I nhaltsverzeichiiis.
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Inhaltsverzeichiiis. Seite Zur Literatur................................................................................................................................. X II E rstes K a p ite l. Die synoptische Methode. 1. Einleitung. a) Aufbau der Atmosphare. Die tropospharischen Luftmassen als Trager des Wetters............................................................................................................................. b) Die synoptische Methode und ihre Entwioklimg............................................... Historische Literatur zu Absohnitt 1 .......................................................................... 1 3 7 2. Das Wesen der synoptischen Methode. a) Problem, Aufgabe und Zweck der Analyse der synoptischen K a r te b) Das Problem der Vorausberechmmg des Wetters ............................................. Literatur zu Abschnitt 2 .................................................................................................. 7 11 13 3. Das synoptische Beobachtimgsnetz. a) Beobachtimgsstunden und Sendezeiten.................................................................. b) Anforderungen an das Stationsnetz........................................................................ c) Intemationaler Wetterschlüssel................................................................................. 13 15 16 4. Die synoptische Karte. a) Das Kartenformtdar (MaBstab,Projektion u sw .)................................................. b) Die synoptischen Symbole für Einzelbeobachtungen und ihre Eintragung. Das Stationsmodell...................................................................................................... 18 5. Kritik des Materials: I. Zufallige imd systematische Fehler. a) Aufdeckung von Fehlern bei Betrachtung der Einzelfelder............................ b) Fehlerermittlung unter Beriicksichtigung der gesamten Wetterlage............. 19 20 6. Kritik des Materials: II. Reprasentationswert. a) Reprasentationswert der Beobachtungen einzelner Stationen........................ b) Reprasentationswert der Beobachtungen in Abhángigkeit vonder Wetterlage 21 22 7. Grundregeln fiir die Kartenanalyse. a) Allgemeine Gesichtspunkte......................................................................................... b) Der Grundsatz der physikalischen Logik.............................................................. c) Zuhilfenahme indirekter Methoden.......................................................................... 23 24 25 8. Die Technik der Analyse. Reihenfolge der analytischen Operationen. Symbole derKartenanalyse 26 17 Zw eites K a p ite l. Die Luftbewegungen. 9. Advektion, Gleitbewegung, Turbulenz, Konvektion. Charakter und Bedeutung der horizontalen und vertikalenLuftbewegungen . . 29 10. Die Druckeinheiten. Definition des Luftdrucks. MUlimeter imd Millibar................................................. 31 11. Die Âquiskalarflâchen der Atmosphare. a) Isobare, isopyknische, isostere imd isotherme Flachen.................................... b) Isobaren und Isothermen........................................................................................... 32 33 12. Gradient imd Aszendent. Vektorielles Gefalle und vektorielles Steigen............................................................ 34 13. Das Schwerepotential. a) Âquipotentialflâchen oder Niveauflachen............................................................. b) Geopotentialunterschiede. Geometrisches undgeodynamisches M eter 35 35 14. Der barische Gradient. Begriff des barisohen Gradienten und Ableitung der statischen Gnmdgleichimg 36 15. Reduktion des Luftdruoks auf das Standardniveau. a) Die barometrische Hohenformel.............................................................................. b) „Primare" imd ,,sek\jndare“ Drucksohwankimgen am Boden........................ 38 40 16. Das barische Feld auf der Karte. a) Ausziehen von Isobaren. Barisches R elief............................................................ b) Praktische Ermittlung des bariscben Gradienten............................................... c) Grundformen der Isobaren......................................................................................... d) Isobarenkarten fiir hohere Niveaus. Absolute und relative Topographie isobarer Flachen. Die „Hóhenwetterkarte“ ......................................................... 41 42 43 46 17. Die Ablenkung des Windes vom Gradienten. a) Das BuYS-BALLOTsohe Gesetz................................................................................... b) Abweichungen vom mittleren Ablenkungswinkel............................................... 49 60 18. Die ablenkende Kraft der Erdrotation. a) Wirkungsriohtung der CORIOLIS-Besohleunigung................................................. b) Grofie der CORiOLis-Beschleunigung........................................................................ 51 53 19. Der Gradientwind I. Theorie des Gradientwindes bei geradliniger stationarer Luftbewegung 54 20. Der Gradientwind II. Theorie des Gradientwindes bei krummliniger stationarer Luftbewegung . . . . 55 21. Vergleich mit den tatsaohlichen Verhaltnissen. a) Abweichungen des Windes vom Gradientwind in der Bodenreibungsschicht und in der freien Atmosphare ................................................................................. b) Empirisoher Zusammenhang zwischen Wind und Gradientwind................... c) Gleiche Windgesohwindigkeit bei verschiedener Isobarendichte................... 58 59 60 22. Die Reibung. a) Ausfiillende Bewegungen imter Reibungseinflufi................................................. b) Innere Reibung, Turbulenz und Austausch......................................................... 