1. Die Erdoberfläche
1. In Beziehung auf die Erdoberfläche.
Über die absolute Quantität Wärme und Licht, welche die Erde von der Sonne erhält, sind wir nicht im Stande eine genaue Angabe zu geben. Es gibt nur approximative Schätzungen darüber; so hat Mr. Poullet versucht darzutun, daß der Betrag der Wärme, welche die Erde jährlich von der Sonne erhält, sich auf eben so viel belaufe, als man zum Schmelzen einer die ganze Erdoberfläche überziehenden Eisrinde von beinahe 46 Fuß Dicke bedürfen würde*).
*)Elémens de Physique expéimentale et de météologie. Tom. II. P. 704.
Von der Quantität des Lichts, welches die Erde erreicht, mögen folgende Schätzungen ungefähr eine Idee geben: Ein senkrechter Lichtstrahl soll nach angestellten Berechnungen mindestens 5 seiner Intensität auf seinem Wege durch die klarste Luft verlieren, bevor er die Erdoberfläche erreicht. Hieraus, und unter Berücksichtigung der aktuellen Beschaffenheit der Atmosphäre hat man geschlossen, daß unter den günstigsten Umständen von 1000 emanierenden [ausgesandten] Sonnenstrahlen im Durchschnitt nur 378 am Äquator, 228 unter 45° Breite und 110 an den Polen bis zur Erdoberfläche durchdringen können; während bei wolkigem Wetter diese verschiedenen Proportionen noch um ein Bedeutendes geringer sind*). —
*) Artikel: Climate in the Encyclopaedia Britania.
Für jetzt wollen wir unsere Aufmerksamkeit nur auf das Quantum von Wärme und Licht richten, welches auf die angegebene Weise wirklich die Oberfläche der Erde erreicht.
Wäre die Verbreitung der Wärme über die verschiedenen Regionen der Erdoberfläche allein abhängig von ihrer Stellung zur Sonne, so würde die Hitze innerhalb der Wendekreise, so wie die Kälte in den Polargegenden, keinem organischen Leben Raum geben und die gemäßigten Zonen würden so heftigen und plötzlichen Temperaturänderungen ausgesetzt sein, daß auch hier der bestehende Zustand der Dinge eine Unmöglichkeit sein würde. Wir wollen die wichtigsten Ursachen her: ausstellen, durch die so grelle Kontraste gemildert sind. Der Ozean und die Atmosphäre sind die media, durch welche dieser große Zweck erreicht wird.
Um einigermaßen die Rolle zu verstehen, welche hier das Meer spielt, haben wir uns einiger Beziehungen des Wassers zur Wärme zu erinnern. Wie alle tropfbaren Flüssigkeiten, so kann das Wasser in gewisser Hinsicht als ein ungemein schlechter Wärmeleiter betrachtet werden, denn, sucht man eine Wassermasse von ihrer Oberfläche aus zu erhitzen, so bleibt die Erwärmung des Wassers so auf die Oberfläche beschränkt, daß die Temperatur der unten befindlichen Masse kaum affiziert wird. Das schnelle und gleichmäßige Durchwärmen einer auf gewöhnliche Weise erhitzten Wassermasse beruht daher wesentlich auf den dadurch bewirkten inneren Strömungen.
Zu diesem Verhalten des Wassers kommt eine Eigentümlichkeit, die um so merkwürdiger ist, indem die Natur hier von ihrem allgemeinen Gange abgewichen ist, um einen großen Zweck zu erfüllen; während alle Körper nämlich sich mehr und mehr ausdehnen und zusammenziehen, je wärmer oder kälter sie werden, so weicht das Wasser insofern von diesem allgemeinen Gesetze ab, daß es bei einer gewissen Temperatur, bei 40° F. das Maximum der Zusammenziehung erleidet und daher, indem es von diesem Punkte aus weiter erkaltet, sich allmählich ausdehnt, bis endlich bei dem Gefrieren eine plötzliche und bedeutende Ausdehnung eintritt.
