Primäre und sekundäre -- freie und erzwungene Druckwellen in der Atmosphäre. (Q1452593)

Verf. gibt eine eingehende mathematische Darstellung der Einwirkung einer primären, oberen Druckwelle auf die Luftdruckverteilung an der Erdoberfläche, wenn in der Atmosphäre gleichzeitig ein méridionales Temperaturgefälle herrscht. Anlaß hierzu bieten die Untersuchungen \textit{H. von Fickers}, die durch die Analyse des Druckverlaufs auf Berggipfeln und in der Niederung gezeigt haben, daß der Druckverlauf am Erdboden ein komplexer ist und als Überlagerung einer primären, aus großer Höhe stammenden Welle und einer sekundären, in der Troposphäre entstehenden, thermisch advektiv bedingten Welle aufgefaßt werden kann. Die \textit{Defant}sche Rechnung geht aus von dem System der Bewegungsgleichungen für stationäre, horizontale Bewegung, der Kontinuitätsgleichung und der Gleichung des ersten Hauptsatzes und führt in sie mittels der statischen Grundgleichung den Lufdruck \(p_H\) an der Obergrenze einer Luftsäule \(H\) ein, von dem im Folgenden lineare Abnahme zum Pol hin und periodische Änderung längs der Breitenkreise vorausgesetzt wird: \[ p_H= p_{II}^0 + \nu \cos 2\varphi + F[n(\lambda -\sigma t)]. \] Es wird nun die Einwirkung dieser ``primären Druckwelle'' auf die Verteilung des Bodendruckes \(p\) untersucht, was auf eine partielle Differentialgleichung erster Ordnung für \(p(\lambda,\varphi,t)\) führt, \[ \frac {\partial p}{\partial t}= -\alpha n\sigma F' \beta \frac {\partial p}{\partial \lambda } \frac {\gamma n}{\sin 2\varphi }F' \frac {\partial p}{\partial \varphi } \] deren Lösungen für eine größere Reihe spezieller Einzelfälle eingehend diskutiert werden. Im allgemeinen ergibt sich -- in Übereinstimmung mit den Folgerungen aus dem empirischen Material -- der Tatbestand, daß der hohen Welle am Boden zwei Wellen entsprechen: eine erzwungene, von der primären nur in der Amplitude verschiedene Welle, und eine sekundäre von abweichender, nur von der Temperaturverteilung in der Atmosphäre abhängender Fortpflanzungsgeschwindigkeit und Periode. Je nach dem Grad der Resonanz der beiden Wellenzüge wird die Druckschwankung am Boden mehr oder weniger stark. Besonderes Interesse beansprucht der an einem Beispiel numerisch durchgerechnete Fall, daß die hohe Welle auf eine Bodendruckverteilung einwirkt, die anfangs längs eines Breitenkreises eine Zone minimalen Druckes zeigt. Der komplexe Druckgang am Boden erzeugt ostwärts wandernde geschlossene Hoch- und Tiefdruckgebiete wechselnder Stärke, deren Auftauchen und Verschwinden an einem festen Ort sich derart wiederholt, daß in der Mitte der Periode im lokalen Luftdruckgang ein \textit{Weickmann}scher Symmetriepunkt entsteht.