60 61 23. Die Zirkulation. a) Begriff der Zirkulation. Zirkulationsbeschleunigung und spezifische Solenoidanzahl............................................................................................................................... b) Warmeenergie von Kreisprozessen. Spezifische Solenoidanzahl und Arbeitsleistung............................................................................................................................. c) Die Zirkulationsbescbleimigung unter dem Einflufi der Erddrehung 24. Nichtstationare Bewegungen und Druckanderungen. a) Allgemeines iiber Druckanderungen. Das isallobarische Feld.......................... b) D5rnamische und thermische Druckanderungen. Die Entstehung djmamischer Druckanderungen in Zyklonen und Antizyklonen............................................. c) Die thermische Komponenta der Druckanderungen.......................................... 25. Das Stromungsfeld der Luft. a) Stromlinien und Luftbahnen. Konvergenz- und Divergenzlinien............... b) Kontinuitat atmospharischer Bewegungen. Konvergenz und Divergenz und die mit ihnen verbvmdenen Vertikalbewegungen............................................... Kurze historische Bemerkungen zum zweiten K apitel.......................................... 63 67 68 69 69 73 74 78 81 D r itte s K a p ite l. ¡Das Wasser in der Atmosphare. 26. Prozesse, die zur Kondensation des Wasserdampfes führen. Kondensation durch Wasserdampfaufnahme, durch Mischimg und duroh Abkühlung. Abkühlung diu’ch Ausstrahlung, durch Turbulenz imd durch Expansion....................................................................................................................... 82 27. Die adiabatischen Zustandsanderungen der Liift. Adiabatische und nichtadiabatische Prozesse in der Atmosphare. Der adiabatische Kreisprozefi.................................................................................................................... 83 28. Adiabatische Temperaturanderung bei vertikaler Bewegung trockener Luft. a) Die PoiSSONsche G leich u ng....................................................................................... b) Die Trockenadiabate.................................................................................................... 85 86 29. Adiabatische Temperaturanderung bei vertikaler Bewegung feuchter Luft. Die Feuchtadiabate. N euhoffs Adiabatendiagramm............................................ . 89 30. Allgemeiiie Bedingungen für die vertikale Luftversetzung. a) Geordnete und ungeordnete Vertikalbewegungen............................................... b) Vertikalbesohleunigung eines Luftquantums in Abhángigkeit von seinem Temperaturunterschied gegen die Umgebting ..................................................... 3L Bedingungen für die Vertikalversetzung trockener oder ungesattigter Luft. a) Die Zustandskurve. Isothermien und Inversionen............................................. b) TrockenstabUe, trockenindifferente und trockenlabile Temperatursohichtung 32. Die potentielle Temperatur. a) Vertikalverteilimg der potentiellen Temperatur in Abhángigkeit von der Luftsohichtung.............................................................................................................. b) Zusammenhang zwischen potentieller Temperatur und Entropie. Isentropische Flachen.......................................................................................................... 91 92 94 95 97 99 33. Feuchtlabüitát imd Labilitatsenergie. a) Feuchtstabile imd feuchtlabile Temperaturschichtung......................................... 99 b) Der Arbeitswert vertikaler Luftschichtungen. Die Labilitatsenergie 101 34. Aerologische Adiabatenpapiere. a) Stabilitats- imd Energiebetrachtungen auf dem Emagramm.......................... 102 b) Tephigramm, Aerogramm, STÜVE-Papier und andere Adiabatenpapiere . . 105 35. TemperaturgroBen, welche die latente Warme des Wasserdampfes berücksichtigen. Aquivalenttemperatur, potentielle Âquivalenttemperatiu-, áquivalentpotentielle Temperatur, pseudopotentielle Temperatur und Feuchttemperatur............. 108 36. Das ROSSBY-Diagramm. Potentielle Stabilitat (Labilitat). Charakteristische Kurve. Stabilitatsbetrachtungen auf dem RosSBY-Diagramm........................................................................ 111 Historische Bemerkungen zu den Abschnitten 26 bis 3 6 ........................................ 113 Literatur zu den Abschnitten 26 bis 3 6 ........................................................................ 114 37. Die Konvektion. GewitterbUdung. a) Begünstigung der Konvektion in den bodennahen Luftschichten............... b) Aerologische Vorbedingungen für die Konvektion............................................. c) Übergang von der Klein- zur GroBkonvektion................................................... d) Einteilung der Gewitter............................................................................................. Literatur zu Abschnitt 3 7 ................................................................................................. 114 116 120 122 125 38. Inversionen. Fohn. a) Boden-, Schrumpfimgs- und Frontalinversionen. Sperrschichten................. 126 b) Fohn imd Bora.............................................................................................................. 132 Literatur zu Abschnitt 3 8 ................................................................................................. 135 39. Kondensation und Sublimation. a) Kondensations- imd Sublimationsprodukte .......................................................... 