ALBERT

Note: INHALT EINLEITUNG ERSTER VORTRAG Über die Instabilität (des Begriffs) der Natur Die Beziehung zur Welt mutiert Vier Arten, sich von der Ökologie verrückt machen zu lassen Die Instabilität des Ver­hältnisses Natur/Kultur Die Berufung auf die menschliche Natur Der Rekurs auf die »natürliche Welt« Die Pseudo- Kontroverse über das Klima leistet uns einen großen Dienst »Sagt Euren Herren, daß die Wissenschaftler auf dem Kriegs­pfad sind!« Wo versucht wird, von der »Natur« zur Welt über­zuwechseln Wie der Herausforderung zu begegnen ist ZWEITER VORTRAG Wie wir der Natur (kein) Leben einhauchen können »Störende Wahrheiten« Beschreiben, um zu alarmieren Wo man sich auf die Wirkungsmächte konzentriert Von der Schwierigkeit, M enschen von Nichtmenschen zu unterschei­den »Und doch bewegt sie sich« Eine Neufassung des Natur­rechts Über eine ärgerliche Tendenz, Ursache und Schöpfung zu verwechseln Auf dem Weg zu einer Natur, die keine Re­ligion mehr ist? DRITTER VORTRAG Gaia, eine (endlich profane) Gestalt der Natur Galilei, Lovelock: Zwei symmetrische Entdeckungen Gaia, ein mythischer Name, hochgefährlich für eine wissenschaft­liche Theorie Eine Parallele zu Pasteurs Mikroben Auch bei Lovelock wimmelt es von Mikroakteuren Wie läßt sich die Vorstellung von einem System vermeiden? Die Organis­men passen sich ihrer Umgebung nicht an, sie stellen sie her Eine gewisse Komplikation des Darwinismus Der Raum, ein Kind der Geschichte VIERTER VORTRAG Das Anthropozän und die Zerstörung (des Bilds) des Globus Das Anthropozän: eine Innovation Mente et Malleo Ein an­fechtbarer Ausdruck für eine ungewisse Epoche Eine ideale Gelegenheit, die Figuren Menschund Naturzusprengen Sloterdijk oder der theologische Ursprung des Bilds der Sphäre Die Vermischung von Wissenschaftund Glo­bus Tyrrell gegen Lovelock Die Rückwirkungsschleifen zeichnen keinen Globus Endlich, ein neues Kompositions­prinzip Melancholiaoder das Ende des Globus FÜNFTER VORTRAG Wie können die verschiedenen Völker(der Natur)einberufen werden? Zwei Leviathane, zwei Kosmologien Wie können wir den Krieg der Götter vermeiden? Ein gefahrvolles diplomati­sches Projekt Die Unmöglichkeit der Einberufung eines »Volks der Natur« Wie können wir der Verhandlung eine Chance geben? Über den Konflikt zwischen Wissenschaft und Religion Unsicherheit über den Sinn des Worts »Ende« Ein Vergleich der kämpfenden Kollektive Verzicht auf jede natürliche Religion SECHSTER VORTRAG Wie soll man dem Zeitenende (k)ein Ende bereiten? Das Schicksalsjahr 1610 Stephen Toulmin und die wissen­schaftliche Gegenrevolution Auf der Suche nach dem religiö­sen Ursprung der »Enthemmung« Das sonderbare Projekt, das Paradies auf Erden zu schaffen Erik Voegelin und die Wandlungen des Gnostizismus Über einen apokalyptischen Ursprung der Klimaskepsis Vom Religiösen über das Säku­lare zum Irdischen Ein »Volk der Gaia«? Was auf die An­schuldigung, »apokalyptische Reden« zu halten, zu antworten ist SIEBTER VORTRAG Die Staaten (der Natur) zwischen Krieg und Frieden »Das Große Gehege« von Caspar David Friedrich Das Ende des Staates der Natur Von der richtigen Dosierung Carl Schmitts »Wir suchen den normativen Sinn der Erde« Vom Unterschied zwischen Krieg und