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E.
Seite 18.228 Jahres-Supplement 1890-1891
E.
Richard, engl. Zeichner und Kupferstecher.
Ein kritisches Verzeichnis seiner Werke gab Wessely heraus (Hamb. 1889).
(spr. iht'n), John, amerikan. Pädagog, geb. zu Sutton in New Hampshire, wirkte 1854-59 als Lehrer und Schulaufseher im Staate Ohio, studierte darauf Theologie zu Andover, wurde 1861 als Geistlicher ordiniert, nachdem er kurz vorher schon als Feldprediger in ein Freiwilligenregiment eingetreten war. Während des Bürgerkriegs bekleidete er verschiedene Aufsichtsämter, wurde 1863 zum Obersten des 63. farbigen Infanterieregiments, bei Beendigung des Krieges 1865 zum Brigadegeneral der Freiwilligen ernannt, 1867 erhielt er den Posten eines staatlichen Schulaufsehers für Tennessee, 1870 das einflußreiche Amt des Commissioner of the U. S. Board of Education zu Washington, [* 2] 1886 übernahm er die Leitung des College zu Marietta (Ohio). Er hat sich um die Förderung des Unterrichtswesens der Vereinigten Staaten [* 3] große Verdienste erworben und namentlich als dessen amtlicher Vertreter auf den großen Ausstellungen zu Philadelphia [* 4] (1876) und New Orleans (1885) Anerkennung gefunden. Auf dem in letzterer Stadt abgehaltenen internationalen pädagogischen Kongreß bekleidete er das Amt eines Präsidenten, auf dem zu Havre [* 5] in Frankreich (1887) das eines Vizepräsidenten. Als Commissioner leitete er die Herausgabe des jährlichen großen Berichts (Report) über das Schulwesen der Vereinigten Staaten von Nordamerika. [* 6]
und Flut. Die Beobachtungen, welche über die Gezeiten (Tiden) im Atlantischen Ozean angestellt worden sind, haben ein solches Material zu Tage gefördert, daß wir nunmehr eine bessere Vorstellung vom Verlauf der ganzen verwickelten Erscheinung gewonnen haben, als es früher möglich war. Was das Auftreten und Fortpflanzen der atlantischen Tiden im allgemeinen betrifft, so findet man durch einen Vergleich der Eintrittszeiten des Hochwassers an einer Reihe von Küstenpunkten, daß sowohl auf der östlichen als auf der westlichen Seite des Ozeans das Hochwasser für die nördlicher gelegenen Punkte successive später eintritt als für die südlichen, daß also das Hochwasser von S. nach N. fortschreitet; gleichzeitig nimmt die Höhe der Flut oder die Differenz des Wasserstandes bei Hoch- und Niedrigwasser von S. nach N. wenigstens bis zu einer gewissen Breite [* 7] zu, bei weiterm Vorrücken vermindert sich dieselbe aber wieder.
An der östlichen Seite des Ozeans ist dieses Fortschreiten von S. nach N. ein regelmäßiges, derart, daß Orte, welche etwa 50-65 Breitengrade voneinander entfernt liegen, gleichzeitig Hochwasser haben, woraus man auf die Existenz zweier Wellen [* 8] schließen kann, die sich nach N. fortpflanzen. An der westlichen Seite tritt diese Erscheinung nicht mit derselben Regelmäßigkeit hervor, sondern wird an der Küste der Vereinigten Staaten infolge ihrer Erstreckung in einem Bogen [* 9] verdeckt.
