Viertes Kapitel.Die Fortschritte der Nautik in neuester Zeit.

Die Fortschritte, welche die Nautik, das Wort in seinem weitesten Sinne genommen, in jüngster Zeit gemacht hat, sind teilswissenschaftliche, teilstechnische. Von beiden soll im folgenden des nähern gehandelt werden.

Unter allen wissenschaftlichen Disciplinen steht an Bedeutung für die Schiffahrt obenan dieOceanographie. Die Resultate dieses gerade in der jüngsten Zeit so eifrig gepflegten Zweiges der Nautik dürfen daher wohl in keinem Werke, das sich mit der Schiffahrt beschäftigt, ignoriert werden. Allerdings kann es sich hier nur darum handeln, die bedeutsamsten Ergebnisse derWissenschaft vom Meereden Lesern vorzuführen.

Was zunächst dieGesamtfläche der Oceanebetrifft, so nimmt dieselbe (nach Krümmel) 72% der Erdoberfläche ein, während auf das Land nur 28% entfallen.

DieHauptmeere der Erdesind, ihrer Größe nach geordnet, nachGuthe-Wagnerfolgende:

Hiernach ist das Südliche Eismeer 1⅓mal, der Indische Ocean 4⅘mal, der Atlantische Ocean 5⅘mal und der Große Ocean 11½mal größer als das Nördliche Eismeer.

Einen umfassenden und ideenreichen Versuch, die Meeresflächen nach Umriß-, Tiefen- und Strömungsverhältnissen zu klassifizieren, hat neuestensKrümmelgemacht; doch kann hier nicht weiter die Rede davon sein.

Fig. 114. Verteilung der Land- und Wassermassen.

In Bezug auf dieOberflächengestaltdes Meeres ist besonders dasNiveauverhältnisbeachtenswert. Auf Grund der hydrostatischen Gesetze sollten nämlich die verschiedenen Teile des Weltmeeres, da sie unter sich zusammenhängen, mit einander kommunizieren, in Bezug auf ihre Oberflächen einander entsprechen, d. h. alle in einer sphärisch gekrümmten Fläche — man nennt diese Fläche in der Theorie eben denMeeresspiegeloder dasNiveau des Meeres— zusammenfallen. In der That erfahren jedoch die Niveauflächen des Meeres mannigfache Störungen,z. B.durch die von den Kontinenten auf das Wasser ausgeübte Attraktion, durch die stete Wellenbewegung, durch Ebbe und Flut, wechselnden Luftdrucku. s. w.Die Erde hat daher auch keine rein sphäroidale Gestalt, vielmehr hat man die ihr eigentümliche Oberflächenform dasGeoidgenannt.

DieTiefedes Meeres ist sehr ungleich. Die größte bis jetzt ermittelte Tiefe findet sich imGroßen Oceansüdöstlich von Japan unter 44° 45′ n. Br. und 152° 26′ östl. L. und beträgt 8513 m (Mount Everest 8840 m). Die größte bekannte Tiefe des Atlantischen Oceans, 100 Seemeilen nordwestlich von St. Thomas, erreicht 8341 m. Im ganzen haben die neueren Messungen nur sehr selten eine Tiefe von mehr als 6000 m ergeben, dagegen hat man Tiefen bis zu 5000 m (Montblanc 4800 m) in fast allen Oceanen gefunden. Diemittlere Tiefeder großen Oceane beträgt gegen 3700 m. Da nun die Kontinente eine Mittelhöhe von 440 m haben, so liegen die großen Thalebenen der Oceane etwa achtmal so tief unter dem Meeresspiegel, als sich die Gesamtheit der Ländermassen darüber erhebt. Da ferner die Volumina der Kontinente, soweit sie über dem Meeresspiegel liegen, und jene der Weltmeere sich zu einander verhalten wie 1:21,4, so könnten die festländischen Massen auch 21,4mal in die vom Meere erfüllten Räume hineingeschüttet werden. Die Weltmeere erlitten daher, würden alle Unebenheiten der Festländer bis zum Wasserspiegel abgetragen und in jene geworfen werden, einen kaum merklichen Verlust an Tiefe. Krümmel schätzt diesen Tiefenverlust auf nur 160 m.

DerMeeresgrundist vor allen jenen zerstörenden Einwirkungen geschützt, die an der trockenen Oberfläche eine der Hauptursachen der Unebenheiten sind. Die Weltmeere haben daher auf ihrem Grund und Boden keine Gebirge und Thäler, wie die Kontinente. Wohl zeigt das Meer Unebenheiten, aber diese Niveau-Unterschiede sind durch sehr sanft geböschte Abhänge miteinander verbunden. Eine Ausnahme machen nur die vulkanischen und die Korallen-Inseln, die oft plötzlich aus großen Meerestiefen aufsteigen.

DieFarbedes Meeres ist nach den neueren Beobachtungen ein schönes, reines Blau. Sehr salzhaltige Gewässer, wie der Golfstrom, der Kuro Siwo, haben eine rein indigoblaue Farbe. Im übrigen sind auf die Farbe verschiedene Ursachen von Einfluß, wie das Hindurchschimmern des Untergrundes, dem Meere zugeführter Schlamm, Infusorien und Korallenbänke.

Eine über alle Beschreibung prächtige Erscheinung ist dasLeuchten des Meeres; es wird durch kleine Meertiere verursacht, besonders aus den Klassen der Krebse und Quallen, welche, ähnlich unseren Johanniswürmchen, während ihres Lebens Licht zu entwickeln im stande sind.

