Search

Theorie und Beobachtung ergeben, daß in gezeitenfreien exponentiell geschichteten Meeren die Spektren der Horizontalgeschwindigkeit (u, v) durch eine Gesetzmäßigkeit gemäß (12), (13), diejenigen der Temperatur gemäß (19) gegeben sind. From theory we get that internal waves due to air pressure changes are given by eq. (3), (4) and (16). From these we get the formulas (12), (13) and (19) as first approximations for the amplitude spectra of u, v and T. Figs. 2-18 show 150 spectra observed in the Baltic during 1961 to 1964 in comparison to theory (clashed lines).

Records of temperature fluctuations in a thermocline show an energy peak close to the local Brunt-Väisälä frequency. This supports recent observations that short internal waves are common phenomena within the thermocline. The high rate of energy of these waves permits the conclusion that they may break and form patches of turbulence. It is assumed that these short internal waves and turbulence patches contribute to the acoustic backscattering observed from these layers.

Es wird von den Seichesperioden, die G. NEUMANN (1941) und W. KRAUSS und L. MAGAARD (l962) berechnet haben, ausgegangen. Abschnitt 1 gibt an Hand eines rechteckigen Meergebietes (x, z-Ebene) mit exponentieller Dichteverteilung, wie sie typisch für die westliche und mittlere Ostsee ist, die theoretische Konzeption an. Diese liegt Abschnitt 2 zugrunde, in dem das Seichessystem für eine reale Dichte- und Tiefenverteilung der Ostsee (ohne Bottnischen Meerbusen) berechnet wird. In Abschnitt 3 wird an einer Meßreihe gezeigt, daß sich die komplizierte Tiefenverteilung der horizontalen Strömungen durch interne Wellen l.-5. Ordnung interpretieren läßt, und daß die Strömungen, die zu den internen Wellen 2. -5. Ordnung gehören, jene der Oberflächenseiches übertreffen. Die Analyse zeigt, daß mit den Oberflächenseiches gleichzeitig interne Seiches derselben Periode aber mit sehr kurzer Wellenlänge auftreten, wie sie in den Abb. 42-45 dargestellt sind.

If only the periode of internal waves is governed by tide generating force the wave length is a free parameter. Then in a two-layered ocean (horicontal unbounded) internal waves with large amplitude and with the same periode as tide generating force are possible. The wave length of these waves corresponds to the case of resonance which follows from theory of free waves.

A great number of observations, mainly on temperature and current fluctuations in the Arkona Basin, have been made during the years 1962-1968 (figs. 2 and 4). Corresponding to the wind conditions over the Baltic Sea (mean value about zero, fluctuations of about 5 m sec-1), currents and stratification are extremely variable. The mean currents in fig. 7 are towards NE for the entire eastern part of the Arkona Basin, but the actual flow can have any direction (fig. 32). The current fluctuations are non-Gaussian (fig. 10). The mean stratification in the Arkona Basin underlies also great variations. Temperature fluctuations of 8°C and salinity fluctuations of 3 ‰ occur within 2 days (fig. 5). In the mean thermocline level we find also in the central part of the Arkona Basin a current towards NE (fig. 9). The current spectra of the Belt Sea and the Arkona Basin are principally of the same shape, but inertial waves do not occur in the Belt Sea (fig. 13). The mode decomposition reveals the strongest baroclinity in the period range from approximately 10h - 40h; at the inertial frequency the major baroclinic mode contains 10 times the energy of the barotropic one (fig. 28). The spectrum of the barotropic mode corresponds to the spectrum of the windstress whereas the spectra of the internal modes correspond to divergence and curl of the stress field (fig. 28). The strongest signal are the inertial currents. In general their wave length seems to be short; they consist of at least 4 internal modes and the barotropic one (fig. 37). The Reynolds stress clue to inertial waves leads to negative viscosity (fig. 40). The seiches currents are very weak compared to the inertial currents. The oscillations in the Arkona Basin seem to be short-crested and strongly influenced by Bornholm and the Rönne Bank. Towed thermistor cable records lead to the conclusion that several features of the temperature structure are of quasi-permanent character.