polizeilicher Maßnah­me Wie sollen wir uns Gaia zuwenden? Menschen gegen Erdverbundene Lernen, die im Kampf befindlichen Territo­rien zu orten ACHTER VORTRAG Wie sollen die kämpfenden (natürlichen) Territorienregiert werden? Im Verhandlungstheater, Les Amandiers, Mai 2015 Lernen, sich ohne obersten Schlichter zu versammeln Ausweitung der Konferenz auf nichtmenschliche Lebewesen Multiplizierung der Beteiligten Die kritischen Zonen abgrenzen Den Sinn des Staats wiederfinden Laudato si! Endlich Gaia ge­genüber »Land in Sicht!« BIBLIOGRAPHIE

Note: Contents: Chapter 1 Paleoclimatic reconstruction Chapter 2 Climate and climatic variation Chapter 3 Dating methods I Chapter 4 Dating methods II Chapter 5 Ice cores Chapter 6 Marine sediments Chapter 7 Loess Chapter 8 Speleothems Chapter 9 Lake sediments Chapter 10 Non-marine geological evidence Chapter 11 Insects and other biological evidence from continental regions Chapter 12 Pollen Chapter 13 Tree rings Chapter 14 Corals Chapter 15 Historical documents Appendix 1: Further considerations on radiocarbon dating Appendix 2: Internet resources in paleoclimatology References

Note: Contents: Foreword. - Preface. - Acknowledgements. - List of symbols and definitions. - 1. Introduction. - 2. Nature of the problem. - 3. Basic equations for the atmosphere and oceans. - 4. Various decompositions of the circulation. - 5. The data. - 6. Radiation balance. - 7. Observed mean state of the atmosphere. - 8. Observed mean state of the oceans. - 9. Observed mean state of the cryosphere. - 10. Exchange processes between the earth's surface and the atmosphere. - 11. Angular momentum cycle. - 12. Water Cycle. - 13. Energetics. - 14. The ocean-atmosphere heat engine. - 15. Entropy in the climate system. - 16 Interannual and interdecadal variability in the climate system. - 17. Mathematical simulation of climate. - Appendix A: Analysis in terms of Fourier components. - Appendix B: Analysis in terms of empirical orthogonal functions (EOF's). - References. - Name index. - Subject index.

Note: Inhaltsverzeichnis : 1. Das Klima - internationaler und interdisziplinärer Forschungsschwerpunkt / (W. BÖHME, G. S. GOLIOYN). - 1.1. Grundlegende Aspekte moderner Klimatologie. - 1.2. Das Weltklimaprogramm. - 1.2.1. Anliegen und Anlage des Weltklimaprogramms. - 1.2.2. Phasen der bisherigen Entwicklung des Programms. - 1.2.3. Ergebnisse, Stand und neue Programme sowie Erfordernisse. - 1.2.4. Zweite Weltklimakonferenz. - 2. Eigenschaften und Komponenten des Klimasystems / (G. FLEMMEKTG, M. B. GALTST, H.-F. GRAF, A. HELBIG, P. HUPFER, K. JA. KONDRAT'EV). - 2.1. Klima und Klimasystem. - 2.1.1. Klimabegriff. - 2.1.1.1. Definitionen. - 2.1.1.2. Maßstabsbezogenheit des Klimas. - 2.1.2. Hauptwege der Erforschung des Klimas. - 2.1.3. Klimafaktoren und -elemente. - 2.1.3.1. Klimafaktoren. - 2.1.3.2. Klimaelemente. - 2.1.4. Das Klimasystem und seine Haupteigenschaften. - 2.2. Solarstrahlung und globaler Energiehaushalt. - 2.2.1. Die Solarkonstante und ihre Variationen. - 2.2.2. Globale Energiebilanzen. - 2.2.3. Grundlegende Energieflüsse im Klimasystem. - 2.3. Die Atmosphäre als Komponente des Klimasystems. - 2.3.1. Wolken. - 2.3.2. Aerosol. - 2.3.3. Strahlungsaktive