Table Of ContentWISSENSCHAFTLICHE FORSCHUNGSBERICHTE
WI SSE N SCHAFTLICH E FORSCHUNGS B E RI CHTE
N ATUR WISSENSCHAFTLICHE REIHE
Herausgegeben von
DR. W. BRtrGEL und DR. R. JAGER
Lud wigshafen/Rh. Bad Homburg v. d. H.
Band 71
FELDER, STROME UND AEROSOLE
IN DER UNTEREN TROPOSPHARE
DR. DIETRICH STEINKOPFF VERLAG
DARMSTADT 1964
FELDER, STROME UND AEROSOLE
IN DER UNTERENTROPOSPHARE
NACH UNTERSUCHUNGEN
1M HOCHGEBIRGE BIS 3000 m NN
Von
DR. REINHOLD REITER
Leiter der Physikalisch-Bioklimatischen }'orschuugsstelle
in Garmisch-Partenkircheu
der Fraunhofer-Gesellschaft zur Fiirderung der angewandten Forschung e. V.
Mit einem Geleitwort von
Prof. Dr. BORIS RAJEWSKY
Direktor des Max-Plank-Institutes fiir Biophysik, }'rankfurt/M.
Mit 217 Abbildungen
in 352 Einzeldarstellungen und 50 Tabellen
DR. DIETRICH STEINKOPFF VERLAG
DARMSTADT 1964
Aile Rechte vorbehalten
K.ein Teil dieses Buches darf in irgendeiner Form (durch Photokopie. Mikrofilm oder ein andere.
Verfahren) ohne schriftliche Genehmigung des Verlages reproduziert werden.
Copyright 1964 by Dr. Dietrich Steinkopff, Darmstadt
ISBN 978-3-642-86693-7 ISBN 978-3-642-86692-0 (eBook)
DOl 10.1007/978-3-642-86692-0
Herstellung: Universitatedruckerel Mainz GmbH
Zweck und Ziel der Sammlung
Ais RAPHAEL EDUARD LIESEGANG am 13. November 1947 starb, lagen
57 Bande der Sammlung vor, die er gegriindet und mehr als ein Viertel
jahrhundert lang herausgegeben hatte.
Briicken zu schlagen zwi~chen den einzelnen Teilgebieten von Natur
wissenschaft und Medizin, ist das Ziel der "Wissenschaftlichen For
schungsberichte". Schon unter LIESEGANGS Herausgeberschaft wandelten
und erweiterten sich Oharakter und Absichten der Sammlung. Die ersten
Bande erfaBten in Form kritischer Sammelreferate die Literatur einzelner
Disziplinen aus der Zeit des ersten Weltkrieges. Spater folgten monogra
phische Darste11ungen junger, inzwischen selbstandig gewordenerZweige
der Wissenschaft und neuer Methoden, die auf vielen Teilgebieten natur
wissenschaftlicher Forschung allgemeine Bedeutung erlangt hatten.
Verlag und Herausgeber bemiihen sich, die "Wissenschaftlichen For
schungsberichte" im Geiste LIESE GANGS weiterzufiihren, und sie sind
iiberzeugt, daB der Sinn dieser Tradition gerade darin besteht, die Samm
lung so lebendig und wandlungsfahig zu erhulten, daB sie die Forderungen
des Tages zu erfii11en vermag.
Physikalische MeBmethoden werden heute auf vielen weit auseinander
liegenden Teilgebieten der Naturwissenschaft, der Medizin und der Bio
logie angewandt. Wo gemessen wird, da ist Physik. Die Briicken, die die
Einzeldisziplinen verbinden, sind heute zu einem guten Teil die a11gemein
angewandten physikalischen Methoden. Sie sol1en in kiinftigen Banden
unserer Sammlung so dargeste11t werden, daB der Physiker findet, was er
braucht, also theoretische Grundlagen, Kenntnis der apparativen Hilfs
mittel und eine Ubersicht iiber die wichtigste Literatur. Der Nicht-Physi
ker soIl aber soviel iiber die Grundlagen, Anwendungsmoglichkeiten und
Grenzen finden, daB er die MeBergebnisse der Physiker interpretieren und
fiir seine Wissenschaft verwenden kann.
April 1956
Die Herausgeber:
WERNER BRUGEL ROLF JAGER
Ludwigshafen/Rhein Bad Homburg v. d. H.
