Emissions of antifouling-biocides into the North Sea —an estimation

Summary Ship owners coat the wetted surface of vessels with toxic paints to prevent fouling which increases fuel consumption. The active biocides in the paints are mainly TBT (tributyl tin), copper, and organonitrogen compounds. The amounts of biocides emitted by the German fleet and the world fleet are estimated, and the theoretical concentrations of biocides in the North Sea caused by shipping are valididated by measurements of other authors.

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Schätzung der Immissionen von Antifouling-Bioziden in die Nordsee

Zusammenfassung Die vom Seewasser benetzte Außenhaut von Schiffen wird mit giftigen Farben beschichtet. Damit verhindert man die Besiedelung durch Organismen, das fouling, das den Widerstand der Schiffe und damit den Brennstoffverbrauch steigert. Die aktiven Biozide der Farben bestehen hauptsächlich aus TBT (Tributyl-Zinn), Kupfer und Organo-Stickstoff-Verbindungen (S-Triazine). Für die deutsche Flotte und die Weltflotte werden Mengen der Biozide überschläglich berechnet. Außerdem wird die theoretische Konzentration der emitierten Biozide in der Nordsee vom Schiffsverkehr abgeleitet und mit Messungen anderer Autoren verglichen.

     

Fluoreszenz und Gelbstoff im Bottnischen und Finnischen Meerbusen

Zusammenfassung In der folgenden Arbeit wird der erstmalige Versuch unternommen, einen quantitativen Einblick in die gegenseitigen Beziehungen zweier im Meerwasser vorhandenen ausgesprochen organischen Stoffe in ihrer Abhängigkeit vom Salzgehalt zu gewinnen. Derartige Messungen waren bisher noch nicht möglich vor allem wegen der überaus geringen Konzentration, in der die organischen Stoffe im Meerwasser vorzukommen pflegen, sodann auch wegen der verhältnismäßig großen Abbaugeschwindigkeit, der diese Stoffe unter den natürlichen Bedingungen im Meere unterliegen. Bei den hier angestellten Untersuchungen handelt es sich um zwei verhältnismäßig stabile den Humusstoffen nahestehende Verbindungen, die sich einmal durch ihr Vermögen, im ultravioletten Licht zu fluoreszieren und zum anderen durch ihre gelbe Farbe auszeichnen. Als Untersuchungsgebiet wurden der Bottnische und Finnische Meerbusen ausgewählt, die an diesen Stoffen verhältnismäßig reich sind. Legt man vier Ausgangswässer zugrunde, so läßt sich die eigenartige Verteilung dieses Fluoreszenz- und Gelb-Stoffes in dem Untersuchungsgebiet zwangslos aus den gegenseitigen Mischungsvorgängen dieser Wässer deuten. Der Vorzug der neuartigen Methodik für zukünftige Messungen liegt in dreierlei. Erstens verspricht die Bestimmung eine tieferen Einblick in den bisher noch so ungeklärten Mechanismus der Humusbildung, ferner ermöglicht sie eine genauere Kontrolle des Aussüßungsvorganges in den Randmeergebieten als es bisher möglich war, und schließlich scheint sie berufen, bei weiterer Durchentwicklung der Methodik für die Aufklärung der chemisch-biologischen Grundvorgänge im Zusammenhang mit der Produktionsfrage des Meeres eine wichtige Lücke ausfüllen zu können.

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Fluorescence and contents of yellow substance in the Gulfs of Bothnia and Finland

Summary In the following paper it is tried for the first time to provide a quantitative insight into the relations between two clearly organic substances in the sea-water as depending on salinity. Measurings of this kind could not be made so far especially because the organic substances usually occur in sea-water in very low concentration, furthermore because they decay rather rapidly under the natural conditions prevailing in the sea. The investigations in question deal with two relatively stable compositions closely related to the ulmous substances which are characterized on the one hand by their capability of fluorescence in ultraviolet light and on the other hand by their yellow colour. The investigations are based on water-samples from the Gulfs of Bothnia and Finland, which are relatively abounding in these substances. Assuming four primary kinds of water, the peculiar distribution of these fluorescence and yellow substances in the investigated area can be explained without restriction by mixing processes of these waters. The advantages of the new method of investigation are: firstly that it may be expected to get a deeper insight into the genesis of humus which is only very little elucidated so far, furthermore it allows to control more exactly the process of freshening of the water in marginal seas, and finally, in case of further development it seems to be qualified to fill up a remarkable gap in the elucidation of the fundamental processes in biological chemistry in connection with the problem of marine production.

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Die Veröffentlichung der im wesentlichen bereits vor etwa zehn Jahren abgeschlossenen Arbeit ist durch den Krieg verzögert worden.     

Erhöhte Konzentration der anorganischen Stickstoffverbindungen in der Deutschen Bucht im niederschlagsreichen Sommer 1987

Zusammenfassung Der starke Süßwassereintrag im Sommer 1987 führte in der Deutschen Bucht zu erhöhten Konzentrationen der anorganischen Stickstoffverbindungen. Keine Konzentrationserhöhung gegenüber den Sommer 1986 zeigte sich beim anorganischen gelösten Phosphat. Wie die im Vergleich zu normalen Sommern in Oberflächennähe hohen Nährstoffkonzentrationen und niedrigen pH-Werte zeigen, führte das erhöhte Nährstoffangebot nicht zu einer verstärkten Primäproduktion. Dies und eine wetterbedingte stärkere Wasserdurchmischung verhinderten ungünstige Auswirkungen auf den Sauerstoffhaushalt in der Deutschen Bucht.

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Increased concentrations of the inorganic nitrogen compounds in the German Bight during the rainy summer 1987

Summary Due to the strong freshwater input during spring and summer 1987, increased concentrations of inorganic nitrogen were measured in the German Bight. Compared to 1986, no change was found in the concentration of dissolved inorganic phosphate. Relatively high nutrient concentrations and low pH values in the upper water layer indicate, that the increased nutrient supply was not utilized for primary production. Therefore, and due to a weak stratification no oxygen deficiency occured in the German Bight.

     

Die Sturmfluten vom 9. und 10. Februar 1949 an der deutschen Nordseeküste

Zusammenfassung Es wird der Verlauf des Wasserstandes am 9. und 10. Februar 1949 an der deutschen Nordseeküste an Hand von Pegelaufzeichnungen mehrerer Orte verfolgt. Die zugehörige Wetterlage wird mittels besonderer, zeitlich engabständiger Wetterkarten für die Deutsche Bucht untersucht. Aus der Wetterentwicklung ist der ungewöhnliche Verlauf der Sturmfluten zu erklären. Sie wurden durch das Sturmfeld eines Tiefdrucktroges hervorgerufen, das sich an der nordfriesischen Küste besonders stark auswirken konnte, weil die zugehörige Zyklone im entscheidenden Entwicklungsstadium der Sturmflut am 9. Februar nördlich von Sylt nahezu stationär die Deutsche Bucht nach Norden hin absperrte. Die Wasserstandsaufzeichnungen von Husum und Hamburg, die besonders betrachtet werden, zeigen, da das meteorologische Geschehen den Gezeitenablauf völlig überdecken und Höchst wasserstände unabhängig von diesem erzeugen kann.

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The storm surges of February 9th and 10th, 1949 on the German coast of the North Sea

Summary By the aid of tide gauge records the development of the water level on the German coast of the North Sea on February 9th and 10th, 1949, is discussed. Special weather charts for the German Bight for short intervals are plotted in order to elucidate this unusual development of the tide. Its chief cause was the stormfield of a trough of low pressure whose greatest effect was on the coast of North Friesland, because on February 9 th, at the decisive stage of the tide wave, the storm centre was almost stationary off the Island of Sylt, blocking the outflow of water from the German Bight towards the north. Inspection of the tide curves of Husum and Hamburg demonstrates that the effect of air pressure and wind can mask the normal tides and produce maximum heights independently of the the tidal curve.

     

Statistische Bearbeitung einer einjährigen Grobaerosol-Messreihe

Zusammenfassung Die Ergebnisse von Untersuchungen über das Grobaerosol (Partikelgröße über 0.5 ) in einer Großstadt (Hamburg), wurden mit Hilfe modernster statistischer Verfahren eingehend bearbeitet. Eine ursprünglich durchgeführte grobe Bearbeitung, wie sie heute noch von den meisten Meteorologen vorgenommen wird, ergab praktisch nur eine Abhängigkeit von den Jahreszeiten (Heizperiode) und von den Inversionslagen.Mit Hilfe moderner statistischer Methoden war es u. a. möglich, statistisch gesicherte Abhängigkeiten der Partikelzahlen und Partikelgrößen von der Windrichtung, der Partikelzahlen von der Windstärke und der Partikelzahlen von den Luftkörpern, aufzudecken. Auch ein statistisch gesicherter Zusammenhang zwischen der Sichtweite und der Partikelzahl des Grobaerosols konnte festgestellt werden.Diese Untersuchungen zeigen deutlich die Vorteile und die Notwendigkeit der Bearbeitung von Meßreihen mit den neuen Verfahren der mathematischen Statistik.     

Nachweis einer fortschreitenden Welle in der südlichen Nordsee

Zusammenfassung Am 4. November 1957 wurde an den deutschen und niederländischen Küsten der Nordsee eine Störung des Gezeitenverlaufes beobachtet. Trotz eines Sturmes aus ablandiger Richtung wurde der mittlere Wasserstand bis zu mehreren Metern erhöht. Eine Analyse der Wasserstandsbeobachtungen von vierzehn Stationen ergab, daß es sich um eine fortschreitende Welle handelte, die sich im Seegebiet der südwestlichen Nordsee gebildet hatte. Es wird die Entstehung dieser Welle untersucht. Sie wird erklärt 1. aus ungewöhnlich stark ausgeprägten Luftdruckschwankungen im Küstengebiet Südostenglands und 2. aus dem besonderen Windfeld im Bereich eines Tiefdrucktroges über der südwestlichen Nordsee. Die beobachteten Durchgangszeiten der Welle stimmen mit den berechneten Werten überein; auch die beobachteten Amplituden lassen sich größenordnungsmäßig erklären. Ein Parallelfall vom 13./14. Dezember 1956 weist schließlich auf die Ähnlichkeit der Erscheinung mit den an der englischen Ostküste häufiger beobachtetenexternal surges hin, die als fortschreitende Wellen vom Atlantischen Ozean her in die Nordsee vordringen.