Gase. - 2.3.3.1. Allgemeine Übersicht. - 2.3.3.2. Kohlenstoffkreislauf. - 2.3.3.3. Ozon. - 2.3.3.4. Vergleich von Klimaeffekten. - 2.4. Klimafaktor Ozean. - 2.4.1. Basisprozesse an der Grenzfläche Ozean/Atmosphäre. - 2.4.1.1. Transformation der Solarstrahlung. - 2.4.1.2. Fühlbarer und latenter Wärmestrom. - 2.4.1.3. Hydrologischer Zyklus. - 2.4.1.4. Austausch von Gasen. - 2.4.1.5. Austausch von Stoff. - 2.4.1.6. Übergang kinetischer Energie. - 2.4.1.7. Gegenseitige Hauptwirkungen von Ozean und Atmosphäre. - 2.4.2. Großräumige Wechselwirkungen Ozean/Atmosphäre. - 2.4.2.1. Der Ozean als Wärmereservoir. - 2.4.2.2. Ozeanischer Energietransport. - 2.4.2.3. Wechselwirkung Ozean/Atmosphäre und innertropische Konvergenzzone (ITCZ). - 2.4.2.4. Ozeanische Absink- und Auftriebszonen. - 2.4.3. Die energetisch aktiven Zonen des Ozeans und das Programm RAZREZY. - 2.5. Festland und Biosphäre als Komponenten des Klimasystems. - 2.5.1. Energetische Wechselwirkungen Erdoberfläche/Atmosphäre. - 2.5.2. Massenaustausch Landoberfläche/Atmosphäre. - 2.5.2.1. Hydrologischer Kreislauf und Bodenfeuchteregime. - 2.5.2.2. Stoffaustausch. - 2.5.3. Einfluß der Pflanzendecke. - 2.5.3.1. Allgemeines. - 2.5.3.2. Vergleich von Kurzgras mit pflanzenlosem Boden. - 2.5.3.3. Besonderheiten niederwüchsiger Vegetationstypen. - 2.5.3.4. Eigenschaften homogener Waldbestände. - 2.5.3.5. Zur Berücksichtigung der Vegetation in Klimamodellen. - 2.5.4. Der Einfluß der Gebirge auf das Klima. - 2.5.4.1. Allgemeine Eigenschaften des Gebirgsklimas. - 2.5.4.2. Der Einfluß der Meereshöhe und des Stockwerkaufbaus der Atmosphäre. - 2.5.5. Gegenwärtige Änderungen der Landnutzung und ihre Bedeutung für das Klima. - 2.6. Die Wirkung von Vulkaneruptionen im Klimasystem. - 2.6.1. Einführung. - 2.6.2. Eigenschaften vulkanischer Eruptionen. - 2.6.3. Aeronomische Auswirkungen von Vulkaneruptionen - Entwicklung und Eigenschaften von Vulkanaerosol. - 2.6.4. Auswirkungen vulkanischen Aerosols auf den Strahlungshaushalt. - 2.6.5. Beobachtete Klimavariationen nach Vulkanausbrüchen. - 2.6.6. Modellierung der Auswirkungen stratosphärischen Aerosols auf das Klimasystem. - 2.7. Kryosphäre als Komponente des Klimasystems. - 2.7.1. Kryosphäre und Klimaentwicklung. - 2.7.2. Landeisformen. - 2.7.2.1. Schneedecke. - 2.7.2.2. Eisschilde. - 2.7.2.3. Unterirdisches Eis/Ewiger Frostboden. - 2.7.2.4. Gebirgsgletscher. - 2.7.3. Meereis. - 2.8. Die allgemeine Zirkulation der Atmosphäre und ihre Energetik. - 2.8.1. Grundzüge und Eigenschaften. - 2.8.2. Die Zirkulation nach den Beobachtungen. - 2.8.3. Drehimpuls-Bilanz. - 2.8.4. Energetik der allgemeinen Zirkulation. - 2.8.5. Schlußfolgerungen. - 2.9. Telekonnektionen und el Nino/Südliche Oszillation (ENSO). - 2.9.1. Hemisphärische und globale „Fernwirkungen". - 2.9.2. Zur Anregung von el Nino/Südliche Oszillation (ENSO). - 3. Klimadaten / (M. OLBERG, R. STELLMACHER, K. J A . KONDRAT'EV). - 3.1. Analyse von Daten. - 3.1.1. Einleitung. - 3.1.2. Homogenitätsprüfung, Trendanalyse. - 3.1.2.1. Daten. - 3.1.2.2. Ausgewählte Methoden der Homogenitätsprüfung. - 3.1.2.3. Einige Möglichkeiten der Trendelimination. - 3.1.2.4. Über die Schätzung fehlender Meßwerte. - 3.1.2.5. Beispiele zur Trendanalyse. - 