ALBERT

Note: INHALTSVERZEICHNIS 1. Einleitung 2. Das Skalar-, Vektor- und Tensorfeld; Kinematische Analyse 2.1 Skalare und vektorielle Größen 2.2 Skalares und vektorielles Produkt 2.2.1 Mehrfache Produkte 2.3 Dyadisches Produkt - Tensorielle Größen 2.3.1 Rechenregeln für Tensoren 2.4 Differentiation von skalaren und vektoriellen Größen 2.4.1 Räumliche Ableitungen 2.4.2 Zeitliche Ableitungen 2.5 Krummliniges Koordinatensystem 2.6 Integralsätze 2.6.1 Satz von GAUSS 2.6.2 Satz von STOKES 2.7 Die Bilanzgleichung 2.8 Stromlinien und Trajektorien 2.9 Darstellung von Geschwindigkeitsfeldern 2.9.1 Reine Bewegungstypen 2.10 Das natürliche Koordinatensystem 2.10.1 Darstellung von Stromfeldeigenschaften eines horizontalen Geschwindigkeitsfel des in natürlichen Koordinaten 2.11 Anhang: Transportgleichungen 3. Physikalische Grundlagen 3.1 Grundbegriffe der Mechanik 3.1.1 Die NEWTON'schen Axiome; der Begriff der Kraft 3.1.2 Arbeit, Energie, Leistung 3.2 Grundlagen der Thermodynamik 3.2.1 Die Zustandsgieichung für ideale Gase 3.2.2 1. Hauptsatz der Wärmelehre 3.2.3 2. Hauptsatz der Wärmelehre; der Begriff der Entropie 3.2.4 Adiabatische Prozesse 4. Die Grundgleichungen der Dynamik der Atmosphäre 4.1 Die Bewegungsgleichungen in einem Inertialsystem 4.1.1 Die fundamentalen Kräfte 4.2 Die Bewegungsgleichungen in einem rotierenden Koordinatensystem 4.2.1 Die Koraponentendarstellung der Bewegungsgleichungen in einem rotierenden orthogonalen krummlinigen Koordinatensystem 4.2.2 Spezifische Koordinatensysteme 4.3 Die Kontinuitätsgleichung 4.4 Die Bilanzgleichung für den Impuls 4.5 Energetik der laminaren Strömung; Bilanzgleichungen für die Energie 4.5.1 Verallgemeinerte BERNOULLI-Gleichung 4.6 Die Bilanzgleichung für die Entropie 4.7 Wirbeldynamik 5. "Scale"-Analyse 5.1 Methodik 6. Der vertikale Aufbau der Atmosphäre 6.1 Das hydrostatische Gleichgewicht 6.2 Die barometrische Höhenformel 6.3 Modellatmosphären 6.4 Hydrostatische Stabilität 6.5 Energetische Betrachtungen 7. Quasistatische reibungsfreie atmosphärische Bewegungen 7.1 Die Bewegungsgleichungen für quasi-statische reibungsfreie Bewegungen 7.1.1 Quasistatische reibungsfreie Bewegungen in einem kartesischen Koordinatensystem 7.2 Die Adiabatengleichung 7.3 Die Kontinuitätsgleichung 7.4 Quasistatische reibungsfreie Bewegungen in einem natürlichen Koordinatensystem 7.4.1 Reibungsfreie horizontale quasistatische Bewegungen 7.4.2 Horizontale Trägheitsbewegung 7.5 Die thermische Windgleichung 7.6 Die Drucktendenzgleichung 7.7 Abweichung vom geostrophischen Gleichgewicht 7.8 Die Vorticitygleichung 7.8.1 Scale-Analyse der Vorticitygleichung 7.8.2 Darstellung der Vorticitygleichung in natürlichen Koordinaten 7.9 "Physikalische" Koordinaten 7.9.1 Isobare Koordinaten 7.9.1.1 Die Bewegungsgleichungen 7.9.1.2 Die Kontinuitätsgleichung 7.9.1.3 1. Hauptsatz der Wärmelehre 7.9.1.4 Die Vorticitygleichung 7.9.1.5 Die u-Gleichung und die Tendenzgleichung 7.9.1.6 Ein Divergenztheorem - Balancegleichung 7.9.1.7 Nichtgeostrophische Modellgleichungen 7.9.2 Isentrope Koordinaten 7.9.2.1 Die Bewegungsgleichungen 7.9.2.2 Die Kontinuitätsgleichung 7.9.2.3 Die Vorticitygleichung 7.9.2.4 Der Einfluß der Gebirge auf die großräumige Strömung 7.10 Neigung von Frontflächen 8. Wellenbewegungen in der Atmosphäre 8.1 Darstellung von Wellen 8.2 Perturbationstheorie 8.3 Schallausbreitung in einem kräfte freien Gas 8.4 Einfache Schwereoszillation 8.5 Die Grundgleichungen für die Wellenausbreitung in der Atmosphäre 8.5.1 Dispersionsgleichung 8.5.2 Energie und Impulstransport durch Wellen 8.5.3 Randbedingungen 8.6 Schwerewellen an Diskontinuitäten 8.7 Der Einfluß der vertikalen Windscherung auf Schwerewellen 8.8 Leewellen 8.8.1 Impuls- und Energietransport zufolge von Leewellen 8.9 ROSSBY-Wellen 8.9.1 Energietransport zufolge von ROSSBY-Wellen 8.9.2 Erzwungene ROSSBY-Wellen 8.10 Barotrope Instabilität 8.11 Zyklogenese - Barokline Instabilität 9. Energetik der Atmosphäre 9.1 Die verfügbare potentielle Energie 9.2 Energetik barokliner Wellen 9.3 Energetik der globalen Zirkulation 9.3.1 Der Energiezyklus der Atmosphäre nach E.N. LORENZ 9.4 Der Impulshaushalt der Atmosphäre 10. Die Grenzschicht der Atmosphäre 10.1 Turbulente Bewegungen 10.2 Das Turbulenzkonzept nach REYNOLDS 10.3 Die Energetik einer turbulenten Strömung 10.4 Die BOUSSINESQ-Approximation 10.5 Das Schließungsproblem - Austauschkonzept 10.5.1 Das Konzept der Mischungsweglänge nach PRANDTL - Austausch vom Inpuls 10.5.2 Der turbulente Wärmetransport 10.6 Das RICHARDSON-Kriterium 10.7 Der Aufbau der Grenzschicht der Atmosphäre 10.7.1 Die PRANDTL-Schicht 10.7.2 Die EKMAN-Schicht 10.7.2.1 Die Sekundärzirkulation in der EKMAN-Schicht 10.8 Die Ausbreitung von Schadstoffen in der atmosphärischen Grenzschicht 11. Grundlagen der numerischen Wettervorhersage 11.1 Problemstellung 11.2 Filterung 11.3 Parametrisierung 11.4 Schlußbemerkungen Anhang A. Die äquivalentpotentielle Temperatur B. Die Bilanzgleichung für die Entropie unter Einschluß der Wärmestrahlung C. Maße und Einheiten D. Wichtige Konstanten und Parameter Bildquellennachweis Sachwörterverzeichnis