ALBERT

Note: Contents: 1 Preliminaries. - 1.1 Geophysical Fluid Dynamics. - 1.2 The Rossby Number. - 1.3 Density Stratification. - 1.4 The Equations of Motion in a Nonrotating Coordinate Frame. - 1.5 Rotating Coordinate Frames. - 1.6 Equations of Motion in a Rotating Coordinate Frame. - 1.7 Coriolis Acceleration and the Rossby Number. - 2 Fundamentals. - 2.1 Vorticity. - 2.2 The Circulation. - 2.3 Kelvin's Theorem. - 2.4 The Vorticity Equation. - 2.5 Potential Vorticity. - 2.6 The Thermal Wind. - 2.7 The Taylor-Proudman Theorem. - 2.8 Geostrophic Motion. - 2.9 Consequences of the Geostrophic and Hydrostatic Approximations. - 2.10 Geostrophic Degeneracy. - 3 lnviscid Shallow-Water Theory. - 3.1 Introduction. - 3.2 The Shallow-Water Model. - 3.3 The Shallow-Water Equations. - 3.4 Potential-Vorticity Conservation: Shallow-Water Theory. - 3.5 Integral Constraints. - 3.6 Small-Amplitude Motions. - 3.7 Linearized Geostrophic Motion. - 3.8 Plane Waves in a Layer of Constant Depth. - 3.9 Poincare and Kelvin Waves. - 3.10 The Rossby Wave. - 3.11 Dynamic Diagnosis of the Rossby Wave. - 3.12 Quasigeostrophic Scaling in Shallow-Water Theory. - 3.13 Steady Quasigeostrophic Motion. - 3.14 Inertial Boundary Currents. - 3.15 Quasigeostrophic Rossby Waves. - 3.16 The Mechanism for the Rossby Wave. - 3.17 The Beta-Plane. - 3.18 Rossby Waves in a Zonal Current. - 3.19 Group Velocity. - 3.20 The Method of Multiple Time Scales. - 3.21 Energy and Energy Flux in Rossby Waves. - 3.22 The Energy Propagation Diagram. - 3.23 Reflection and the Radiation Condition. - 3.24 Rossby Waves Produced by an Initial Disturbance. - 3.25 Quasigeostrophic Normal Modes in Closed Basins. - 3.26 Resonant Interactions. - 3.27 Energy and Enstrophy. - 3.28 Geostrophic Turbulence. - Appendix to Chapter 3. - 4 Friction and Viscous Flow. - 4.1 Introduction. - 4.2 Turbulent Reynolds Stresses. - 4.3 The Ekman Layer. - 4.4 The Nature of Nearly Frictionless Flow. - 4.5 Boundary-Layer Theory. - 4.6 Quasigeostrophic Dynamics in the Presence of Friction. - 4.7 Spin-Down. - 4.8 Steady Motion. - 4.9 Ekman Layer on a Sloping Surface. - 4.10 Ekman Layer on a Free Surface. - 4.11 Quasigeostrophic Potential Vorticity Equation with Friction and Topography. - 4.12 The Decay of a Rossby Wave. - 4.13 Side-Wall Friction Layers. - 4.14 The Dissipation of Ens trophy in Geostrophic Turbulence. - 5 Homogeneous Models of the Wind-Driven Oceanic Circulation. - 5.1 Introduction. - 5.2 The Homogeneous Model. - 5.3 The Sverdrup Relation. - 5.4 Meridional Boundary Layers: the Munk Layer. - 5.5 Stommel's Model: Bottom Friction Layer. - 5.6 Inertial Boundary-Layer Theory. - 5.7 Inertial Currents in the Presence of Friction. - 5.8 Rossby Waves and the Westward Intensification of the Oceanic Circulation. - 5.9 Dissipation Integrals for Steady Circulations. - 5.10 Free Inertial Modes. - 5.11 Numerical Experiments. - 5.12 Ekman Upwelling Circulations. - 5.13 The Effect of Bottom Topography. - 5.14 Concluding Remarks on the Homogeneous Model. - 6 Quasigeostrophic Motion of a Stratified Fluid on a Sphere. - 6.1 Introduction. - 6.2 The Equations of Motion in Spherical Coordinates: Scaling. - 6.3 Geostrophic Approximation: ε = O(L/r0 ) ≪ 1. - 6.4 The Concept of Static Stability. - 6.5 Quasigeostrophic Potential-Vorticity