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Verification of a progressive wave in the southern North Sea

Summary On November 4, 1957, a disturbance of the tide was observed on the German and Netherlandish North Sea coasts. Although a storm associated with offshore winds was dominating, the water rose up to several meters above mean sea level. The analysis of sea level observations from 14 stations showed that the rise of water was due to a progressive wave that had been produced in the sea region of the southwestern North Sea. The origin of the progressive wave is the subject of the present investigations. Its occurrence is attributed firstly to atmospheric pressure variations of extraordinary intensity over the southeastern coastal area of England, secondly to a particular wind field in the neighbourhood of a trough of low pressure over the southwestern North Sea. The observed times of passage of the progressive wave correspond to the calculated values; the order of magnitude of the observed amplitudes, too, allows a satisfactory interpretation. A parallel case occurring on December 13/14, 1956 reveals the resemblance of the progressive wave to the phenomenon of external surges, frequently observed on the east coast of England; taking its origin as a progressive wave in the Atlantic Ocean, it penetrates into the North Sea.

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Preuve de la présence d'une onde progressive dans la région sud de la mer du Nord

Résumé Le 4 novembre 1957, on observa une perturbation de la marée sur la côte allemande et sur la côte néerlandaise. Bien qu'une tempête, associée aux vents de terre, dominât, la surface de la mer atteignit une hauteur supérieure au niveau moyen de la mer de plusieurs mètres. Une analyse basée sur des observations du niveau de la merde 14 stations révéla qu'il s'agit d'une onde progressive originaire de la région sud-ouest de la mer du Nord. La génération de cette onde est le sujet des recherches actuelles. Sa formation est ramenée 1⁰ aux variations extraordinairement prononcées de pression atmosphérique au-dessus du littoral sud-est de l'Angleterre, et 2⁰ au champ particulier du vent au voisinage d'un couloir de basse pression au-dessus de la région sud-ouest de la mer du Nord. Les observations des heures de passage de l'onde progressive s'accordent avec les valeurs calculées; de même, l'ordre de grandeur des amplitudes observées permet une interprétation satisfaisante. Un cas analogue, survenu le 13/14 décembre 1956, révéla enfin la ressemblance de l'onde progressive avec le phénomène des ondes externes («external surges») observées fréquemment sur la côte est de l'Angleterre; ce type d'onde tire son origine dans l'Océan Atlantique pour pénétrer dans la mer du Nord.

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Dank. Diese Untersuchung wurde ermöglicht, weil verschiedene Dienststellen entgegenkommenderweise Beobachtungsmaterial zur Verfügung stellten: Die Wasser- und Schifffahrtsämter Emden, Wilhelmshaven, Bremerhaven, Cuxhaven und Tönning sowie die Marschenbauämter Heide und Husum stellten ihre Pegelaufzeichnungen zur Verfügung, der Rijkswaterstaat, 's-Gravenhage, die der niederländischen Stationen. Die englischen und niederländischen Luftdruckbeobachtungen wurden mir freundlicherweise von Mr. Virgo, Chief Meteorological Officer, Headquarters Second ATAF, und Herrn M. P. H. Weenink, De Bilt, vermittelt. Das Seewetteramt Hamburg des Deutschen Wetterdienstes stellte wiederum, wie schon bei früheren Untersuchungen, bereitwillig die Arbeitswetterkarten zur Einsicht zur Verfügung. Schließlich sei dankend hervorgehoben, daß die im internationalen Wetterfernschreibnetz verbreiteten Wasserstandsbeobachtungen des englischen Sturmflutwarndienstes die Untersuchung wesentlich gefördert haben.     

Soil radiocarbon analysis and soil dating

Based on¹⁴C dating principles, techniques of measuring¹⁴C concentrations in pedogenic organic materials have been well established. Basic lines of soil sample pretreatment for radiocarbon analysis by liquid scintillation are shown. Possible influences of lithogenic carbon on the results obtained are discussed.Soil organic matter¹⁴C analysis results can-according to the radiocarbon dating formula-be interpreted as minimum ages of the soil under investigation if strong evidence for autochthonous pedogenic origin of the material is given. In case of fossil soils, minimum age is maximum estimate for period of burial. The gap existing between minimum age and true age can be reduced by special techniques of fractionation, as well as by taking account of additional pedological information on turnover features of the material. Discussion of possible soil organic matter turnover mechanisms leads to a theory of rates of decomposition high in the initial stages and slowing down to nearly zero with time.Application of¹⁴C techniques to humus dynamics until now yielded apparently contradictory results on relative ages of different humic matter fractions., Enrichment of old material in the HCl hydrolysis residue fraction, however, has been observed in all instances.Mathematical modelling of soil radiocarbon response on varying turnover parameters results in estimates of turnover time and migration speed of soil organic matter in total as well as fractions thereof.

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Zusammenfassung Ausgehend von den Grundlagen der¹⁴C Datierung wird das Verfahren der¹⁴C Messung an organischem Bodenmaterial mit Hilfe der Flüssigkeits Szintillations Methode kurz erläutert. Ernste meßtechnische Probleme liegen heute nicht mehr vor. Als Mangel wird die uneinheitliche Probenvorbereitung bei CaCO₃ haltigen und CaCO₃ freien Proben empfunden.Die bodendynamisch bedingte altersmäßige, Inhomogenität der Proben ermöglicht es nicht, das wahre Alter einer Probe, d. h. das Alter des ältesten Teils der in der Probe enthaltenen organischen Stoffe nach der Datierungsformel zu berechnen. Eine genaue Analyse zeigt vielmehr, daß der nach der Formel berechnete Wert nur als Minimalabschätzung für das Alter der Probe gesichert ist. Das so ermittelte Minimalalter der untersuchten organischen Substanz ist gleichzeitig ein Minimalalter für den zugehörigen Boden, falls feststeht, daß das erfaßte Material autochthon pedogen ist und weder aus dem Ausgangsmaterial stammt noch durch Lateraltransport in den Boden gelangte. Das Minimalalter fossiler Böden ist gleichzeitig eine Maximalabschätzung, ihrer Überdeckungszeit.Durch Isolierung einer an älterem Material angereicherten Fraktion der organischen Substanz und ihre gesonderte Untersuchung kann ein Minimalalter für den untersuchten Boden gewonnen werden, das dem wahren Alter näher kommt. Erfolge wurden bisher mit der Rückstandsfraktion von HCl Hydrolysen erzielt. Die Frage nach der Fraktion höchsten Alters ist noch offen.Über das durch Fraktionierungsmethoden gewonnene Maß hinaus kann Aufschluß über die Größe der Differenz zwischen Minimalalter und wahrem Alter im wesentlichen nur durch bodenkundlich theoretische Information über Turnover und Abbauverhalten der organischen Substanz gewonnen werden. Zwei Ansätze werden vorgestellt und diskutiert. ¹⁴C Analysen der klassischen Fraktionen der organischen Substanz haben keine, für alle Böden, ja nicht einmal eine für alle Profilbereiche desselben Bodens gleiche Rangfolge der Fraktionen bezüglich ihres¹⁴C Gehaltes erbracht. Die aus dieser Ergebnislage erwachsenden Schwierigkeiten für ein Verständnis der biochemischen Humusdynamik werden unter Verweis auf die Literatur angedeutet.Versuche, mit mathematischen Modellen die Wechselbeziehungen zwischen der Dynamik der organischen Substanz des Bodens und seiner¹⁴C Konzentrationen in verschiedenen Profiltiefen zu erhellen, werden vorgestellt. Fortschritte auf diesem Gebiet könnten sowohl die Genauigkeit der Altersschätzung mit der¹⁴C Methode erhöhen als auch zu einer konsistenten Interpretation der¹⁴C Ergebnisse in der Erforschung der Humusdynamik führen.

     

Meteorologische Probleme bei der Ausbreitung radioaktiven Aerosols

Zusammenfassung Der Transport radioaktiver Aerosol-Partikel durch die Atmosphäre wirft neue meteorologische Probleme auf. Eine kinematische Methode der Vorhersage von Trajektorien zeigt erhebliche Unterschiede gegenüber den Stromlinien. Die Ausbreitung von Partikelwolken ist eine Funktion der Vektorstreuung des Windfeldes und einem von der Zeit abhängigen Parameter. Der Massenaustausch zwischen der Troposphäre und der viel partikelreicheren Stratosphäre vollzieht sich vorwiegend in horizontaler Richtung im Niveau der Strahlströmungen. Einige Besonderheiten der Stratosphäre über dem tropischen Pazifik werden kurz beschrieben: die Aufspaltung der Tropopause über dem Äquator und die großen zeitlichen Änderungen der zonalen Windströmungen. Während die Gravitation und das Auswaschen durch Niederschläge vorwiegend gröbere Partikel (Durchmesser>2) zur Sedimentation bringen, fällt die Koagulation an Wolkenelementen hauptsächlich die kleinsten Partikel (<0.1 ) aus.

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Summary The transport of radioactive particulate matter by the atmosphere introduces new meteorological problems. A kinematical method of forecasting air trajectories demonstrates substantial differences compared with stream-lines. The spread of particle clouds can be derived from the standard vector deviation of winds and a time-dependent parameter. Between the troposphere and the stratosphere with its much higher concentration of particles, the mass exchange occurs mainly in a horizontal direction near the jet-stream level. Some pecularities of the stratosphere above the Tropical Pacific are shortly described: the splitting of the tropopause above the equator, and the large time-variations of the zonal currents. While particles with a diameter of at least 2 micron are mainly deposited by gravitation and rain scavenging, coagulation with cloud droplets prefers particles below 0.1 micron.

