grund der hydrodynamischen Gleichungen dargestellt. Diese Ergebnisse werden mit denjenigen, die aus Beobachtungen auf See abgeleitet sind, verglichen. Die Ubereinstimmung ist gut. Aus Modellkanalmessungen werden numerische Werte der virtuellen Zahigkeit abgeleitet, die mit den aus meereskundlichen Beobachtungen ermittelten grosenordnungsmasig ubereinstimmen.

Bemerkungen zu neuzeitlichen Problemen der Ozeanographie

Ausgehend von der Merzschen Programmgestaltung fur die „Meteor“ Expedition 1925–27 wird die Frage nach den grosraumigen Bewegungsvorgangen im Ozean behandelt. Wahrend die Beobachtungen im Merzschen Plan eine dominierende Stellung einnehmen, wird hier versucht zu klaren, in welchem Umfang Beobachtungen unerlaslich sind, wenn die Probleme nach hydrodynamisch-physikalischen Gesichtspunkten behandelt werden. Im Anschlus an eine Besprechung des dynamischen Verfahrens, mit dessen Hilfe in der Ozeanographie aus dem Massenaufbau Aussagen uber die Geschwindigkeitsverteilung abgeleitet werden, wird an Hand einfach gewahlter Beispiele gezeigt, das die Ermittlung der Bewegungsvorgange im Meere, die als stationar betrachtet werden konnen, zwanglos durch Losung gewisser, im allgemeinen relativ einfacher Randwertaufgaben erfolgen kann. Mit der Verwendung derartiger mathematisch-physikalischer Methoden ergeben sich einerseits Gesichtspunkte fur die zukunftige ozeanographische Arbeit, andererseits werden hierdurch gewisse Problemkreise einer quantitativen Behandlung erst zuganglich gemacht.

Einige Bemerkungen zum Golfstromproblem

Im ersten Teil der Arbeit werden die zur Ermittlung der Meeresstromungen benutzten Verfahren nebeneinandergestellt: Das dynamische Verfahren, das aus der Dichteverteilung im Meer die Unterschiede der Stromgeschwindigkeit in vertikaler Richtung zu ermitteln gestattet, das Randwertverfahren, das mit der Schubspannung des Windes arbeitet und den windbedingten Volumentransport liefert und endlich die Rossbysche Freistrahltheorie. Die vergleichende Betrachtung lehrt, das zwischen den genannten Methoden keine grundsatzlichen Widerspruche bestehen, sondern das diese einander erganzen und vervollstandigen.

Gezeitenströme im Englischen Kanal

Die Groβen, die die Gezeitenstromellipse der HalbtagsgezeitM2 festlegen, werden kartenmaβig dargestellt und ihre geographische Verteilung behandelt: Maximaler Gezeitenstrom, Eintritt des maximalen Gezeitenstroms, Richtung des maximalen Gezeitenstroms, Achsenverhaltnis der Gezeitenstromellipse. Treten Gezeitenstrome in einem inhomogenen Meer auf, dann wird den periodischen Bewegungen eine Translationsbewegung uberlagert, die insofern bemerkenswert ist, als der Massentransport in der Bodenschicht landwarts und in der Oberschicht seewarts stattfindet. Eine Beziehung zwischen Austausch, Stromgeschwindigkeit und Dichte wird abgeleitet, die es gestattet, Zusammenhange zwischen dem Auftreten der Sprungschicht und der maximalen Gezeitenstromgeschwindigkeit herauszustellen.

Über ein Verfahren zur Ermittlung der Gestalt der Meeresoberfläche bei zeitveränderlichem Windfeld

Ausgehend von Defants Arbeitsmethoden zur quantitativen Erfassung der Vorgange im Ozean wird ein Verfahren zur numerischen Ermittlung des Windstaus entwickelt und als Spezialfall fur einen Kanal das Rechenschema aufgestellt.

Ein einfaches Modell der Zirkulation im Meere

In einem geschichteten Meer einfacher Form werden aus den vorgegebenen Randbedingungen und Randwerten, unter denen die Dichte an der Meeresoberflache die Hauptrolle spielt, die Bewegungsvorgange und die Massenverteilung im Innern des Meeres ermittelt. Es existiert eine Tiefe, in der die Horizontalkomponente der Geschwindigkeit Null ist. Diese Tiefe hangt in dem einfachen Modell auser von dem Verhaltnis Gesamttiefe durch Lange von dem Verhaltnis des horizontalen zu dem vertikalen Austausch ab. Je groser der erste ist, desto naher ruckt die Tiefe mit verschwindender Horizontalkomponente der Stromung an die Oberflache.

Die atlantischen Ankerstationen des „Armauer Hansen“ im Jahre 1930 in der Bearbeitung von V. W. Ekman

The main subject of Ekmans most careful and detailed analysis of the current measurements of “Armauer Hansen“ is to elucidate the periodical character of ocean currents. A survey of his results is given in table 2 and by means of an outline chartlet a comparison is made between the values which are derived from the observations on board “Armauer Hansen” and those attained by the reviewer by numerical calculation.