Beihefte zu den Jahrbüchern der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik: Viertes Heft der Reihe Beiheft zu Jahrgang 1931 der Jahrbücher

64 Pages·1937·14.403 MB·German

by  Ferdinand Steinhouser Friedrich Lauscher

ZENTRALANSTALT FÜR METEOROLOGIE UND GEODYNAMIK
PUBLIKATION NR. 146
Beihefte zu den Jahrbüchern
der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
Viertes Heft der Reihe
Beiheft zu Jahrgang 1931 der Jahrbücher
INHALT:
FRIEDRICH LAUSCHER
Grundlagen des Strahlungsklimas der Lunzer Kleinklimastationen
FERDINAND STEINHAUSER
Das Klima des Gasteiner Tales
SPRINGER-VERLAG WIEN GMBH
1937
ISBN 978-3-7091-4666-8 ISBN 978-3-7091-4818-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-7091-4818-1
Additional material to this book can be downloaded from http://extras.springer.com
Grundlagen des Strahlungsklinlas
del' Lunzer Kleinklimastationen.
Von Friedrich Lauscher, Wien.
Mit Tafel 1 und II im Anhang.
A. Einleitung. Zweel. der Strahlullgsulltersuchullgen steile L9chnergraben. Dazwischen liegt das Plateau
fUr die Kleinldimalehre. del' Meisterau (1580 m). Die Kleinklimastationen
waren an verschiedenen interessanten Punkten dieses
Die Ergebnisse meteorologischcr Registtierungen
Gebietes aufgestellt. (Vgl. die diesbeziiglichen Hin
von 23 O'ut eino'michteten Kleinklimastationen aus
b b weif;e, besonders Anm. 21!)
dem Gebiete von Lunz in den niederosterreichischen
Kalkalpen (47° 51' N, ]5° 04' E, 590 ?is 1860 m
Hohe) aus dem Nachlasse von W. SchmIdt werden B. Ableitung der Intensitlit der Ein-und Ausstrahlung
durch F. Steinhauser und den Verfasser gesondert in verschiedenell Hohen.
bearbeitet. Herrn Prof. Dr. Wilhelm Schmidt
Tatsachliche Messungen del' Sonnenstrahlungs
verdanke ich die Aufforderung, zur Kenntnis der
intensitat im Lunzer Gebiet liegen nul' von wenigen
Strahlungsverhaltnisse des LUllzer Gebietes beizu
Tagen des Monates September 1932 vor.l) Einige
tragen. In den Jahren .1932 bis 1934 habe i~h mich Bestimmungen del' Ausstrahlung wurden von
zeitweise eingehend mIt dem ~trahl:mg~khm.a del' E. Niederdorfer im Janner 1933 ausgefiihrt, als
Lunzer Stationen befa13t. FUr dIe klemkhmatlSchen
er die Ausbildung del' Temperaturumkehr in del'
Erscheinungen eines Gebirgslandes ist neben de~ Doline Gstettneralm untersuchte.
Wind (Austausch) und den B~denverhalt.nissen ~Ie So lehrreich diese kurzen Me13reihen waren, so
Strahlung in ihren Wll'ksamkeI~sbedlll­ weniD' gestatten sie, auf die VerMltnisse in anderen
gungen (Reflexion, Abschattung d~rch dIe Berge, Jahr~s~eiten und auf die klimatisch durchschnitt
Einflu13 del' Neigung) del' HauptbestImm~ngsf~ktor. lichen Strahlungsgro13en zu schlie13en. Hiezu mu13
Nach Kenntnisnahme del' strahlungskhmatIschen
der indirekte Weg einer Abschatzung del' wahr
Eigenheiten del' verschiedenen Platze 1~13t sich daher scheinlichsten Mittelwerte unter Beziehung auf die
eine vertiefte Einsicht del' meteorologIschen Ergeb
Beobachtungsergebnisse an anderen, ~oglichst be
nisse gewin~en. Wenn a';lch .das Ziel ~iner quan~i­ nachbarten und a,hnlichen Orten beschntten werden.
tativen AblCItung del' Klemkhm~erschemungen ~Clm
ersten Versuch - hauptsachhch mangels vIeleI' 1. Grundlegende Klimaelemente.
Beobachtungen und infolge. ~er Bes~hrankung .auf
Gmndlegend ist die Kenntnis der Temperatur,
Strahlungsstudien - begrClfhch~rweIse noch n~cht
des Dampfdrucks, des Luftdrucks und des
erreicht wurde so konnten doch m del' geographIsch
Trtibungsfaktors. Diesel' ist ein Ma13 daftir, in
moglichen So~nenscheindauer,. del' tatsachl.~chen
welchem Betrage die Luft fiber del' betrachteten
Ein- und Ausstrahlung, SOWIe del' ungefahren
Hohe die Sonnenstrahlungsintensitat herabsetzt.