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Vortrag gehalten am 3. April 1959 auf der 7. Hauptversammlung der «Società Italiana di Geofisica e Meteorologia» (Genova: 3.–5. April 1959).     

Qualitätsziele für die Nordsee?- Pro und Kontra-Pro

Zusammenfassung Bereits im Oktober 1973 wurde von der EG ein Aktionsprogramm für den Umweltschutz verabschiedet, in dem die Definition von Qualitätszielen gefordert wird. Danach sollen Qualitätsziele für den Schutz des Menschen gegen Umweltverschmutzung, aber auch für den Schutz der Umwelt an sich formuliert werden. Die Vorstellungen bezogen das Meerwasser zwar ausdrücklich mit ein, waren jedoch stark funktionsbezogen (Badewasser, Fischzucht). 1986 fanden Qualitätsziele in die Leitlinien Umweltvorsorge Eingang. Die Dritte Internationale Nordseeschutzkonferenz 1991 forderte, Qualitätsziele international zu entwickeln. Im selben Jahr erhielt das Nationalparkamt vom Schleswig-Holsteinischen Umweltministerium den Auftrag, ein Diskussionspapier zu erarbeiten. Dieses Papier liegt inzwischen vor. Es beschreibt ökologische Schäden und schlägt auch Parameter für Qualitätsziele vor.In der aktuellen Diskussion wird z. T. bestritten, daß die Beschreibung ökologischer Ziele von Nutzen sein könnte. Sinnvolles Handeln zum Schutz der Umwelt ist aber nur möglich, wenn Klarheit über die Ziele besteht. Auch in der Umweltpolitik reichen vage Formulierungen nicht aus, zumal dann allzu leicht eine breite, aber folglose Zustimmung erfolgt. Präzise definierte Ziele ermöglichen dagegen eine Kontrolle über den Erfolg von eingeleiteten Maßnahmen.Aus diesen Gründen müssen ökologische Qualitätsziele für den Natur- und Umweltschutz definiert werden. Die dafür benötigten Begriffe sind eindeutig festzulegen und zu verwenden (z. B. Qualitätsstandards, Grenzwerte, Richtwerte). Erst dann ist es möglich, die Ziele von den anzuwendenden Methoden zu unterscheiden, die in der bisherigen Diskussion ständig verwechselt werden. Ohne Beteiligung der Naturwissenschaftler können Qualitätsziele nicht verständlich und präzise formuliert werden.

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For and against ecological quality objectives for the North Sea-for

Summary In October 1973 the EC approved environmental protection measures in which a demand was made for a definition of ecological quality objectives. These were to be formulated to ensure that humans were protected against environmental pollution, but aims to protect the environment itself were also to be drawn up. Sea water was included in the programme, but suggestions were strongly oriented towards its various uses (bathing, fish farming). Quality aims were included in the 1986 Leitlinien Umweltvorsorge (Guidelines for environmental precautions). The 3rd International North Sea conference in 1991 requested that ecological quality objectives should be developed internationally. Also in 1991, the Ministry of the Environment in Schleswig-Holstein instructed the Nationalpark agency to draw up a discussion document which has now been presented. It describes ecolgical damage and suggests parameters for ecological quality objectives.In the current discussion, it is partly disputed that describing ecological aims could be useful. But sensible action to protect the environment is only possible if there is no confusion about the aims. In ecological policy, too, vague formulations are not sufficient, particularly if what follows is broad but ineffective agreement. Precisely defined aims, on the other hand, mean that the success of measures taken can be checked.It is for these reasons that ecological quality objectives must be defined for conservation purposes. The terms to be used must be fixed and used unambiguously (e. g. quality standards, limit values, guide values). Only then it will be possible to distinguish between aims and the methods which in previous discussions have always been confused. Ecological quality objectives cannot be formulated intelligibly and precisely without the pariticipation of scientists.

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Veröffentlichung Nr. 32 des Projektes Ökosystemforschung Wattenmeer     

Die Beobachtungen auf dem Feuerschiff „S 2”. Ein Beitrag zur Hydrographie des Grenzbereichs zwischen Deutscher Bucht und südwestlicher Nordsee

Zusammenfassung Das hydrographische Beobachtungsmaterial, welches auf dem Feuerschiff S 2 in den Jahren 1948–1953 im Grenzbereich zwischen Deutscher Bucht und südwestlicher Nordsee gewonnen wurde, wird im Zusammenhang dargestellt und diskutiert. Zunächst wird ein Überblick über den jährlichen Gang von Salzgehalt und Temperatur in den einzelnen Tiefenstufen gegeben. Betrachtungen der statistischen Verteilungen dieser Elemente sowie ihrer täglichen und siebentägigen Änderungen schließen sich an. Zuletzt werden der thermohaline Aufbau und seine periodischen Veränderungen sowie seine aperiodischen Störungen untersucht.Es ergibt sich: das Seegebiet um S 2 ist das ganze Jahr über nahezu homohalin, durchgehend homotherm aber nur im Winter. Homothermie kommt zwar gelegentlich auch im Sommer vor, doch ist in der warmen Jahreszeit das Wasser meist thermisch geschichtet. Die Stabilität dieser Schichtung ist aber nicht sehr groß. Fast den ganzen Sommer über geht ein—bald stärkerer, bald schwächerer—Wärmestrom von der Oberfläche in die tieferen Wasserschichten. Sie nehmen—trotz Sprungschichtbildung—an der sommerlichen Erwärmung teil. Die jährlichen Temperatur-schwankungen sind daher im Bodeawasser fast ebenso groß wie im Oberflächenwasser. Auf Grund dieser hydrographischen Eigentümlichkeiten stellt der Bereich um S 2 ein Übergangsgebiet dar zwischen der das ganze Jahr über stets völlig durchmischten südlichen Nordsee und den im Sommer thermisch stabil geschichteten Regionen der mittleren Nordsee, in der die Temperatursprungschicht als Sperrschicht wirkt.

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The observations on light vessel S 2. A contribution to the hydrography of the area between German Bight and the south-western part of the North Sea

Summary The hydrographic observational material that has been obtained on light vessel S 2 during the period from 1948 to 1953 in the area between German Bight and the south-western part of the North Sea is represented as a whole and discussed. At first, the annual variations of salinity and temperature at the different depths are outlined, then the statistical distribution of the elements as well as their variations from day to day and from week to week are discussed. At last, the thermo-haline structure and its periodic variations as well as its aperiodic disturbances are investigated.The result of these investigations is as follows: The sea around S 2 is almost isohaline throughout the whole year, it is, however, isothermal from the surface to the bottom only in winter. It may occasionally be isothermal even in summer, as a rule, however, there is observed a thermal stratification of the water during the summer months; its stability is, however, not very strong. Almost throughout the whole summer a current of heat, varying in strength, is moving from the surface down to the deeper water layers, which too, take part in the summerly process of heating in spite of the development of discontinuity layers. The annual temperature variations of the bottom water are almost just as great as those of the surface water. Owing to these hydrographic particularities the area around light vessel S 2 may be considered as a transitional area between the southern North Sea which throughout the whole year is always fully mixed up, and the central part of the North Sea with its stable thermal stratification where the thermocline has the effect of a bar (Sperrschicht).

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Les observations à bord du bateau-feu «S 2». Une contribution à la hydrographie des parazes entre la baie. Allemande et la zone sud-ouest de la mer du Nord

Résumé Le matériel d'observation hydrographique, obtenu à bord du bateau-feu «S 2» dans les parages entre la baie Allemande et la zone sud-ouest de la mer du Nord pendant la période de 1948 à 1953 est représenté dans son ensemble et discuté. D'abord, un aperçu est présenté qui traite les variations annuelles de la salinité et de la température dans les divers étages de profondeur, puis on discute les distributions statistiques de ces éléments ainsi que leurs variations de jour en jour et de semaine en semaine. Enfin, la distribution verticale de la température et de la salinité ainsi que les variations périodiques et les perturbations apériodiques en font l'objet de l'étude.Il en résulte: La zone au voisinage du bateau-feu «S 2» est presque isohaline pendant toute l'année, elle est, cependant, isotherme à partir de la surface jusqu'au fond seulement pendant les mois d'hiver. De temps en temps, il se produit de l'homothermie même pendant les mois d'été, mais le plus souvent les eaux montrent en été des stratifications thermiques. La stabilité de cette stratification n'est pas, cependant, trop forte. Pendant presque tous les mois d'été un courant thermique, variant en puissance, se meut de la surface jusqu'aux couches profondes, qui, malgré la présence des couches de discontinuité, prennent également part à l'échauffement estival des eaux. Les variations annuelles de la température dans les eaux au voisinage du fond sont, done, presque aussi fortes que celles qui se produisent dans les eaux de la surface. A cause de ces particularités hydrographiques les parages au voisinage du bateau-feu «S 2» peuvent être considérés comme zone de transition entre la partie sud la de mer du Nord, qui est complètement mélangée pendant toute l'année, et les zones de la partie centrale de la mer du Nord, qui montrent une stratification thermique stabile pendant les mois d'été. D'ailleurs, dans cette partie de la mer du Nord, la couche thermique de discontinuité agit comme couche de barrage (Sperrschicht).

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Dieser Aufsatz ist ein Teil eines Vortrages, der die für die International Association of Physical Oceanography der XII. General Assembly U.G.G.I., Helsinki 1960, vorgeschen war; der Vortrag wurde nicht gehalten. Eine Zusammenfassung erschien in den Preprints der oben genannten Association unter dem Titel: Hydrographische Elemente sowie Auf-und Abbau der Sprungschicht im Grenzbereich der Deutschen Bucht und südwestlichen Nordsee, dargestellt unter Benutzung der mehrjährigen Beobachtungsreihen des Feuerschiffes S 2.     

