Die Unmöglichkeit einer exakten Wetterprognose auf Grund synoptischer Luftdruckkarten von Teilgebieten der Erde. (Q2584834)
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scientific article
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | Die Unmöglichkeit einer exakten Wetterprognose auf Grund synoptischer Luftdruckkarten von Teilgebieten der Erde. |
scientific article |
Statements
Die Unmöglichkeit einer exakten Wetterprognose auf Grund synoptischer Luftdruckkarten von Teilgebieten der Erde. (English)
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1941
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Verf. beschränkt den Beweis auf eine homogene inkompressible Atmosphäre und bedient sich der Ansätze der Störungsrechnung. Es sei \(u_\lambda=\varOmega a\cos\varphi\) (\(a\) Erdradius, \(\varOmega\sim 10^{-6}\)~sec\(^{-1}\)) die zonale Grundströmungsgeschwindigkeit, \(H = H(\varphi)\) die ``Höhe'' der Atmosphäre im ungestörten Zustand, \(V\) das Potential der äußeren Störungskräfte und \(p\) der Störungsdruck (\(\psi= \varrho V+p\)). Wird unter \(D\) der Operator \(\dfrac{\partial }{\partial t}+\varOmega\dfrac{\partial}{\partial\lambda}\) verstanden, erhält man die folgenden Störungsgleichungen: \[ \begin{gathered} Dv_\lambda-fv_\varphi=-\frac1{\varrho a\cos\varphi} \frac{\partial\psi}{\partial\lambda};\quad Dv_\varphi+fv_\lambda=-\frac1{\varrho a}\frac{\partial\psi}{\partial\varphi} \;(f=2\omega\sin\varphi), \tag{1} \\ \frac1\varrho\frac{\partial p}{\partial t}+ \frac{\varrho}{a\cos\varphi}\left\{ \frac{\partial(\cos\varphi Hv_\varphi)}{\partial\varphi}+ H\frac{\partial v_\lambda}{\partial\lambda}\right\}=0. \tag{2} \end{gathered} \] Verf. löst (1) operatorenmäßig nach \(v_\varphi\) und \(v_\lambda\), auf und setzt das Ergebnis in (2) ein. Unter geringen Vernachlässigungen erhält er dann: \[ \frac1\varrho\frac{\partial p}{\partial t} \operatorname{div}\left\{\frac H{f^2} D\operatorname{grad} p + \frac HF \operatorname{rot} p\right\}=F, \tag{3} \] wobei \(F\) mit \(H(\varphi)\) und \(V\) gegeben ist. Verf. zeigt, daß (3) in einem Teilgebiet \(\mathfrak B\) der Kugeloberfläche eine eindeutig bestimmte Lösung hat, wenn \(p\) in \(\mathfrak B\) zur Zeit \(t = t_0\) gegeben ist und außerdem \(p\) und \(\dfrac{\partial p}{\partial\lambda}\) längs der Berandung von \(\mathfrak B\) für alle Zeiten \(t\) bekannt sind. Der Beweis gelingt mit den für derartige Randwertprobleme üblichen Methoden. Da in der synoptischen Meteorologie nur \(p\) in \(\mathfrak B\) zur Zeit \(t=t_0\) als bekannt vorauszusetzen ist, folgt daraus die Unmöglichkeit einer exakten Luftdruckprognose für Teilgebiete der Erdoberfläche.
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