ALBERT

Anmerkung: Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 1.1 Übersicht 1.2 Modernes naturwissenschaftliches Klimaverständnis 1.3 Modelle in der Klimaforschung 2 Klimarelevante Prozesse 2.1 Energie und Strahlung 2.1.1 Strahlung 2.1.2 Wärmetrausporte 15 2.1.3 Transport von Energie im Wasserkreislauf 2.2 Dynamik der Atmosphäre 2.2.1 Erzeugung von Bewegung 2.2.2 Vertikalstruktur der Atmosphäre 2.2.3 Allgemeine Zirkulation 2.2.4 Regionale Strukturen 2.2.5 Turbulenz 2.2.6 Aerosolpartikel 2.2.7 Wolken und Niederschlag 2.3 Zirkulation des Ozeans 2.3.1 Meeresoberflächenströmungen 2.3.2 Tiefenzirkulation 2.3.3 Wellen und Wirbel 2.4 Spurenstoffkreisläufe 2.4.1 Wasserdampf 2.4.2 Kohlendioxid 2.4.3 Methan 2.4.4 Stickstoffverbindungen 2.5 Kryosphäre 3 Natürliche Klimavariabilität 3.1 Jahres- und Tagesgang 3.2 Wetter 3.3 Interannuale Klimaschwankungen 3.3..1 ENSO-Phänomen 3.3.2 Nordatlantische Oszillation 3.3.3 Temperaturentwicklung seit 1900 3.3.4 Die Frage der Sonnenflecken 3.1 Homogenitätsproblematik 3.5 Historische Klimavariationen 3.6 Paläoklimatologie 3.6.1 Vereisungen 3.6.2 Klimarekonstruktion der Kalt- und Warmzeiten 3.6.3 Milanković-Theorie 4 Konzeptionelle Modelle 4.1 Klimazonen 4.2 Ein exemplarisches Energiebilanzmodell 4.2.1 Vereinfachte Bilanzgleichung für Energie 4.2.2 Diskretisierung 4.2.3 Schließung der Gleichung 4.2.4 Berechnungen: Integration 4.3 Physikalisch orientierte Modelle 4.4 Nichtlinearität und Chaos 4.5 Fluktuationen als stochastische Vorgänge 4.6 Wechselwirkungen verschiedener Prozesse 4.6.1 Gedämpftes System mit Störungen 4.6.2 Wirkung von positiven Rückkopplungen 5 Grundlagen von Strömungsmodellen 5.1 Grundgleichungen der Strömungs- und Thermodynamik 5.1.1 Zustandsvariablen 5.1.2 Gesetz der Massenerhaltung 5.1.3 Prinzip der Energieerhaltung 5.1.4 Impulserhaltung 5.1.5 Massenbilanzen für Beimengungen 5.1.6 Zustandsgleichungen 5.1.7 Zusammenfassung 5.2 Diskretisierung 5.2.1 Räumliche Diskretisierung 5.2.2 Zeitliche Diskretisierung 5.3 Parametrisierung und subskalige Prozesse 5.3.1 Schließungsproblem 5.3.2 Beispiel 1: Turbulenz 5.3.3 Beispiel 2: Konvektion und Wolkenbildung 5.3.4 Kritische Übersicht 5.4 Numerische Integration 6 Realitätsnahe Modelle des Klimasystems 6.1 Wettervorhersagemodelle 6.2 Modelle zur Klimasimulation 6.2.1 Methodik von Simulationen 6.2.2 Wechselwirkung von Atmosphäre und Ozean 6.2.3 Klimadrift und Flußkorrektur 6.2.4 Technische Details 6.2.5 Modellierung von Stoffkreisläufen und Biosphäre 6.3 Simulationen von Klimazuständen 6.3.1 Kontrollsimulationen des derzeitigen Klimas 6.3.2 Rekonstruktion von Paläoklimaten 6.3.3 Klimate anderer Planeten 6.3.1 Regionale und lokale Strukturen 6.4 Numerische Experimente mit Modellen 6.1.1 Zielsetzung 6.4.2 