DerSalzgehaltdes Meeres beträgt im freien Ocean durchschnittlich 3½%; er ist geringer in Binnenmeeren, in welche viele Flüsse münden, wie im Schwarzen Meere (2%), größer in geschlossenen Binnenmeeren, die eine sehr starke Verdunstung haben, wie im Mittelmeer (4%); in letzterem würde infolge der starken Verdunstung das Wasser unfehlbar beständig abnehmen, wenn nicht eine durch die Straße von Gibraltar aus dem Atlantischen Ocean eintretende Strömung das Gleichgewicht herstellte.

Was dieMeerestemperaturbetrifft, so erwärmt sich die Oberfläche der Tropenmeere bis zu 32° C., dagegen zeigt die Oberfläche der Polarmeere eine Temperatur selbst bis zu -3°. Es ist ferner bemerkenswert, daß in den offenen Meeren der gemäßigten und heißen Zone die Temperatur erst ziemlich rasch, dann langsamer abnimmt, bis sie auf 4° C. gesunken ist; letzteres ist der Fall bei einer Tiefe von 730–1100 m. Von da ab fällt die Temperatur noch langsamer, bis sie auf dem Meeresboden zwischen 2° und 0° und in den kälteren Meeren sogar bis zu -2,5° beträgt. Die Bodentemperaturen des Meeres schwanken somit zwischen -2° und -2,5°, die der Oberflächen der Meere aber zwischen +32° und -3°. — Daß die Temperatur der Tiefsee in den wärmeren Meeren verhältnismäßig niedriger ist als diejenige, welche ihr nach den bekannten niedersten Oberflächen-Temperaturen zukäme, erklärt sich aus einer mächtigen, aber langsamen Wasserbewegung der gesamten unteren Meeresschichten von den Polen nach dem Äquator zu.

Fig. 115.Schlick oder Tiefseeschlamm vom Grunde desAtlantischen Oceans.(Nach Geikie.)

Das Meer ist nicht eine leblose, öde Wasserwelt, sondern wird von einer zahllosen MengeorganischerWesen belebt. Außerordentlich mannigfach istz. B.dieTierwelt; es finden sich nicht bloß Fische im Meere, sondern Tiere aller Klassen in großer Masse, besonders gewisse mikroskopische Schalen-Organismen. Dabei ist die Thatsache höchst bemerkenswert, daß die Tierwelt des Meeres keine Tiefengrenze hat; denn Tiere wurden am Meeresboden in allen Tiefen gefunden. — DieFlorades Meeres besteht, wenige Ausnahmen abgerechnet, ausTangen, die bekanntlich zu den elementarsten Gebilden des Pflanzenlebens gehören.

Bezüglich derBewegung des Meeresunterscheidet man eine dreifache:Wellenbewegung, Ebbe und Flut(Gezeiten oder Tiden) undStrömungen.

DieWellenbewegungentsteht durch den Druck des Windes auf die Oberfläche des Wassers. Eigentümlich ist dabei, daß die Wasserteilchen sich wesentlich nur auf und ab bewegen, aber nicht seitwärts fortschreiten. Die Wasserteilchen beschreiben Kreise oder Ellipsen um ihre Ruhelage, nur die Bewegungsformpflanzt sich fort. Von dieser Art der Bewegung überzeugt schon ein einfacher Versuch. Wirft man einen Stein in einen Teich, auf dessen Oberfläche Blätter schwimmen, so sieht man letztere wohl sich heben und senken, aber ihren Ort verändern sie nicht. — Der große, lange und breite Wogengang, den man auf offener See bemerkt, und der in majestätischer Gemessenheit voranschreitet, wirdDünunggenannt. — Beider Welle unterscheidet manWellenthalundWellenberg. Der vertikale Abstand ihrer äußersten Punkte ist dieHöheder Welle. Diese erreicht auf hoher See wohl nicht über 15 m; jedenfalls sind die früheren Erzählungen von turm- und berghohen Wellen stark übertrieben. Wo dagegen Steilufer dem Anpralle des Meeres sich entgegensetzen, wird der Gischt der Wellen wohl um das Vierfache höher geschleudert. — Von der Höhe der Wellen ist auch dieTiefeabhängig, bis zu welcher das Wasser an der schwingenden Bewegung teilnimmt; nach den Versuchen der GebrüderWeberist dieselbe 350mal größer als die Höhe. Die höchsten Wellen des Oceans würden also das Wasser bis zu einer Tiefe von ca. 4500 m aufwühlen, aber schon in 130–260 m Tiefe beträgt die Wellenhöhe nur mehr1⁄500derjenigen an der Oberfläche. — DieGewaltder Wellen, besonders der brandenden, ist zuweilen eine ganz außerordentliche; so werden am Bell-Rock-Leuchtturm an der schottischen Küste oft bis 40 Centner schwere untermeerische Rollsteine an den Leuchtturm emporgerissen, und bei der Insel Barbados trugen die Sturmwellen untergesunkene Kanonenrohre ans Land. — Wie die Höhe der Wellen, wird auch gerne derenSteilheitüberschätzt; bei den steilsten verhält sich nachKleinHöhe zur Breite wie 1:12; bei Wellen von 8 m Höhe haben also die Thäler gegen 100 m Länge. Man kann daraus auf das imposante Aussehen dieser bewegten Wassermasse schließen. — DieGeschwindigkeitdes Fortschreitens der Wellen beträgt bis 30 m per Sekunde; sie ist also eine dreimal größere als die eines schnellen Windes; ein hoher Seegang kann dem Seefahrer darum schon einen Sturm ankünden, bevor noch andere Anzeichen desselben eingetreten sind.