Es wird gezeigt, daß man mit bekannten Routinemethoden der mathematischen Physik die Kenntnisse über Kinematik und Dynamik interner Wellen wesentlich gegenüber den aus der Theorie der Grenzflächenwellen bekannten Ergebnissen erweitern kann, wenn man mit einer exponentiellen Dichteverteilung rechnet. In den Abschnitten 1-3 werden bekannte Resultate zusammengestellt, Abschnitt 4 enthält eine Formel für die Wellenlänge interner Wellen (GI. 31). Die Energie interner Wellen (Abschnitt 5) erweist sich als erheblich größer als die der Grenzflächenwellen. In Abschnitt 7 werden Rechnungen über die Entstehung interner Wellen durch die Gezeitenkräfte, den Luftdruck und den Wind angegeben, und in Abschnitt 8 wird gezeigt, daß lineare inkompressible interne Wellen in der Tiefsee praktisch keine Dämpfung erfahren.

Mit Hilfe der von G. NEUMANN (1941) angegebenen Querschnitte der Ostsee werden für die Systeme Westliche Ostsee - Finnischer Meerbusen und Westliche Ostsee - Bottnischer Meerbusen die Eigenperioden bis zur 7. Seichesschwingung angegeben. Die Rechnungen basieren auf der CHRYSTALschen Gleichung.

Es werden T-, u- und v-Spektren der Jahre 1962 und 1964 aus dem Fehmarn-Belt diskutiert. The spectra from 1962 and 1964 are discussed.

Mit Hilfe des Verfahrens von J. W. TUKEY werden gefilterte und ungefilterte Energie- bzw. Amplitudenspektren der Wasserstandsschwankungen des Jahres 1958 an 31 Pegelstationen entlang der Ostseeküste berechnet (Durchlaßbereich des Filters 6h-50h). Für benachbarte Stationen werden ferner Co- uncl Quadratur-Spektren sowie Phasendifferenz und Kohärenz berechnet. Aus den Spektren der gefilterten Meßreihen wird die Verteilung der Amplituden der S2-, M2-, K1- und O1-Tide ermittelt. Dabei wird unterschieden zwischen den Amplituden, die der Gesamtenergie im Spektrum bei den Gezeitenperioden entsprechen und denjenigen, die aus der Energiedifferenz zwischen der Gesamtenergie und der mittleren Energie des meteorologisch bedingten Spektralniveaus resultieren. Die ungefilterten Spektren zeigen mit Ausnahme der Stationen des Finnischen Meerbusens eine Energiekonzentration im Bereich von etwa 120h. Es wird eine spezielle Situation gefunden, in der die Wasserstände weitgehend durch eine 120-stündige Periodizität beschrieben werden können. Diese Periodizität erweist sich als stehende, winderzeugte Welle. Energy and amplitude spectra with and without a bandpass filter from 6h-50h of the 1958 sea level records from 31 tide gauges along the coast of the Baltic have been computed by means of the method of J. W. TUKEY. For neighbouring stations co- and quadrature-spectra, phase difference and coherence have also been computed. The amplitude and phase distribution of the S2, M2, K1 and 01 tide have been derived from the filtered spectra. The amplitudes corresponding to the total energy at the tidal periods and those resulting from the energy difference between the total energy and the noise energy are given separately. The spectra computed without filtering show an energy concentration in the range of about 120h except at the stations of the Gulf of Finland. A special situation has been found where the water level can be described by a 120h periodicity to a large extent. This periodicity turns out to be a standing wave forced by wind.

RAFM-steels such as Eurofer are considered as structural materials for breeding blankets in future fusion power plants (DEMO). Some of these blankets e.g. HCLL, WCLL and DCLL, use flowing Pb–15.7Li as liquid breeding material. In these concepts, the breeding material will be in direct contact to the structural material at operational temperatures of up to 550 °C. However, bare RAFM steels suffer from strong corrosion attack with corrosion rates between 100 and 400 µm under these conditions. To protect bare RAFM steels from corrosion, Al-based coatings are considered as corrosion barriers. Different coating processes were developed in the past, with focus on electrochemical processes within the last decade. The currently most promising one is the so-called ECX process. Based on the electrodeposition of aluminum from an ionic liquid, it produces smooth and uniform Al enriched scales. These ECX coatings have already shown good short- to mid-term corrosion resistance in flowing Pb–15.7Li for up to 4000 h. In the current study, the long-term corrosion behavior of aluminum-based coatings on Eurofer made by ECX process was investigated. Exposure times of up to 10,000 h in flowing Pb–15.7Li were reached under fusion relevant conditions, i.e. 550 °C and a flow velocity of 0.1 m/s. In comparison to bare Eurofer the corrosion attack is drastically reduced while corrosion rates lay below 20 µm/a. Additionally, it was found that the corrosion behavior is also superior to the corrosion behavior of Al-based barriers produced by the ECA process after long-term exposure in Pb–15.7Li.