Die thermometrischen Verhältnisse des Ozeans, den wir im Ganzen als eine in überwiegender Ausdehnung auf der Oberfläche des Erdkörpers ausgegossene Wassermasse betrachten können, sind nun unverkenntlich als Folgen jener Eigenschaften des Wassers zu betrachten, und der Salzgehalt des Meerwassers trägt noch dazu bei, daß es sich in höhern Kältegraden als Flüssigkeit erhält. Die allgemeine Thatsache ist, daß innerhalb der Tropen die Temperatur des Ozeans mit der Tiefe abnimmt, während umgekehrt in den Polargegenden die Temperatur mit der Tiefe zunimmt. Jene verminderte Temperatur des Ozeans in der Tiefe unter dem Äquator kann nun eben so wenig von der Temperatur dieser Zone abhängen, als der verhältnismäßig bedeutende Wärmegrad des Wassers in der Tiefe der Polarmeere ein Erzeugnis der Polartemperaturen sein kann. Diese Erscheinungen deuten daher auf entgegengesetzte Strömungen der Gewässer vom Äquator zu den Polen und umgekehrt; Wirkungen, die wir zugleich als notwendig bedingt durch hydrostatische Gesetze voraussetzen können: denn in einer Wassermasse, die in gleichen Tiefen ungleich erwärmt ist, findet, in so weit als sich hieran eine Verschiedenheit des spezifischen Gewichts knüpft, eine Störung des hydrostatischen Gleichgewichts statt, die sich durch dergleichen Strömungen ausgleichen wird. Mit diesen Strömungen verbinden sich Ebbe und Flut und die unzähligen oberflächlichen Bewegungen des Meers, um dazu beizutragen, eine gleichmäßige Verbreitung der Wärme auf der Oberfläche des Erdkörpers zu bewirken.
Die Temperatur auf der Erdoberfläche zeigt gewisse Verschiedenheiten, je nachdem diese aus Land oder Meer besteht, und es besteht darin der Unterschied zwischen Insular- und Kontinental-Klimaten.
Es ist nämlich der tägliche Wechsel der Lufttemperatur nahe an der Meeresoberfläche, mitten in offener See und fern von dem Einflusse des Festlandes sehr viel geringer als auf dem Kontinente. So beläuft sich in den Äquatorialgegenden die bedeutendste Differenz zwischen Tag- und Nacht-Temperatur zur See nur auf 3° oder 4°, während sie auf dem Lande oftmals 9° oder 10° beträgt. In gemäßigten Klimaten und namentlich in Breiten von 25° bis 50° ist die Differenz zwischen Maximum und Minimum des täglichen Thermometerstandes auf dem Meere noch sehr gering, indem sie nur auf 4° bis 6° sich beläuft; während dagegen auf dem Festlande z. B. zu Paris, die Differenz oftmals bis auf 20° bis 30° steigt. Diesen Umständen verdankt man es, daß kleine Inseln, indem sie den klimatischen Charakter des sie umgebenden Meers Mitbesitzen, einem bedeutenden täglichen Temperaturwechsel weit weniger ausgesetzt sind, als Kontinente; und daher im Allgemeinen ein viel gleichmäßigeres Klima besitzen.
Auf dem Meere wie auf dem Lande findet die niedrigste Temperatur gegen Sonnenaufgang statt; die höchste auf dem Meere um Mittag oder kurz nachher, auf dem Lande dagegen 2 bis 3 Stunden nach Mittag. Zwischen den Wendekreisen soll das Maximum der Lufttemperatur etwas höher sein, als das der Temperatur der Meeresoberfläche. Wenn man jedoch die Temperaturen der Meeresoberfläche und der Luft in kurzen Intervallen, etwa alle 4 Stunden beobachtet, und sie dann sämtlich mit einander vergleicht, so lauten die Resultate anders, und sie scheinen zu beweisen, daß selbst zwischen den Wendekreisen die Temperatur der Meeresoberfläche höher ist als die der auf ihr ruhenden Atmosphäre. Zwischen den Breiten von 25° und 50° ist die Luft selten wärmer, als die Oberfläche des Meeres; und in den Polargegenden findet man selten die Luft so warm wie das Meer; in der Tat ist die Luft fast immer kälter und im Allgemeinen viel kälter als die Meeresoberfläche.