Equation for Atmospheric Synoptic Scales. - 6.6 The Ekman Layer in a Stratified Fluid. - 6.7 Boundary Conditions for the Potential-Vorticity Equation: the Atmosphere. - 6.8 Quasigeostrophic Potential-Vorticity Equation for Oceanic Synoptic Scales. - 6.9 Boundary Conditions for the Potential-Vorticity Equation: the Oceans. - 6.10 Geostrophic Energy Equation and Available Potential Energy. - 6.11 Rossby Waves in a Stratified Fluid. - 6.12 Rossby-Wave Normal Modes: the Vertical Structure Equation. - 6.13 Forced Stationary Waves in the Atmosphere. - 6.14 Wave-Zonal Flow Interactions. - 6.15 Topographic Waves in a Stratified Ocean. - 6.16 Layer Models. - 6.17 Rossby Waves in the Two-Layer Model. - 6.18 The Relationship of the Layer Models to the "Level" Models. - 6.19 Geostrophic Approximation ε ≪ L/r0 〈 1; the Sverdrup Relation. - 6.20 Geostrophic Approximation ε ≪ 1, L/r0 = O(1). - 6.21 The Thermocline Problem. - 6.22 Layer Models of the Thermocline. - 6.23 Flow in Unventilated Layers: Potential Vorticity Homogenization. - 6.24 Quasigeostrophic Approximation: an Alternative Derivation. - 7 Instability Theory. - 7.1 Introduction. - 7.2 Formulation of the Instability Problem: the Continuously Stratified Model. - 7.3 The Linear Stability Problem: Conditions for Instability. - 7.4 Normal Modes. - 7.5 Bounds on the Phase Speed and Growth Rate. - 7.6 Baroclinic Instability: the Basic Mechanism. - 7.7 Eady's Model. - 7.8 Charney's Model and Critical Layers. - 7.9 Instability in the Two-Layer Model: Formulation. - 7.10 Normal Modes in the Two-Layer Model: Necessary Conditions for Instability. - 7.11 Baroclinic Instability in the Two-Layer Model: Phillips' Model. - 7.12 Effects of Friction. - 7.13 Baroclinic Instability of Nonzonal Flows. - 7.14 Barotropic Instability. - 7.15 Instability of Currents with Horizontal and Vertical Shear. - 7.16 Nonlinear Theory of Baroclinic Instability. - 7.17 Instability of Non parallel Flow. - 8 Ageostrophic Motion. - 8.1 Anisotropic Scales. - 8.2 Continental-Shelf Waves. - 8.3 Slow Circulation of a Stratified, Dissipative Fluid. - 8.4 The Theory of Frontogenesis. - 8.5 Equatorial Waves. - Selected Bibliography. - Index.

Note: Inhaltsverzeichnis: 1 Einleitung. - 1.1 Definition von Paläo- und Archäomagnetismus. - 1.2 Einordnung der Methoden innerhalb der Geophysik. - 1.3 Aussagemöglichkeiten über den früheren Zustand der Erde. - 1.4 Wechselbeziehungen mit Nachbardisziplinen. - 1.5 Maßsysteme, Einheiten. - 2 Methodische Grundlagen. - 2.1 Eigenschaften und Ursprung des Erdmagnetfeldes. - 2.1.1 Definition der Kenngrößen des Erdmagnetfeldes X, Y, H, Z, F, D, I und ihre Verknüpfungen. - 2.1.2 Ideales und reales Erdmagnetfeld. - 2.1.3 Nichtdipolanteile in Raum und Zeit (Säkularvariation). - 2.1.4 Kugelfunktionsentwicklung und zeitliche Änderungen der Feldgrößen. - 2.1.5 Theorien zum Ursprung des erdmagnetischen Feldes. - 2.2 Gesteinsmagnetische Grundlagen. - 2.2.1 Diamagnetismus, Paramagnetismus, Ferromagnetismus, Antiferromagnetismus und Ferrimagnetismus. - 2.2.1.1 Definition der Magnetisierung und des Diamagnetismus. - 2.2.1.2 Paramagnetismus. - 2.2.1.3 Ferromagnetismus. - 2.2.1.4 Antiferromagnetismus. - 2.2 A.5 Ferrimagnetismus. - 2.2.2 Definition magnetischer Kenngrößen (k, Hc, Js, ..) der Ferro(i)magnetika. - 