Strahlungsbilanz bl'auchbare Hilfsmittel del'
1st er z. B. 3, so hei13t dies, da13 die Schwaehung
Klimabeschreibung zur Verftigung gestellt
dreimal so gro13 ist, als wenn tiber dem Orte bis
werden.
zur Grenze del' Lufthtille nul' ganz reine und wasser
Die vorliegende Arbeit, del' dl'itte Teil mei~~r
dampffreie Luft sieh befande. Da man nun die
"Strahlung und Gebirgsklima" behandelnden HabIh
Sonnenstrahlungsintensitaten in ganz reiner Luft
tationsschl'ift, war Mitte September 1934 abge
in Tabellen zusammengestellt findet,2) so ist selbst-
schlossen. VOl' del' Drucldegung im Janner 1937
wurden die vereinzelten neueren Ergebnisse nur
1) Vgl. F. Lauscher, Weitere Studien iiber die So,nnen
mehr teilweise berticksichtigt. strahlunO'sintensitiit in den steirisch-niederiisterreichlschen
Del' Lunzer Untersee, unweit dessen Ostrand Kalkalp~n, Abschnitt B. Messungen der Sonnenstrahlungs
sich die Biologische Station befindet, liegt in einem intensitiit durch E. Friedl, F. Lauscher und E. Nieder
dorfer gelegentlich von Untersuchungen im Lunzer Gebiet
nach Westen gegen das Ybbstal o~fenen Talkessel in der Zeit vom 7. bis 17. September 1932. Meteorol.
an del' Grenze del' niederosterreichIschen Kalkvor Zeitschr. 1934, S. 366.
alpen (Gipfelhohen mnd 1200 m) und del' Kalk 2) Vgl. F. Lauscher, Zur Berechnung des Triibungs·
hochalpen. Zwei kurze Nord-Sti~-Taler ftihren. zum faktors, Meteorol. Zeitschr. 1931, S. 212. Das Beispiel auf
Seite 213 liiBt sich natiirlich umkehren: Man kann aus dem
Stock des Dtirnsteins (1860 m) hmauf, das Hll'Sch
Triibungsfaktor, dem Luftdruck und der Sonnenhiihe die
tal mit dem Mittersee und dem Obersee und del' Intensitiit berechnen.
verstandlich, daB man zu jedem Trubungsfaktor und des Durnsteingipfels (1860 m) entnommen.
bei gegebenem Hohenwinkel der Sonne die zuge Damit sind die hoehsten und tiefsten Lagen, die
hOrige Intensita.t berechnen kann, wofilr in An im Lunzer Gebiet vorkommen, berueksiehtigt.
merkung 2 auf ein Beispiel verwiesen ist.
Urn die Mittelwerte der physikalisch grund Tabelle 1.
legenden Elemente der Luft fur versehiedene Hohen
Mittelwerte der klimatischen Elemente.
im Gebiete von Lunz abzuleiten, greift man
bezuglieh der Temperatur am besten auf die Klimato
la. Tagesmittel der Lufttemperatur.
graphie von Niederosterreieh zuruek.3) Dort finden
sieh auf Seite 62 Mitteltemperaturen filr versehiedene Seehiihe I Marz I Juni I Sept. I Dez.
Hohenstufen in den niederosterreiehisehen Kalk
200 4·2 17·5 14·9 0·0
alpen filr die einzelnen Jahreszeiten. Unter Beaeh 600 2·3 15·0 12·8 -1-4
tung des Jahresganges der Temperatur in Wien4) 1000 0·2 12·3 10·7 -2·9
reehnete ieh auf die astronomisehen Haupttage des 1500 -2·4 9·4 8·2 -4·8
2000 -5·3 6'1 5·6 -6·6
Jahres urn. I
Diese sind die 'rage des hOehsten und tiefsten
lb. Dampfdruck.
Sonnenstandes (21./6., 21./12.) und die Zeiten der
Tag- und Naehtgleiehe (21./3., 23./9.). Auf die 200 4·8 9·9 10·2 4·3
I ,
Ermittlung der Strahlungsbilanz an diesen Tagen 600 4·1 8·4 8·7 3·7
!
habe ieh mieh vorerst besehrankt, da sonst die 1000 3·8 7·3 i 7·7 3-1
1500 3·4 6·3 , 6·7 2·6
Arbeit von einem einzelnen noeh sehwerer zu be 2000 3·0 5·5 I 5·8 2·3
wiUtigen gewesen ware. Erst nach AbschluB dieser I
Bereehnungen habe ieh daruber hinausgehende Er 1e. Luftdruck (mm Hg)
wagungen angestellt.
200 742 I 743 745 745
Die Dampfdruekwerte konnte ieh eigenen
600 707 709 711 709
ZusammensteIlungen entnehmen, die ieh betreffs 1000 672 I 676 678 674
dieser physikaliseh wiehtigen, klimatiseh aber noeh 1500 631 637 638 633
wenig bearbeiteten GroBe in den letzten Jahren 2000 593 600 601 594
I
begonnen habe.
1d. MittIerer Triibungsfaktor.
Die Luftdruekwerte wurden in bekannter
Weise bereehnet aus den Grundwerten von Wien4)
200 (3·6 3·8 3·3 2·8)
und aus der Kenntnis der Temperatur und des 600 2·7 3·6 3·1 2·4
Dampfgehaltes der einzelnen Hohensehiehten. 1000 2·4 3·4 2·8 2·0
Wahrend aIle Mittelwerte von Temperatur, 1500 2·0 3·1 2·5 1·7
2000 1·8 2·8 2·2 1·5
Dampfdruek und Luftdruek letzten Endes auf
Beobaehtungen im Lande Niederosterreieh selbst
zuruekgehen, muBten zur Ableitung der wahr Ta belle 1 entMlt die bereehneten Mittelwerte
seheinliehsten 'rrubungsfaktorwerte Ergebnisse der kIimatisehen Elemente: Die geringste Tem
der Sonnenstrahlungsmessungen auf der Zugspitze peraturabnahme bei Aufstieg von 200 auf 2000 m
(2962 m),5) in Davos (1600 m),6) auf der Kanzel ist im Dezember (6"6°), die groBte im Juni (11.4°).