Der „Delphin“, ein Meßgerät zur Untersuchung von oberflächennahen Temperaturschichtungen im Meere

Zusammenfassung Zur Messung der vertikalen Temperaturverteilung längs eines Profils, insbesondere zur Untersuchung von Temperatursprungschichten, wurde am Deutschen Hydrographischen Institut der Delphin entwickelt. Das Gerät wird hinter dem fahrenden Schiff geschleppt und pendelt zwischen der Oberfläche und etwa 100 m Tiefe auf und ab. Druck und Temperatur werden in sekündlichem Abstand über die Schleppleine an Bord übertragen und registriert. Aufbau und Funktionsweise des Gerätes werden beschrieben. Als Beispiele werden Delphinregistrierungen im Vermischungsgebiet des Golf- und Labradorstromes während des Internationalen Geophysikalischen Jahres sowie in der nördlichen Nordsee wiedergegeben und besprochen.     

Über die Intensität der Temperatur-, Salzgehalts- und Dichteschichtung in der Deutschen Bucht

Zusammenfassung Als Ergänzung zu den Sprungschichtuntersuchungen in der Nord- und Ostsee von G. Dietrich wird in der vorliegenden Bearbeitung der jahreszeitliche Gang und die regionale Verbreitung der thermohalinen Schichtung in der Deutschen Bucht verfolgt. An Hand der hydrographischen Beobachtungen der deutschen und dänischen Nordseefeuerschiffe und der Helgoländer Terminstationen wird der Jahresgang der Temperatur- und Salzgehaltsunterschiede zwischen Oberflächen- und Bodenwasser dargestellt. Als Beispiel der horizontalen Verteilung der maximalen Temperatur-, Salzgehalts- und Dichteschichtung im Frühjahr werden die auf der Poseidon-Fahrt im Mai 1933 gewonnenen hydrographischen Beobachtungen benutzt. Diese Unterlagen im Zusammenhang mit den während der Poseidon-Fahrten der Jahre 1920/36 gesammelten Erfahrungen sind am besten dafür geeignet, die Ausbildung und Tiefenlage der thermohalinen Sprungschicht in ihrem jahreszeitlichen Verlauf an Hand von ostwestlich und nordsüdlich angelegten hydrographischen Schnitten in der Deutschen Bucht zu untersuchen. Als Beispiel hierfür wird die Darstellung der Tiefenlage der thermohalinen Sprungschicht innerhalb der vertikalen Dichteverteilung im Mai 1933 gebracht.

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On the intensity of stratification in temperature, salinity and density in the German Bight

Summary Supplementary to G. Dietrich's investigations of the discontinuity layers in the North Sea and in the Baltic Sea the author treats the seasonal variations and the regional distribution of stratification in temperature and salinity in the German Bight. From hydrographic observations by German and Danish light vessels in the North Sea and from observations made at fixed hours by stations around the Isle of Heligoland the annual variations of differences in temperature and salinity in surface- and bottom water are calculated. The hydrographic observations obtained during the Poseidon cruise in May, 1933 illustrate the horizontal distribution of maximum stratification of temperature, salinity and density in spring time. These data combined with the experiences from the 1920/1936 Poseidon cruises are particularly suitable for studies to be made to show the evolution and the position of the thermohaline discontinuity layer during the seasonal cycle with the aid of observations made along east-west and north-south sections across the German Bight. The position of the thermohaline discontinuity layer in May 1933 within the vertical density distribution represented in this paper may serve as an example for the phenomenae described above.

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Sur l'intensité de la stratification en température, en salinité et en densité dans la Deutsche Bucht (zone de la mer du Nord limitrophe des côtes allemandes)

Résumé Supplémentaire aux recherches des couches de discontinuité en mer du Nord et en mer Baltique effectuées par G. Dietrich, l'auteur étudie dans ce travail les variations saisonnières et la répartition régionale de la stratification en température et en salinité comme elles se présentent dans la Deutsche Bucht. A l'aide des observations hydrographiques faites à bord des bateaux-feu allemands et danois en mer du Nord et au moyen des observations effectuées à des beures fixes par les stations autours de l'île de Helgoland on calcule les variations annuelles des différences de la température et de la salinité entre des eaux superficielles et des eaux du fond de la mer. Les observations hydrographiques obtenues au cours de la croisière du bateau Poseidon en mai 1933 servent d'exemple pour illustrer la répartition horizontale de la stratification maximale au printemps, soit en température, soit en salinité ou soit en densité. Ces données ainsi que les expériences faites au cours des diverses croisières du Poseidon pendant les années de 1920 à 1936 sont les plus convenables lorsqu'on veut étudier, à laide des observations de série effectuées le long des sections verticales de l'ouest à l'est et du nord au sud dans la Deutsche Bucht, l'évolution de la couche thermohaline de discontinuité et sa position en profondeur au cours du cycle saisonnier. La représentation de la position en profondeur de la couche thermohaline de discontinuité comme elle se présente dans la distribution verticale de la densité en mai 1933 sert d'exemple de ces phénomènes.

     

Atmospheric electricity measurements over the Indian Ocean

Summary Results of measurements of the atmospheric electrical conductivity and potential gradient made during the sixth Scientific Cruise of the Indian Oceanographic Ship INS Kistna in the Bay of Bengal during February–March 1963 are presented. Observations were made when the skies were generally clear and the sea calm, in the geographical area 8°N to 17°N and 80°E to 95°E, on the outward journey of INS Kistna from Madras (80°E, 13°N) to Port Blair (93°E, 12°N) and on the return journey to Madras.Over the ocean where there are no local sources of pollution, the measured values of conductivity and potential gradient are in agreement with theoretical values, assuming that an ion equilibrium exists, that ions are destroyed primarily by collision with small ions of opposite sign and that small ions are produced only by cosmic radiation. The values of electrical conductivity obtained are generally of the same order as those to be expected from theoretical considerations and in general agreement with those obtained during the Carnegie cruises in the Indian Ocean in 1920. There are, however, significant variations near the coast where the electric structure above the ocean is affected by continental sources of pollution. Conductivity values near the land are about half that in the unpolluted air over the ocean but prevailing winds prevent the extension of pollution beyond 100–200 km from the coast in this season.

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Zusammenfassung Es wird über Messungen der luftelektrischen Leitfähigkeit und des Potentialgefälles berichtet, welche während der Sechsten Wissenschaftlichen Kreuzfahrt des indischen Ozeanographischen Forschungsschiffes Ins Kistna in der Bengalischen Bucht im Februar und März 1963 ausgeführt wurden. Die Beobachtungen sind im allgemeinen bei klarem Himmel und ruhiger See gemacht worden, und zwar in dem geographischen Bereich zwischen 8 und 17°N und 80 und 95°E während der Ausfahrt der INS Kistna von Madras (80°E, 13°N) nach Port Blair (93°E, 12°N) und auf der Rückreise nach Madras. In den Bereichen des Ozeans, in denen keine örtlichen Pollutionsquellen bestehen, stimmen die gemessenen Werte der Leitfähigkeit und des Potentialgefälles mit den theoretischen Werten überein, die man erhält, wenn man annimmt, dass ein Ionengleichgewicht besteht, dass die schnellen Ionen vorwiegend durch Zusammenstoss mit schnellen Ionen des entgegengesetzten Vorzeichens vernichtet werden, und dass die schnellen Ionen nur durch die kosmische Höhenstrahlung erzeugt werden. Die Werte der Leitfähigkeit stimmen mit denen überein, die man aus theoretischen Überlegungen gewinnt, und auch mit denen, die während der Kreuzfahrten des Forschungsschiffes Carnegie im Indischen Ozean im Jahre 1920 gemessen Küste sind jedoch bedeutsame Abweichungen festzustellen, wo die elektrischen Verhältenisse über dem Ozean durch Pollutionsquellen auf dem Lande beeinflusst werden. Die Leitfähigkeitswerte nahe dem Land sind nur ungefähr halb so gross wie die in der pollutionsfreien Luft des offenen Ozeans-jedoch haben die während der Mess-Jahreszeit vorherrschenden Winde eine Ausbreitung der Pollutionszone auf einen Bereich von 100 bis 200 km von der Küste beschränkt.

     

Zur Berechnung der latenten und fürhlbaren Wärmeströme von der Meeresoberfläche an die Luft

Zusammenfassung Ausgehend von der Temperaturänderung eines Einheitsvolumens einer inkompressiblen Strömung werden die Gleichungen für den Transport von Bewegungsgröße und von fühlbarer und latenter Wärme bestimmt. Mit der Annahme, daß die Temperaturschichtung in den untersten 10 cm vernachlässigbar ist, kann man aus den vorhandenen Messungen der Schubspannung bei adiabatischer Schichtung die Schubspannung bei nichtadiabatischer Schichtung berechnen, wenn man voraussetzt, daß die Windgeschwindigkeit einem Potenzgesetz der Höhe gehorcht und die Schubspannung höhenkonstant ist. Aus diesen Schubspannungswerten kann man den turbulenten Diffusionskoeffizienten für den Transport von Bewegungsgröße bestimmen. Nimmt man weiter an, daß sich die turbulenten Diffusionskoeffizienten für die drei Transporte nicht unterscheiden und daß auch die Temperatur und Feuchte einem Potenzgesetz der Höhe gehorchen, dann kann man aus den Temperatur-und Feuchtemessungen in zwei Höhen und einer Windgeschwindigkeitsmessung den fühlbaren und latenten Wärmestrom berechnen. Ein Vergleich mit denJacobs'schen Formeln für die Verdunstung und den Transport von fühlbarer Wärme zeigt, daß die Ergebnisse nur für mittlere Windgeschwindigkeiten gut übereinstimmen. Für höhere Windstärken liefern dieJacobs'schen Formeln viel zu kleine Werte.