Fig. 116. Die Bewegung der Wellen.

Wesentlich verschieden von den Windwellen sind dieSeebebenwellen, die mit den Erdbeben in Verbindung stehen. Von einer solchen Seebebenwelle warz. B.der Ausbruch des Vulkans der Insel Krakatau vom 26. August 1883 begleitet. Dieselbe, von der Sundastraße ausgehend, erschütterte nicht nur den ganzen Indischen Ocean, sondern pflanzte sich auch in den Pacifischen fort und wurde sogar noch im Atlantischen Ocean (an der französischen Küste des Biscaya-Golfes) verspürt.

Fig. 117.

UnterEbbe und Flutversteht man das regelmäßige, zweimal des Tages (genauer 24 Stunden 50 Minuten) eintretende Anschwellen und Zurückweichen des Meeres. DieUrsachedieser Erscheinung ist vorzugsweise die Anziehungskraft unseres nächsten Weltkörpers, desMondes, zum geringern Teil der Sonne. Es sei inFig. 117Mder Mond undABCDdie Erde,die wir uns ganz mit Wasser bedeckt denken wollen. Die ErdstelleA, weil dem Monde näher als der MittelpunktO, wird stärker angezogen als dieser, sobald der Mond überAkulminiert. Andererseits wird aus dem gleichen GrundeOstärker vom Monde angezogen als die Gegend beiB. Dadurch erfährt nun allerdings die feste Masse der Erde keine Veränderung ihrer Gestalt, wohl aber das Meer mit seinen leicht verschiebbaren Teilchen. Dieses schwillt nämlich sowohl beiA, als auch beiBzu einer flachen Welle an, weil es beiderseits das Streben erhielt, sich vom AnziehungspunkteOzu entfernen; es istFlut. Dagegen ist auf den von der beiderseitigen Welle um 90 Längengrade entfernten MeridianenEbbe, weil von dort die Wasserteilchen nach den Flutseiten abgelenkt werden; es geht also inCdas Wasser nachC1zurück und ebenso inDnachD1. — Die Gezeiten wirken jeden Monat zweimal, zur Zeit des Neu- und Vollmondes, am stärksten (Springfluten), und zweimal, zur Zeit des ersten und letzten Viertels, am schwächsten (Nippfluten). Bei Neumond, wo Sonne und Mond auf derselben Seite der Erde stehen und in derselben Richtung die Erde anziehen, wird durch das Zusammenwirken die Zenithflut verstärkt; bei Vollmond stehen sich Sonne und Mond diametral gegenüber, und die Sonne verstärkt durch ihre Anziehung die Nadirflut. Beim ersten und letzten Viertel stehen Sonne und Mond rechtwinklig zur Erde, und der Mond bewirkt da eine Flut, wo die Sonne eine Ebbe hervorruft. Daher ist die Flut geringer, eine Nippflut; beide Wirkungen schwächen einander. — Im offenen Weltmeere beträgt der Unterschied zwischen Ebbe und Flut höchstens 2½ m, in engen Kanälen aber steigt die Flut weit höher; so im Kanal von Bristol bis auf 15 m, im hintersten Ende der Fundy-Bai (Nordamerika) sogar bis auf 30 m. — Sehr bedeutend wird Höhe und Gewalt der Flutwellen, wenn die Richtung von Orkanen mit der Flut zusammentrifft. In diesem Falle entstehen dann sogenannte Sturmfluten, welche, wenn sie niedrige Küsten erreichen, in Verbindung mit dem während des Sturmes niederstürzenden wolkenbruchartigen Regen weite Landstrecken plötzlich unter Wasser setzen. Die Sturmchroniken der Nord- und Ostseegestade sind voll von derlei furchtbaren Elementarereignissen. So entstanden im 12. und 13. Jahrhundert durch solche Sturmfluten Dollart- und Jadebusen. Aus gleichem Grunde stieg am 4. Februar 1825 der Spiegel der Nordsee in der Jade um 6 m und ebenso am 13. November 1872 der Spiegel der Ostsee um 4 m über den mittlern Wasserstand.

