ALBERT

Note: Diplomarbeit, Universität Hamburg, 2000 , Inhaltsverzeichnis I Zusammenfassung II Tabellenverzeichnis III Abbildungsverzeichnis IV Verzeichnis der Abkürzungen und nicht SI-Einheiten 1 Einleitung und Fragestellung 2 Grundlagen 2.1 Die Methanflüsse in Böden 2.1.1 Methanproduktion 2.1.2 Methanoxidation 2.1.3 Transport und Emission von Methan 2.1.4 Einfluss bodeneigender Parameter 2.1.5 Einfluss der Vegetation 2.2 Pflanzenvermittelter Gastransport 2.2.1 Aerenchyme 2.2.2 Gastransportprozesse 2.3 Botanische Charakterisierung von Carex aquatilis Wahlenb. 3 Untersuchungsgebiet 3.1 Das Lena-Delta 3.2 Die Insel Samoylov 3.3 Eiskeilpolygone 3.4 Das Klima im Lena-Delta 4 Material und Methoden 4.1 Anlage eines Leitprofils und Probenahme 4.2 Boden- und vegetationskundliche Aufnahmen im Feld 4.3 Bodenphysikalische Analysen 4.3.1 Korngrößenverteilung 4.3.2 Porengrößenverteilung 4.3.3 Gesättigte Wasserleitfähigkeit 4.4 Bodenchemische Analysen 4.4.1 pH-Wert 4.4.2 Kohlenstoff- und Stickstoffanalytik 4.4.3 Effektive Kationenaustauschkapazität und Kationenbelag 4.4.4 Pflanzenverfügbares Kalium und Phosphor 4.4.5 Pyrovat-, oxalat- und dithionitlösliches Eisen und Mangan 4.4.6 Elementgesamtgehalte 4.5 Bodenmikrobiologische Analysen 4.5.1 Bestimmung der potentiellen Methanbildungsaktivität 4.5.2 Zellzahlbestimmung von methanotrophen Mikroorganismen 4.6 Felduntersuchungen zur Methanemission 4.6.1 Bestimmung der Gesamtemission von einer Messfläche 4.6.2 Bestimmung der pflanzenvermittelten Emission 4.6.3 Abdunkelungs- und Abschneideversuche an Carex aquatilis Wahlenb. 4.6.4 Bestimmung der Permafrosttiefe und des Grundwasserstandes 4.7 Gasanalytik 4.8 Rasterelektronenmikroskopie 4.9 Fremddaten 5 Ergebnisse 5.1 Charakterisierung der Vegetation 5.2 Charakterisierung der Böden: Profilaufnahmen und Laboranalysen 5.2.1 Das Mikrorelief und die Substrate des Low-Centre-Polygons 5.2.2 Die Böden auf der Kuppe des Polygonwalls: Glacic und Typic Aquiturbel (Teilprofile 1a und 1b) 5.2.3 Der Boden am Hang des Polygonwalls: Typic Aquiturbel (Teilprofil 2) 5.2.4 Der Boden im Polygonzentrum: Typic Historthel (Teilprofil 3) 5.3 Zellzahlen der methanotrophen Mikroorganismen 5.4 Potentielle Methanbildungsaktivität 5.5 Felduntersuchungen zur Methanemission 5.5.1 Klimatische Parameter während des Untersuchungszeitraums 5.5.2 Zeitliche Variabilität der pflanzenvermittelten Methanemission 5.5.3 Beziehung der pflanzenvermittelten Methanemission zur Größe der Triebe 5.5.4 Anteil der pflanzenvermittelten Emission an der Methan-Gesamtemission 5.5.5 Beziehung der Methan-Gesamtemission zur Triebdichte 5.5.6 Beziehung der Methan-Gesamtemission zum Kohlendioxid-Gaswechsel 5.5.7 Auswirkungen von Abdunkelung und Abschneiden der Carex-Triebe 5.6 Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen des Aerenchyms von Carex aquatilis Wahlenberg 6 Diskussion 6.1 Eigenschaften der Böden und ihre Bedeutung für die Methanflüsse 6.2 Eigenschaften der Vegetation und ihre Bedeutung für die Methanflüsse 6.3 Die Methanemissionen aus den verschiedenen Böden des Low-Centre-Polygons 6.4 Schlussfolgerungen 6.5 Kritische Betrachtung und Anregungen für Folgeuntersuchungen 7 Literaturverzeichnis