Über die absolute Quantität Wärme und Licht, welche die Erde von der Sonne erhält, sind wir nicht im Stande eine genaue Angabe zu geben. Es gibt nur approximative Schätzungen darüber; so hat Mr. Poullet versucht darzutun, daß der Betrag der Wärme, welche die Erde jährlich von der Sonne erhält, sich auf eben so viel belaufe, als man zum Schmelzen einer die ganze Erdoberfläche überziehenden Eisrinde von beinahe 46 Fuß Dicke bedürfen würde*).
*)Elémens de Physique expéimentale et de météologie. Tom. II. P. 704.
Von der Quantität des Lichts, welches die Erde erreicht, mögen folgende Schätzungen ungefähr eine Idee geben: Ein senkrechter Lichtstrahl soll nach angestellten Berechnungen mindestens 5 seiner Intensität auf seinem Wege durch die klarste Luft verlieren, bevor er die Erdoberfläche erreicht. Hieraus, und unter Berücksichtigung der aktuellen Beschaffenheit der Atmosphäre hat man geschlossen, daß unter den günstigsten Umständen von 1000 emanierenden [ausgesandten] Sonnenstrahlen im Durchschnitt nur 378 am Äquator, 228 unter 45° Breite und 110 an den Polen bis zur Erdoberfläche durchdringen können; während bei wolkigem Wetter diese verschiedenen Proportionen noch um ein Bedeutendes geringer sind*). —
*) Artikel: Climate in the Encyclopaedia Britania.
Für jetzt wollen wir unsere Aufmerksamkeit nur auf das Quantum von Wärme und Licht richten, welches auf die angegebene Weise wirklich die Oberfläche der Erde erreicht.
Wäre die Verbreitung der Wärme über die verschiedenen Regionen der Erdoberfläche allein abhängig von ihrer Stellung zur Sonne, so würde die Hitze innerhalb der Wendekreise, so wie die Kälte in den Polargegenden, keinem organischen Leben Raum geben und die gemäßigten Zonen würden so heftigen und plötzlichen Temperaturänderungen ausgesetzt sein, daß auch hier der bestehende Zustand der Dinge eine Unmöglichkeit sein würde. Wir wollen die wichtigsten Ursachen her: ausstellen, durch die so grelle Kontraste gemildert sind. Der Ozean und die Atmosphäre sind die media, durch welche dieser große Zweck erreicht wird.
Um einigermaßen die Rolle zu verstehen, welche hier das Meer spielt, haben wir uns einiger Beziehungen des Wassers zur Wärme zu erinnern. Wie alle tropfbaren Flüssigkeiten, so kann das Wasser in gewisser Hinsicht als ein ungemein schlechter Wärmeleiter betrachtet werden, denn, sucht man eine Wassermasse von ihrer Oberfläche aus zu erhitzen, so bleibt die Erwärmung des Wassers so auf die Oberfläche beschränkt, daß die Temperatur der unten befindlichen Masse kaum affiziert wird. Das schnelle und gleichmäßige Durchwärmen einer auf gewöhnliche Weise erhitzten Wassermasse beruht daher wesentlich auf den dadurch bewirkten inneren Strömungen.
Zu diesem Verhalten des Wassers kommt eine Eigentümlichkeit, die um so merkwürdiger ist, indem die Natur hier von ihrem allgemeinen Gange abgewichen ist, um einen großen Zweck zu erfüllen; während alle Körper nämlich sich mehr und mehr ausdehnen und zusammenziehen, je wärmer oder kälter sie werden, so weicht das Wasser insofern von diesem allgemeinen Gesetze ab, daß es bei einer gewissen Temperatur, bei 40° F. das Maximum der Zusammenziehung erleidet und daher, indem es von diesem Punkte aus weiter erkaltet, sich allmählich ausdehnt, bis endlich bei dem Gefrieren eine plötzliche und bedeutende Ausdehnung eintritt.