Die Meeresflut dringt auch in dieFlüsseein, wo sie zuweilen als eine brandende Wassermauer von mehreren Metern Höhe stromaufwärts läuft. Das Gefälle des Flusses wird dadurch vermindert, ja häufig wird seine Strömung völlig zum Stillstand gebracht. Natürlich ist dieses Phänomen nur bei oceanischen Flüssen von Bedeutung. So dringt die Flutwelle in der Weser 67, in der Elbe 148, in den Hauptarmen des Ganges ca. 250, im Amazonas sogar 320 km flußaufwärts. Ihr Endpunkt ist dieeigentliche Grenze von Land und Meer. — Daß die Kenntnis dieser Verhältnisse für die Schiffahrt von großer Bedeutung ist, liegt auf der Hand; denn soweit die Flut einen Fluß aufwärts zieht, soweit vermögen auch die großenSeeschiffeeinzudringen. An diesen Endpunkten des Flutstroms entwickelten sich deshalb auch zahlreiche bedeutende Handelsstädte. — Den Zeitunterschied zwischen der Kulmination des Mondes und dem wirklichen Eintreffen des Hochwassers nennt manHafenzeit. Sie ist für verschiedene Punkte eine verschiedene. Namentlich bewirken Untiefen des Meeres, daß selbst sehr nahe gelegene Häfen von den Flutwellen zu sehr verschiedener Zeit erreicht werden. — Linien, welche die Orte mit gleicher Hafenzeit verbinden, heißenIsorachien[164](auchcotidal lines). Karten mit solchen Linien (bezogen auf den Meridian von Greenwich) konstruierte zuerst der EngländerWhewell. Diese Linien stimmen zwar mit den beobachteten Hafenzeiten an den Küsten überein, aber ihre Verlängerung in das Meer hinaus ist lediglich ein Phantasiegemälde. Nach dieser Darstellung trifftz. B.an der Themsemündung die Flut 11hnach dem Meridiandurchgang in Greenwich ein. Es ist klar, daß auch die Kenntnis der Hafenzeit dem Seefahrer unerläßlich ist.

Die Bewegung der Ebbe und Flut erfordert zu ihrer Hervorbringung eine Kraft, die ganz ungeheuer ist. Nimmt man, sagtKlein, die Höhe der Flut nur zu 1 Fuß an, so ergiebt sich, daß im Laufe eines jeden Tages eine Wassermasse von 120 Kubikmeilen um die Erde bewegt wird. Bedenkt man nun, daß das größte Bauwerk der Menschen, die große ägyptische Pyramide, etwa den millionsten Teil voneinerKubikmeile beträgt, so erhält man wenigstens eine Ahnung von der enormen Arbeitsleistung. Vielleicht kommt man noch darauf zurück, die in den Flutwellen liegenden ungeheuren Kraftquellen auch zu mechanischen Zwecken zu verwenden. — Die Erscheinung der Flut spielt auch noch eine wichtige Rolle in der Physik der Erde. Da sich nämlich die Erde von West nach Ost um ihre Achse dreht, während die Flutwellen die direkt entgegengesetzte Bewegung haben, so muß die durch die Strömung der Gewässer bewirkte Reibung und insbesondere der Druck, den die Flutwellen gegen die festen Rindenteile der Erde, die Kontinente, ausüben, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Erde vermindern, respektive die Gesamtdauer von Tag und Nacht verlängern. Die Verlangsamung ist übrigens praktischnur eine sehr geringe; sie beträgt im Laufe mehrerer hunderttausend Jahre kaumeineSekunde.

Fig. 118. Isorachien.

Endlich verdient wohl noch Erwähnung, daß alle barbarischen Küstenvölker eine Theorie von Ebbe und Flut in ihren symbolischen Dichtungen aufstellten. Die skandinavischen Sagas stellen Thor, den Gott der Luftgewalten, dar, wie er aus einem Horne, das in die Tiefen des Oceans taucht, das Wasser aufsaugt und mit seinem gewaltigen Atem die Fluten abwechselnd sich heben und senken macht. Noch im 17. Jahrhundert meinteFournier, daß Ebbe und Flut etwas Ähnliches seien, wie das Fieber im menschlichen Körper. Selbst der genialeKeplerglaubte, die Erde sei ein mit Vernunft begabtes Untier, dessen Respiration, Schlaf und Erwachen, die Ebbe wie die Flut hervorbringe.

Wir gehen über zu denMeeresströmungen. Diebedeutendstenderselben sind folgende: Aus demNördlichen Eismeerekommt derPolarstromoder diearktische Strömung; sie geht zwischen Grönland und Island in den Nordatlantischen Ocean, wendet sich dann zurück gegen Norden in die Davisstraße und, vereinigt mit der Strömung der Hudsonsbai, abermals gegen Süden nach Neufundland; hier begegnet sie dem aus der Straße von Florida kommenden und die Ostküste Nordamerikas begleitenden Golfstrom. — Aus demSüdlichen Eismeerezieht dieantarktische Strömungohne Widerstand bis zur Südspitze Amerikas und teilt sichhier in zwei Arme, von denen der eine der Richtung der Südwestküste Amerikas nach Norden folgt und derPeruanische Stromoder dieHumboldts-Strömungheißt, der andere Arm aber um das Kap Hoorn herumbiegt und sich ebenfalls nach Norden in den Atlantischen Ocean wendet. — Auch an der Südspitze Afrikas geht eine Abzweigung der antarktischen Strömung an der Westküste Afrikas — alsWestafrikanischer Strom— gegen Norden.

Fig. 119. Meeresströmungen.Die Pfeile deuten die Richtung der Ströme an, diewarmenStrömesind durch die ganzen Linien, diekalten Polarströmedurch die punktierten Linien angedeutet.