135 b) Kondensationskem e...................................................................................................... 137 c) Sublimationskerne........................................................................................................ 140 Literatur zu Abschnitt 3 9 ................................................................................................. 141 40. Die Wolken. a) Morphologische Wolkenklassifikation...................................................................... b) Aufbau der Wolken imd die Wolkenelemente..................................................... c) Genetik der Wolken imd Wolkensysteme ............................................................ Literatur zu Abschnitt 4 t ) ................................................................................................. 141 143 145 146 41. Die Niederschlage. a) Koagulation. Kolloid-Labilitat von Wolken......................................................... b) B eegerons Eiskeimtheorie der Niederschlagsbildiong...................................... c) B eegeeons Anschauimgen im Zusammenhang mit der Sublimationskerntheorie............................................................................................................................... d) Genetische Niedersohlagsklassitikation der Synoptik........................................ Literatur zu Abschnitt 4 1 ............................................................................................... 42. Der Nebel. a) Begriff und Definition................................................................................................. b) Einteilung der Nebel.................................................................................................... c) Verdunstungsnebel........................................................................................................ d) Abkiihlungsnebel............................................................................................................ e) Einflufi der Schneedecke auf Nebelbildung und -auflosung............................ Literatur zu Abschnitt 4 2 ............................................................................................... Seite 147 147 150 152 153 153 154 155 156 160 160 V iertes K a p ite l. Die Luftmassen. 43. Die Herkunft der Luftmassen. Die Antizyklonen als „ Quellgebiete“ der Luftmassen. Zyklonenbildung an den Frontalzonen zwisohen den Antizyklonen..................................................... 161 44. Die allgemeine Zirkulation der Troposphare. I. Trepen. a) Allgemeine Bemerkimgen........................................................................................... b) Die Passatzirkulation.................................................................................................... c) Die Gliederung der innertropischen Zirkxilation................................................. d) Tropische Zyklonen...................................................................................................... e) Der Zusammenhang mit der auBertropischen Zirkulation.............................. 163 165 167 171 173 45. Die allgemeine Zirkulation der Troposphare. II. AuBertropische Breiten: Das Grimdschema. a) Allgemeine Bemerkungen........................................................................................... 174 b) Vertikale Gliederung der allgemeinen Zirkulation. Die Polarfrontflache . . 175 c) Horizontale Gliederung und Zyklonentatigkeit................................................... 176 46. Die allgemeine Zirkulation der Troposphare. III. AuBertropische Breiten: Die Frontalzonen. a) Arktikfronten.................................................................................................................. b) Frontenbildung und Frontenauflosimg nach B ee g ee o n .................................. c) Die Hauptfrontalzonen............................................................................................... d) Wetterzonen..................................................................................................................... e) Die Zirkulation zwischen der Troposphare und Stratosphare........................ Literatur zu den Abschnitten 43 bis 4 6 ...................................................................... 178 180 183 190 193 194 47. Die Definition der Luftmasse. Die Grimdstromungen als Tráger von Luftmassen. Dimensionen, Quellgebiet imd Lebensgeschichte einer Luftmasse.................................................................. 195 Literatur zu Abschnitt 4 7 ............................................................................................... 196 48. Die geographische Klassifikation der Luftmassen. a) Luftmassenbenennungen und -bezeiohnungen ..................................................... b) West- imd Mitteleuropa............................................................................................. o) Osteiu-opa, besonders europaisches Rufiland..................................................... d) Ferner Osten.................................................................................................................. e) Vereinigte Staaten von Nordamerika.................................................................... Literatur zu Abschnitt 48 ................................................................................................ 49. Temperatur imd Feuchtigkeit als Merkmale der Luftmassenherkunft. a) Ungleicher konservativer Charakter der einzelnen Temperatur- und FeuchtigkeitsgroBen.......................................................................................... b) Charakteristische Werte fiir die Luftmassen aus Beobachtungen in der freien Atmosphare........................................................................................................ c) Charakteristische Werte fiir die Luftmassen aus Beobachtungen an der Erdoberflache .............................................. Literatur zu Abschnitt 4 9 ............................................................................................... 