hOhe (1470 m)7) und in Traunkirehen (440 m)8) her 1m Marz und September ist sie fast gIeieh groB wie
angezogen werden. im Juni (9·4°). Der Dampfdruek nimmt beim
Es wurden Kurven der HohenabMngigkeit des gleiehen Aufstieg durehsehnittlieh auf 57% des
Trlibungsfaktors gemaB den Ergebnissen an obigen Betrages in 200 m SeehOhe ab, am wenigsten im
Orten flir die Monate Marz, Juni, September und Marz (63%), wenn auf den Hohen noeh Schnee
Dezember gezeichnet und den Kurven die Zahlen liegt und aueh die Gipfelwolken ziemlieh Mufig
flir die Seehohe der Biologisehen Station Lunz (610 m) sind, am meisten im Dezember (54%), wenn die
Hohen liber die Nebelmeere der Niederung heraus
3) J. Hann, Klimatographie von Niederosterreich, ragen. Wahrend die Temperatur unter den betraeh
Wien 1904. teten vier Monaten ihre hOehsten Mittelwerte im
4) A. Wagner, Der jahrliche Gang der meteorologischen
Juni aufweist, ist der September in den niederoster
Elemente in Wien (1851-1920), Wien 1930.
5) H. Lipp, Beitrage zum Strahlungsklima der Zug reiehisehen Kalkalpen wasserdampfreieher als der
spitze. Deutsches Met. Jahrbuch fiir Bayern, 1928. Juni. In Wien ist dies nieht der Fall, aueh ist dort
6) F. Lindholm, Normalwerte der Gesamtstrahlung usw. der Dampfdruek durehsehnittlieh urn 0·2 mm Hg
fUr Davos. Festschrift der Schweizer Naturforschenden
geringer als der Wert, den man aus den Beobaeh
Gesellsehaft in Davos 1929.
') O. Eckel, Zum Klima der Kanzelhiihe (Karnten). tungen in den niederosterreiehisehen Kalkalpen filr
Sitz. Ber. d. Akad. d. Wiss. Abt. II a, 141. Bd., S. 187, 200 m Seehohe ableitet. Die Dampfdruckwerte filr
Wien 1932. Seehohen uber 1000 m sind recht unsieher, da nur
8) O. E ekel, Ein Jahr Intensitatsmessungen der Sonnen
vier Jahre Beobaehtungen auf dem Karl-Ludwig
strahlung in Traunkirehen (Oberosterreich). Meteorol.
Zeitschr. 1933, S. 261. haus auf der Rax (1804 m) verwendet werden konnten.
3
Doch sind di.~ Werte durch Beobachtungen in anderen chung 1m ganzen Hohenbereich nahezu
Gegenden Osterreichs gestfitzt. Immerhin ware gleich stark erfolgt, namlich etwa zehnmal so
eine Auswertung der Registrierungen auf dem Diirn stark als in ganz reiner Luft. Dieser Ausgleich im
steingipfel (1860 m) auch in der herkommlichen Sommer kommt durch den EinfluB der Wolken im
Weise der Ableitung klimatischer JIilittelwerte er Gebirge zustande; N aheres hieriiber findet man in
wiinscht. Die relative Feuchtigkeit wurde aus dem Aufsatz, der in FuBnote 1 erwahnt ist.
den Tabellen fiir Temperatur und Dampfdruck zur
Kontrolle bestimmt, aber nicht in Tabelle 1 auf
2. Sonnenstrahlung.
genommen. Sie nimmt im M~rz von 77% in 200 m
auf 95% in 2000 m ZU, im Juni von 66% auf 79%. Die Sonnenhtihe iiber dem astronomischen Hori
1m September ist sie in allen Hohen etwa 81%, im zont bestimmt den Weg, den die Strahlen von der
Dezember nimmt sie von 93% in 200 m auf 82% Grenze der Lufthiille bis zum Beobachtungsort
in 2000 m abo durcheilen und, zusammen mit dem Luftdruck die
In der Tabelle der mittleren Triibungsfaktoren Menge der Luft, die hiebei die Strahlen durch' Zer
ist in die Zeile fiir 200 m das Ergebnis der Beob streuung und Absorption schwacht. Zur ErmittIung
achtungen in Wien, Hohe Warte (in Klammern) der Sonnenhtihen aus der geographischen Breite
gesetzt. In diesen Zahlen ist die Wir kung der Triibung von Lunz (47° 50') und der Deklination der Sonne
des nahen GroBstadtkerns mit einbegriffen. Die in den einzelnen Jahreszeiten fiir bestimmte Tages
Abnahme des Triibungsfaktors beim Aufstieg von zeit en in wahrer Ortszeit diente ein nach dem Ver
600 m auf 2000 m Hohe ist in allen Jahreszeiten fahren von Karl Schiitte9) gezeichnetes Diagramm.
gleich 0·9 Einheiten, doch ist im Winterhalbjahr Fur die astronomischen Haupttage (Deklination 0,
die Abnahme in den unteren Schichten groBer bzw. +-23·5°) sind die Sonnenhohen in Tabelle 2a
als in den oberen Schichten, im Sommerhalbjahr niedergeschrieben. Daselbst findet man auch die
nimmt der Triibungsfaktor mit dem Htihenanstieg Azimuthe der Sonne, d. s. die Winkel, urn die der
recht gleichmal3ig abo Gleichbedeutend hiemit ist Vertikal der Sonne zu den einzelnen Zeiten vom
die Aussage, daB die Sonnenstrahlung im Winter Siidvertikal abweicht. Auch die Azimuthe sind
durch die Luft der Niederung 18mal so stark ge
9) Karl S ch ii t te, Ein einfaches graphisches Verfahren
schwacht wird als durch ganz reine Luft, in der
zur Bestimmung von Rohe und Azimuth der Sonne. Meteorol.