DenAtlantischen Oceandurchschneidet längs des Äquators von Ost nach West der warmeÄquatorialstrom; er teilt sich an der äußersten Ostspitze Südamerikas (Kap S. Roque) in zwei Arme: einensüdlichen, dieBrasilianische Strömung, und einen nördlichen, denGuyana-Strom, der durch die Karibische See in denGolfvonMejicogeht, aus welchem er durch den Kanal von Florida als sogen.Golfstrom heraustritt; dieser begleitet dann die Küste Nordamerikas, bis ihm bei Neufundland einekaltePolarströmung (die arktische oder Labrador-Strömung) entgegentritt, wodurch er sich teils gegen Nordosten wendet und bis ins Nördliche Eismeer vordringt, teils gegen Südosten der Küste Afrikas zugeht alsNordafrikanische Strömung. — Innerhalb des großen nordatlantischen Stromwirbels liegt eine ruhige See, welche schwimmende Tangmassen vom Sargassumgeschlecht bedecken, und die unter der stark übertriebenen Bezeichnung Sargassomeerbekannt ist. — Charakteristisch für den Golfstrom ist die schöneblaue Farbeseines Wassers, die sich scharf gegen die Ränder hin abgrenzt; besonders merkwürdig aber ist er durch diehohe(bis 24°)Temperaturseiner Gewässer, wodurch er sehr wohlthätig auf das Klima von Nordwesteuropa einwirkt. Doch ist seine Bedeutung in dieser Beziehung bisher ohne Zweifel überschätzt worden. An der beträchtlichen Temperaturerhöhung des genannten Gebietes sind wohl weit mehr die aus den tropischen Gegenden langsam nach Nordost fließenden Oberflächenwasser beteiligt. — Der Golfstrom bildet auch die Bahnmächtiger Wirbelstürme, weshalb ihn der Seemann gerne den „Sturmkönig“ nennt.

Was die Strömungen desIndischen Oceansbetrifft, so wechseln dieselben imnördlichen Teilehalbjährig ihre Richtung nach den Monsuns. Imsüdlichen Teilherrscht einebeständige Strömungdes warmen Wassers dieses Oceans nach Südwest gegen Afrika, durch dessen Ostküste sie gegen Süden in den Kanal von Mozambique und nach dem Vorgebirge der guten Hoffnung gedrängt wird; sie geht aber nicht in den Atlantischen Ocean, sondern biegt hier um und geht wieder nach Osten zurück.

DemGroßen Oceanströmt von Süden her eine Strömung kalten Wassers zu, die schon genanntePeruanischeoderHumboldts-Strömungan der Westküste Südamerikas; ebenso mündet in denselben aus dem Nördlichen Eismeere ein Strom kalten Wassers. — Zwischen den Wendekreisen strömt die warmeÄquatorialströmungwestwärts nach Australien und zur hinterindischen Inselwelt. Bei letzterer beginnt eine nordöstliche Strömung, welche durchaus dem Golfstrom des Atlantischen Oceans entspricht. Es ist derKuro Siwoder Japaner, d. h. Schwarzer Strom, der den äußersten Saum der ostasiatischen Inselreihen begleitet, an den Küsten Nordamerikas umbiegt, um sich dann wieder mit der großen Äquatorialströmung zu vereinigen. Ihm verdanken die Alëuten und Kamtschatka ebenso ihr milderes Klima, wie das nördliche Skandinavien dem Golfstrome. Ein anderer Teil der Äquatorialströmung fließt an der Ostküste von Australien nach Süden. — In der Äquatorialregion ist ferner (wie auch im Atlantischen Ocean) eine rücklaufende, von West nach Ost gerichtete Strömung bemerkbar. — Wie das nordatlantische Becken, zeigt auch der Nordpacifische Ocean eine Kreisströmung, in deren Mitte sich eine ruhige Meeresfläche befindet, die gleichfalls von Seetang bedeckt ist. — Als diewichtigste Ursacheder Meeresströmungen gelten dieWinde. Es geht dies hervor aus der großen Übereinstimmung zwischen vorherrschenden Winden und vorherrschenden Oberflächenströmungen der Meere. Der Richtung der Passate entsprechenz. B.die großen äquatorialen, von Ost nach West gerichteten Ströme. Die Strömungen des Indischen Oceans stimmen mit den Monsuns überein. Außerdem kommen noch in Betracht:Ungleiches Meeresniveau, verursacht durch beträchtliche Unterschiede in der Verdunstung des Wassers und der Regenmenge; so ergießen sich in das so ungemein stark verdampfende Mittelmeer vom Atlantischen Ocean wie vom Schwarzen Meere her Strömungen zur Ausgleichung der so erzeugten Niveau-Differenz; fernerUnterschiedeinder Temperatur sowie im Salzgehalte und dadurch bedingte Ungleichheit des specifischen Gewichtes. So fließt das schwere kalte Polarwasser in der Tiefe von den Polen zum Äquator und das leichte warme Wasser der Tropenmeere an der Oberfläche vom Äquator zu den Polen. — Auf dieRichtungder Meeresströmungen ist von wesentlichem Einfluß dieRotation der Erde. Jeder Meeresstrom nämlich, welcher aus höheren Breiten in niedrigere vordringt, muß, weil er aus Gegenden geringerer Rotationsgeschwindigkeit in solche größerer Rotationsgeschwindigkeit eindringt, zurückbleiben und wird daher inwestlicherRichtung abgelenkt; jeder Meeresstrom dagegen, welcher aus niedrigen in höhere Breiten vordringt, wird aus dem entgegengesetzten Grunde inöstlicherRichtung abgelenkt. — DieBedeutungder Meeresströmungen ist eine mannigfache. Sie sind von großer Wichtigkeit zunächst für dasKlima, so der Golfstrom und der Kuro Siwo; auch für dieVerbreitung von Organismen. Es istz. B.ziemlich wahrscheinlich, daß die Kokospalme von den Küsten Amerikas durch die Äquatorialströmung des Stillen Oceans bis nach Ceylon gekommen ist; ferner für denFischfang. So folgenz. B.der Polar- oder Labrador-Strömung unzählige Massen von Fischen, denen aber das warme Wasser des Golfstromes nicht zusagt, so daß sie sich an seinen Rändern wie an einer undurchdringlichen Mauer sammeln. Daher liegen hier die unerschöpflichen Fischereigründe auf der Neufundlands-Bank. Endlich sind die Meeresströmungen ganz besonders wichtig für dieSchiffahrt; denn seit der genauen Kenntnis derselben ist die Schiffahrt viel weniger gefahrvoll geworden, und die Wege werden in viel kürzerer Zeit durchmessen.