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Summary From the change of potential temperature of unit volume of an incompressible fluid, the transport equation for sensible and latent heat and for momentum have been determined. Neglecting the influence of temperature stratification on the lowest 10 cm and assuming the wind speed to follow a power law of height and the shearing stress to be independent of height, it is possible to determine the shearing stress for nonadiabatic conditions from the measurements of the shearing stress for adiabatic stratification. From the shearing stress one may determine the eddy diffusivityK(z). Assuming the three coefficients for turbulent diffusion to be identical and the temperature and humidity to follow a power law of height, one can determine the latent and sensible heat transfer from temperature and humidity measurements at two heights and one wind speed measurement. Comparison withJacobs's formulas for the evaporation and sensible heat transfer shows that the results agree only for medium wind speed. For larger wind velocitiesJacobs's formulas yield much too low values.

     

Über Vertikalbewegung in der Unteren Troposphäre

Zusammenfassung Mittels der Differentialgleichungen für den Rotor und die Divergenz horizontaler turbulenter Luftbewegung und der Kontinuitätsgleichung wird näherungsweise die Vertikalbewegung in Abhängigkeit von den Druckänderungen bestimmt, deren zeitliche Variation als vertikal abnehmende periodische Schwankung (unter Berücksichtigung verschiedener Frequenzen ) angenommen wird. In allen durchgerechneten Fällen hängt die Vertikalgeschwindigkeit der Troposphäre in hohem (mit variierendem) Masse von der Reibung ab. Bei vielen, insbesondere den kleineren Frequenzen vorkommender Grösse besteht die Vertikalbewegung der unteren Troposphäre überwiegend aus dem Teil, der ohne Turbulenzreibung nicht entstehen würde. Auf diesem Wege kann die Bodenreibung die Vertikalbewegung und mittels dieser die Luftströmungen und Druckänderungen in allen Höhen massgeblich beeinflussen.

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Summary By means of the differential equations of curl and divergence of horizontal turbulent motion of air and the equation of continuity an approaching vertical motion is determined in dependance of pressure changes the temporal variation of which is supposed as a vertically decreasing oscillation (with regard to different frequencies ). In all calculated cases the vertical motion of the troposphere is modified by friction in a high degree (varying with ). With many, especially the smaller frequencies of realized magnitude vertical velocity of the lower troposphere consists prevailingly of that part which would not arise without additional stress components of turbulent motion. In this way friction at the earth's surface is able to influence essentially the vertical motion and by it the air currents and pressure changes in all levels.

     

Zur Theorie des Normalsphäroides

Zusammenfassung Ausgehend von denHelmertschen Beziehungen für das Rotations-Niveausphäroid 4. Ranges werden für jede beliebige Massenkonfiguration der Erde die dem tatsächlichen Geiod «benachbarten» künstlichen Geoide aus der Forderung eines konstanten Potemialwertes definiert. Es wird gezeigt, daß in diesem Falle bei Vernachlässigung der Glieder 6. Ordn. das Verhältnis von Fliehkraft zur Schwere im Äquator konstant bleibt, wobei gleichzeitig die relativen. Änderungen von Achse und Äquatorschwere bis auf Größen 4. Ordn. übereinstimmen. Damit lassen sich für die beiden Grenzfiguren, dasMacLaurinsche homogene Ellipsoid und das Sphäroid der größten Massenkonzentration, nicht nur die schon seit rund 200 Jahren bekannten Grenzwerte der Abplattung, sondern auch die streng zugehörigen Werte für die übrigen Parameter ableiten. Der Parameter ₄ ist fast konstant; aus seinem Wert folgt, daß das Normalsphäroid mit großer Annäherung ein Niveauellipsoid ist. In der Umgebung des Normalsphäroides wird eine Reihe benachbarter künstlicher Geoide berechnet, aus der das Normalsphäroid auf Grund der Forderung der Konstanz des Drehimpulses herausgehoben werden kann. Die Reihe läßt verschiedene interessante Schlüsse zu. Mehrere grundsätzliche Folgerungen für die hypothesenfreie Lösung des Problemes der Erdfigur rechtfertigen die vom Verfasser 1956 vorgeschlagene Methode.

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Summary Starting fromHelmert's relations for his rotation-niveauspheroid for each configuration of masses of earth artificial geoids neighbouring to the actual geoid can be defined by the demand of a constant value of potential. It is shown, that in this case the ratio of centrifugal power to gravitation in the equator is constant neglecting quantities of 6th order, at which the relative changes of axis and gravity in equator coincide within quantities of 4th order. With it for the two limit figures,MacLaurin's homogeneous ellipsoid and the spheroid of greatest concentration of masses, not only the well known boundary values of the flattning but also the corresponding values for the other parameters can be determined. The parameter ₄ is nearly constant; from its value follows, that the normal spheroid is with great approximation a niveau-ellipsoid. In its neighbourhood a series of niveau-ellipsoids can be calculated and the normal spheroid is then defined by the demand of constancy of drall. The series allows a few interesting conclusions. Finally from the theoretical knowledges a few principal deductions for a solution without hypothesis of the problem of figure of the earth can be develloped, which justify the author's method of 1956.

     

Hydrographische Betrachtungen über die regionale Verteilung der mittleren Eisvorbereitungs- und Eisabschmelzzeit in der Deutschen Bucht und der westlichen Ostsee mit Karten

Zusammenfassung Auf Grund der für die einzelnen Eisbeobachtungsstationen berechneten Zentralwerte (Z.W.) werden Karten mit der regionalen Verteilung der mittleren Eisvorbereitungs- und -abschmelzzeit vorgelegt (s. Abb. 1–3). Das Beobachtungsmaterial der Eismelde- und Klimastationen umfaßt die Periode 1920/21–1953/54.Im allgemeinen nimmt die Länge der Eisvorbereitungszeit mit der Entfernung von der Küste zu, diejenige der Eisabschmelzzeit nimmt seewärts ab. In der Ostsee ist die Abschmelzzeit in eisreichen Wintern größer als in normalen Wintern.Bestimmte Grenzlinien für die Gebiete gleicher Vorbereitungs- und Abschmelzzeit fallen mit charakteristischen Tiefenlinien zusammen.Die Topographie der Wattenmeere, Flußmündungen und der offenen Seegebiete in der Deutschen Bucht sowie der Förden und Belte in der westlichen Ostsee spiegelt sich in der regionalen Anordnung der Gebiete gleicher Vorbereitungs- und Abschmelzzeiten wider.Für eine Erklärung des unterschiedlichen Verhaltens der Vorbereitungs- und Abschmelzzeiten in der Nordsee werden neben den bereits benutzten hydrographischen Faktoren wie Wassertiefe und Wassertemperatur (E. Goedecke [1957]) die Salzgehaltsverteilung (s. Abb. 4–7) und das zugehörige Bild der wahrscheinlichen Wasserversetzungen in der Deutschen Bucht herangezogen.Die einzelnen Größen der Eisvorbereitungszeit zeigen einen auffälligen Gegensatz zwischen der ostfriesischen und nordfriesischen Küste. Im Winter setzt relativ warmes und salzreiches Nordseewasser vorwiegend an der ostfriesischen Küste in die Bucht hinein, relativ kaltes und salzarmes Küstenwasser vorwiegend an der nordfriesischen Küste aus der Bucht heraus. Diese hydrographischen Verhältnisse bedingen, daß die seewärtige Eisentwicklung an der ostfriesischen Seite gebremst, an der nordfriesischen Seite gefördert wird.Ein weiterer Gegensatz in bezug auf Eisvorbereitungszeit besteht zwischen den Wattenmeeren und großen Flußmündungen. Da das Nordseewasser tief in die Mündungsgebiete der Elbe und Weser eindringen kann, tritt die örtliche Vereisung dort später ein als in den Wattenmeeren.Die Ergebnisse für die Eisabschmelzzeit sind in die Gruppen normale und eisreiche Winter aufgeteilt worden.In Bezug auf diese Zeitspanne bleibt der Gegensatz zwischen der ostfriesischen und nordfriesischen Küste erhalten, stellenweise ist er noch schärfer ausgeprägt als bei der Vorbereitungszeit. Die vor der ostfriesischen Küste entlangsetzende Nordseeströmung verursacht sowohl in normalen als auch in eisreichen Wintern ein rasches Abschmelzen des Eises in den Wattenmeeren und vor den Inseln. An der nordfriesischen Küste dagegen wird die Abschmelzperiode durch den Abfluß der Schmelzwässer aus den inneren Küstengebieten verlängert.Der Nord-Ostsee-Kanal hat relativ große Eisvorbereitungs- und -abschmelzzeiten. Durch intensive Vermischung von salzhaltigerem Tiefen- mit salzärmerem Oberflächenwasser wird die Eisbildung verzögert. Während der Abschmelzperiode ist im Kanal eine ausgeprägte Stromschichtung vorhanden. Im östlichen Kanalabschnitt tritt infolge rascherer Erwärmung und Salzgehaltserhöhung des Oberflächenwassers ein frühzeitigeres Abschmelzen des Eises ein als im westlichen Teil des Kanals.Für die Erklärung des entsprechenden Verhaltens in der westlichen Ostsee wird ein hydrographisches Gesamtbild auf dynamischer Grundlage in Verbindung mit den mittleren Daten für Eisbeginn und Eisende benutzt (s. Tabelle 1 und 2).Durch den Einfluß stationärer Ostwetterlagen werden langdauernde Ausstromlagen und zugleich eine Verlagerung der Beltseefront nach Westen hervorgerufen. Während dieser Zeiten dringt kaltes und salzarmes Ostseewasser an der Oberfläche in die Buchten und Förden ein. Die verschiedenartige Stärke und Dauer der von Ost nach West fortschreitenden Aussüßung der westlichen Ostsee im Zusammenhang mit der stetigen Abkühlung der Luft- und Wasserschichten bedingen das unterschiedliche Verhalten der einzelnen Küsten- und Seegebiete in bezug auf Eisvorbereitungs- und -abschmelzzeit. Diese meteorologisch-hydrographische Abhängigkeit der Eisentwicklung spiegelt sich in der zeitlichen Aufeinanderfolge der Ver- und Enteisungsdaten wider. Die relativ hohen Strömungsgeschwindigkeiten in den Belten und Sunden sind für die relativ großen Eisvorbereitungszeiten in diesen Meeresdurchlässen verantwortlich zu machen. Die Eisentwicklung in den inneren Küstenteilen, in welchen außer den Faktoren wie Temperatur, Salzgehalt und Strömungen vor allem die jeweilige Wassertiefe maßgebend ist, drückt sich durch kleinere Vorbereitungszeiten aus.Während der Eisabschmelzperiode werden unter dem Einfluß stationärer NW-Wetterlagen langdauernde Einstromlagen und gleichzeitig eine Verlagerung der Beltseefront nach Osten hervorgerufen. Das durch die Belte verschieden rasche Eindringen von relativ wärmerem und salzreicherem Nordseewasser in die Buchten und Förden verursacht die unterschiedlichen Abschmelzzeiten in den einzelnen Küstengebieten. Die verhältnismäßig rasche Vermischung von Nord- und Ostseewasser bedingt in normalen Eiswintern kleinere Abschmelzzeiten. In eisreichen Wintern dagegen sind die Abschmelzzeiten dicht unter der Küste kleiner als in küstenfernen Gebieten. Dieses Verhalten wird durch die Erscheinung des Auftriebwassers in den inneren Buchten und Förden erklärt. Durch die Wirkung ablandiger Winde steigt relativ warmes und salzreiches Wasser an die Oberfläche empor und beschleunigt den Prozeß der Eisauflösung in den inneren Küstenteilen. Da sich das Eis in den äußeren Buchten und Förden sowie an bestimmten Stellen innerhalb der Belte und der offenen See noch längere Zeit hält, sind in diesen Gebieten natürlich größere Abschmelzzeiten zu verzeichnen als an der Küste.Zum Schluß werden einzelne Werte der Eisvorbereitungszeit einer kritischen Betrachtung auf hydrographischer Basis unterworfen. Dabei werden die Vorbereitungszeiten in Gebieten mit ortseigenem (autochthonem) Eis denen in Gebieten mit ortsfremdem (allochthonem) Eis gegenübergestellt. An den Beispielen des Eisauftretens in den Helgoländer Gewässern und der im Februar 1947 in der südöstlichen Nordsee weiträumig nach Westen vorgestoßenen Vereisung wird unter Berücksichtigung der vorhandenen hydrographischen Beobachtungen und Erfahrungen (s. Abb. 8 und Tabelle 3–5) gezeigt, daß eine Bestimmung der Eisvorbereitungszeit in diesen Gewässern nur dann sinnvoll erscheint und diese Größe selbst an Wahrscheinlichkeit gewinnt, wenn das Vorhandensein einer sogenannten Eisträgerschicht anhand von Temperatur und Salzgehalt tatsächlich nachgewiesen werden kann.Abschließend wird betont, daß es keine Schwierigkeit bereitet, die regionale Darstellung der Eisvorbereitungs- und -abschmelzzeit unter rein hydrographischen Gesichtspunkten zu interpretieren.

