ALBERT

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: 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.