Die thermometrischen Verhältnisse des Ozeans, den wir im Ganzen als eine in überwiegender Ausdehnung auf der Oberfläche des Erdkörpers ausgegossene Wassermasse betrachten können, sind nun unverkenntlich als Folgen jener Eigenschaften des Wassers zu betrachten, und der Salzgehalt des Meerwassers trägt noch dazu bei, daß es sich in höhern Kältegraden als Flüssigkeit erhält. Die allgemeine Thatsache ist, daß innerhalb der Tropen die Temperatur des Ozeans mit der Tiefe abnimmt, während umgekehrt in den Polargegenden die Temperatur mit der Tiefe zunimmt. Jene verminderte Temperatur des Ozeans in der Tiefe unter dem Äquator kann nun eben so wenig von der Temperatur dieser Zone abhängen, als der verhältnismäßig bedeutende Wärmegrad des Wassers in der Tiefe der Polarmeere ein Erzeugnis der Polartemperaturen sein kann. Diese Erscheinungen deuten daher auf entgegengesetzte Strömungen der Gewässer vom Äquator zu den Polen und umgekehrt; Wirkungen, die wir zugleich als notwendig bedingt durch hydrostatische Gesetze voraussetzen können: denn in einer Wassermasse, die in gleichen Tiefen ungleich erwärmt ist, findet, in so weit als sich hieran eine Verschiedenheit des spezifischen Gewichts knüpft, eine Störung des hydrostatischen Gleichgewichts statt, die sich durch dergleichen Strömungen ausgleichen wird. Mit diesen Strömungen verbinden sich Ebbe und Flut und die unzähligen oberflächlichen Bewegungen des Meers, um dazu beizutragen, eine gleichmäßige Verbreitung der Wärme auf der Oberfläche des Erdkörpers zu bewirken.
Die Temperatur auf der Erdoberfläche zeigt gewisse Verschiedenheiten, je nachdem diese aus Land oder Meer besteht, und es besteht darin der Unterschied zwischen Insular- und Kontinental-Klimaten.
Es ist nämlich der tägliche Wechsel der Lufttemperatur nahe an der Meeresoberfläche, mitten in offener See und fern von dem Einflusse des Festlandes sehr viel geringer als auf dem Kontinente. So beläuft sich in den Äquatorialgegenden die bedeutendste Differenz zwischen Tag- und Nacht-Temperatur zur See nur auf 3° oder 4°, während sie auf dem Lande oftmals 9° oder 10° beträgt. In gemäßigten Klimaten und namentlich in Breiten von 25° bis 50° ist die Differenz zwischen Maximum und Minimum des täglichen Thermometerstandes auf dem Meere noch sehr gering, indem sie nur auf 4° bis 6° sich beläuft; während dagegen auf dem Festlande z. B. zu Paris, die Differenz oftmals bis auf 20° bis 30° steigt. Diesen Umständen verdankt man es, daß kleine Inseln, indem sie den klimatischen Charakter des sie umgebenden Meers Mitbesitzen, einem bedeutenden täglichen Temperaturwechsel weit weniger ausgesetzt sind, als Kontinente; und daher im Allgemeinen ein viel gleichmäßigeres Klima besitzen.
Auf dem Meere wie auf dem Lande findet die niedrigste Temperatur gegen Sonnenaufgang statt; die höchste auf dem Meere um Mittag oder kurz nachher, auf dem Lande dagegen 2 bis 3 Stunden nach Mittag. Zwischen den Wendekreisen soll das Maximum der Lufttemperatur etwas höher sein, als das der Temperatur der Meeresoberfläche. Wenn man jedoch die Temperaturen der Meeresoberfläche und der Luft in kurzen Intervallen, etwa alle 4 Stunden beobachtet, und sie dann sämtlich mit einander vergleicht, so lauten die Resultate anders, und sie scheinen zu beweisen, daß selbst zwischen den Wendekreisen die Temperatur der Meeresoberfläche höher ist als die der auf ihr ruhenden Atmosphäre. Zwischen den Breiten von 25° und 50° ist die Luft selten wärmer, als die Oberfläche des Meeres; und in den Polargegenden findet man selten die Luft so warm wie das Meer; in der Tat ist die Luft fast immer kälter und im Allgemeinen viel kälter als die Meeresoberfläche.
Dieses Kapitel ist Teil des Buches Ueber das Seebaden und das Norderneyer Seebad