Hohe sechsmal, wah rend im Sommer die Sch wa- Zeitschr. 1931, S. 314.
Tabelle 2.
Bahn der Sonne und deren Intensitat.
2a. Sonnenhohen und Sonnenazimuthe fiir die geographische Breite von Lunz (470 50' N).
(Obere Zeilen Sonnenhohen, untere Zeilen Sonnenazimuthe.)
Stunden vom Mittag
Deklination Sonnenuntergang
der Sonne o 1 2 3 I 4 I 5 6 7 (Zeit, Azimuth)
+23·5 65·7 62·9 56·0 47·0 37-1 27-1 17-1 7·8 19h 54
0·0 31-1 55·0 71-0 85·2 95·5 106·3 116·7 126·4
o 42·2 40·5 35·5 28·3 19-6 10·1 0·0 18h 00
0·0 19·8 37·6 52·9 66·4 78·8 90·0 90·0
~23·5 18·7 17·3 13·7 7·9 0·7 16h 06
0·0 14·3 28·1 40·6 52·5 53·6
2b. Intensitlit der Sonnenstrahlung auf dem Diirnstein (Dn, 1860 m) und an der Biologischen
S ta tion Lunz (Bn, 610 m) in caZjcm2 min.
Stunden vom Mittag: o 1 2 3 4 5 6 7
Mlirz ............... {~~ :: 1-59 1-58 1-55 1-48 1·35 1·08 (17h 30 = 0·82)
1·37 1·36 1·31 1·22 1-04 0·73 (17h 30 = 0·46)
Juni ............... {~~ :: 1-46 1-45 1-43 1·38 1·31 H9 0·99 0·62
1-31 1·30 1·27 1·22 H2 0·98 0·75 0·41
September .......... {Dn .. 1-48 1-46 1-43 1·35 1·20 0·90 (17h 30 = 0·62)
Bn .. 1·28 1·27 1·21 H2 0·94 0·62 (17h 30 = 0·37)
Dezember ........... {Dn .. 1-44 1-41 1·32 HO (15h 30 = 0·99) - II
Bn .. 1-14 1-13 1·00 0·73 (15h 30 = 0·54) - II
4
nach dem Verfahren von Karl Schiitte bestimmt, 3. Himmelsstrahlung (diffuse Sonnen
nur in Fallen, wo dieses Verfahren sehr ungenau strahlung).
wird (Azimu1he etwa 90°), wurde die formelma/3ige
Vergleicht man die Vel'Offentlichungen iibel'
Berechnung angewendet. Die Refraktion ist in der
Sonnenstrahlung mit denen iiber die diffuse Stl'ah
TabeIle 2 a nicht beriicksichtigi.
lung, so sieht man, wie einseitig meistens das
In Kenntnis der Sonnenhohe, des Luftdrucks
Studium der Sonnenstrahlung bevol'zugt wurde.
und des Triibungsfaktors war es leicht, durch An
Allerdinas wurde da gute und dankbal'e Arbeit
wendung der in der FuBnote 2 erwahnten Hechen
geleistet"und es befriedigte etwa die astrophysikalisch
weise die Intensitaten der Sonnenstrahlung
bedeutsame Frage der Solarkonstante und ihrer
zu erhalten. Diese findet man Iiir den Diirnstein
zeitlichen Anderungen, oder die Einsicht in den
(1860 m) und fiir die Biologische Station Lunz (610 m)
optischen Triibungsaufbau der Atmosphare .. das
in Tabelle 2b.
theoretische Bediirfnis sehr und macht es versta,nd
Hier sind zwei Bemerkungen am Platze: Erstens
lich daB Beobachtnngen der Himmelsstrahlung
ist bekannt, daB bei Berechnung des Triibungs
zu~eist auch nur bei wolkenlosem Himmel angesteIlt
faktors aus direkten Beobachtungen nicht fiir aIle
wurden, fiir dessen Strahlung es Theorien gibt.
Tagesstunden sich derselbe Betra?" ergibt, . wahr~nd SoIl aber, wie etwa im vorliegenden Aufsatze, der
wir die Berechnung der IntensI1aten mIt glmch
Versuch gemacht werden, die Strahlungsforschung
bleibendem Triibungsfaktor angesteIlt haben. Doch
aus ihrer isolierten SteHung innerhalb del' Meteoro
diirften die daraus entspringenden Fehler gering
logie herauszuIiih~en und. ih:e Beobac~tungse.rgeb­
sein und insbesondere haben wir kein Mittel in der
nisse der physikahschen EmslCht des KlImas dIenst
Hand, sie genauer abzuschii.tzen. Denn auch die
bar zu machen, so muB die Strahlungsbilanz voIl
verschiedenen Instrumente, die zur Messung der
kommen erfaBt werden. Dazu sind weit eingehendere
Sonnenstrahlung verwendet werden, liefern nic~t Beobachtungen der Himmelsstrahlung, besonders
im ganzen Tagesverlauf in gleichem Verhaltms
der Strahlung von Wolken, und auch der Aus
stehende Angaben.
strahlung notwendig, als sie bisher vorliegen.