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Hydrographic considerations, accompanied by charts, on the regional distribution of the mean preparatory periods of ice generation and ice melting in the German Bight and in the western Baltic Sea

Summary Charts showing the regional distribution of mean preparatory periods of ice generation and ice melting (figs. 1–3), are presented; they are based on the median values (Z. W.) calculated from the existing ice observation stations. The observational material from the ice reporting- and climate stations covers the period from 1920/21 to 1953/54.As a rule, duration of ice generation increases, duration of ice melting decreases with the distance from the coast. In the Baltic melting requires more time in winters rich in ice than it does in normal winters.Certain boundary lines between adjacent regions of equal duration of ice generation and ice melting are found to coincide with characteristic depth contours.The topography of the wadden seas, estuaries and open sea regions in the German Bight as well as that of the fjords and Belt-Seas in the western Baltic Sea finds itself reflected in the regional distribution of areas of equal duration of ice generation and ice melting.The dissimilar duration of ice generation and ice melting in the North Sea is explained to be due, in addition to the hydrographic factors of water depth and water temperature, already referred to (E. Goedecke [1957]), to distribution of salinity, (figs. 4–7) as well as to supposed water movements in the German Bight associated with these factors.The single values of the period of ice generating on the East Frisian coast are in striking contrast to those observed on the North Frisian coast. In winter, the inflow of relatively warm North Sea water of high salinity preferrably enters the German Bight on the East Frisian coast, while the relatively cold coastal water of low salinity preferrably leaves the German Bight on the North Frisian coast. These hydrographic conditions cause ice generation to be reduced in its seaward extension on the East Frisian coast and to be increased on the North Frisian coast.Another contrast is observed between the duration of ice generation in the wadden seas and in the great estuaries. In contrast to the wadden seas, local ice generation in the estuaries is delayed owing to the North Sea water moving far into the mouths of the Elbe and Weser rivers.The results with reference to the duration of ice melting are classified in two groups, i. e. in normal winters and in winters rich in ice.The contrast existing between the East Frisian and the North Frisian coast with regard to the duration of ice generation again manifests itself in the duration of ice melting, at some places it even intensifies compared with the duration of ice generation. In normal winters as well as in winters rich in ice, the melting process in the wadden seas and round about the islands is accelerated by the influence of the North sea water flowing along the East Frisian coast. On the North Frisian coast, however, the duration of the melting process is prolonged by the discharge of melting snow and ice from the interior of the litoral regions.Ice generation and ice melting in the Kiel Canal extends over relatively long periods. The intensive mixing of saliferous water from great depths with surface water of less salinity has a retardatory effect on ice generation. During the period of ice melting the Canal water shows a pronounced stratification. In the eastern part of the Canal, ice melting sets in at an earlier date than in the western part, owing to a faster warming and an increase in salinity of the surface water.With the view of explaining adequate processes in the western Baltic Sea, a general hydrographic outline on a dynamic basis as well as mean times of beginning and termination of ice generation and ice melting are used (tables 1 and 2).Caused by the effect of stationary weather situations with easterly winds, an outflow from the Baltic of long duration associated with a shifting of the Belt Sea front to the West are produced. During such periods, cold Baltic Sea water of low salinity invades the surface layers of the bays and fjords. The different strength and duration of the predominance of water poor in salinity, proceeding from east to west in the western Baltic Sea, along with a continuous cooling of the air- and water layers are the cause of the dissimilar behaviour of the various coastal regions and sea areas with regard to the duration of ice generation and ice melting. The dependency of ice generation and ice melting on meteorological and hydrographical factors is reflected in the chronological sequence of the dates of icing up and melting. The relatively high current velocities in the Belt Seas and the Sound are responsible for the comparatively long duration of ice generation in these straits. Ice generation in the interior parts of the bays and fjords, where in addition to the factors of temperature, salinity, and currents, before all, the individual water depths exercise a decisive influence, is characterized by shorter periods.Under the influence of stationary weather situations with north-westerly winds, an inflow of long duration and a simultaneous shifting to the east of the Belt Sea front are produced during the melting period. The different speed at which the relatively warm, saliferous North Sea water flows through the Belt Seas, invading the bays and fjords of the western Baltic Sea, explains the difference in length of the melting periods in the individual coastal regions. In normal winters, the melting process is accelerated by the comparatively rapid mixing of North Sea water with water from the Baltic Sea. However, in winters rich in ice, melting near the coast goes on at a quicker rate than it does in regions far off from the coast. This phenomenon is explained by the occurrence of upwelling water in the interior parts of the bays and fjords. Due to the effect of offshore winds, relatively warm and saliferous water ascends to the surface accelerating the melting process in the interior parts of the bays. Since the ice in the external parts of the bays and fjords as well as at certain places in the Belt Seas and in the open sea still keeps for some time, melting in these regions extends over somewhat longer periods than it does in regions near the coast.Some values arrived at for the period of ice generation are examined from a hydrographic aspect and, in so doing, the duration of ice generation in regions with autochthonal ice is compared to those with allochthonal ice. The two examples concerning the occurrence of ice in the Heligoland waters and the far reaching western extent of ice in the south-eastern North Sea in 1947, show that, considering the available hydrographic observations and experiences (fig. 8, and tables 3–5), a determination of the duration of ice generation in these waters appears to be reasonable and may gain in probability only if the presence of a so called ice carrying layer can be actually verified by means of temperature and salinity measurements.It may be underlined that the interpretation of regional representation of the periods of ice generation and ice melting, from a purely hydrographic point of view, does not present any difficulties.

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Considérations hydrographiques, accompagnées de cartes, sur la distribution régionale de la période moyenne de congélation et de fusion de la glace en baie Allemande et en mer Baltique