Ein großer Teil der Küste hat nämlich gleichzeitig Hochwasser, ja dasselbe tritt weiter im N. früher an den östlich gelegenen Punkten als an den südlicher, aber westlicher liegenden ein. In zwei Punkten weisen jedoch die Tiden an der amerikanischen Seite des nordatlantischen Ozeans und an der europäischen einen merkwürdigen Unterschied auf. In den amerikanischen Häfen ist nämlich die halbmonatliche Ungleichheit sowohl in Zeit als in Höhe nur etwa halb so groß wie in den europäischen Küstenplätzen, oder was dasselbe heißt, die Sonnenflut ist im Verhältnis zur Mondflut auf der Westseite nur halb so groß wie an der Ostküste. Der mittlere Wert dieser Ungleichheit beträgt für die
in Zeit | in Höhe | |
Ostküste der Vereinigten Staaten | 23 Min. | 5.2 cm |
Westküste Europas | 42 - | 9.9 - |
Das sind die Mittelwerte aus je 10 Küstenstationen von beiden Ufern. In Einzelfällen sinkt die Ungleichheit wie in Charleston in Zeit bis 18 Minuten, in Philadelphia in Höhe bis 4 cm, während gegenüber in Plymouth [* 10] sie in Zeit bis 45 Minuten und im Shannonfluß bei Kilbaha bis 12,2 cm in Höhe erlangt. Der zweite Punkt betrifft die tägliche Ungleichheit. Diese ist in den nördlichen Häfen der Ostküste der Union ebenso unbedeutend wie in Europa [* 11] (in Liverpool [* 12] 24, in Wilhelmshaven [* 13] 16 cm), die gewöhnliche halbtägige Flut wird dadurch kaum beeinflußt. Je näher die Stationen aber der Floridastraße liegen, und noch mehr im Busen von Mexiko, [* 14] gewinnt die eintägige Flutwelle an Einfluß, und endlich übertrifft sie die gewöhnlichen halbtägigen Gezeiten so an Größe, daß diese an manchen Orten ganz verschwinden und man nur Eintagsfluten beobachtet. Folgende Zahlen, welche den Flutwechsel in Zentimetern ausdrücken, veranschaulichen die Verhältnisse am besten:
Höhe der Gezeiten | ||
eintäg. | halbtäg. | |
Kap Florida | 6 cm | 49 cm |
Key West | 21 - | 37 - |
Tortugas | 30 - | 30 - |
Egmont-Keys (27° 36' n. Br., 82° 46' w. L.) | 49 - | 34 - |
Cedar-Keys 128° 58' n. Br., 82° 57' w. L.) | 46 - | 73 - |
St. Georges-Inlet (29° 35' n. Br., 85° 12' w. L.) | 49 - | 6 - |
Pensacola | 34 - | 6 - |
Südwestpaß des Mississippi | 37 - | 6 - |
Galveston | 34 - | 15 - |
Man sieht daraus, wie an der Nordküste des Golfs von Mexiko die eintägigen Gezeiten so groß werden, daß sie die halbtägigen beinahe völlig unterdrücken und für diese Orte meist nur einmal des Tages Hochwasser und Niedrigwasser auftritt.
Zum Verständnis dieser Erscheinungen ist es nötig, sich die Hauptpunkte der Wellenlehre zu vergegenwärtigen. Es handelt sich nur um die Wellen, welche unter der Einwirkung von Kräften in Kanälen, bez. auf dem Ozean entstehen können. Die Anziehung von Sonne [* 15] und Mond [* 16] ruft zweierlei Arten von Wellen hervor, die eine hat gleiche Periode mit der erzeugenden Kraft, [* 17] ihre Länge ist aber eine unveränderliche durch die Lage des Kanals auf der Erde, nicht aber durch seine Gestalt, Tiefe etc. bedingte, und ihre Höhe ist der Tiefe des Wassers, in welchem sie entsteht, proportional. So wird z. B. in einem rings um die Erde in einem größten Kreise [* 18] sich erstreckenden Kanal [* 19] durch die Anziehung des Mondes eine Welle erzeugt, deren Periode gleich einem halben Mondtage und deren Länge gleich dem halben Umfang der Erde ist; die Höhe der Welle ist abhängig von der Tiefe des Kanals. Die Existenz dieser Welle ist unauflöslich an die Existenz der Kraft gebunden. Man nennt daher diese Welle die gezwungene oder auch primäre Flutwelle. Neben dieser Welle und als Folge ihrer Existenz und des Vorhandenseins ¶
von Bewegungshindernissen wird meistens eine freie Welle vorhanden sein, welche mit der gezwungenen gleiche Periode hat, deren Länge aber eine andre ist und in einem bestimmten, von der Tiefe des Wassers abhängigen Verhältnis zu der Periode steht, deren Höhe gleichfalls von äußern Umständen abhängt. Diese Welle ist in ihrem Fortschreiten nicht mehr durch die erzeugende Kraft bedingt, hört auch nicht auf zu existieren, wenn die Kräfte aufhören, sondern unterliegt nur dem Einfluß der Reibung, [* 21] wodurch sie bald verlöscht. Diese Wellen werden freie Flutwellen oder sekundäre genannt, und sie sind es, welche man an den Küsten des Ozeans und in Flüssen beobachtet.