Geleitwort
Die alten Vorstellungen, wonach die Erdatmosphare lediglich infolge
der darin enthaltenen Gase, die sich an den Atmungsvorgangen in den
lebenden Organismen beteiligen, fUr die Aufrechterhaltung und den un
gestarten Ablauf des menschlichen Lebens von Bedeutung ist, haben sich
durch die Ergebnisse der wissenschaftlichen Forschung in unserem Jahr
hundert nicht unwesentlich geandert. Die Erdatmosphare wird nicht
mehr als eine Mischung der fur die Atmung notwendigen Gase betrachtet,
sondern als ein kompliziert zusammengesetzter Karper, in dem auBer den
grundsatzlichen Gaskomponenten auch andere Komponenten in flussiger
llnd fester Phase vorhanden sind. Diese letztgenannten Bestandteile
der Atmosphare stellen zwar, mengenmaBig gesehen, nur verhaltnis
maBig kleine und kleinste Beimischungen dar, kannen aber bei ge
gebenen Verhaltnissen eine wesentliche Bedeutung fur den Ablauf der
Lebensprozesse gewinnen. In erster Linie mussen hierbei die geladenen
und ungeladenen Aerosole, die "Luft,ionen", Kondensationskerne und
graBere Partikel bis zu den Staube n und radioaktiven Teilchen - besser
gesagt: verschiedene Trager der Radioaktivitat - genannt werden. Ab
gesehen davon ist die Erdatmosphare als Tragerin elektrischer und
akustischer Felder zu betrachten, die ebenfalls den Ablauf der Lebens
prozesse beeinflussen kannen. So entstand ein weites Gebiet der bio
physikalischen Erforschung der Erdatmosphare, die Biometeorologie
u. a. m. Verstandlicherweise sind mit diesen Forschungsrichtungen die ein
schlagigen Problemstellungen der Klimatologie und Balneologie eng ver
bunden. Seit Beginn der Atomkernenergie-Epoche haben die einschlagigen
Forschungsarbeiten an Bedeutung gewonnen und sind sehr aktuell ge
worden.
Das vorliegende Werk von Herrn Dr. REITER enthalt ein auBerordent
lich reichhaltiges Material, das in den letzten Dezennien auf allen diesen
Forschungsgebieten gesammelt worden ist. In erster Linie befaBt sich das
neue Werk mit den Ergebnissen eigener Forschungsarbeiten des Ver-
Geleitwort VII
fassers und mit den Ergebnissen, die in der von ihm geleiteten Forschungs
stelle gewonnen w<,>rden sind. Aus den vorgelegten und erliiuterten Re
sultaten zahlreicher Untersuchungen ergeben sich viele neue Erkennt
nisse und neue Vorstellungen uber die Physik und Biophysik der Erd
atmosphiire und neue Konzeptionen hinsichtlichder weiterenForschungs
arbeit. Es ist nicht daran zu zweifeln, daB das Buch von Herrn Dr. REITER
bald zu einem Nachschlagwerk fUr die interessierten und fUr die Fach
kreise wird. Man kann den Verfasser zu der sorgfiiltigen und sachkun
digen Bearbeitung des groBen Materials und den Verlag zu der guten
Ausstattung des Buches nur begluckwunschen.
Frankfurt am Main, Mai 1964
B. RAJEWSKY
Vorwort
Dieses Buch ist, wie in Kapitell.O. naher ausgefUhrt, ein Forschungs
bericht im engeren Sinne, denn es enthalt iiberwiegend die Erfahrungen
des Verfassers, welche seit 1950 auf dem Gebiet der luftelektrischen
Synopsis und seit 1956 auf dem der atmospharischen Radioaktivitat an
der Physikalisch-Bioklimatischen Forschungsstelle gesammelt werden
konnten. Neben einer liickenlosen und systematischen Darstellung dieses
Erfahrungsgutes wurde aber auch versucht, der einschlagigen Fachlite
ratur gerecht zu werden und alle wichtigen Ergebnisse anderer Forscher
gruppen zum Vergleich heranzuziehen und zu den eigenen Befunden in
Beziehung zu setzen. Vielleicht muB hier - es findet sich mehr iiber
Problemstellung und Stoffabgrenzung in den Kapiteln o. und 1. - be
sonders auf eine Eigenart der wissenschaftlichen Konzeption der ge
samten Arbeit hingewiesen werden: die kontinuierliche Erfassung einer
moglichst dicken tropospharischen Schicht iiber lange Zeit durch Betrieb
von standigen MeB- und Registrierstationen im Hochgebirge in verschie
denen Hohenlagen und ferner die synoptische Auswertung des Daten
gutes zusammen mit den wichtigsten Bestimmungsstiicken des jeweiligen
meteorologischen Zustandes. AuBerdem soIl auch hier schon klargestellt
werden, daB atmospharische lonen, Kondensationskerne, radioaktive
Partikel verschiedenster Art und Eigenschaft unter dem Oberbegriff
"Aerosole" im Titel des Buches zusammengefaBt sind.