Von Nutzen ist die zweite Bemerkllng: Der
Die Iiir unsere Zwecke weitaus brauchbarste
Diirnstein besitzt nahezu die gleiche SeehOhe wie
UntersuchunO" der Himmelsstrahlung hat Otmar
Arosa (Schweiz). Zieht man die dort gefundenen
Eckel auf der KanzelhOhe (1470 m) geliefert (vgl.
Sonnenstrahlungswerte10) zum Vergle!che her~n, so Fuf3note 7). Da die Abhahgigkeit der Himm.els
zeigt sich, daB die Iiir den Diirnstem abg~lmtet.en
strahlung von der Seehohe noch lllcht
Zahlen im Winter urn nur rund 2% hoher smd, 1m
be ka n n t ist, verwenden wir seine Zahlen fiir aIle
Sommer urn den O"leichen Betrag niedriger. Diese
Seehohen im Lunzer Gebiet in gleicher Weise. Des
Abweichung ist iibrigens, sosehr ihre G~w~nnung
gleichen wollen wir Iiir die Strahlung der Wolken
auch zufallig ist, nicht einmal unwahrschemhch, da
nur die Jahresmittelwerte verwenden, da es
der Diirnstein ein Gipfel ist, wahrend Arosa Hang
wahrscheinlich ist, daB die Wolkenformen in der
lage in einem Hochtal besitzt. Der Gipfel ist im
Gegend von Lunz ei~e andere jahres~~itliche ~~r­
Sommer Auftriebs- und Kondensationszentrum, das
anderung zeigen als dIe Wolkenformen uber der ~.ud­
Tal im Winter Abkiihlungs-und Dunstbildungsraum.
lich des Alpenhauptkammes gelegen~n Kanze~hohe.
Aus dem Inhalt der TabeIle 2 b sei noch folgendes
Fiir wolkenarmen Himmel wurde Jedoch ZWIschen
hervorgehoben: Die kraftigste Strahlung be
den Jahreszeiten unterschieden, da die Tatsache,
sitzt das Friihj ahr. Trotz identischer Sonnenbahn
daB die Zerstreuung der Sonnenstrahlung mit zu
sind die Intensitaten im Marz um 10 bis 20% hoher
nehmendem Triibungsfaktor im allgemeinen wachst,
als im September, der gemaB Tabelle 1b etwa die
daIiir spricht. O. Eckels Originalbeobachtungs
doppelten Dampfdruckwerte aufweist. Der Un t er
zahlen wurden ausgeglichen.
schied der Intensitat zwischen Lunz und dem
Tabelle 3 enthalt die Intensitaten der
Diirnstein ist zu Mittag im Juni 12%, im Marz
Himmelsstrahlung in 10-3 cal/min2 min, sowohl
und September 15%, im Dezember 26%. GroBer
nach Sonnenhohen, wie nach Tagesstunden.
als 50% wird er im Juni urn 19 Uhr, im Marz und
Die erste DarsteHungsweise erleichtert die Einsicht
September nach 17 Uhr und im Dezember schon
in das Zusammenwirken der Zerstreuung und der
vor 15 Uhr.
Absorption in den einzelnen Jahreszeiten; iiber
Es sei noch ausdriicklich bemerkt, daB die ab
dies wird bei der Ableitung der Himmelsstrahlung
geleiteten Sonnenstrahlungsintensitaten nur bei von
Iiir Orte mit beschranktem Horizont gerade diese
Wolken nicht vel'schleiel'ter Sonne gelten, und daB
DarsteHungsart sich als notwendig erweisen. D~e
sie Durchschnittszahlen sind, wahrend im Einzel
zweite Wiedergabe (nach Tagesstunden) wollen WI.r
faIle Abweichungen von 20 bis . 30~ vorkomme.n
zu einem Vergleiche mit der Bestrahlung der JIon
konnen. Die Angaben beziehen slCh Immer auf dIe
zontalflache durch die Sonne benutzen. Zu dlesem
in cal/cm2 min gemessene Warmewirkung der
Zwecke sind in Tabelle 3c die Vertikalkomponenten
Strahlung.
der Sonnenstrahlung fiir Lunz (Sonnens1rahlungs
intensitat multipliziert mit dem Sinus der Sonnen
10) F. W. Paul Go tz, Das Strahlungsklima von Arosa,
Berlin, Jul. Springer, 1926. hohe) eingetragen.
5
Tabelle 3.
Bestrahlung der Horizontalfliiche durch Himmel und Sonne in 10-3 caljcm2 min.
3a. Himmelsstrahlung nach Sonnenhohen.
-
Sonnenhohen (Grade)
0 I 5 I 10 I 15 I 20 I 30 I 45 I 60
1. W olkenlos
Marz ...................... (15) 37 49 59 68 87 127 -
Juni ...................... ( 7) 30 45 58 72 98 133 159
.................
September (10) 34 43 50 56 67 84 -
Dezember .................. ( 5) 27 36 45 54 - - -
2. Halb bewolkt
Jahr ...................... (11) I 41 I 66 I 89 I 110 I 151 I 222 I 256
3. Bedeckt
Jahr ...................... (12) I 52 I 90 I 133 I 177 I 252 I 370 ! 457
I
3b. Himmelsstrahlung nach Tagestunden.