3.1.3. Spektralanalyse klimatologischer Datenreihen. - 3.1.3.1. Schätzung des konventionellen und des Maximum-Entropie-Spektrums. - 3.1.3.2. Signifikanzgrenzen für das empirische Spektrum. - 3.1.4. Klimadatenanalyse in gleitenden Zeitintervallen. - 3.1.4.1. Numerische Filterung. - 3.1.4.2. Gleitende MESA. - 3.1.5. Hinweise zur mehrkanaligen Spektralanalyse. - 3.2. Klimaüberwachung aus dem Kosmos. - 3.2.1. Haupterfordernisse einer Klimaüberwachung. - 3.2.2. Programm und Genauigkeitsforderungen. - 3.2.3. Aussichten. - 4. Klimatheorie und -modellierung / (G. SCHMITZ). - 4.1. Einleitung. - 4.2. Grundgleichungen. - 4.3. Grundgleichungen für den großräumigen Scale. - 4.4. Global gemittelte Klima-Gleichungen. - 4.5. Klimamodellierung. - 4.6. Hierarchie von Klimamodellen. - 4.6.1. Energiebilanzmodelle. - 4.6.2. Strahlungs-Konvektions-Modelle. - 4.6.3. Statistisch-dynamische Modelle. - 4.6.4. Zirkulationsmodelle der Atmosphäre. - 4.6.5. Globale Zirkulationsmodelle. - 4.6.6. Stochastische Modelle. - 4.7. Energiebilanzmodelle. - 4.7.1. Global gemittelte Modelle. - 4.7.2. Zonal-gemittelte Modelle. - 4.7.3. Stochastische Energiebilanzmodelle. - 4.8. Statistisch-dynamische Modelle. - 4.8.1. Zonal-symmetrische Modelle. - 4.8.2. Modelle stationärer Störungen. - 4.9. Globale Zirkulationsmodelle. - 4.9.1. Kleinräumige Prozesse. - 4.9.2. Ausgewählte Anwendungen und Ergebnisse. - 5. Globale Klimaklassifikation / (M. HENDL). - 5.1. Allgemeine Probleme der Klimaklassifikation. - 5.2. Die Anfänge der klimatischen Gliederung der Erdoberfläche: Die Aufstellung individueller Klimaprovinzen. - 5.3. Die Einführung der objekten Klimaklasssifikation durch Wladimir Köppen: das vegetationsbezogene Köppen-Klimasystem und seine Modifikationen. - 5.4. Vegetationsbezogene Klimasysteme mit abweichendem Klassifikationsprinzip. - 5.4.1. Die effektive Klimaklassifikation von N. N. IVANOV. - 5.4.2. Die Klimaklassifikationen von THORNTHWAITE. - 5.4.3. Neuere Entwicklungstendenzen. - 5.5. Effektive Klimaklassifizierung nach landwirtschaftlichen Gesichtspunkten. - 5.6. Effektive Klimaklassifizierung nach humanphysiologischen Gesichtspunkten. - 5.7. Effektive Klimaklassifizierung für technische Zwecke: Das HOFFMANN-System 1975. - 5.8. Bemühungen um genetische Klimaklassifikationen. - 6. Klima und Gesellschaft / (K. BERNHARDT, A. HELBIG). - 6.1. Anthropogene Wirkungen im klimatischen System. - 6.1.1. Überblick. - 6.1.2. Anthropogene Modifikation des Lokalklimas im Stadtgebiet und in Industrie-Ballungsräumen. - 6.1.3. Anthropogene Einwirkungen auf das globale Klima. - 6.1.4. Auswirkungen eines massierten Kernwaffeneinsatzes. - 6.2. Klimawirkungen auf gesellschaftliche Systeme. - 6.2.1. Klima und geographisches Milieu. - 6.2.2. Klima und globale Probleme. - 7. Klimate der geologischen Vorzeit / (L. EISSMANN, CHR. HÄNSEL). - 7.1. Entstehung und Wandlung der Erdatmosphäre. - 7.2. Klimazeugen und physikalische Informationsmethoden zum Paläoklima. - 7.3. Ursachen und Prozesse erdgeschichtlicher Klimaänderungen. - 7.4. Merkmale der Klimate der Erdgeschichte. - 7.4.1. Präkambrium. - 7.4.2. Paläozoikum. - 7.4.3. Mesozoikum. - 7.4.4. Känozoikum. - 7.4.4.1. Tertiär. - 7.4.4.2. Quartär. - 8. Rezente Klimaschwankungen / (K. BERNHARDT, G. HELBIG, P. HUPFER, R. K. KLIGE). - 8.1. Holozäne Klimaschwankungen. - 8.1.1. Zum Wesen von Klimaänderungen. - 8.1.2. Datenquellen zur holozänen Klimageschichte. - 8.1.3. Zur Klimaentwicklung im Holozän. - 8.2. Jüngste Klimaschwankungen. - 8.2.1. Zirkulationsschwankungen. - 8.2.2. Änderungen von Luft- und Wassertemperatur. - 8.2.3. Variationen von Komponenten des glob