Note: Zugl. Hamburg, Univ., Diss., 2000 , Inhaltsverzeichnis: Zusammenfassung. - Abstract. - 1. Einleitung. - 1.1 Entwicklung der semi-Lagrange Methode. - 1.2 Die Erhaltung globaler Eigenschaften. - 1.3 Aufbau der Arbeit. - 2. Ansätze zur Lösung des Erhaltungsproblems. - 2.1 Teilchenorientierte semi-Lagrange-Verfahren. - 2.2 Flußorientierte konservative Methoden. - 2.3 Volumenorientierte konservative Methode. - 3. Die Zellintegrationsmethode in einer Dimension. - 3.1 Die grundlegende Idee. - 3.2 Stückweise konstante Funktionen. - 3.3 Stückweise lineare Funktionen. - 3.4 Stückweise quadratische Funktionen. - 3.5 Ergebnisse der Experimente in einer Dimension. - 4. Das Zellintegrationsverfahren in der Ebene. - 4.1 Transportgleichung in zwei Dimensionen. - 4.2 Trajektorienberechnung. - 4.3 Konservative Abbildung. - 4.3.1 Integration biquadratischer Funktionen. - 4.3.2 Das Prinzip der akkumulierten Masse in einem Punkt. - 4.3.3 Eine Alternative: Die akkumulierte Masse in einer Linie. - 4.4. Ergebnisse am Beispiel des rotierenden Zylinders. - 5. Das Zellintegrationsverfahren auf der Kugel. - 5.1 Trajektorienberechnung auf der Kugel. - 5.2 Advektion über den Pol. - 5.3 Die Berechnung der Schnittpunkte. - 5.4 Quantitative Untersuchungen zum SLZI-Transport auf der Kugel. - 6. Ergebnisse eines Experiments mit realen Daten. - 7. Erweiterungen und Ergänzungen des SLZI-Verfahrens. - 7.1 Das SLZI-Verfahren in drei Dimensionen. - 7.2 SLZI und semi-implizites Zeitschrittverfahren. - 8. Diskussion und Ausblick. - Danksagung. - Anhang A: Interpolation nach Newton-Gregory. - Anhang B: Begründung von Bedingung (3.41). - Anhang C: Das IFS-Modell. - Anhang D: Ergebnisse zu Kapitel 5. - Literaturverzeichnis.

Note: Inhaltsverzeichnis: Vorwort. - I. Einige Grundlagen. - 1.1 Erster Blick in die Atmosphäre. - 1.2 Die Skalendenkweise. - 1.3 Die Teilgebiete der Meteorologie. - 1.4 Größen, Zahlenwerte, Einheiten. - II. Die meteorologischen Elemente. - II.1 Der Luftdruck. - II.1.1 Zusammensetzung der Luft. - II.1.2 Die allgemeine Gasgleichung. - II.1.3 Das Daltonsche Gesetz. - II.1.4 Die barometrische Höhenformel. - II.1.5 Die Druckmessung. - II.1.6 Die Luftdruckverteilung an der Erdoberfläche. - II.2 Die Windgeschwindigkeit. - II.2.1 Definition. - II.2.2 Messung und Registrierung des Windes. - II.2.3 Änderung von Größen mit den Feldkoordinaten. - II.2.4 Der Transport einer spezifischen Eigenschaft. - II.2.5 Die Begriffe Haushalt und Advektion. - II.3 Die Temperatur. - II.3.1 Erste thermodynamische Begriffe. - II.3.2 Die Hauptsätze der Thermodynamik. - II.3.3 Thermodynamische Potentiale und spezifische Wärme. - II.3.4 Die Definition der Temperatur und ihrer Maßskalen. - II.3.5 Die Temperaturänderung eines Luftteilchens bei Vertikalbewegungen. - II.3.6 Haushalt und Flußdichten „fühlbarer Wärme". - II.3.7 Die Temperaturmessung. - II.4 Die Luftfeuchtigkeit. - II.4.1 Die verschiedenen Feuchtemaße. - II.4.1.1 Der Dampfdrucke. - II.4.1.2 Die absolute Feuchte a. - II.4.1.3 Die spezifische Feuchte q. - II.4.1.4 Das Mischungsverhältnis m. - II.4.1.5 Die relative Feuchte f. - II.4.1.6 Der Taupunkt τ. - II.4.1.7 Die virtuelle Temperatur Tv. - II.4.2 Der Wasserdampftransport. - II.4.3 Temperatur- und Feuchtefelder nahe am Erdboden. - II.4.3.1 Die Energiebilanz an einer Oberfläche. - II.4.3.2 Beispiele. - II.4.4 Die Feuchtemessung. - II.4.4.1 Das Psychrometer. - II.4.4.2 