Wirksamkeit von Prozessen 6.4.3 Einschwingzeit der Atmosphäre 6.4.4 Sensitivität gegenüber Randbedingungen 6.5 Anwendung zur Klimavorhersage 6.5.1 Prognosen des ENSO-Phänomens 6.5.2 Großskalige Ölbrände in Kuwait 6.6 Beurteilung der Klimamodelle 7 Anthropogene Klimänderung 7.1 Übersicht 7.2 Emissions- und Konzentrations-Szenarien 7.2.1 Szenarien zukünftiger Emissionen 7.2.2 Erwartete Konzentrationen der Treibhausgase 7.3 Klimaszenarien realitätsnaher Modelle 7.3.1 Transiente Szenarienrechnungen 7.3.2 Ergebnisse eines exemplarischen Klima-Szenarios 7.3.3 Problem Kaltstart 7.3.4 2 x CO2-Simulationen 7.3.5 Informationswert von Szenarienrechnungen 7.3.6 Kritische Bewertung der Szenarien 7.4 Nachweis anthropogener Klimabeeinflussung 7.4.1 Zielsetzung 7.4.2 Natürliche Variabilität 7.4.3 Gewichtungsmuster und Nachweisvariable 7.4.4 Nachweis 7.4.5 Beurteilung 7.5 Lokale und regionale Szenarien 7.5.1 Hochaufgelöste Zeitscheibenexperimente 7.5.2 Regionalmodelle 7.5.3 Empirische Modelle 7.5.4 Implikationen 8 Klima und Gesellschaft 8.1 Übersicht 8.2 Historischer Überblick : gesellschaftliche Vorstellungen zum Einfluß von Klima 8.3 Klimafolgenforschung 8.3.1 Grundproblematik 8.3.2 Direkt beeinflußte Systeme 8.3.3 Indirekt beeinflußte Systeme 8.4 Ökonomische Aspekte des Klimawandels 8.4.1 Klimaänderung als Kostenfaktor 8.4.2 Ein zeitabhängiges Sechs-Komponenten-Modell 8.4.3 Beurteilung 8.4.4 Übersicht Klimapolitik 8.5 Vorstellungen von Klimawandel 8.5.1 Problemstellung 8.5.2 Natürliche Variabilität versus Kausalitätsdenken 8.5.3 Die Kempton-Studie 8.5.4 Soziale Interpretationsmechanismen 9 Résumé 10 Anhang 11 Literatur Stichwortverzeichnis

Anmerkung: Inhalt Geleitwort Danksagung Bildnachweis 1 Einleitung 2 Vom Wetter zum Klima 3 Das Klima der Vergangenheit Die Kleine Eiszeit Die quartären Vereisungen Die Geschichte des Klimas seit der Entstehung der Erde 4 Die Luft und das Wasser - die treibenden Elemente des Planeten Die atmosphärische Zirkulation Die ozeanische Zirkulation 5 Die Funktionsweise der Klimamaschine Luft und Wasser treten in Aktion Eis und Klima Das Leben und das Klima 6 Der Mensch und das Klima Die Treibhausgase Folgen der Verstärkung des Treibhauseffektes Das Ozon 7 Vorbereitung auf die Zukunft Literaturverzeichnis

Anmerkung: Inhaltsverzeichnis Einleitung (H. Schirmer) 1. Definitionen (H. Schirmer) 1.1 Wetter, Witterung und Klima 1.2 Stadtklima 1.3 Luftzusammensetzung (J. Baumüller) 2. Klimatologische Wirkungsfaktoren (H. Schirmer) 2.1 Natürliche Wirkungsfaktoren 2.1.1 Geographische Breite 2.1.2 Art des Untergrundes 2.1.3 Höhenlage 2.1.4 Landschaftlich beeinflußte Wirkungsfaktoren 2.2 Anthropogene Wirkungsfaktoren 2.2.1 Besiedlung 2.2.2 Sonstige Nutzungsänderungen 3. Veränderungen des Klimas im