Note: CONTENTS Preface / A. Berger, R. E. Dickinson and John W. Kidson I WORLD CLIMATE RESEARCH PROGRAMME 1. The World Climate Research Programme / Gordon A. McBean II. PALEOCLIMATES AND ICE 2. Long-Term Climatic and Environmental Records from Antarctic Ice / C. Lorius, J-M Barnola, M. Legrand, J. R. Petit, D. Raynaud, C. Ritz, N. Barkov, Y. S. Korotkevich, V. N. Petrov, C. Genthon, J. Jouzel, V. M. Kotlyakov, F. Yiou, and G. Raisbeck 3. The Role of Land Ice and Snow in Climate / Michael H. Kuhn III. VOLCANOES AND CLIMATE 4. Petrologic Evidence of Volatile Emissions From Major Historic and Pre-Historic Volcanic Eruptions / Julie M. Palais and Haraldur Sigurdsson IV. BIOGEOCHEMICAL CYCLES, LAND HYDROLOGY, LAND SURFACE PROCESSES AND CLIMATE 5. Uptake by the Atlantic Ocean of Excess Atmospheric Carbon Dioxide and Radiocarbon / Bert Bolin, Anders Björkström and Berrien Moore 6. African Drought: Characteristics, Causal Theories and Global Teleconnections / Sharon E. Nicholson 7. Sensitivity of Climate Model to Hydrology / Duzheng Ye 8. Stability of Tree/Grass Vegetation Systems / Peter S. Eagleson V. TROPICAL OCEAN AND GLOBAL ATMOSPHERE 9. Toga and Atmospheric Processes / Kevin Trenberth 10. Toga Real Time Oceanography in the Pacific / David Halpern VI. MODELLING CLIMATE, PAST, PRESENT AND FUTURE 11. Aeronomy and Paleoclimate / J.-C. Gérard 12. Studies of Cretaceous Climate / Eric J. Barron 13. Simulations of the Last Glacial Maximum with an Atmospheric General Circulation Model Including Paleoclimatic Tracer Cycles / Sylvie Joussaume, Jean Jouzel and Robert Sadourny 14. Progress and Future Developments in Modelling the Climate System with General Circulation Models / P. R. Rowntree 15. Quantitative Analysis of Feedbacks in Climate Model Simulations / Michael E. Schlesinger

Note: Contents: Preface. - Acknowledgements. - Chapter 1 Introduction. - 1.1 The Static Structure of the Middle Atmosphere. - 1.2 Zonal Mean Temperature and Wind Distributions. - 1.3 Composition of the Middle Atmosphere. - 1.4 The Vertical Distribution of Eddy Amplitudes. - 1.5 Observational Techniques. - References. - Chapter 2 Radiative Processes and Remote Sounding. - 2.1 Introduction. - 2.2 Fundamentals. - 2.3 Gaseous Absorption Spectra. - 2.4 Transmission Functions. - 2.5 Infrared Radiative Exchange and Radiative Damping. - 2.6 Departure from Local Thermodynamic Equilibrium. - 2.7 Absorption of Solar Radiation. - 2.8 Radiative Equilibrium Temperature and Heating-Rate Distributions. - 2.9 Remote Sounding. - References. - Chapter 3 Basic Dynamics. - 3.1 Introduction. - 3.2 The Beta-Plane Approximation and Quasi-Geostrophic Theory. - 3.3 The Eulerian-Mean Equations. - 3.4 Linearized Disturbances to Zonal-Mean Flows. - 3.5 The Transformed Eulerian-Mean Equations. - 3.6 The Generalized Eliassen-Palm Theorem and the