Résumé On présente des cartes donnant la distribution régionale des périodes moyennes preparatives de congélation et de fusion de la glace (figs. 1–3). Cette distribution est derivée des valeurs médianes (Z. W.) calculées pour les stations d'observation de la glace. Les données d'observations effectuées par les stations de signalisation de la glace et par les stations climatiques comprennent la période de 1920/21 à 1953/54.En général, la durée de la congélation de la glace se prolonge tandis que la durée de la fusion de la glace se diminue à mesure que la distance de la côte augmente. En mer Baltique, la période de fusion de la glace est plus longue en hivers abondant en glace qu'elle n'est en hivers hormaux.Certaines lignes désignant des régions à périodes égales de congélation ou de fusion de la glace s'accordent avec des isobathes caractéristiques.La topographie de la mer des Wadden, des estuaires et du fond de la pleine mer en baie Allemande ainsi que la topographie des fiords et du Grand et du Petit Belt à l'ouest de la mer Baltique correspond à la distribution des régions à durée égale de congélation et de fusion de la glace.La durée préparative différente de congélation et de fusion de la glace est expliquée être due putreà l'effet des facteurs hydrographiques comme la profondeur et la température de l'eau déjà praités (E. Goedecke [1957]) à la répartition de la salinité et, enfin, en baie Allemande, aux nouvements présumables de l'eau associés à ces facteurs (figs. 4–7).Les valeurs individuelles de la période préparative de congélation de la glace sur la côte de a Frise orientale contrastent d'une manière frappante à celles que l'on rencontre sur la côte de la Frise septentrionale. En hiver, l'afflux de l'eau relativement chaude à haute salinité, venant de la mer du Nord, entre de préférence dans la baie Allemande sur la côte de la Frise orientale tandis que l'eau côtière relativement froide quitte de préférence la baie Allemande sur la côte de la Frise septentrionale. Ces conditions hydrographiques attínuent le procès de congélation en direction vers la mer sur la côte de la Frise orientale et le renforcent en direction vers la mer sur la, côte de la Frise septentrionale.Un autre contraste relatif à la durée de la congélation se manifeste en mer des Wadden et dans les grands estuaires. Contrairement à la mer des Wadden, la congélation locale dans les estuaires est retardée par la présence de l'eau de la mer du Nord se propagageant profondement dans les embouchures des rivières de l'Elbe et de la Weser.Les résultats obtenus des observations des périodes de fusion sont classifiés en deux groupes, c. a. d. en «hivers normaux» et en «hivers abondant en glace».Le contraste constaté par rapport à la période de congélation sur les côtes de la Frise orientale et septentrionale se répète par rapport à la période de fusion, à quelques endroits ce contraste même intensifie vis-à-vis la période de congélation. En hivers normaux ainsi qu'en hivers abondant en glace, la fusion de la glace en mer des Wadden et au voisinage des îles est accélérée sous l'influence de l'eau de la mer du Nord longeant la côte de la Frise orientale. Par contre, sur la côte de la Frise septentrionale la période de fusion se prolonge grâce à l'écoulement des eaux de fonte originaires de la région littorale.Les périodes préparatives de congélation et de fusion de la glace au canal de la mer du Nord à la mer Baltique sont relativement longues. Le mélange intensif des eaux profondes de haute salinité avec des eaux de surface de faible salinité exerce un effet retardateur sur la congélation. Pendant la période de fusion, les eaux du Canal montrent une stratification prononcée. La glace de la partie occidentale du Canal entre en fusion à un date plus avancé que celle de la partie orientale grâce à la plus grande vitesse de rechauffement et à la salinité élevée des eaux de surface.Pour expliquer les processus analogues en mer Baltique occidentale, on présente une vue d'ensemble (tableaux 1 et 2) résumant d'un aspect dynamique les facteurs généraux hydrographiques et indiquant les dátes moyennes du début et de la fin de la congélation et de la fusion de la glace.Causé par l'effet des situations météorologiques stationnaires, associées aux vents d'est (l'effet du régime stationnaire d'est), il se produit à partir de la mer Baltique un écoulement de longue durée accompagné d'un déplacement vers l'ouest des fronts du Grand et du Petit Belt. Pendant de telles périodes, des eaux froides de faible salinité, provenant de la mer Baltique, pénètrent les couches superficielles des baies et des fiords. L'intensité et la durée différente de la prédominance des eaux de faible salinité qui se propagent de l'est à l'ouest dans la mer Baltique occidentale et le refroidissement continu des couches d'air et d'eau donnent lieu tant au comportement hétérogène des zones individuelles de la côte et de la pleine mer qu' à la durée différente des périodes de congélation et de fusion de la glace. Cette dépendance de conditions météorologiques et hydrographiques, à laquelle la formation de la glace est soumise, se retrouve dans la succession chronologique des dates de la congélation et de la fusion. La vitesse relativement forte des courants dans le Grand et le Petit Belt et dans le Sund sont à l'origine des périodes relativement longues de congélation dans ces étroits. La formation de la glace dans les parties intérieures des baies et fiords où à côté des facteurs comme la température, la salinité et les courants surtout la profondeur plus ou moins forte exerce une influence décisive, se distingue des périodes préparatives plus courtes de congélation.Sous l'action du régime du nord-ouest se produit, pendant la période de fusion, un afflux de longue durée et un déplacement simultané vers l'est des fronts du Petit et du Grand Belt. Comme la vitesse de propagation dans le Grand Belt est supérieure à celle dans le Petit Belt, il en résulte que les eaux relativement chaudes et de salinité élevée de la mer du Nord arrivent aux baies et aux fiords de la mer Baltique à différentes dates d'où s'ensuit la longueur différente des périodes de fusion dans les diverses régions côtières. En hivers normaux, la période de fusion se raccourcit par suite du mélange relativement vite des eaux de la mer du Nord avec celles de la mer Baltique. Au contraire, en hivers abandonnant en glace, la fusion près de la côte se fait à une vitesse supérieure à celle que l'on rencontre en régions à grande distance de la côte. Ce phénomène est dû à la présence de la remontée des eaux profondes dans les parties intérieures des baies et fiords. Sous l'effet des vents de terre des eaux relativement chaudes et de forte salinité remontent à la surface, où elles accélèrent la fusion de la glace dans les parties intérieures des baies et des fiords. Comme la glace aux parties extérieures des baies et des fiords ainsi qu'à certains endroits du Petit et du Grand Belt et de la pleine mer se maintient encore quelque temps, la période de fusion s'y prolonge plus qu'elle ne fait aux régions près de la côte.Enfin, en examinant d'un aspect hydrographique plusieurs valeurs des périodes de congélation, on met en parallèle, d'une part les périodes de congélation rencontrées en zone aux glaces autochtones, d'autre part avec les périodes de congélation trouvées en zones aux glaces allochtones. Les deux exemples qui exposent la présence de la glace aux parages d'Helgoland et la grande étendue occidentale de la glace dans la partie sud-est de la mer du Nord en 1947, montrent que, compte tenu des observations; hydrographiques disponibles et des expériences faites (voir fig. 8, tableaux 3–5), la détermination de la période de congélation dans ces parages semble être raisonnable et gagne en probabilité seulement en cas que la présence d'une «couche dite portant de la glace« soit vraiment vérifiée au moyen des mesures de la température et de la salinité.Il convient de souligner ici que l'interprétation d'un point de vue purement hydrographique de la représentation régionale des périodes de congélation préparative et de fusion de la glace ne présente aucunes difficultés.

     

Die Sturmfluten vom 20. bis 24. Dezember 1954 bei Cuxhaven

Zusammenfassung Vom 20. bis 24. Dezember 1954 herrschten über der südlichen Nordsee fast ununterbrochen Stürme aus west- oder nordwestlichen Richtungen. Als Folge davon trat der Wasserstand bei Cuxhaven durchschnittlich 1–2 m gegenüber der astronomischen Vorausberechnung erhöht ein. Es wird gezeigt, daß sich die Abweichung des beobachteten Wasserstandes (Windstau) von der vorausberechneten Höhe der Gezeit im wesentlichen mittels der Windbeobachtungen der deutschen Feuerschiffe berechnen läßt. Ein verbleibender Rest von etwa 20 % kann auf den Einfluß der nördlichen Nordsee zurückgeführt werden (normale Sturmflutwetterlage). Eine Ausnahme bilden Wetterlagen, die durch das Auftreten eines Tiefdrucktroges in der Nordsee gekennzeichnet sind. Falls der Durchgang eines solchen Troges durch die Deutsche Bucht unmittelbar vor oder zur Hochwasserzeit an der deutschen Küste erfolgt, ist eine besonders gefährliche Sturmflut zu erwarten. Für die Sturmflut vom 23. Dezember1954, bei der die Gefahr einer solchen Entwicklung unmittelbar bevorstand, wird eine Sturmflutkurve unter entsprechenden meteorologischen Annahmen berechnet. Danach wäre bei Cuxhaven eine Sturmfluthöhe von 999 cm P. N. zu erwarten gewesen, das sind 31 cm höher als bei dem bisher höchsten beobachteten Wasserstand am 4. Februar 1825.

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The storm surges from 20th to 24th December, 1954 in the Cuxhaven region

Summary Storms from westerly or northwesterly directions were almost without interruption dominating over the southern North Sea. As a consequence thereof, the sea level near Cuxhaven was at an average one to two meters higher than that to be expected according to astronomic prediction. It is shown in this paper that the departures of the observed sea level from the height of the predicted high water (wind effect) can be computed, to an essential extent, from the wind observations of German light ships. A small remainder of about 20 % which escapes calculation may be attributed to the influence of the northern North Sea (normal storm surge weather situation). Weather situations characterized by the occurrence of a trough of low pressure in the North Sea should be left out of consideration. The passage of such trough over the German Bight immediately before or upon the setting in of high water on the German coasts implies the development of an extremely dangerous storm surge. For the storm surge of 23rd December, 1954 which involved the immediate danger of such development a curve is calculated which takes the corresponding meteorological conditions into consideration. According to this curve, the storm surge near Cuxhaven should have reached a height of 999 cm above zero of gauge, a value that would have been 31 cm above the highest sea level ever observed, viz that of the 4th February, 1825.

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Les ondes de tempête dominant dans la région de Cuxhaven du 20 au 24 décembre 1954

Résumé Des tempêtes d'ouest ou du nord-ouest dominaient presque sans interruption du 20 jusqu'au 24 décembre 1954 sur la région sud de la mer du Nord. Par conséquent, le niveau de la mer près de Cuxhaven était, en moyenne, supérieur aux valeurs indiquées par la prévision astronomique en un à deux mètres de hauteur. On montre dans ce travail que la différence entre la hauteur observée de la mer et la hauteur prévue de la marée (la montée du niveau due à la force du vent) se laisse, en majeure partie, calculer à l'aide des observations des vents faites à bord des bateaux-feu allemands. Un reste de 20 % qui échappe au calcul peut être attribué à l'influence de la région septentrionale de la mer du Nord (situation normale des ondes de tempête). On doit, cependant, omettre des situations du temps caractérisées par la présence d'un couloir de basse pression sur la mer du Nord. Si la Deutsche Bucht subit le passage d'un tel couloir immédiatement avant ou au moment de l'entrée de la pleine mer sur les côtes allemandes on doit s'attendre à des ondes de tempête extrêmement dangereuses. Pour la tempête du 23 décembre 1954 qui impliqua le danger immédiat de marées extrêmement hautes on calcule la courbe d'une onde de tempête en supposant des conditions météorologiques correspondantes. Selon cette courbe on aurait pu attendre que l'onde de tempête s'élèverait à 999 cm au-dessus du zéro du marégraphe de Cuxhaven, c. a. d. à une hauteur qui est de 31 cm supérieure au plus haut niveau de la mer observé jusqu'ici, celui du 4 février 1825.