Andere Feuchte-Meßverfahren. - II.5 Die Strahlung. - II.5.1 Die Natur der meteorologisch wirksamen Strahlung. - II.5.2 Die Strahlungsgesetze. - II.5.2.1 Nomenklatur von Strahlungsgrößen. - II.5.2.2 Das Plancksche Strahlungsgesetz. - II.5.2.3 Das Wiensche Verschiebungsgesetz. - II.5.2.4 Das Gesetz von Stefan-Boltzmann. - II.5.2.5 Das Kirchhoffsche Gesetz. - II.5.3 Solare und terrestrische Strahlung. - II.5.4 Phänomenologie der Strahlungsflußdichten. - II.5.5 Optische Erscheinungen in der Atmosphäre. - II.6 Der Aufbau der Atmosphäre. - II.6.1 Der vertikale Aufbau. - II.6.1.1 Einteilung nach dem Temperaturverlauf. - II.6.1.2 Standard-Atmosphären. - II.6.1.3 Zusatzbemerkungen zur vertikalen Struktur der Troposphäre. - II.6.2 Der horizontale Aufbau. - III. Thermodynamik und Wolken. - III.1 Änderung meteorologischer Parameter bei adiabatischen Prozessen III.1.1 Änderung der Feuchte beim trocken-adiabatischen Prozeß. - III.1.2 Der sättigungs-adiabatische Temperaturgradient. - III.2 Temperaturschichtung und Stabilität. - III.2.1 Ursachen für Vertikalbewegungen. - III.2.2 Stabilitätskriterien. - III.2.3 Bemerkungen zur Genauigkeit. - III.3 Beispiele zur Thermodynamik. - III.4 Thermodynamische Diagrammpapiere. - III.4.1 Das Stüve-Diagramm. - III.4.2 Andere Diagrammpapiere. - III.5 Phänomenologie. - III.5.1 Wolken. - III.5.2 Nebel. - III.5.3 Niederschlag. - III.5.3.1 Allgemeines. - III.5.3.2 Hydrometeore. - IV. Dynamik der Atmosphäre IV.1 Kinematik. - IV.1.1 Die Divergenz der Windgeschwindigkeit. - IV.1.2 Rotation und Zirkulation. - IV.1.3 Stromlinien und Trajektorien. - IV.2 Die Bewegungsgleichung. - IV.2.1 Die Newtonschen Axiome. - IV.2.2 Die wirksamen Kräfte. - IV.2.3 Die Navier-Stokes-Gleichung. - IV.2.4 Skalenanalyse. - IV.3 Zweidimensionale Windsysteme. - IV.3.1 Eine einfache zweidimensionale Bewegungsgleichung. - IV.3.2 Der geostrophische Wind. - IV.3.3 Der Gradientwind. - IV.3.4 Der zyklostrophische Wind. - IV.3.5 Der Trägheitskreis. - IV.3.6 Der Einfluß der Reibung. - V. Synoptische Meteorologie. - V.1 Allgemeines zur Synoptik. - V.1.1 Definition, wissenschaftliche und technische Grundlagen, Geschichte. - V.1.2 Darstellung der synoptischen Felder. - V.1.3 Thermische Verknüpfung von Boden-und Höhenwetterkarten. - V.1.4 Barotrope und barokline Felder. - V.2 Die synoptischen Systeme mittlerer Breiten. - V.2.1 Phänomene in verschiedenen Skalen. - V.2.2 Fronten. - V.2.2.1 Begriffe, Skalen, Beobachtungen. - V.2.2.2 Die Polarfront-Theorie. - V.2.2.3 Übergang zur Feld-Theorie. - V.2.2.4 Die Feld-Theorie. - V.2.2.5 Fronten in unterschiedlichen Skalen. - VI. Klimatologie. - VI.1 Die Allgemeine Zirkulation der Atmosphäre (AZA). - VI.1.1 Definition der AZA. - VI.1.2 Grundlagen zum Verständnis der AZA. - VI.1.2.1 Die differentielle Erwärmung des Systems Erde-Atmosphäre. - VI.1.2.2 Die Erhaltung des Drehimpulses des Systems Erde-Atmosph. - VI.1.3 Die Flußdichten. - VI.1.4 Konzeptionelles Bild der AZA. - VI.1.5 Die Geschichte des Verständnisses der AZA. - VI.2 Das bodennahe atmosphärische Klima. - VI.2.1 Klimatabellen. - VI.2.2 Klimadiagramme. - VI.2.3 Klima-Atlanten. - VI.2.4 Klima-Karten. - VI.2.5 Bodennahe Klima-Änderungen. - Anhang A: Energie und Leistung im Vergleich. - Anhang B: Fragen und Übungen. - Literaturverzeichnis. - Sachwortverzeichnis.