Charney-Drazin Nonacceleration Theorem. - 3.7 The Lagrangian Approach. - 3.8 Isentropic Coordinates. - 3.9 The Zonal-Mean Equations in Isentropic Coordinates. - Appendix 3A. Derivation of Some Equations in Isentropic Coordinates. - Appendix 3B. Boundary Conditions on the Residual Circulation. - References. - Chapter 4 Linear Wave Theory. - 4.1 Introduction and Classification of Wave Types. - 4.2 Wave Disturbances to a Resting Spherical Atmosphere. - 4.3 Atmospheric Thermal Tides. - 4.4 Free Traveling Planetary Waves. - 4.5 Forced Planetary Waves. - 4.6 Gravity Waves. - 4.7 Equatorial Waves. - Appendix 4A. Ray-Tracing Theory and Wave Action in a Slowly Varying Medium. - References. - Chapter 5 Extratropical Planetary-Scale Circulations. - 5.1 Introduction. - 5.2 The Observed Annual Cycle. - 5.3 Detailed Linear Models of Stationary Planetary Waves in the Middle Atmosphere. - 5.4 Detailed Linear Models of Free Traveling Planetary Waves in the Atmosphere. - 5.5 Barotropic and Baroclinic Instability. - 5.6 Planetary-Wave Critical Layers. - References. - Chapter 6 Stratospheric Sudden Warmings. - 6.1 Introduction. - 6.2 Observed Features of Sudden Warmings. - 6.3 Theoretical Modeling of Sudden Warmings. - 6.4 Conclusions. - References. - Chapter 7 The Extratropical Zonal-Mean Circulation. - 7.1 Introduction. - 7.2 Some Simple Zonally Averaged Models of the Middle Atmosphere. - 7.3 The Upper Mesosphere. - 7.4 The Winter Polar Stratosphere. - 7. 5 Interpretation and Generalization. - References. - Chapter 8 Equatorial Circulations. - 8.1 Introduction. - 8.2 The Observed Structure of the Equatorial Quasi-Biennial Oscillation. - 8.3 Theory of the Quasi-Biennial Oscillation. - 8.4 Observed Structure of the Equatorial Semiannual Oscillations. - 8.5 Dynamics of the Equatorial Semiannual Oscillations. - 8.6 Inertial Instability in the Equatorial Zone. - References. - Chapter 9 Tracer Transport in the Middle Atmosphere. - 9.1 Introduction: Types of Tracers. - 9.2 Long-Lived Chemical Tracers. - 9.3 Transport in the Meridional Plane. - 9.4 Formulations of Eddy and Mean-Flow Transport. - 9.5 Dispersive Wave Transport: Irreversible Mixing of Tracers. - 9.6 Troposphere-Stratosphere Exchange. - 9.7 Transport Modeling. - Appendix 9A. The Transformed Eulerian-Mean Transport for Small-Arnplitude Eddies. - References. - Chapter 10 The Ozone Layer. - 10.1 Introduction. - 10.2 The Climatology of Ozone. - 10.3 Elementary Aspects of Photochemical Modeling. - 10.4 Photochemistry of Ozone: Catalytic Cycles. - 10.5 Models of the Natural and Perturbed Ozone Layer. - Appendix 10A. The Continuity Equation for Chemical Species. - References. - Chapter 11 General Circulation Modeling. - 11.1 Models of the Lower Stratosphere. - 11.2 The GFDL SKYHI Model. - 11.3 Forecasting of Sudden Stratospheric Warmings. - 11.4 Transport Modeling. - References. - Chapter 12 Interaction between the Middle Atmosphere and the Lower Atmosphere. - 12.1 Introduction. - 12.2 Radiative Links: Deductions from Simple Models. - 12.3 Radiative Links: Deductions from GCMs. - 12.4 Dynamical Links: Vertically Propagating Planetary Waves. - 12.5 Interannual Variability in the Stratosphere. - References. - Bibliography. - Index.