Stunden vom Mittag
0 I 1 I 2 3 I 4 I 5 I 6 I 7
1. W olkenlos
Marz ...................... 115 113 106 84 68 49 15 -
Juni ....................... 166 162 153 137 115 90 64 38
September ................. 81 79 74 65 56 43 10 -
Dezember .................. 51 49 43 33 06 - - -
2. Halb bewolkt
Juni 256 256 253 229 185 138 97 60
••• 0 ••••••••.•.•.•.•.•.•.•.•.•.•. I
Marz, September 212 202 176 144 108 67 11 -
Dezember .................. 104 I 98 I 83 I 61 I 12 I - I - I -
3. Bedeckt
Juni ...................... 464 460 I 438 380 307 229 149 74
Marz, September ........... 349 I 333 295 239 170 I 92 14 -
Dezember .................. 163 I 150 I 121 I 74 I 15 I - I - I -
I
3c. Sonnenstrahlung auf die Horizontalflache (Lunz).
Marz ...................... 921 882 759 573 350 127 000 -
.. ...................
Juni ,. 1190 1154 1051 890 677 447 221 55
September ................. 862 824 704 527 314 109 000 -
Dezember .................. 368 337 237 100 001 - - -
Der Inhalt der Tabelle 3a ist iiberraschend lehr Strahlung. (Ohne del' Formel genauere Bedeutung
reich: Betrachten wir die Zahlen bei 200 Sonnen beimessen zu wollen, sei die Himmelsstrahlung in
hOhe. Die Himmelsstrahlung ist im Juni urn 30% 10-3 cal bei 20° SonnenhOhe (H) mit dem Trubungs
groBer als im Dezember, der Trubungsfaktor aber faktor (T) und dem Dampfdruck (e) in folgender
urn 70%. Einfache Proportionalitat zwischen Beziehung ausgedl uckt: H + 20 = 50 T - 10 e. Da
Trubungsfaktor und Himmelsstrahlung be nach bewirkt die Zunahme des Trubungsfaktors
steht also nicht, was schon W. Milch gewuBt urn eine Einheit die gleiche Zunahme der Himmels
hatH) und was dadurch bedingt ist, daB der Trubungs strahlung wie eine Abnahme des Dampfdruckes urn
faktor nicht nur durch Anwachsen der Zerstreuung, 5 mm. Da nun del' Trubungsfaktor gleichfalls von e
sondern auch der Absorption steigt. Dnd so sehen abha.ngig ist, ist die Beziehung ziemlich verwickelt.
wir denn auch, daB die Himmelsstrahlung im Marz Ware die Beziehung zuverlassig genug, so daB man
urn 20% groBer ist als im September, obwohl der sie auf die Zahlen del' Tabelle 1 anwenden konnte,
Trubungsfaktor im September urn 0'4 Einheiten so wurde folgen, daB die Himmelsstrahlung in Lunz
hOher ist als im Marz. Jedoch ist der Wasserdampf merklich hOher ist als auf dem Durnstein.)
gehalt i m September nahezu doppelt so groB als Tabelle 3b zeigt, daB die Himmelsstrahlung
im Marz und er bewirkt erhOhte Absorption der mittags bei klarem Wetter im Sommer dreimal,
im Fruhling doppelt so groB ist als im
Winter; die gleichen Verhaltniszahlen (3: 2 : 1)
11) W. Milch, Zur Theorie der Himmelshelligkeit,
Meteorol. Zeitschr. 1927, S. 201. gelten ungefahr auch fUr die Beziehung zwischen
2
6
der Himmelsstrahlung von bewolktem, halb be vergIich ich die fUr die Kanzelhohe geltende Zugehorig
wolktem und klarem Himmel, jedoch wieder keit des Dampfdruckes zur Temperatur aus Tabelle 1
nur fUr Mittag, wahrend am Abend die Strahlung des Aufsatzes von O. Eckel14) mit der fur das Lunzer
des klaren und des bewolkten Himmels ungefahr Gebiet abgeleiteten. Es zeigte sich, daB bei gleicher
gleich ist. Temperatur auf der KanzelhOhe im Durchschnitt
Das Verhitltnis zwischen dem Anteil der Sonnen der Dampfdruck stets etwa 0·8 mm Hg geringer ist
strahlung und dem der Himmelsstrahlung an der als im Lunzer Gebiet.
Gesamtbestrahlung ist schon so vielfach beschrieben Es erschien daher sicherer, auf eine formelmaBige
worden, daB nichts N eues hinzuzufUgen ist. Darstellung der Abhangigkeit der Ausstrah
Tabelle 3c kann leicht mit dem iibrigen Inhalt der lung (A) von absoluter Temperatur (T) und
Tabelle 3 in Beziehung gebracht werden. Dampfdruck (e) zuriickzugehen, die A. Ang
strom auf Grund zahlreicher Messungen in ver
schiedenen Klimaten und verschiedenen SeehOhen
4. Ausstrahlung.
aufgestellt hat. 16). Diese Formel lautet:
Die Frage, welche Betrage fiir den Warmeverlust
T4
durch Ausstrahlung gegen die LufthiiIle und den A = 2934 (0·447-0·193 . 10-0069. e).