Neuerdings hat nun Börgen den Versuch gemacht, auf Grund von Airys Wellentheorie die Eintrittszeiten der Hochwasser in ihrer Abhängigkeit vom Bodenrelief des Atlantischen Ozeans zu erklären. Die Voraussetzung der Wellentheorie ist die, daß das Wasser sich in Kanälen befindet, deren verschiedene Gestaltung die in ihnen erzeugten Wellen in verschiedener Weise beeinflußt. In einem rings um die Erde sich erstreckenden Kanal von überall gleichmäßiger Tiefe und Breite werden Flutwellen nur als gezwungene Wellen auftreten. Wo aber irgend ein Hindernis ihrer Fortpflanzung entgegentritt, da wird die bis dahin gezwungene Welle ihren Weg als freie Welle fortsetzen.
Diese Wellen werden ebenfalls wie die gezwungenen sowohl nach der Längsrichtung als nach der Richtung der Breite des Ozeans vorhanden sein. Da aber die Höhe der gezwungenen Flutwellen der Tiefe des Wassers direkt proportional ist, so sieht man, daß dieselben in der Nähe der Küsten verschwinden und dort nur die freien Wellen zur Geltung kommen werden, welche umgekehrt gerade im flachen Wasser zur höhern Entwickelung gelangen; im tiefen Ozean werden sich dagegen neben diesen letztern auch die gezwungenen Wellen geltend machen.
Wenn nun auf einer in horizontaler Richtung ausgedehnten Wasserfläche mehrere sich kreuzende Systeme von Wellen existieren, so treten Interferenzen auf, durch welche bewirkt wird, daß die Linien gleicher Hochwasserzeit oder die Flutstundenlinien nicht mehr in einfacher Beziehung zu den erzeugenden Wassersystemen stehen, so daß man nicht unmittelbar aus dem Verlauf der Flutstundenlinien einen Schluß auf den Verlauf der Wellen ziehen kann. Wenn nicht mehr als zwei Systeme von Wellen vorhanden sind, so verlaufen die Flutstundenlinien in diesem Falle nicht mehr geradlinig, sondern erhalten wellenförmige Einbuchtungen.
Die zu einer bestimmten Stunde gehörige Linie verläuft in der Richtung, nach welcher sich die kleinere der beiden Wellen fortpflanzt, und der lineare Abstand zweier gleichartig liegender Punkte derselben, die in der Richtung der Fortpflanzung dieser kleinern Welle liegen, ist gleich der Länge oder dem ganzen Vielfachen der Länge der kleinern Welle. Kann man also den Verlauf der Flutstundenlinien genau nachweisen, so darf man annehmen, daß die kleine Welle sich annähernd nach der Richtung dieser Linien fortpflanzt.
Aus dem Umstand, daß die Flutstundenlinien sich quer über den Atlantic erstrecken, kann man also schließen, daß das kleinere der auf demselben bestehenden Wellensysteme sich in der Richtung Ostwesten fortpflanzt. Die Breite des Ozeans ist aber zu gering, d. h. kleiner als eine Wellenlänge, um die volle Ausbildung der Flutstundenlinien zu gestatten, so daß man keine homologen Punkte aufsuchen kann, um daran die Wellenlänge zu prüfen. Ferner ist der Abstand zweier Punkte auf zwei verschiedenen Flutstundenlinien, die zu Zeiten gehören, welche um die Periode der Welle voneinander abweichen, und die in der Richtung der Fortpflanzung der größern Welle liegen, gleich der Länge der größern Welle.