Note: TABLE OF CONTENTS: ACKNOWLEDGEMENTS. - PREFACE. - INTRODUCTION. - SYMBOLS AND NOTATION. - PART I. FUNDAMENTAL PHYSICS AND MATERIALS TECHNOLOGY OF ICE. - 1.General Concepts. - 1. Introduction. - 2. Equations of Balance. - 3. Material Response. - (a) General constitutive relations, simple materials. - (b) The rule of material objectivity. - (c) Material symmetry. - (d) Constitutive response for isotropie bodies. - (e) Materials with bounded memory-some constitutive representations. - (f) Incompressibility. - (g) Some representations of isotropic functions. - 4. The Entropy Principle. - (a) The viscous heat-conducting compressible fluid. - (b) The viscous heat-conducting incompressible fluid. - (c) Pressure and extra stress as independent variables. - (d) Thermoelastic solid. - (e) Final remarks. - 5. Phase Changes. - (a) Phase changes for a viscous compressible heat-conducting fluid. - (b) Phase changes for a viscous incompressible heat-conducting fluid. - References. - 2. A Brief Summary of Constitutive Relations for Ice. - 1. Preliminary Remarks. - 2. The Mechanical Properties of Hexagonal Ice. - (a) The crystal structure of ordinary ice. - (b) The elastic behavior of hexagonal ice. - (c) The inelastic behavior of single-crystal ice. - 3. The Mechanical Properties of Polycrystalline Ice. - (a) The elastic behavior of polycrystalline ice. - (b) Linear viscoelastic properties of polycrystalline ice. - (α) General theory. - (β) Experimental results. - (c) Non-linear viscous deformation and creep. - (α) Results of creep tests. - (β) Generalization to a three-dimensional flow law. - (γ) Other flow laws. - 4. The Mechanical Properties of Sea Ice. - (a) The phase diagram of standard sea ice and its brine conten. - (b) Elastic properties. - (c) Other material properties. - References. - PART II. THE DEFORMATION OF AN ICE MASS UNDER ITS OWN WEIGHT. - 3. A Mathematical Ice-flow Model and its Application to Parallel-sided Ice Slabs. - 1. Motivation and Physical Description. - 2. The Basic Model - Its Field Equations and Boundary Conditions. - (a) The field equations. - (α) Cold ice region. - (β) Temperate ice region. - (b) Boundary conditions. - (α) At the free surface. - (β) Along the ice-water interface. - (γ) Along the bedrock surface. - (δ) Along the melting surface. - 3. The Response of a Parallel-sided Ice Slab to Steady Conditions. - (a) Dimensionless forms of the field equations. - (b) Parallel-sided ice slab, a first approximation to glacier and ice-shelf flow dynamics. - (α) Velocity and temperature fields x-independent. - (β) Extending and compressing flow. - (γ) Floating ice shelves 4. Concluding Remark. - References. - 4. Thermo-mechanical Response of Nearly Parallel-sided Ice Slabs Sliding over their Bed. - 1. Motivation. - 2. The Basic Boundary-value Problem and its Reduction to Linear Form. - 3. The Solution of the Boundary-value Problems. - (a) Zeroth-order problem. - (b) First-order problem. - (α) Harmonic perturbation from uniform flow for a zero accumulation rate. - (β) Analytic solution for a Newtonian fluid. - (γ) Numerical solution for non-linear rheology. - (δ) Effect of a steady accumulation rate. - (ε) A historical note on a previous approach. - (η) The first-order temperature problem. - (c) Numerical results for steady state. - (α) Transfer of bottom protuberances to the surface. - (β) Basal stresses. - (γ) Surface velocities. - (δ) Effect of a steady accumulation rate. - 4. Remarks on Response to a Time-dependent Accumulation Rate. - 5. Surface-wave Stability