Weltenraum am best en zu verwenden seien, wurde
sorgfaltig iiberlegt. Am Ende muBten sehr ein
Nach ihr berechnet man mit Hilfe der Tabelle 1
fache Annahmen gewii.hlt werden. Neuere Beo b
folgende Ausstrahlungstabelle:
achtungen der Ausstrahlung gibt es aus
Osterreich vom Obir (2044 m) aus dem Sommer
1927,12) von der Stolzalpe (1160 m) aus dem Spat Tabelle 4.
herbst 1928,13) sowie von der Kanzelhohe (1470 m)
Ausstrahlung in verschiedenen Hohen
eine ganzjii.hrige Reihe aus den Jahren 1930/31.14) (10-3 cal/cm2min.).
Auf dem 0 b ir war der Durchschnittswert der
Ausstrahlung bei wolkenfreiem Himmel 0·158 cal, Hohe (m) I Marz I Juni I Sept. I Dez.
der hOchste Wert 0·208. Auf der Stolzalpe waren
die entsprechenden Zahlen 0·144 und 0·186. Hier 200 192 187 179 177
wurde auch bei verschiedener Bewolkllng beobachtet 600 196 192 183 191
1000 194 194 185 193
und es war die Ausstrahlung bei halbbedecktem
1500 191 194 180 194
Himmel 0·105, bei triibem Himmel 0·021. AIle 2000 187 191 176 193
diese Zahlen miissen heute als zu niedrig angesehen
werden, erst ens weil sie auf der Annahme einer rund Mittel 192 192 181 190
7% zu kleinen Kontsante des Stefanschen Gesetzes
beruhen und zweitens, weil die Eichung der Pyr Die Veranderungen mit der Hohe und der Jahres
geometer in jenen Jahren an Unsicherheiten litt. zeit ergeben sich als recht gering und unregelmal3ig.
Nach Ernst Lindberg kamen Fehler bis 25% vor.15) Nur die Tatsache, daB der September zufolge seines
hohen Dampfdruckes merklich geringere Ausstrah
Auf der Kanzelhohe wurden hOhere, richtige
lung besitzt, ist auffallend. Wir konnen im Mar z,
Werte gemessen: Jahresmittel bei klarem Himmel
Juni und Dezember in allen Hohen mit
0·186, bei halbbedecktem Himmel 0·145, bei triibem
einem Durchschnittswert von 0·193 cal
Himmel 0·040, Hochstwert der Ausstrahlung 0·210.
rechnen, im September mit 0·183 cal.
Diese MeBreihe gilt fUr etwa 1500 m Seehohe, aus
tiefen Lagen liegen keine neueren Beobachtungen Es bleibt auffallig, daB der Mittelwert auf der
vor, was sicher ein groBer Mangel ist. Die MeBreihe KanzelhOhe (0·186) trotz relativ geringer Luft
gilt aber auBerdem fUr einen Ort siidlich des Alpen feuchtigkeit noch niedriger ist als die fiir die See
hauptkammes, der mit einem Jahresmittel der hohe 1500 m im Lunzer Gebiet errechneten Zahlen
Feuchtigkeit von nur 63% relativ trockene Luft (0·190), wahrend das Gegenteil zu erwarten gewesen
besitzt. Da der Was serge halt der Luft wegen der ware. Doch betragt der Unterschied nur mehr 2%,
starken Absorption der ultraroten Strahlen auf die so daB wir mit den nach Angstrom berechneten
Ausstrahlung einen maBgebenden EinfluB besitzt, Betragen mit gutem Recht rechnen diirfen. Fiir
halbbedeckten Himmel verwenden wir 0·140, fiir
12) R. Holzapfel, Ergebnisse von Strahlungs- und triiben Himmel 0·040, im September und Dezember
Polarisationsmessungen auf dem Hochobir im Sommer 1927. 0·030.
Sitzber. d. Akad. d. Wiss. IIa. 138. Bd. Wien 1929, S. 1.
13) F. Lauscher, Bericht uber Messungen der nacht TIber den EinfluB von winterlichen Taldunst
lichen Ausstrahlung auf der Stolzalpe, Meteorol. Zeitschr. bildungen und von Temperaturinversionen soll spater
1928, S. 371. noch gesprochen werden.
14) Otmar Eckel, Messungen der Ausstrahlung und
Gegenstrahlung auf der KanzelhOhe, Meteorol. Zeitschr. 1934,
S. 234. 16) Nach A. Angstrom, Messungen der nachtlichen
15) Ernst Lindberg, Uber die Angstromsche Pyrgeometer Ausstrahlung im BaIlon, Beitr. z. Phys. d. f. Atm. 1929,
skala, Meteorol. Zeitschr. 1931, S. 389. XIV. Bd., S. 17.
