ALBERT

Note: INHALT: 1 EINFÜHRUNG. - 1.1 Begriffe, Definitionen, Motivation. - 1.1.1 Was ist Meteorologie?. - 1.1.2 Was ist Wetter?. - 1.1.3 Was ist Klima?. - 1.1.4 Warum beschäftigen wir uns mit der Meteorologie?. - 1.2 Prinzipielle Methoden und Besonderheiten der Meteorologie. - 2 DAS SYSTEM ERDATMOSPHÄRE. - 2.1 Zusammensetzung der Atmosphäre. - 2.1.1 Die Gaszusammensetzung. - 2.1.2 Das atmosphärische Aerosol. - 2.2 Erdgeschichtliche Entwicklung der Atmosphäre. - 2.3 Bemerkungen zur Schichteneinteilung der Atmosphäre. - 2.4 Atmosphärisches "Scale"-Verhalten und Folgerungen. - 2.5 Räumliche Vernetzungen. - 3 SONNE UND ERDATMOSPHÄRE (STRAHLUNG). - 3.1 Energiequellen. - 3.2 Grundlegende physikalische Strahlungsgesetze. - 3.2.1 Das Plancksche Strahlungsgesetz. - 3.2.2 Das Stefan-Boltzmann-Gesetz. - 3.2.3 Das Wiensche Verschiebungsgesetz. - 3.2.4 Das Kirchhoffsche Strahlungsgesetz. - 3.3 Sonne, Sonnenwind, Magnetfeld, Obergrenze der Atmosphäre. - 3.4 Strahlung der Sonne, Solarkonstante. - 3.5 Wechselwirkungen zwischen Sonnenstrahlung und Atmosphäre. - 3.5.1 Absorption. - 3.5.1.1 Photo-Ionisierung, Ionosphäre. - 3.5.1.2 Photo-Dissoziation, Photochemie, Ozonschicht. - 3.5.1.2.1 Das stratosphärische Ozon. - 3.5.1.2.2 Anthropogene Eingriffe - Das "Ozonloch". - 3.5.1.2.3 Das troposphärische Ozon. - 3.5.1.2.4 Bedeutung des stratosphärischen Ozons. - 3.5.1.3 Die hauptsächlichen atmosphärischen Absorber. - 3.5.1.4 Das Lambert-Bouguer-Gesetz. - 3.5.2 Die Streuung. - 3.5.2.1 Streuung an Luftmolekülen (Rayleigh-Streuung). - 3.5.2.2 Aerosolstreuung (Dunststreuung, Mie-Streuung). - 3.5.3 Die Extinktion. - 3.5.4 Die atmosphärische Trübung. - 3.5.5 Bemerkungen zur Sichtweite. - 3.5.6 Die Reflexion. - 3.6 Die Terrestrische Strahlung. - 3.7 Der Strahlungshaushalt der Erde. - 3.7.1 Die Strahlungsbilanz der Erdoberfläche. - 3.7.1.1 Astronomische und geographische Einflüsse auf die Verteilung der Sonnenstrahlung auf der Erde. - 3.7.1.2 Die diffuse Himmelsstrahlung. - 3.7.1.3 Die atmosphärische Gegenstrahlung. - 3.7.2 Die Komponenten der Strahlungsbilanz am Beispiel der Messungen in Hamburg. - 3.7.3 Die Strahlungsbilanz der Atmosphäre. - 3.7.4 Die globale Verteilung der Strahlungsbilanz. - 3.8 Anmerkungen zum Glashauseffekt. - 4 DIE WÄRMEBILANZ DER ERDOBERFLÄCHE. - 4.1 Wärmeaustausch mit tieferen Schichten. - 4.2 Wärmeaustausch mit der Atmosphäre. - 4.2.1 Wärmeleitung. - 4.2.2 Verdunstung. - 4.2.2.1 Mikrophysikalische Beschreibung der Verdunstung. - 4.2.2.2 Makrophysikalische Beschreibung der Verdunstung. - 5 STATIK UND THERMODYNAMIK DER ATMOSPHÄRE. - 5.1 Allgemeine physikalische Grundlagen. - 5.2 Die hydrostatische Grundgleichung. - 5.3 Schwerebeschleunigung und Geopotential. - 5.4 Die Barometrische Höhenformel. - 5.5 Die Temperaturänderung adiabatisch vertikal bewegter Luft. - 5.6 Die vertikale Stabilität der Luftschichtung. - 5.6.1 Die Auftriebskraft. - 5.6.2 Hydrostatische Stabilität / Instabilität. - 5.7 Potentielle Temperatur und vertikale Stabilität. - 5.8 Stabilitätsänderungen bei erzwungenen Vertikalbewegungen. - 5.9 Thermodynamik feuchter Luft. - 5.9.1 Zustandsgrößen des Wasserdampfes und der feuchten Luft. - 5.9.2 Adiabatische Zustandsänderungen feuchter Luft. - 5.9.3 Berechnung der Auslösung von Konvektionsbewölkung. - 5.9.4 Die Stabilität (Instabilität) feuchter Luft. - 5.9.5 Zusammenfassung der wichtigsten Feuchtigkeitsmaße und der die Feuchtigkeit berücksichtigenden