Wir schließen diesen Abschnitt mit der Betrachtung derWirkungen des Meeres.

Fig. 120. Beispiel von Felsauswaschungen.

DieWirkungen des Meeressind, wie die des fließenden Wassers,chemische und mechanische. Was diechemischenWirkungen betrifft, so bestehen sie hauptsächlich in dem Absatze der in ihm gelösten Salze. Ein solcher Absatz findet hauptsächlich dort statt, wo das Meerwasser in abgeschlossenen Buchten oder Becken durch Verdunstung und fortgesetzte Salzzufuhr nach und nach zu einer übersättigten Salzlauge wird, aus der sich dann die im Überschuß gelösten Salze absetzen. Auf solche Weise sindz. B.alle unsere zahlreichen Steinsalz-Ablagerungen in den Alpen und in den Karpaten entstanden. DiemechanischenWirkungen des Meeres sind vor allemzerstörenderArt. Großartig treten diese Zerstörungen besonders an der Wind- und Wetterseite der Festlande auf. Dabei ist nicht ohne Belang die Beschaffenheit des Ufergesteins, die Höhe, Richtung und Geschwindigkeit der Wellen. Die Küste von Suffolkz. B.(in England) ist in wenigen Jahren um 16 m zurückgewichen, und gleichzeitig nahm die Meerestiefe so zu, daß Fregatten gefahrlos da segeln, wo sich vor einem halben Jahrhundert ein Fels erhob. Reich an Beispielen von der landzerstörenden Wut des Meeres ist auch die Küste der Nordsee von Holland bis Jütland. Von Texel bis zur Eider waren zu der Römer Zeiten noch 23 Inseln vorhanden; 7 von ihnen sind spurlos verschwunden, und die übrigen gehen alle demselben Schicksale entgegen. Noch zu Anfang des 13. Jahrhunderts war keine Spur von den großen Meerbusen vorhanden, die jetzt als Dollart und Jadebusen einen Raum von über 300 qkm einnehmen. Ebenso wurde die große Zuyder-See vom Meere (1219–1287) in einen Meerbusen verwandelt. An manchen Stellen wirkt das Meer aber auchaufbauend, besonders da, wo es an sandige, flache Küsten grenzt, wenn anders die Verhältnisse von Wind und Wetter hierzu günstig sind.

Außer dem wässerigen Ocean hat für den Schiffer auch derLuftoceandie größte Bedeutung. Schon im Altertum hat sich deshalb die Schiffahrt mit der Erforschung desselben beschäftigt, aber erst der neuesten Zeit ist es gelungen, eine gründlichere Kenntnis des Luftmeeres und seiner Gesetze anzubahnen. Nicht alle Teile der Meteorologie haben indes für die Schiffahrt gleich große Wichtigkeit; obenan steht in dieser Beziehung dieWissenschaft von den Winden. Ihre wichtigsten Lehren sollen daher im folgenden nach dem dermaligen Stande der Forschung im Überblick dargelegt werden.

Winde überhaupt sind Luftströme, die von Stellen höhern Luftdruckes nach Stellen niedrigern Luftdruckes gehen. IhreRichtungwird stets durch den Ort des niedrigern Luftdruckes bestimmt, und ihreStärkehängt ab vomGradienten. Unter letzterem versteht man die Abnahme des Luftdruckes in Millimetern von Isobare zu Isobare. Je größer nun der Gradient ist, desto größer ist die Geschwindigkeit des Windes. — Von besonderer Bedeutung sind dieMaxima und Minimades Luftdruckes. Die Stelle, wo das Barometer höher steht, der Luftdruck somit größer ist als in der ganzen Umgebung, nennt man dasbarometrische Maximum. Es ist dadurch charakterisiert, daß die Luft nach allen Seiten von ihmwegströmt. Die Stelle, wo das Barometer tiefer steht, der Luftdruck also geringer ist als in der ganzen Umgebung, heißt dasbarometrische Minimum. Es ist dieses der Ort, wohin von allen Seiten am Boden die Luftzuströmt. Die Luftbewegung vom Gebiete des hohen Druckes nach demjenigen des niedern erfolgt indes nicht direkt in gerader Linie, sondern die Luft wird auf ihrer Bahn auf der nördlichen Hemisphäre nachrechts, auf der südlichen nachlinksabgelenkt. Dadurch ist dieBewegung der Luft im Wirbelbestimmt, die Luft umkreist das Minimum in spiralförmigen Bahnen. Auf der nördlichen Halbkugel ist diese Bewegung derDrehung des Uhrzeigers entgegengesetzt(cyklonale Luftbewegung). Die Luftbewegung im Maximum erfolgt ebenfalls in spiralförmigen Bahnen, nur drehen sich in diesem Falle die Luftmassenwie die Zeiger einer Uhr(anticyklonale Luftbewegung). Die Ursache dieser Ablenkung der Winde ist dieRotation der Erde, infolge derenhorizontale Bewegungen von jeder beliebigen Richtungauf der nördlichen Halbkugel rechts, auf der südlichen links abgelenkt werden.