7
5. Strahlungssummen. FHtche, sich selbst uberlassen, hatte am Tag eine
hohere Temperatur als die Luft und damit eine
Als Vorarbeit und Vergleichsgrundlage fUr die
wahrscheinlich bedeutend hohere Ausstrahlung.)
spater beschriebene Abschiitzung der Strahlungs
bilanz an den einzelnen kleinklimatischen Stationen
des Lunzer Gebietes bilden wir die Tagessummen 6. Das Reflexionsvermogen des Bodens.
der Strahlung einer horizontalen schwarzen
Da wir bisher noch keine Versuche uber die
"Albedo" des Untergrundes der Kleinklimastationen
Tabelle 5.
angestellt haben, muss en wir aus der Literatur An
Tagessummen der Sonnenstrahlung, der Himmels haltspunkte zu gewinnen trachten. In Betracht
strahlung und der Ausstrahlung bei ganz freiem kommen nur solche Untersuchungen, die sich nicht
Horizont. auf die Helligkeitsreflexion, sondern auf die Re
flexion der gesamten Warmestrahlung der
5a: Tagessummen der Sonnenstrahlung (S), der Sonnen- und diffusen Himmelsstrahlung
Himmelsstrahlung (H) und derAusstrahlung(A) beziehen. Wir verwerten eine Arbeit von A. Ang
in 1860 m und 610 m bei ganz freiem Horizont.
strom 17) und eine von K. Buttner. 18)
1. Fiir 1860 m Buttner fand, yom Flugzeug aus messend,
die Reflexion - das Wort "Albedo" sollte der HeIlig
S Ho I keitsreflexion vorbehalten bleiben - von Waldern
1
MJuanrzi ....... .. 465938 10519 I 16982 I 127528 227788 I 220022 1 5588 Azun g5 sbtriso m10 %fa,n dv onno chW iheashene reu nRde fFleexldioenrsnw zeurt e1 5v%on.
September 413 441' 98 158 264 202 1 43 Wiesen: 25 bis 33%! Wir wollen uns vorlaufig damit
Dezember. 133 19 37 1 53 278 202 43 begnugen, zu wissen, daB wir die Einstrahlungs
summen wahrscheinlich um rund 20% erniedrigen
2. Fiir 610 m
mussen, um den tatsachlichen Strahlungswarme
Marz ..... 1 375 98 158 1 278 : 202 1 58 gewinn des natiirlichen Bodens abzuscMtzen.
SJuenptie m..b.e.r. 1630458 1045149 I." 16928 127528 Ii 227684 Ii 220022 'I' 5483 AusFsutrra hdliuen gW eerlfloelnglta,n gkeonn, neinn wdiern ewno hdl ieu nlbaendgewnekllliicghe
Dezember. 102 19 37 I 53 I 278 I 202 43 den Boden als "schwarz" annehmen.
1
Dadurch werden die Strahlungsbilanzzahlen in
5b: Tagesbilanz der Ein- und Ausstrahlung
(fiir eine schwarze Flache, die die Temperatur der Luft Tabelle 5b merklich kleiner. Jedoch wollen wir uns
besitztl): vorlaufig mit ihrer Verbesserung nicht weiter
bescMftigen.
1. Fiir 1860 m 2. Fiir 610 m
c.
ba1b be-I' be Ilhalb be-'I be Die geographischen Bedingungen der Kleinklima
wolkenlos iWiilkt. deckt wolkenlos I wiilkt deckt
stationen im Lunzer Gebiet.
Marz .... . 2341 1221100 1561 84 100 Wahrend die Abschiitzung der StrahlungsgroBen
Juni .... . 521 309 214 431 I 264 214 fUr Platze mit voIlig freiem Horizont im vorigen
September 193 102 115 125 68 115 Abschnitt auch ohne unmittelbare Beobachtungen
I
Dezember. -1261- 991 10 -157 -114 10
sich als angenahert durchfiihrbar erwies, ist zur
Beurteilung der tatsachlichen Strahlungsbilanz an
Flache von 1 cm2 GroBe (Tabelle 5). Die Zahlen den verschiedenen Kleinklimastationen eine Ver
der Tabelle 5 sind in cal/cm2 • Tag angegeben und messung des natiirIichen Horizonts und eine
gelten fUr Platze mit vollkommen freiem Horizont
Kenntnlsnahme der Neigung des Bodens not
in der Seehohe des Durnsteins (1860 m, Dn), bzw.
wendig.
der Biologischen Station Lunz (610 m, Bn). S be
deutet die Sonnenstrahlung, Ho die Himmelsstrah
1. Vermes sung der natiirlichen Horizonte
lung bei wolkenlosem Himmel, Hs bei halbbedecktem,
der Kleinklimastationen.
H bei ganz bedecktem Himmel. In entsprechender
10
Weise gelten die Bezeichnungen Ao, Aij, AlO fur die Mit einem vorzuglichen Reisetheodolithen (und
Ausstrahlungssummen. Diese sind naturlich uber verschiedenen anderen Instrumenten zu Strahlungs
den vollen Tag erstreckt (24 Stunden). (Bei halb messungen und Lichtmessungen im See)19) aus-
bewolktem Wetter wurde die halbe Tagessumme der
Sonnenstrahlung angerechnet.) 17) A. Angs triim, The albedo of various surfaces of
Die in Tabelle 5b eingetragenen Tagesbilanzen ground. Geogr. Annaler 1925, S. 323.
der Strahlung sind zur Zeit der Tag- und Nacht 18) K. Biittner, Messungen der Sonnen- und Himmels
strahlung im Flugzeug, Meteorol. Zeitschr. 1929, S. 525.
gleiche noch hoch aktiv. Um den wahren Verhiilt
19) F. Lauscher, unter Mitwirkung von E. Friedl und
nissen der N atur naherzukommen, muB das
E. Niederdorfer, Beobachtungen iiber das Eindringen des
Reflexionsvermogen, die "Albedo" der Wiesen und
Lichtes in einen See, Gerlands Beitr. z. Geoph., Bd. 42,
'Walder in Rechnung gezogen werden. (Eine schwarze S. 423, 1934._