Stadtbereich (W. Beckröge) 3.1 Strahlungshaushalt (J. Rath) 3.1.1 Kurzweiliger Strahlungshaushalt 3.1.2 Langweiliger Strahlungshaushalt 3.2 Energiebilanz 3.3 Luftströmungen (Horizontalaustausch) (W. Beckröge) 3.3.1 Definitionen 3.3.2 Geschwindigkeitsprofile 3.3.2.1 Spezifische Einflußparameter 3.3.2.2 Typische Windprofile 3.3.3 Richtungsänderungen in der Grenzschicht 3.3.4 Canopy Layer 3.3.4.1 Stadtspezifische Einflußparameter 3.3.4.2 Düseneffekte 3.3.4.3 Wirbelablösungen 3.3.4.4 Windfeld in Straßenschluchten 3.3.5 Aspekte für die Planung 3.3.5.1 Immissionsbelastungen in Straßenschluchten 3.3.5.2 Ventilationsbahnen, Frischluftschneisen 3.3.5.3 Filterfunktion von Bepflanzungen 3.3.5.4 Windrichtungsverteilungen und Industrieansiedlungen 3.4 Luftaustausch, Turbulenz 3.4.1 Definitionen 3.4.2 Stabilitätsklassen, -kriterien 3.4.3 Freie Konvektion 3.4.3.1 Stadtspezifische Einflußparameter 3.4.3.2 Konvektionszellen 3.4.4 Erzwungene Konvektion 3.4.4.1 Stadtspezifische Einflußparameter 3.4.5 Turbulenzspektren , Turbulenzintensität 3.4.6 Turbulenzverhalten der Atmosphäre im zeitlichen Verlauf 3.4.7 Planungsaspekte 3.4.7.1 Auswirkungen von Oberflächenveränderungen 3.4.7.2 Auswirkungen verschiedener Bauformen 3.4.7.3 Topographische Einflüsse 4. Klimatische Phänomene (W. Beckröge) 4.1 Wärmeinsel (M. Baltrusch, G. Schütz) 4.1.1 Beitrag der Abwärme zum Wärmeinseleffekt 4.1.1.1 Begriffsbestimmung "Wärmeinsel" 4.1.2 Abwärmeinsel (Wärmeinsel im Winter) 4.1.2.1 Begriffsbestimmung "Abwärme" 4.1.2.2 Abwärmeentstehung 4.1.2.3 Emittenten der Abwärme 4.1.2.4 Zeitverhalten der Abwärmequellen 4.1.2.5 Formen der Abwärmequellen 4.1.2.6 Abwärmekomponenten 4.1.2.7 Abwärmekataster 4.1.3 Wirkungen der Abwärmeinsel 4.1.3.1 Intensität der Abwärmeinsel 4.1.3.2 Auswirkungen der Abwärmeinsel 4.1.4 Planungsvorgaben und Ziele 4.1.4.1 Standort-und Maßnahmenempfehlungen, Anordung von Einzelobjekten 4.2 Dunsthaube, Dunstfahne (W. Beckröge) 4.2.1 Entstehung 4.2.2 Auswirkungen 4.2.2.1 StrahIungshaushalt 4.2.2.2 Nebel 4.2.2.3 Niederschlag 4.2.3 Aerosole (J. Löbel) 4.2.3.1 Definitionen und physikalische Eigenschaften 4.2.3.2 Quellen und Senken 4.2.3.3 Chemische Eigenschaften 4.2.3.4 Lufttrübung und Sichtweite 4.2.4 Aspekte für die Planung (W. Beckröge) 4.3 Lokale Windsysteme 4.3.1 Entstehung 4.3.1.1 Topographisch bedingte Systeme 4.3.1.2 Durch Bebauung bedingte Systeme 4.3.1.3 Land-See-Windzirkulation 4.3.2 Auswirkungen 4.3.2.1 FrischIuftzufuhr 4.3.3 Aspekte für die Planung 4.4 Niederschlag (P. Schlaak) 4.4.1 Niederschlagsarten, Niederschlagsintensitäten, Niederschlagsdauer 4.4.2 Auswirkungen der Orographie bzw. von Stadtgebieten auf die Niederschlagshöhe 4.4.3 Verteilung von kräftigen Schauern bzw. Gewittern 4.4.4 Schneefall und Schneedeckentage 4.4.5 