2.2.3 Anisotropie der Suszeptibilität. - 2.2.4 Selbstentmagnetisierung und magnetische Brechung. - 2.2.5 Kristallanisotropie und Magnetostriktion. - 2.2.6 SD-PSD-MD-Teilchen und ihre typischen Eigenschaften und Unterscheidungsmerkmale. - 2.3 Magnetische und strukturelle Eigenschaften natürlicher Ferrite. - 2.3.1 Magnetit. - 2.3.2 Ternäres System (FeO-TiO2-Fe2O3) und die Mischreihe der Titanomagnetite. - 2.3.3 Hämatit und Maghemit. - 2.3.4 Mischreihe der Hämo-Ilmenite. - 2.3.5 Nichtstöchiometrische Minerale im ternären System der Ti-Oxide, Titanomaghemite. - 2.3.6 Pyrrhotit und Greigit. - 2.3.7 Goethit. - 2.3.8 Methoden zur Identifikation von ferro(i)magnetischen Mineralphasen. - 2.4 Die Typen der remanenten Magnetisierung und ihre spezifischen Eigenschaften. - 2.4.1 Natürliche remanente Magnetisierung NRM. - 2.4.2 Thermoremanente Magnetisierung TRM. - 2.4.3 Partielle thermoremanente Magnetisierung PTRM. - 2.4.4 Chemische Remanenz CRM. - 2.4.5 Sedimentationsremanenz DRM. - 2.4.6 Postsedimentationsremanenz PDDRM. - 2.4.7 Piezoremanenz PRM. - 2.4.8 Viskose Remanenz VRM. - 2.4.9 Isothermale Remanenz IRM. - 2.4.10 Charakteristische Remanenz ChRM. - 2.4.11 Anhysteretische Remanenz ARM. - 2.4.12 Selbstumkehr einer remanenten Magnetisierung. - 2.4.13 Andere Remanenztypen. - 2.5 Typische magnetische Eigenschaften verschiedener Gesteine und archäologischer Materialien. - 2.5.1 Basalte und andere Ergußgesteine. - 2.5.2 Intrusivgesteine. - 2.5.3 Ganggesteine. - 2.5.4 Sandsteine. - 2.5.5 Tonsteine. - 2.5.6 Karbonatgesteine. - 2.5.7 Metamorphe Gesteine. - 2.5.8 Einfluß der Verwitterung. - 2.5.9 Sonstige Gesteine. - 2.5.10 Archäologisches Material. - 2.6 Verfahren zur Analyse einer remanenten Magnetisierung. - 2.6.1 Wechselfeldentmagnetisierung. - 2.6.2 Thermische Entmagnetisierung. - 2.6.3 Chemische Entmagnetisierung. - 2.6.4 Stoßwellenentmagnetisierung. - 2.6.5 Lowrie-Fuller-Test. - 2.6.6 Orthogonale Projektionen (Zijderveld-Diagramme) und Darstellung der Remanenzrichtungen im Schmidtschen Netz. - 2.6.7 Methode der Differenzvektoren. - 2.6.8 Methode der konvergierenden Großkreise. - 2.6.9 Mehrkomponentenanalyse. - 2.7 Alter einer Remanenz und radiometrische Alter. - 2.7.1 Faltungstest. - 2.7.2 Konglomerattest. - 2.7.3 Kontakttest. - 2.7.4 Thellier-Test. - 2.7.5 Reversal-Test. - 2.7.6 Beziehungen zwischen Remanenzalter und radiometrisch oder biostratigraphisch bestimmten Altern. - 2.8 Statistische Methoden zur Analyse von Remanenzrichtungen. - 2.8.1 Mittlere Richtungen und Fisher-Statistik. - 2.8.2 Fehlerfortpflanzung. - 2.8.3 Signifikanztests. - 2.8.4 Analyse und statistische Behandlung von Inklinationsdaten. - 2.9 Berechnung des virtuellen geomagnetischen Pols VGP und des virtuellen geomagnetischen Dipolmoments Mpal. - 2.9.1 VGP-Berechnung auf der Basis der Dipolhypothese. - 2.9.2 Statistische Behandlung der Pollagen. - 2.9.3 Berechnung des virtuellen Dipolmoments Mpal. - 2.10 Methoden zur Bestimmung der Paläointensität. - 2.10.1 Methode unter Verwendung der TRM (Methode Thellier). - 2.10.2 Methode unter Verwendung der ARM (Methode Shaw). - 2.10.3 Methode unter Verwendung der DRM. - 2.11 Probenentnahme und Meßgeräte im Paläomagnetismus und Archäomagnetismus. - 2.11.1 Kriterien für die Auswahl von Beprobungsorten. - 2.11.2 Statistische