Findet man also auf zwei solchen Flutstundenlinien zwei Punkte, deren Abstand der aus der mittlern Tiefe berechneten Wellenlänge gleich ist, so kann man schließen, daß dies die Richtung des Fortschreitens des größern der beiden Wellensysteme ist. Es kommt also darauf an, zwei Orte aufzusuchen, an welchen die beobachteten Hafenzeiten um die Periode der Flutwellen (τ = 12h 25m gesetzt) voneinander verschieden sind, dann ist die mittlere Tiefe p des Wassers zu ermitteln, daraus nach der Formel λ = τ sqrt (2 gp) die dieser Tiefe entsprechende Wellenlänge zu berechnen und diese mit der Entfernung beider Orte auf dem größten Kreise zu vergleichen. Folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die von Börgen ausgeführte Rechnung.
Stationen | Hafenzeit in Greenwichzeit | D = Abstand | Mittl. Tiefe p zwischen beiden | Wellenlänge λ = τ sqrt (2 gp) | Differenz D-λ |
---|---|---|---|---|---|
Kilom. | Meter | Kilom. | Kilom. | ||
1) Kapstadt | 1h 27m | 12672 | 4095 | 8960 | +3712 |
- St. Augustine (Florida) | 1:47 | ||||
2) Sta. Catharina (Brasil.) | 5h 59m | 10184 | 3967 | 8819 | +1365 |
- St. Kilda (w. von d. Hebr.) | 6:4 | ||||
3) Jericoacoara (Brasilien) | 7h 57m | 7518 | 3781 | 8610 | -1092 |
- Kap Wrath (Schottland) | 7:50 | ||||
4) Kapstadt | 1h 27m | 7913 | 4086 | 8950 | -1037 |
- Ferro | 1: 42 | ||||
5) St. Helena | 3h 31m | 7168 | 4031 | 8890 | -1722 |
- Ouessantinsel (vor Brest). | 3:52 |
Das erste Beispiel zeigt eine so große Differenz zwischen D und λ, daß in dieser Richtung sich die Flutwelle nicht über den Ozean bewegen kann. Im zweiten Falle ist die wirkliche Entfernung der beiden Orte um ein Siebentel größer als die berechnete Wellenlänge. Man kann nun annehmen, daß die der brasilischen Küste vorgelagerte Bank die Flutwelle verzögert, so daß im tiefen Ozean die Flutstundenlinie von 5h 59m jedenfalls erheblich nördlicher liegt als bei Sta. Catharina; ebenso würden auch die Grunde vor Irland wirken, daher die Distanz, im tiefern Wasser gemessen, jedenfalls der berechneten Wellenlänge λ näher kommen würde. Hierdurch gewinnt die Annahme, daß das Hauptsystem der atlantischen Flutwellen sich von S. nach N. fortpflanzt, an Wahrscheinlichkeit, denn auch bei diesen wirken die flachen Küstenbänke im allgemeinen verzögernd.
Bei der Erklärung der Einzelerscheinungen sind nun die Wassertiefen in ihrer Rückwirkung auf den Lauf der Wellen zu berücksichtigen, denn die Geschwindigkeit solcher Wellen, deren Länge im Vergleich zur Wassertiefe groß ist, ist der Quadratwurzel aus der Wassertiefe direkt proportional. Danach lassen sich die Hafenzeiten im Nordatlantic folgendermaßen erklären. Die Welle, welche bei ihrem Fortschreiten nach N. durch die Enge zwischen Afrika [* 22] und Brasilien [* 23] in den nördlichen Teil des Atlantic tritt, hat zwei tiefere Längsmulden vor sich, die Kapverdenrinne im O. und die Brasilische Rinne, welche zur westindischen Tiefe führt, im W. Letztere läßt ¶