Analysis. - (a) The eigenvalue problem. - (b) Discussion of results. - 6. Final Remarks. - References. - 5. The Application of the Shallow-ice Approximation. - 1. Background and Previous Work. - 2. Derivation of the Basal Shear-stress Formula by Integrating the Momentum Equations over Ice Thickness. - (a) Derivation. - (b) The use of the basal shear-stress formula in applied glaciology. - 3. Solution of the Ice-flow Problem using the Shallow-ice Approximation. - (a) Governing equations. - (b) Shallow-ice approximation. - (c) Construction of the perturbation solution. - (d) Results. - (e) Temperature field. - 4. Theoretical Steady-state Profiles. - (a) Earlier theories and their limitations. - (b) Surface profiles determined by using the shallow-ice approximation. - 5. An Alternative Scaling - a Proper Analysis of Dynamics of Ice Sheets with Ice Divides. - (a) Finite-bed inclination. - (b) Small-bed inclination. - (c) Illustrations. - References. - 6. The Response of a Glacier or an Ice Sheet to Seasonal and Climatic Changes. - 1. Statement of the Problem. - 2. Development of the Kinematic Wave Theory. - (a) Full non-linear theory. - (b) Perturbation expansion-linear theory. - (c) An estimate for the coefficients C and D. - (d) Boundary and initial conditions. - 3. Theoretical Solutions for a Model Glacier. - (a) Solutions neglecting diffusion. - (b) Theoretical solutions for a diffusive model. - (α) Coefficient functions for the special model. - (β) Solution for a step function. - (γ) General solution for uniform accumulation rate. - (δ) The inverse problem - calculation of climate from variations of the snout. - 4. General Treatment for an Arbitrary Valley Glacier. - (a) Fourier analysis in time. - (α) Low-frequency response. - (β) High-frequency response. - (γ) Use of the results. - (b) Direct integration methods. - 5. Derivation of the Surface-wave Equation from First Principles Non-linear Theory. - (a) Surface waves in the shallow-ice approximation. - (α) Integration by the methods of characteristics. - (β) An illustrative example. - (γ) A remark on linearization. - (δ) Effects of diffusion. - (b) Remarks regarding time-dependent surface profiles in ice sheets. - (c) Long waves in an infinite ice slab - Is accounting for diffusion enough?. - (α) Basic equations. - (β) Construction of perturbation solutions. - (γ) Numerical results. - 6. Concluding Remarks. - References. - 7. Three-dimensional and Local Flow Effects in Glaciers and Ice Sheets. - 1. Introduction. - 2. Effect of Valley Sides on the Motion of a Glacier. - (a) Solutions in special cases. - (α) Exact solutions for the limiting cases. - (β) Solution for a slightly off-circular channel. - (γ) A note on very deep and wide channels. - (b) A useful result for symmetrical channels with no boundary slip. - (c) Numerical solution - discussion of results. - 3. Three-dimensional Flow Effects in Ice Sheets. - (a) Basic equations. - (b) Decoupling of the stress-velocity problem from the problem of surface profile. - (c) The equation describing the surface geometry. - (d) The margin conditions. - 4. Variational Principles. - (a) Fundamental variational theorem. - (b) Variational principle for velocities. - (c) Reciprocal variational theorem. - (d) Maximum and minimum principles. - (e) Adoption of the variational principles to ice problems. - 5. Discussion of Some Finite-element Solutions. - References. - Appendix: Detailed Calculations Pertaining to Higher-order Stresses in the Shallow-ice Approximation. - AUTHOR INDEX. - SUBJECT INDEX.