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Das mittlere meridionale Temperaturprofil in der Troposphäre als Effekt von vertikalen und horizontalen Austauschvorgängen und Kondensationswärme

  • F. Defant
Article

Summary

A theoretical account is given for the mean meridional temperature profile in the troposphere (up to 11 km) by the aid of the theorem of turbulent heat conduction introducing the vertical and horizontal coefficients of exchange (Austausch) which show a different order of magnitude. It is necessary, however, to take into consideration the heat of condensation, liberated by condensation of the mean yearly precipitation on the earth and thereby supplied to the troposphere in the different latitudes, in order to obtain a theoretical solution capable of completely explaining the mean meridional temperature profile deduced from former observations in the free atmosphere. The mean temperature distribution on ground has been assumed to be known as it is established by the radiation balance of the ground showing the determined and wellknown zonal distribution. Furthermore, some noticeable details resulting from the theory and concerning the vertical structure of temperature in the troposphere and its state of equilibrium are derived. It is made clear how a temperature gradient <1° C/100 m comes about. Thus the mean meridional temperature profile is shown to be a determined state of equilibrium between vertical and horizontal exchange (Austausch) phenomena and processes of condensation taking place in the troposphere. These latter ones being confined to a certain layer of the lower atmosphere are of essential importance for the upper limitation of the troposphere.

Résumé

On donne une explication théorique du profil méridien moyen de température dans la troposphère (jusqu'à 11 km.) en s'appuyant sur le théorème de la conductibilité turbulente et en introduisant les coefficients d'échange turbulent dont l'ordre de grandeur n'est pas le même dans la verticale et dans l'horizontale. Il faut tenir compte de la chaleur de condensation libérée par les précipitations annuelles moyennes et qui est fournie à la troposphère aux différentes latitudes; alors seulement on arrive à une solution en accord complet avec le profil méridien de température, tel que le fournissent les observations aérologiques. On a considérée comme connue la distribution moyenne de la température au niveau du sol, celle-ci étant déterminée par le bilan radiatif du sol et présentant la répartition zonale bien connue. On expose ensuite thermique verticale de la troposphère et son équilibre, ainsi que l'établissement d'un gradient inférieur à un degré par cent mètres. Le profil méridien moyen de température apparaît alors comme le résultat d'un équilibre entre les processus d'échange turbulent verticaux et horizontaux et des phénomènes de condensation se produisant dans la troposphère. Le fait que ces derniers sont limités à une certaine couche basse de l'atmosphère est une des raisons pour lesquelles la troposphère présente une limite supérieure.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1950

Authors and Affiliations

  • F. Defant
    • 1
  1. 1.Institut für Meteorologie und Geophysik der Universität InnsbruckInnsbruckÖsterreich

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