Berichte

... -~-I. Ober den Mechanismus der allgemeinen Zirkulation Einleitung.Das Zeitalter der zirkumpolaren oder gar globalendreidimensionalen Synoptik, in dem wir uns seit wenigenJahren erst befinden, stellt uns tiiglich mit jederWetterkarte vor einen Komplex von Fragen, den wirgewohnt sind, als all gem e in e Z irk u 1 at ionzu bezeichnen. Es 1st daher keinesfalls erstaunlich,daB in den letzten Jahren die allgemeine Zirkulation,deren herkommliche ErkHirung so einfach und einleuchtenderschien, heute zu einer der aktuellsten Fragender Meteorologie iiberhaupt geworden ist. Entscheidendist hierbei die Loslosung der Betrachtungvom Boden und der bewuBte Obergang zu einer wahrhaftdreidimensionalen Anschauung yom aerologischenStandpunkt, der die besonderen Eigenschaften derGrundschicht (Schneider-Carius) nur als Bodenstorungin Rechnung stellt.Die synoptisch-aerologischen Erfahrungen der letztenJahre haben unsere theoretischen Vorstellungenvielfach als revisionsbediirftig auigezeigt. Das gilt insbesonderefUr die Lehre ,;om Anteil der Stratosphaream Bodendruck, wo Scherhags (1)* statistische Studiendie Unhaltbarkeit der alteren Auffassung evident machen.Das gilt aber auch fUr verschiedene Vorstellungeniiber den allgemeinen Kreislauf. Deshalb miissen wiruns zunachst mit den Einwanden gegen die herkommlicheLehre, die letzten Endes auf Hadley (1735) undFerrel (1860) zuriickgeht (2), kurz beschaftigen.Hierbp.i muB auf eine ins Einzelne gehende Begriindungund auf ausfUhrliche literarische Belege - unterHinweis auf die ausgezeichnete Darstellung von V.Bjerknes und Mitarbeitern (3) (1933), die sehr sorgfaltigeund kritische Behandlung des Problems durchF. MoHer (4) und C. G. Rossbys (1949) Kritik (16)- verzichtet werden; es handelt sich vornehmlich urneine Zusammenstellung bereits bekannter Dinge. AnschlieBendsolI versucht werden, die vorhandenen Ansatzezu einem geschlossenen Gesamtbild zu vereinigen,das dynamische Gesichtspunkte und die synoptisch-aerologischenErfahrungen des letzten Jahrzehntswiirdigt und dem komplexen, keinesfalls nur miteinem Prinzip allein zu erklarenden Aufbau der planetarischenZirkulation gerecht wird.A) EinVJiinde gegen die Vertikalzirkulationstheorie.1. Wind und Druckfeld.Der wichtigste Einwand bezieht sich auf unsere heutegiiltige Erfahrung, daB der wah r e Win d in derfreien Atmosphlire mit nur geringfilgigen Abweichungendem (isobarenparallelen) g e 0 s t r 0 phi s c henWind entspricht. Statistische Untersuchungen vonSeeliger, Scherhag (1), Reineke und Bannon (5) habendiesen Befund bestlitigt. Die mittlere Abweichung zwischenwahrem Wind und geostrophischem Wind betragtin lOOO m Hohe und dartiber maximal 1-3°.Der (zeitliche) Mittelwert aller ageostrophischenKomponenten Hefert im statistischen Mittel also hoch­,:tens einen kleinen Bruchteil des geostrophischen Win­0) Literatur siehe am Schlull jeden Abschnltts!,des. In Indien bildet zwar nicht der geostrophische,wohl aber der zyklostrophische Wind eine optimaleAnnliherung an den wahren Wind (6) ; unsere Ausfiihrungengelten teilweise und sinngemaB auch fUr diesen.Die Summe aller Druckgradienten in zonalerRichtung tiber einen ganzen Breitenkreis ist identischgleich Null; ebenso muB auch das Breitenkreismitteldes geostrophischen Windes (genauer: des Impulses)verschwinden. Damit ist also im Mittel iiber einenBreitenkreis kein geostrophischer meridionaler Massentransportmoglich: Die Mer i d ion a I k 0 m p o­n e n t e der V e r t i k a 1 z irk u 1 a t ion (Abb. 1) kannalso nur age 0 s t r 0 phi s c h sein. Das gilt auch nochfUr tropische Breiten, da dort der geringeren Coriolisbeschleunigungauch entsprechend geringe Druckgradientendas Gleichgewicht halten. Nur im unmittelbarenBereich des Aquators - vielleicht innerhalb± 4 0 Breite, wo der Coriolisparameter 1 = 2 '" sin