Temperaturbegriffe. - 5.9.6 Periodische Änderungen von Dampfdruck und relativer Feuchte in Bodennähe. - 5.10 Das Thermodynamische Diagrammpapier nach Stüve. - 5.11 Temperatur und Wärmeempfinden. - 5.12 Kondensation und Niederschlagsprozesse. - 5.12.1 Tropfenbildung. - 5.12.2 Tropfenwachstum und Niederschlag. - 5.12.3 Wolken- bzw. Niederschlagsteilchen und Luftbeimengungen. - 5.13 Die internationale (phänomenologische) Wolkenklassifikation. - 6 DYNAMIK DER ATMOSPHÄRE. - 6.1 Der Wind. - 6.2 Die Druckkraft. - 6.3 Horizontale Luftdruckverteilung und Topographie von Druckflächen (Isobarflächen). - 6.4 Thermisch angeregte Zirkulationen. - 6.4.1 Zirkulationen aufgrund unterschiedlicher Erwärmung. - 6.4.1.1 Die Seewindzirkulation. - 6.4.1.2 Die Landwindzirkulation. - 6.4.2 Baroklinität und Zirkulation. - 6.4.3 Zirkulationen an geneigten Flächen. - 6.4.3.1 Anabatische Winde. - 6.4.3.2 Katabatische Strömungen. - 6.5 Topographisch bedingte, mechanisch verursachte Zirkulationen. - 6.5.1 Wirkungen von Hindernissen. - 6.5.1.1 Wellen und Wirbel horizontaler Achse. - 6.5.1.2 "Föhn"-Wirkungen von Hindernissen. - 6.5.1.3 Wirbel mit vertikaler Achse. - 6.5.2 Auswirkungen von Großstädten. - 6.6 Konvektive Erscheinungen. - 6.6.1 Niedrige Konvektion ("shallow convection"). - 6.6.1.1 Zellularkonvektion. - 6.6.1.2 Wolkenstraßen. - 6.6.1.3 Konvektionsbänder. - 6.6.2 "Durchgreifende" Konvektion ("deep convection"), Gewitter. - 6.6.3 Squall-lines (Instabilitätslinien). - 6.7 Schwerewellen. - 6.8 Bewegungsgesetze. - 6.8.1 Bewegungen auf der rotierenden Erde. - 6.8.2 Der geostrophische Wind. - 6.8.3 Der Gradientwind. - 6.8.4 Einfluß der Bodenreibung, antitriptischer Wind. - 6.8.5 Wind im Nicht-Gleichgewicht, dynamische Druckänderungen. - 6.9 Zusammenhang zwischen Temperatur-, Druck- und Windfeld. - 6.9.1 Änderung des Windes mit der Höhe. - 6.9.2 Veränderung der Drucksysteme mit der Höhe. - 6.10 Großräumige Zirkulation-Strahlströme, Wellen und Wirbel. - 6.10.1 Die allgemeine atmosphärische Zirkulation. - 6.10.2 Dynamik der extratropischen Wirbel. - 6.10.3 Wirbelstruktur, Fronten und Wetter. - 6.10.4 Darstellung in der Wetterkarte. - 6.10.5 Besondere Erscheinungen in den Tropen. - 6.10.6 Besondere Erscheinungen in der Stratosphäre. - 7 DIE PLANETARISCHE GRENZSCHICHT. - 7.1 Definitionen und allgemeine Beschreibung. - 7.2 Die atmosphärische Turbulenz. - 7.3 Turbulenz und vertikales Windprofil. - 7.3.1 Einfluß von Bodenbeschaffenheit und Stabilität. - 7.3.2 Windstruktur in der Prandtl-Schicht. - 7.3.3 Windstruktur in der Ekman-Schicht. - 7.3.4 Der Einfluß in homogenen Terrains auf die Grenzschicht. - 7.4 Grenzschichtstruktur und Ausbreitungsvorgänge. - 7.4.1 Auswirkungen der Schichtungsstabilität. - 7.4.2 Auswirkungen interner Grenzschichten. - 7.4.3 Wirkungen thermischer Zirkulationen über irregulärem Terrain. - 7.4.4 Auswirkungen besonderer Geländeformen. - 8 ANMERKUNGEN ZU SPEZIELLEN PROBLEMEN. - 8.1 Anmerkungen zu den Luftbahnen (Trajektorien). - 8.2 Anmerkungen zur Ermittlung von Emittenten-Rezeptor-Beziehung. - 8.3 Anmerkungen zur Simulation regionaler Schadstofftransporte in der Atmosphäre - das TADAP-Modell. - 8.4 Anmerkungen zum "Nuklearen Winter". - 9 ANHANG. - 9.1 Einige durchschnittliche klimatologische Mittel- und Extremwerte meteorologischer Beobachtungen von Berlin. - 9.2 Literaturempfehlungen zur Begleitung und Vertiefung. - 9.3 Glossar. - 10 LITERATURNACHWEIS. - 11 FILMLISTE. - 12 SACHINDEX.