196 198 200 201 202 203 203 205 208 213 50. Optische Merkmale der Luftmassen. a) Definition der opaleszenten Tmbung...................................................................... 223 b) Opaleszente Tmbung und Femsicht in verschiedenenLuftmassen............... 224 o) Der aktinometrische Trübungsfaktor in Abhangigkoit von den Luftmassentypen................................................................................................................................. 225 Literatur zu Absehnitt 60 ............................................................................................... 227 51. Die thermodynamisohen Eigenschaften der Luftmassen. a) Entropische imd isentropische Beeinflussimg derLuftmassen.......................... b) Stabile und labile Luftmassen................................................................................. c) Die Kaltmasse................................................................................................................. d) Die Warmmasse................................................................... ......................................... e) Weitere Unterschiede zwisohen der Kalt- und derWarmmasse..................... Literatur zu Absehnitt 5 1 ............................................................................................... 228 228 229 233 235 237 52. Die geographischen Luftmassentypen. I. Arktikluft und maritime Polarluft. a) Arktikluft [A ] ................................................................................................................. 238 b) Maritime Polarliift [m G ]............................................................................................ 241 53. Die geographischen Luftmassentypen. II. Kontinentale Polarluft und Tropikluft. a) Kontinentale Polarluft [cG] ..................................................................................... 244 b) Tropikluft [T ]................................................................................................................. 249 54. Die Luftmassenanalyse. Indirekt- imd direkt-aerologisohe Behelfe bei der thermodynamisohen Analyse der Luftmassen............................................................................................................... 256 Literatur zu den Abschnitten52 bis 5 4 ....................................................................... 258 F iin ftes K a p ite l. Die Trontcn. 55. Allgemeine Begriffe. a) Historischer Rückblick................................................................................................ b) Front — Frontalzone — Frontahnasse.................................................................... c) Der Frontdurchgang in den Registrierungen....................................................... d) Dio Frontflache. Hauptfronten imd Nebenfronten............................................. 56. Dynamik der Fronten. a) Aufgleitfront imd Abgleitfront. Frontale Zirkulationsbewegungen............... b) Gleiehgewichtsbedingimgen für eine stationare Grenzflâche............................ c) Neigung der isobaren Flaohen im Bereich einer stationaren Grenzflâche . d) Charakter der Gleitvorgange an nichtstationaren Grenzflachen................... e) Neigung der isentropischen Flachen im Bereich einer stationaren Grenzflache f) Analyse der Lviftbewegimgen an der Frontflache............................................... g) Das barisohe Feld im Frontbereich........................................................................ 57. Fortschreitende Fronten. a) Haupttypen und Bewegungsregeln.......................................................................... b) Das Profil der Frontflache......................................................................................... c) Synoptisch-aerologische Einzelfalle.......................................................................... 58. Die Warmfront. a) Stromungs- und Druckfeld......................................................................................... b) Wolkensystem und Mederschlage............................................................................. c) Warmfrontbewegung und Gradientwind................................................................ d) Warmfrontmerkmale auf der Karte........................................................................ 59. Die Kaltfront. a) Definition und Einteilung ......................................................................................... b) Kaltfront erster Art .................................................................................................... c) Kaltfront zweiter A r t .................................................................................................. d) Die Boenwalze an der Kaltfront............................................................................. e) Kaltfrontmerkmale auf der K a rte ........................................................................... 259 260 262 264 265 266 268 268 270 271 273 275 277 278 280 281 285 286 287 287 289 291 292 60. Die Okklusionsfronten. a) Definition, Einteüung und Symbolisierung auf der Karte.............................. 295 b) Wolkensystem, Niederschlage und Isallobarenfeld............................................. 296 Seíte 61. Maskierung und orographische Beeinflussung der Fronten. Scheinfronten. a) Maskierte Fronten und Scheinfronten.................................................................... b) Orographische Beeinflussung der F ronten............................................................ c) Prafrontal-orographische Windeffekte.................................................................... Literatur zu den Abschnitten 55 bis 6 1 ..................................................................... 298 299 301 302 Sechstes K a p ite l. Die Frontalstorungen. 62. Geschichtliches. a) Die Synoptik des 19. Jahrhunderts........................................................................ b) Die Synoptik zu Beginn des 20. Jahrhunderts................................................... c) Die Synoptik in der Nachkriegszeit ...................................................................... Literatur zu Abschnitt 62 ............................................................................................... 303 307 308 309 63. Die Frontalwellen. a) Allgemeiner Charakter der Frontalstorungen....................................................... b) Wellenbildung an der F ro n t..................................................................................... c) Analyse der Wellengeschwindigkeit........................................................................ d) Stabile und instabile Frontalwellen........................................................................ Literatur zu Abschnitt 6 3 ............................................................................................... 309 310 314 318 319 64. Die Entwicklung der Frontalzyklone. a) Lebenslauf der Zyklone .............................................................................................. b) Energetische Betrachtungen....................................................................................... c) Luftmassenverlagerung durch die Zyklonentatigkeit........................................ d) Verlangerte Lebensdauer einer Zyklone. Synoptische Beispiele für den zyklonalen Bntwicklungsprozefi................................................................................. e) Zyklonenentwicklung und Druckanderungen....................................................... f) Rechenformeln für die Intensitatsanderung von Luftdruckgebilden 320 322 324 327 329 340 65. Der Bau der Zyklone. a) Die Struktur der jungen Zyklone (Wellenzyklone) ........................................... 341 b) Die Struktur der gealterten Zyklone (Wirbelzyklone)...................................... 350 Literatur zu den Abschnitten 64 und 65 .................................................................... 357 66. Die Zykloneru’egeneration. a) Zyklonenregeneration durch Einverleibung von Tochterzyklonen................. b) Zyklonenregeneration durch Einbeziehung fremder Kaltluftvorrate............. c) Zyklonenregeneration unter dem EinfluB der Unterlage.................................. Literatur zu Abschnitt 66 ................................................................................................ 357 358 360 360 67. Die Antizyklonen. a) Allgemeines. Typen von Antizyklonen...................................... b) Aufbau der wandernden und der serienabschlieiBenden Antizyklonen c) Aufbau stationarer Polarluft-Antizyklonen in den gemaBigten Breiten . . . d) Aufbau der Auslaufer subtropischer Antizyklonen in den gemaBigten Breiten e) Periodizitat subtropischer und polarer Antizyklonen........................................ Literatur zu Abschnitt 67 .................................... 360 363 368 369 371 371 68. Frontalstorungen und Stratosphare. a) Druck- und Temperaturveranderlichkeit indenhohen Schichten................ 371 b) Stromlinienverlauf in der Hohe über jungen undalten Luftdruckgebilden 373 c) Koppelung der tropospharischen imd stratospharischen Vorgange. Kinematische Theorie der Tropopausenwellen.................................................. 376 d) Dynamische Theorie der Tropopausenwellen. Auflosung und Neubildung der Tropopause.............................................................................................................. 380 e) Steuerung im allgemeinen und „stratospharische Steuerung“ im besonderen 383 Literatur zu Abschnitt 6 8 ................................................................................................ 389 69. Die Zyklonenserien. a) Historisches..................................................................................................................... b) Lebenslauf einer Zyklonenserie................................................................................. c) Zyklonenserien über dem Ozean. Maritime Zentralzyklonen......................... d) Zyklonenserien über dem Festland. Kontinentale Antizyklonen................... 390 391 393 395 Seite e) Periodizitat der Zyklonenserien................................................................................. f) Terminologie der ÍErsoheinungen itmerhalb der Zyklonenserie....................... g) „Wellen und Wirbel“ .................................................................................................. Literatur zu Absohnitt 69 ................................................................................................ 70. Die Bewegung der Zyklonen und Antizyklonen. a) Zyklonen. Richtung...................................................................................................... b) Zyklonen. Geschwindigkeit......................................................................................... o) Antizyklonen.................................................................................................................. d) Isallobarische Gebiete. Regeln fiir die Verwendung derHóhenwetterkarte e) Extrapolationsberechnung der Verlagerungen von Luftdruckgebilden Literatur zu Abschnitt 70 ................................................................................................ 