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Dank. Die Abteilung Maritime Meteorologie des Deutschen Wetterdienstes, Seewetteramt, Hamburg, stellte die Windregistrierungen der deutschen Feuerschiffe zur Auswertung zur Verfügung, die Abteilung Wetterdienst des gleichen Amtes die Arbeitswetterkarten. Für diese freundliche Hilfe möchte ich abschließend allen Beteiligten meinen Dank aussprechen.     

Chemisch-hydrographische Untersuchungen in der inneren Deutschen Bucht

Zusammenfassung Anläßlich eines größeren Unternehmens wurde Anfang August 1954 eine achttägige eingehende hydrographisch-chemische Untersuchungsfahrt mit dem Forschungskutter Südfall vom Institut für Meereskunde der Universität Kiel in der inneren Deutschen Bucht durchgeführt. Infolge der wochenlangen gleichförmigen Wetterlage vor Beginn der Fahrt zeigte die oberflächennahe Schicht auf Grund der Salzgehalts-Untersuchungen ein verhältnismäßig ausgeglichenes Bild der Wasserverteilung. Als beherrschende hydrographische Erscheinung zog sich das salzarme und leichte Eibwasser von der Elbmündung als in sich geschlossene zungenförmige Wassermasse in nordwestlicher Richtung diagonal durch das Untersuchungsgebiet. Verwirbelungserscheinungen mit dem von Südwesten andringenden Nordseewasser, wie sie von früheren Beobachtungen her bekannt sind und die Regel bilden, waren nur verhältnismäßig schwach ausgebildet. Auf der rechten Flanke der Elbwasserzunge im küstennahen Gebiet ließen sich jedoch zwei bisher noch nicht bekannte antizyklonal ausgerichtete Wirbel erkennen.Ergänzt wurden die Salzgehalts-Messungen durch eine Anzahl verschiedenartiger chemischbiologischer Untersuchungen. Die Bearbeitung des Eiweiß-, Chlorophyll- und Gelbstoff-Gehalts, sowie der Wasserfluoreszenz und des Gehalts an Silikat und Phosphat ergaben interessante gegenseitige Beziehungen und ließen deutlich den zyklischen Charakter der Lebensvorgänge im Meere hervortreten. Die Zusammenhänge erscheinen jedoch derartig vielfältig und unregelmäßig, daß eine endgültige Klärung zunächst noch nicht möglich ist.

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Chemical and hydrographical investigations in the inner part of the German Bight

Summary In connection with an extensive research programme, an eight-days' research cruise was undertaken on board the cutter Südfall of the Institut für Meereskunde der Universität Kiel to the inner part of the German Bight at the beginning of August 1954, in order to study in detail the hydrographic and chemical conditions. As could be seen from the salinity records, the distribution of the water masses in the subsurface layer was found to be of a comparatively uniform character owing to the prevailing meteorological conditions that had shown but little change throughout a period of several weeks before the beginning of the cruise. As a dominating hydrographic phenomenon, the light Elbe river water with its low salinity formed a closed water body similar to a tongue that, issueing from the mouth of the Elbe river, crossed the region of research in a north-westerly direction. Contrary to what has been previously observed and regularly encountered in this region, there occurred no eddy activity to any significant extent between this type of water and the water masses that were advancing from the south-western part of the North Sea. On the right-hand flank of the tongue of Elbe river water near the coast two anticyclonic eddies could be recognized that heretofore had never been observed.The salinity observations were supplemented by a number of different chemical and biological investigations. The elaboration of the content in albumen, chlorophyll, andGelbstoff as well as the studies of fluorescence in sea water and of the content in silicate and phosphate revealed interesting correlations and gave a clear evidence of the cyclic character of biological processes in the ocean. However, the complexity and irregularity of the relations do not permit at the present stage of research to give a definite explanation.

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Recherches d'hydrographie et de chimie dans la «Deutsche Bucht» (golfe allemand)

Résumé A l'occasion de travaux étendus une croisière de huit jours a été exécutée au commencement du mois d'août 1954 dans la partie intérieure de la Deutsche Bucht à bord du cutter «Südfall» de l'Institut für Meereskunde der Universität Kiel pour étudier en détail des conditions hydrographiques et chimiques. Suivant les observations de salinité, la. distribution des eaux dans la couche subsuperficielle était relativement uniforme par suite des conditions météorologiques peu variées qui régnaient pendant plusieurs semaines avant le commencement de la croisière. Les eaux légères à faible salinité de l'Elbe, phénomène hydrographique dominant, formaient une masse serrée d'eau en forme de langue qui, partant de l'embouchure de l'Elbe, traversait en direction nord-ouest la région de recherches. L'activité des tourbillons comme elle est connue des observations antérieures et régulièrement remarquée au rencontre des eaux à faible salinité avec celles venant de la partie sud-ouest de la mer du Nord n'était que relativement faible. On pouvait, cependant, reconnaître sur le flanc droit de la «langue de l'eau de l'Elbe», au voisinage de la côte, deux tourbillons anticyclonaux inconnus jusqu'ici.Les mesures de la salinité furent supplementées par plusieurs recherches différentes dans le domaine de la chimie biologique. L'exploitation des observations de la teneur en albumine, en chlorophylle et enGelbstoff ainsi que les études de la fluorescence de l'eau de mer et de la teneur en silicate et en phosphate révélaient des corrélations intéressantes et mettaient nettement en relief le caractère cyclique des processus biologiques. Cependant, la complexité et l'irrégularité des relations ne permettent pas à l'état actuel de nos recherches d'en donner une explication définitive.

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Herrn Professor Dr. Gerhard Schott zum 90. Geburtstag gewidmet.     

Die heterogenen sphäroidischen Gleichgewichtsfiguren und das Normalsphärold der Erde

Zusammenfassung Die Gleichgewichtsfiguren lassen sich gänzlich unabhängig vom Dichtegesetz durch die Eingeschaft charakterisieren, daß der Absolutbetrag des Formparametersf0 ein Minimum sein muß. Diese merkwürdige Eigenschaft liefert eine Gleichung zwischen der geometrischen Abplattung und den beidenStokesschen Konstanten und , mit deren Hilfe aus den ⁴ Lösungen desHelmertschen Gleichungssystems für eine bestimmte Masse die ³ Gleichgewichtsfiguren ausgesiebt werden können. Jede beliebige heterogene sphäroidische Gleichgewichtsfigur ist entweder durch die Masse und die Gestalt ihrer freien Oberfläche oder durch die Masse und drei physikalische Parameter gänzlich eindeurig bestimmt; sie hat ein streng individuelles Dichtegesttz. Aus der dreifach unendlichen Mannigfaltigkeit der Gleichgewichtsfiguren können linear Reihen herausgegriffen werden, indem man entweder zwei physikalische Parameter festhält oder indem man die Figuren aufsucht, welche eine gegebene Fläche zur gemeinsamen äußeren Niveaufläche besitzen oder die Reihe jener Gleichgewichtsfiguren, die sich aus der Schar der äußeren Niveauflähen einer gegebenen Gleichgewichtsfigur bilden läßt.Obwohl das HauptträgheitsmomentC keineStockessche Konstante ist, kann das durch ,W ₀ undC eindeutig definierte Normalsphäroid der Erde hypothesenfrei bestimmt werden, weil in der Reihe (,K) auch die Trägheitsmomente und damit die dynamische Abplattung konstant ist. Damit kann die empirisch bekannte dynamische Abplattung mittels des Rückganges auf die homogene Ausgangsfigur der Reihe (,K) durch die statische Abplattung ersetzt werden. Allerdings muß der Ableitung des Normalsphäroides an Stelle der primär unbekannten Werte für die Erdmasse und den Potentialwert des Geoides die Äquatorschwere und die Äquatorachse zugrunde gelegt werden.Abschließend werden noch die drei linearen Reihen (,W ₀), (,K) und (W ₀,K) diskutiert, welche sich im Normalsphäroid schneiden müssen. Auch kann in dem mit den Achsena, undh _m gebildeten Koordinatensystem die Hüllfläche der Gleichgewichtsfiguren angegeben werden; sie ist durch den Formparameterf=–3a²/2 gekennzeichnet.

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Summary The figures of equilibrium independant from the law of density in their interior can be characterized by the remarkable property that the absolute value of the «shape-parameter» must be a minimum. This gives an equation between the flattening and the twoStokes constant and , by which the ³ figures of equilibrium can be selected from the ⁴ solutions ofHelmert's equations for a given mass. Each inhomogeneous spheroidical figure of equilibrium is determined unequivocally by the mass and the shape of its free surface or by the mass and three physical parameters; the law of density is strictly individual. From the threefold infinite multiplicity of the figures of equilibrium linear series are to find out with two fixed physical parameters or you can compute a series of figures with a common level surface or the series built by all level surface of a given figure of equilibrium.Though the moments of inertia are notStokes constants the normal spheroid of earth unequivocally defined by ,W ₀ andC can be determined without hypotheses, because in the series (,K) also the moments of inertia and the mechanical ellipticity are constant. Therefore the empirically known mechanical ellipticity can be substituted by the static flattening returning to the homogenous figure in the beginning of the series. Of course the determination of the normal spheroid of earth demands the knowledge of gravity in equator and of the equator-axis instead of the unknown mass of earch series (,W ₀), (,K) and (K,W ₀), which intersect in the normal spheroid, are discussed. Also the boundary surface of the figures of equilibrium in the Cartesian system of the coordinatesa, andh _m is discussed; this surface is determined byf=–3a²/2.