Der gesamte Stoff und das bereitgestellte Datengut wurde fUr diese
Monographie vollkommen neu bearbeitet und durch zahlreiche zusatz
liche Auswertungen und Berechnungen erganzt, deren Ergebnisse bisher
unveroffentlicht sind. Dem groBziigigen Entgegenkommen des Verlages
ist es zu danken, daB der Verfasser im Friihjahr 1963, noch wahrend der
Druckarbeiten, jiingste Erfahrungen und neueste Literatur einarbeiten
konnte. Der Verlag erhielt das Buchmanuskript in seiner endgiiltigen
Form Ende April 1963, also wenige Tage vor der Third International
Vorwort IX
Conference on Atmospheric and Space Electricity in Montreux. Diese
Tagung zeigte ubrigens deutlich, daB das vorliegende Buch viele Pro
bleme behandelt, denen heute groBe Aktualitat zukommt und daB gerade
die in dem Buch eingehend dargelegten Erfahrungen uber synoptische
Luftelektrizitat und luftelektrische Erscheinungen und Vorgange wah
rend Niederschlag und im Bereich von Wolken dazu beitragen konnten,
Lucken im WissensgefUge wenigstens zum Teil zu schlieBen.
Bei der genannten Erganzung des Buchmanuskriptes konnte auch die
schlagartige Veranderung des Status der atmospharischen Radioaktivitat
nach Wiederaufnahme der Kernwaffenversuche im Herbst 1961 mit auf
genommen werden. Zwar sind diese glucklicherweise wieder eingestellt
worden, jedoch muB aus verschiedenen Grunden dennoch standig mit dem
unkontrollierten Freiwerden von Kernspaltprodukten an irgendeiner
Stelle des Erdballs gerechnet werden. Die ab Herbst 1961 und in den
fruheren J ahren gesammelten Erfahrungen konnen dann unmittelbar
angewandt und sinngemaB ubertragen werden.
Der Blick und das Interesse vieler Forscher richtet sich heute im Zuge
der ErschlieBung des Weltraumes auf die hochsten Schichten der Atmo
sphare, auf den interplanetarischen Raum und auf die Atmospharen der
Planeten und Trabanten. Vergessen wir aber nicht, daB uns nach wie vor
noch sehr vieles in den untersten Atmospharenschichten verborgen ge
blieben ist und daB die vollstandige und grundliche Kenntnis aller Vor
gange und Zustande in der Erdatmosphare die Voraussetzung und Grund
lage fUr eine erfolgreiche Erforschung der Atmospharen ferner Gestirne
ist. Es mutet eigenartig an: wahrend Anzahl, Reichweite und MeB
programm der Forschungs-Raumsonden schnell zunehmen, wissen wir bis
heute nichts Sicheres uber das Zustandekommen der Elektrizitat eines
irdischen Gewitters, und nicht genug uber die Bedingungen fUr die Ver
teilung von Aerosolen in unserer Troposphare.
Die Zahl derer, welche zu dem Fortschreiten der Arbeiten, uber welche
in diesem Buche berichtet wird, beigetragen haben, ist - und das stellt
der Verfasser mit Freude und Dankbarkeit fest - so groB, daB all ihrer in
einem gesonderten Abschnitt (10.) gedacht wurde. Hier ist jedoch der
Ort, urn meinen ganz besonderen und aufrichtigen Dank dem Heraus
geber, Herrn Dr. W. BRUGEL zu sagen, welcher mit so groBem Interesse
das Werden dieses Buches verfolgt und angeregt hat und nicht zuletzt
Herrn Dr. D. STEINKOPFF als Verleger und dem gesamten Verlag fUr
x Vorwort
das wirklich groBziigige Entgegenkommen bei der Gestaltung des Buches
und fUr das verstandnisvolle Eingehen auf viele Wiinsche des Verfassers.
Frl. cando med. INGRID HESSE danke ich fUr die Sorgfalt und unermiid
liche Geduld beim Mitlesen der Korrekturen.
Garmisch-Partenkirchen, im Herbst 1963
REINHOLD REITER