399 401 402 404 404 414 416 418 420 421 Sieben tes K a p ite l. Praktische Folgerungeii. 71. Die Analyse des synoptischen Zustandes. a) AUgemeine Gesichtspunkte......................................................................................... b) Die Unterscheidung von Warm- und Kaltmassen............................................. 0) Die Abgrenzung von Gebieten mit Arktik- und Tropikluft .......................... d) Die Abgrenzung der Niederschlagsgebiete ............................................................ e) Das Ausziehen der Linien gleicher Drucktendenz............................................. f) Das Ausziehen der Fronten....................................................................................... g) Haufige Pehler bei der Frontenanalyse ................................................................ h) Das Ausziehen der Isobaren..................................................................................... 1) SchluGoperationen ........................................................................................................ Literatur zu Abschnitt 7 1 ................................................................................................ 422 422 424 425 427 428 431 434 436 436 72. Güte und Priifung der synoptischen Prognosen. a) Kurz- und Langfristprognosen. Wesen der synoptischen Prognose............. b) Priifung der Ergebnisse synoptischer Prognosen................................................. c) Geographische Einflüsse auf die Prognosengiite................................................. d) Verbesserungsfáhigkeit synoptischer Prognosen................................................... Literatur zu Abschnitt 72 ................................................................................................ 436 439 443 444 444 73. Die Prognose des synoptischen Zustandes: I. AUgemeine Grundsatze. a) Lokalbeobachtungen ais Hilfsmittel. Lokale Wetterregeln.............................. 445 b) Synoptische Analogien und klLmatologische Grenzwerteais Hilfsmittel . . . 446 c) Kiaematische Berechnung und physikalische Konzeption ais Hilfsmittel der synoptischen Prognose......................................................................................... 447 d) Ubersicht der Operationen beim Aufstellen der Prognose.............................. 449 Literatur zu Absohnitt 73 ............................................................................................... 450 74. Die Prognose des synoptischen Zustandes: II. Synoptische Regeln. a) Herkunft der aufzuzahlenden R egeln .................................................................... b) Regeln iiber Luftmassen............................................................................................. c) Regeln iiber die Bewegung der Fronten................................................................ d) Regeln iiber die Entwicklung der Fronten......................................................... e) Regeln iiber die Bewegung der Zyklonen undAntizyklonen ......................... f) Regeln iiber die Entwicklung' der Luftdruckgebilde........................................ g) AUgemeine Regeln betreffend die Druckanderungen........................................ Literatur zu Abschnitt 74 ............................................................................................... 450 451 451 453 454 459 461 465 75. Die Wettervorhersage. a) Problemstellung.............................................................................................................. b) Temperatur.................................................................................................................... 0) Nachtfroste ....................... d) Bewôlkung....................................................................................................................... e) Dauerniederschlage........................................................................................................ f) Schauer............................................................................................................................ g) Gewitter.......................................................................................................................... h) Nebel................................................................................................................................ 1) Nieseln............................................................................................................................ k) Eisansatz. Flugzeugvereisung..................................................................................... 1) Fernsicht...................................................................................................................... m) W in d................................................................................................................................ 466 466 467 469 471 472 473 474 477 477 479 480 Seite n) GroIB-Schneefalle, Schneetreiben und Sohneefegen............................................. 481 Literatiir zu Abschnitt 75 ................................................................................................ 482 A n h a n g : Karten....................................................................................................................... 483 L ite r a tu r v e r z e ic h n is .......................................................................................................... 503 N a m e n v e r z e ic h n is ........................... 523 S a c h v e r z e ic h n is ..................................................................................................................... 526