Minimalanforderungen. - 2.11.3 Bestimmung der horizontalen Referenzebene und einer Referenzrichtung. - 2.11.4 Entnahme von orientierten Handstücken. - 2.11.5 Entnahme von Kernen mit Diamantbohrern und Kolbenloten. - 2.11.6 Probenentnahme bei archäologischen Fundorten. - 2.11.7 Laborgeräte zur Messung magnetischer Parameter. - 2.11.7.1 Messung der remanenten Magnetisierung. - 2.11.7.2 Messung der Suszeptibilität und ihrer Anisotropie. - 2.11.7.3 Messung der Koerzitivkraft Hc. - 2.11.7.4 Messung der Curie-Temperatur Tc. - 2.11.8 Geräte zur Entmagnetisierung von Proben. - 2.11.8.1 Wechselfeldentmagnetisierung. - 2.11.8.2 Thermische Entmagnetisierung. - 2.11.8.3 Chemische Entmagnetisierung. - 2.11.8.4 Spulensysteme für die Kompensation des erdmagnetischen Feldes. - 2.11.8.5 Magnetische Abschirmung. - 2.12 Mikroskopie und Mößbauer-Spektroskopie. - 2.12.1 Erzmikroskopie: Dünnschliffe, Anschliffe. - 2.12.2 Rasterelektronenmikroskopie REM. - 2.12.3 Transmissionselektronenmikroskopie TEM. - 2.12.4 Mößbauer-Spektroskopie. - 3 Ergebnisse des Paläo- und Archäomagnetismus. - 3.1 Geometrie des Erdmagnetfeldes. - 3.1.1 Hypothese vom axialen geozentrischen Dipol. - 3.1.2 Archäosäkularvariation. - 3.1.3 Quartäre Säkularvariation. - 3.1.4 Paläosäkularvariation. - 3.1.5 Exkursionen des Erdmagnetfeldes. - 3.2 Polwanderungskurven größerer Kontinentalschollen. - 3.2.1 Scheinbare oder echte Polwanderung?. - 3.2.2 Scheinbare Polwanderungskurven der großen Kontinentalschollen. - 3.2.3 Scheinbare Polwanderungskurven von Mikroplatten. - 3.3 Feldumkehr und Polaritätszeitskalen. - 3.3.1 Selbstumkehr der Remanenz oder Feldumkehr?. - 3.3.2 Polaritätszeitskala der letzten 0.7 Ma. - 3.3.3 Polaritätszeitskala der letzten 5 Ma. - 3.3.4 Polaritätszeitskala der letzten 150 Ma. - 3.3.5 Polaritätszeitskalen der früheren geologischen Vergangenheit. - 3.3.6 Feldverhalten während einer Feldumkehr. - 3.3.7 Statistik der Feldumkehrungen. - 3.4 Paläointensität des Erdmagnetfeldes. - 3.4.1 Ergebnisse von archäologischen Proben. - 3.4.2 Paläointensitäten der geologischen Vergangenheit. - 3.4.3 Paläointensität während einer Feldumkehr. - 4 Anwendung des Paläomagnetismus auf geologische, petrologische und archäologische Fragestellungen. - 4.1 Anwendungen in der Geologie und der Tektonik. - 4.1.1 Paläorekonstruktion von Kontinentverteilungen. - 4.1.2 Paläobreitenbestimmungen von Krustenblöcken. - 4.1.3 Nachweis von Rotationsbewegungen. - 4.1.4 Altersbestimmung mit Hilfe der scheinbaren Polwanderungskurven. - 4.1.5 Datierung mit der Magnetostratigraphie. - 4.2 Gesteinsmagnetische Untersuchungen. - 4.2.1 Suszeptibilität und Magnetitgehalt. - 4.2.2 Anisotropie der magnetischen Suszeptibilität. - 4.2.3 Messung magnetischer Eigenschaften bei tiefen Temperaturen. - 4.2.4 Koenigsbergerscher Q-Faktor. - 4.2.5 Js/T-Kurven zur Identifikation von ferro(i)magnetischen Mineralien. - 4.2.6 IRM-Erwerbskurven und Entmagnetisierung der IRMs mit Wechselfeldern und thermisch. - 4.3 Anwendungen in der Archäologie. - 4.3.1 Datierung mit Hilfe von Standardkurven der Inklination und Deklination. - 4.3.2 Rekonstruktion archäologischer Objekte. - 5 Bibliographie. - 5.1 Gesteinsmagnetismus, Mineralogie. - 5.2 Paläomagnetismus und Archäomagnetismus. - 5.3 Zitierte Literatur . - Anhang. - Programme. - Sachverzeichnis.