Fig. 121.Cyklonale Bewegung um einLuftdruckminimum.Anticyklonale Bewegung um einLuftdruckmaximum

Fig. 121.

Cyklonale Bewegung um einLuftdruckminimum.Anticyklonale Bewegung um einLuftdruckmaximum

Cyklonale Bewegung um einLuftdruckminimum.

Anticyklonale Bewegung um einLuftdruckmaximum

Was dieVerteilung der Winde auf der Erdebetrifft, so sei hierüber folgendes bemerkt: In der Nähe des Äquators wird infolge der starken Erwärmung durch die scheitelrechte Sonne die Luft in viel stärkerem Grade als in den höheren Breiten aufgelockert und ausgedehnt. Da demnach die Flächen gleichen Luftdruckes in der Äquatorialgegend mehr gehoben werdenals die Flächen desselben Luftdruckes in den benachbarten Gegenden, so findet in der Höhe ein Abfließen der Luft nach den beiden Polen statt. Die nächste Folge aber dieses Abfließens der Luft über dem Äquatorialgebiete ist die, daß der Luftdruck hier sinkt; denn das Gewicht der drückenden Luftsäule hat sich um die abgeflossene Luftmenge vermindert. Etwa 30° nördlich und südlich von diesem Hitzegürtel sinkt, wenigstens großenteils, die oben abfließende Luft wieder auf die Oberfläche der Erde herab; es geschieht das vor allem infolge der in der Höhe eintretenden Abkühlung. Dadurch nun, daß in diesen höheren Breiten die Luft wieder herniedersteigt, entsteht hier eine Erhöhung des Luftdruckes, und infolge davon tritt ein Abströmen vom Orte des höhern gegen den des niedrigern Luftdruckes ein, d. h. aus den höheren Breiten strömt die Luft an der Erdoberfläche beiderseits gegen den Äquator.Zwischen Äquator und etwa 30° findet also ein vollständig geschlossener Kreislauf statt.Jenseits dieser Breiten und dieses Gürtels hohen Luftdruckes folgen dieZonen der veränderlichen Winde, die unter dem wechselnden Einflusse des Äquatorial- und Polarstromes stehen. — Nach dem bereits oben erwähnten Gesetze der Ablenkung der Winde erfahren die Winde der nördlichen Halbkugel eine Ablenkung nach rechts, die der südlichen Halbkugel nach links. Daher erscheinen die unteren Luftströmungen zwischen 0° und 30° als nordöstliche auf der nördlichen und als südöstliche auf der südlichen Halbkugel; es sind das die sogen. Passate, die ihren Namen davon haben, daß die Segelschiffe ihn zur Überfahrt (passata) von Spanien nach Brasilien benützen. Die oben abfließenden Winde der Tropenzone und die polwärts gerichteten Winde der höheren Breiten, die sogen.Antipassate, werden dagegen auf der nördlichen Halbkugel zu südwestlichen, auf der südlichen Halbkugel zu nordwestlichen Winden. — Die westliche Richtung der Antipassate ist durch verschiedene Beobachtungen bestätigt worden. So kann man an den mehr gegen die Tropenzone liegenden hohen Bergen, wie an dem Pic de Teyde (auf Teneriffa) oder an den Vulkanen Mauna-Loa und Mauna-Kea der Sandwich-Inseln, bemerken, wie die unteren Teile unter dem Einflusse des Passates, die Spitzen dagegen unter jenem des Antipassates stehen.

Die Engländer in ihrem auf das Kaufmännische gerichteten Sinne nennen die Passatwinde „Handelswinde“ (trade-winds), der galante Spanier jedochVientes de las Señoras— „Damenwinde“. Letzterer Ausdruck hat auch seine volle Berechtigung, da hier die Schiffahrt so wenig schwierig ist, daß selbst die zartesten Hände das Steuer zu führen vermöchten.

Der schmale Gürtel zwischen den beiden Passaten heißt derKalmengürtel(vom lat.calmus, ruhig, still) des Äquators, weil hier fast immerWindstilleherrscht; er bezeichnet im allgemeinen die Zone der größten Erwärmung und folgt der Sonne im Laufe des Jahres gegen Norden und Süden. Die Luft steigt hier, infolge ihrer Erhitzung besonders leicht gemacht, nuraufwärts, es herrscht der Ascensionsstrom, eine wagerechte Luftbewegung kommt nicht zu stande. Ebenso sind die Gebiete des hohen Luftdruckes an der Polargrenze der Passate, etwa 30° nördlich und südlich vom Äquator, durch größere Ruhe charakterisiert; man bezeichnet sie als „Roßbreiten“, wohl auch alsKalmen der Wendekreise. Der erstere, etwas seltsame Name kommt daher, daß früher die von Neu-England nach Westindien mit einer Deckladung von Pferden bestimmten Schiffe in dieser Kalmenregion oft so lange aufgehalten wurden, daß man aus Mangel an Wasser einen Teil der Pferde über Bord werfen mußte.

Ein Bild der Windverteilung auf der Erde giebtFig. 122.

Fig. 122. Windverteilung auf der Erde.