Aspekte für die Planung 5. Emission, Umwandlung, Immission (J. Baumüller) 5.1 Emissionen in der Bundesrepublik Deutschland 5.1.1 Quellengruppe Kraftwerke 5.1.2 Quellengruppe Industrie 5.1.3 Quellengruppe Hausbrand und Kleingewerbe 5.1.4 Quellengruppe KFZ-Verkehr 5.1.5 Emissionskataster 5.1.6 Emissionsminderung und -begrenzung 5.2 Chemische Umwandlungen von Spurenstoffen während der Ausbreitung (J. Löbel) 5.2.1 Chemische Reaktionen 5.2.2 Chemische Reaktionen und Ausbreitungsmodelle 5.3 Immissionen (J. Baumüller) 5.3.1 Langzeitentwicklungen 5.3.2 Jahresgang 5.3.3 Wochengang 5.3.4 Tagesgang 5.3.5 Inversionen und Luftbelastung 5.3.6 Schadstoffwindrosen 5.3.7 Grenzwerte, Luftbelastungsindex 5.3.8 Luftaustauschgrößen 5.3.9 Smog und Smogverordnung 5.3.10 Wirkungsbezogene Meßverfahren (E. Koch, W. R. Thiel) 5.3.10.1 Allgemeines 5.3.10.2 Begriffsbestimmungen 5.3.10.3 Wirkungserhebungen an Menschen 5.3.10.4 Wirkungserhebungen an Pflanzen 5.3.10.5 Wirkungserhebungen an Tieren 5.3.10.6 Wirkungserhebungen an Materialien 5.3.10.7 Hinweise für die Anwendung der Verfahren in Planungsfällen 5.3.11 Trockene Deposition (J. Löbel) 5.3.11.1 Definition 5.3.11.2 Meßverfahren 5.3.11.3 Meßergebnisse 5.3.11.4 Modellansätze 5.3.12 Nasse Deposition 5.3.12.1 Definitionen 5.3.12.2 Meßverfahren 5.3.12.3 Meßergebnisse 5.3.12.4 Modelle zur Behandlung der nassen Deposition 6. Meßnetze, Feldexperimente, Verfahren (H. Schirmer) 6.1 Meßnetze (J. Baumüller) 6.1.1 Luftmeßnetze 6.2 Luftmeßnetz Schweiz (H. Schirmer) 6.3 Meteorologische Meßnetze in Stadtgebieten (U. Otte) 6.3.1 Ständige Netze (Grundnetze) 6.3.2 Temporäre Meßnetze 6.3.3 Feldexperimente 6.3.3.1 Horizontale Meßprofile 6.3.3.2 Vertikale Meßprofile 6.3.4 Ergänzende Meßverfahren 6.4 Aspekte für die Planung 6.5 Das digitale Geländeklimamodell des Deutschen Wetterdienstes 6.5.1 Grundlagen 6.5.2 Anwendungen 7. Modellierungen (M. Kerschgens) 7.1 Grundlagen stadtklimatischer Modellierungen 7.1.1 Einleitung 7.1.2 Prinzipielle Gleichungen 7.1.3 Parametrisierungen 7.1.4 Anwendungen und Einschränkungen 7.1.4.1 Diagnostische Modelle 7.1.4.2 Prognostische Modelle 7.1.5 Vergleich mit Messungen 7.1.6 Aspekte für die Planung 7.2 Modellansätze zur Simulation der Ausbreitung von Luftbeimengungen (H. Kolb) 7.2.1 Einsatzbereiche - Modellarten 7.2.2 Modelle mit physikalischem Hintergrund 7.2.2.1 Stationäre Modelle (Gaußmodelle) 7.2.2.2 Nicht-stationäre Modelle 7.2.3 Statistische und empirische Modelle 7.2.4 Physische Modelle 8. Überblick über die Wirkungen von Luftverunreinigungen auf Mensch, Tier, Pflanze und Materialien (E. Koch, W. R. Thiel) 8.1 Vorbemerkung 8.2 Wirkungen auf den Menschen 8.2.1 Allgemeines 8.2.2 Wirkungscharakter einzelner Luftverunreinigungskomponenten 8.3 Wirkungen auf Tiere 