Das hier geschilderteherrschende Windsystemerfährt freilich mannigfache Abänderungen, besonders durch die kalmenbildende Kraft der Kontinente. Am großartigsten tritt diese Erscheinung im nördlichen Teile des Indischen Oceans auf. Hier weht im Winterhalbjahr (vom Oktober bis April) Nordostwind und im Sommerhalbjahr (vom April bis Oktober) Südwestwind. Diese Winde heißenMonsune, ein Name, der wohl von dem arabischen Wortemausim= Jahreszeit abgeleitet ist, also einen mit den Jahreszeiten wechselnden Wind bezeichnet. Die Erklärung dieser Erscheinung liegt in folgendem: Die über Arabien, Persien und Indien im Sommerhalbjahre gesteigerte Hitze und die große Erwärmung der Landmasse von Asien überhaupt hat einen luftverdünnten Raum zur Folge, der die kühlere Luft des Indischen Oceans gewaltsam herbeizieht. So entsteht ein Südwind, der durch die Ablenkung nach rechts ein Südwest wird. Im Winterhalbjahre dagegen ist das Festland kühler als der Ocean; die Luft fließt daher von dem kältern Lande nach dem wärmern Meere; durch die Ablenkung wird nun aus dem Nordwind ein Nordost. Dieser Nordost ist aber nichts anderes als der gewöhnliche Passat, der nur hier den Namen Nordost-Monsun führt.

Wie die Monsune von den Jahreszeiten, so hängen dieLand- und Seewindevon den Tageszeiten ab. Bei Tag ist das Land bekanntlich wärmer als das Meer, daher weht bei TagSeewind; nachts ist das Land kühler als das Meer, daher wehtLandwind. In den Tropen ist der Seewind sehr kräftig, erfrischend und gesund, so daß er hie und da geradezu „der Doktor“ genannt wird.

Durch Einwirkung von Gebirgen, Flußthälern, Wüstenu. s. w.werden ganz specielle, nur in beschränkten Gebieten auftretende Winde hervorgerufen.Ein solch lokaler Wind istz. B.derFöhnauf der Nordseite der Alpen; derselbe hat durchaus nicht seinen Ursprung in der Sahara, wie lange behauptet worden, sondern ist einfach ein über die Alpen herabgestiegener und dadurch in seinen Eigenschaften abgeänderter Luftstrom. NachHanntritt der Föhn auf der Nordseite der Alpen nur dann auf, wenn hier der Luftdruck geringer ist als auf der Südseite. In diesem Falle strömt die Luft vom Südabhange über die Pässe in die nördlichen Alpenthäler hinein und kommt hier, da durch die Abkühlung der aufsteigenden Luft am Südabhang häufig Niederschläge erzeugt werden, ziemlich trocken an. Indem dann der Luftstrom in die nördlichen Alpenthäler infolge des hier herrschenden geringen Luftdrucks gleichsam herabgesaugt wird, gelangt er zugleich unter höhern Luftdruck und wird also durch Volumverminderung aucherwärmt. Wärme und Trockenheit sind aber die charakteristischen Eigenschaften desFöhns. Föhnwinde giebt es übrigens nachHannüberall dort, wo höhere Gebirgsketten von stürmischen feuchten Winden überweht werden. Es hat deshalb auch die Südseite der Alpen ihrenNordföhn. Andere BeispielelokalerWinde sind dieBoraam Nordende des Adriatischen Meeres und derMistralin Südfrankreich; beides kalte Winde. — DerSamumin Arabien, derChamsinin Ägypten sind staubreiche, versengende Wüstenwinde.

Stürme, d. i. Winde mit 30–50 m Geschwindigkeit per Sekunde, sind Wirbelbewegungen der Luft um ein Minimum des Barometerstandes. Die heftigsten Stürme sind dieCykloneder tropischen Gegend, dieHurricanesin den westindischen und dieTeifunein den chinesischen Gewässern. — DieStärkeeines Sturmes wächst von außen nach innen; in der Mitte selbst aber herrscht entweder völligeWindstille, oder es wehen nur schwächere und unregelmäßige Winde. — Sehr bedeutend ist in den Tropen dieLuftdruckerniedrigung im Centrum des Wirbelsturmes. Auf der Insel Nassau (Bahama) fielz. B.das Barometer gelegentlich des Sturmes am 1. Oktober 1866 ineinerStunde um 18 mm, und bei dem Cyklon am 12. Oktober 1846 zu Havannah soll sogar die Abnahme des Luftdrucks so rasch gewesen sein, daß die Fenster nach außen gedrückt wurden.

DieBewegungder Stürme ist eine zweifache: einekreisendeund einefortschreitende. Diekreisendeerfolgt, entsprechend dem Ablenkungsgesetze, auf der nördlichen Halbkugel entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung, auf der südlichen Halbkugel mit dieser übereinstimmend; diefortschreitendebesteht darin, daß das Minimum und mit ihm der ganze Wirbelsturm oft Hunderte von Meilen fortzieht.Fig. 123, die einen Wirbelsturm der nördlichen Halbkugel darstellt, läßt entnehmen, wie die Windrichtung wechselt an einem Orte, über den ein Wirbelsturm hinwegschreitet. Liegt der Ortz. B.in der Bahn des Centrums, so wütet der erste Teil des Sturmes unausgesetzt aus Nordost; den heftigsten Stößen folgt, während das Centrum passiert, eine unheimliche Totenstille; nachher bricht der Sturm mit erneuter Wut aus Südwest herein.

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