8.4 Wirkungen auf Pflanzen 8.4.1 Allgemeines 8.4.2 Wirkungscharakter einzelner Luftverunreinigungskomponenten 8.5 Wirkungen auf Materialien 8.5.1 Allgemeines 8.5.2 Wirkungscharakter einzelner Luftverunreinigungskomponenten 8.6 Abschließende Bemerkungen 8.7 Gerüche (E. Koch, G. Schütz) 8.7.1 Beurteilungsgrundlagen 8.7.2 Methoden zur Feststellung von Gerüchen 8.7.3 Aspekte für die Planung 8.7.4 Technische Verfahren zur Minderung von Geruchsimmissionen 8.7.5 Besondere Problemfälle 8.7.5.1 Kleinräumige Geruchsbelästigungen 8.7.5.2 Warngerüche 8.7.5.3 Geruchsfehlwahrnehmungen 9. Gebäudeklima (H. Schirmer) 9.1 Allgemeines 9.2 Thermodynamisches Verhalten von Gebäuden (J. Rath) 10. Bioklima (G. Jendritzky) 10.1 Einleitung 10.2 Der aktinische Wirkungskomplex 10.3 Der thermische Wirkungskomplex 10.3.1 Das Klima-Michel-Modell 10.3.2 Das MUKLIMO

Anmerkung: Inhaltsverzeichnis I. Satelliten 1. Einleitung 2. Meteorologische Satelliten 3. Elektromagnetische Strahlung - die Verbindung zwischen Erde und Satellit 4. Aufgaben meteorologischer Satelliten II. Meteorologische Produkte aus Satellitenmessungen 1. Satellitenbilder 2. Windfelder 3. Vertikalprofile III. Bewölkungskonfiguratiohen in Satellitenbildern und ihre meteorologische Bedeutung 1. Bänder, Spiralen und Zellen - die Tiefdrucksysteme der gemäßigten Breiten 1.1 Wolkenbänder an Kalt-und Warmfronten 1.2 Wolkenbänder an okkludierten Fronten 1.3 Bewölkungskonfigurationen in der Kaltluft 1.4 Wolkenbänder vor Kaltfronten 1.5 Wolkenkonfigurationen im Bereich des „Jet-Stream" 2. Ablauf meteorologischer Entwicklungen aus Bildfolgen 3. Bänder und Zellen - die Höhentiefs der gemäßigten Breiten 4. Spiralen und Wolkenlöcher - die tropischen Wirbelstürme 5. Einzelne Wolkenzellen - Schauer, Windböen und Gewitter 6. Einförmige große Wolkenflächen - Nebel und Stratus 7. Bewölkungskonfigurationen an und um Gebirgsmassive 8. Einige ergänzende Bemerkungen IV. Verwendung von Satellitendaten in der Synoptik 1. Diagnose des Wetterzustandes 1.1 Beispiel einer Diagnose: 20.9.1984, 6 GMT 1.1.1 Analyse der Unterlagen von 6 GMT 1.1.2 Analyse mittels Bildfolgen 1.2 Charakteristische Wetterlagen und deren Bewölkungskonfigurationen 1.2.1 Hoch über Mitteleuropa: 2.11.1984 1.2.2 Tiefdruckrinne über Mitteleuropa: 12.4.1985 1.2.3 Tief über Südwesteuropa: 18.5.1984 1.2.4 Tief über Nordosteuropa: 2.5.1985 2. Wetterprognosen 2.1 Allgemeine Bemerkungen 2.2 Verwendung von Satellitenmessungen bei der Wetterprognose 2.2.1 Satellitenbilder für Nowcasting und die sehr kurzfristige Vorhersage 2.2.2 Satellitenbilder und die Prognose für den nächsten Tag 2.2.3 Längerfristige Vorhersagen V. Abschließende Bemerkungen und Ausblick in die Zukunft Anhang A Anhang В Anhang C Anhang D Anhang E Sachverzeichnis