Note: Text teilweise in Deutsch, Englisch und Latein

Note: Inhalt VORWORT 1 EINLEITUNG 2 WAS IST KLIMA? Der Klimamotor Sonne Die veränderliche Sonne Die unruhige Erde Zwischen Himmel und Erde Schichten aus Gas Bei Wind und Wetter Die Rolle der Meere Die Eiskammern der Erde Die Kontinente und ihre Biosphäre "Killer" aus dem All 3 VOM ZÄHLEN UND MESSEN Welcher Tag ist heute? Die Atom-Uhren Die Kohlenstoff-Uhr Die Uran-Thorium-Uhr Die Thermoluminiszenz-Uhr Die Kalium-Argon-Uhr Die biologischen Uhren Die Fossilien-Uhr Die Pollen-Uhr Die Jahres-Schichten-Uhr Die Baumring-Uhr Die chemischen Uhren Die Sauerstoff-Uhr Die Strontium-Uhr Ein Barcode der Erdgeschichte Woher wissen wir, wie das Klima war ? Als Elefanten noch Haare hatten Was schwimmt und krabbelt denn da? Kieselalgen Dinoflagellaten Foraminiferen Käfer Große Pflanzen mal ganz klein Nichts für Allergiker: Pollen und Sporen Das Pflanzen-Thermometer Was uns Atome und Moleküle erzählen Die Klima-Thermometer der Erde Das Eis-Thermometer Das Kalkschalen-Thermometer Das Biomolekül-Thermometer Wieviel Kohlendioxid war in der Atmosphäre? 4 IM TREIBHAUS Der Kohlenstoffkreislauf Kohlendioxidkonzentrationen in der geologischen Vergangenheit Faktor Mensch 5 HEIßKALT AUF DEN ALTEN KONTINENTEN Gletscher in Arabien Der Buntsandstein, die heiße Phase des Klimas 6 EISGEPANZERTE KONTINENTE Die Gefriertruhe der Erde liegt am Südpol Die Eismassen der Ost- und Westantarktis Was können Meteoriten über Bewegungen des Eises berichten? Was findet sich unter dem Eis? - Das-Cape-Roberts Projekt ... und was erzählt uns das Eis? Grönland - Die Kühlkammer des Nordens Warme Gletscher und schnell fließendes Eis Klimasignale aus dem Grönlandeis Warum es am Nordpol keinen Eisschild gab 7 DAS LAND - FROSTIGE ZEITEN UND WOHLIGE WÄRME Eisspuren Schutt des Eises - Moränen Schürfwunden Verborgene Rinnen Fragliche Vereisungsgebiete Bodenfrost Die Rolle des Wassers Kältewellen in der Vergangenheit Vom Winde verweht Staubstürme Flugsand Schmelzendes Eis Flussgeschichten Pflanzen erzählen Die Klimaschwankungen in Norddeutschland Bavel-Komplex Cromer-Komplex Elster-Komplex Holstein-Warmzeit Saale-Komplex Eem-Warmzeit Weichsel-Kaltzeit Auf dem Weg zum heutigen Klima Noch ist es warm! - Das Holozän Das Gedächtnis der Seen Sprünge des Klimas Asche aus fernen Vulkanen - nur ein Hauch Verschwundene Seen in 4000 m Höhe Der Mensch greift ein! Spiegel des Menschen in Seen, Flüssen, Wäldern und Mooren Der Mensch, ein Klimamacher? 8 ZWISCHEN LAND UND MEER ... lang, lang her! Gewinn und Verlust Küstenmensch - von der Reaktion zur Aktion 9 SCHLAMM IM MEER Die wasserfeste Zeitung Signale vom Land Signale des Meeres Der Rhythmus des Klimas Die Kreidezeit, ein Treibhaus lang vergangener Zeiten Kälteeinbruch im Treibhaus Leben im Treibhaus Als das Weltmeer umkippte Klimazyklen im Treibhaus Die Pazifische Klimaschaukel Auf Umwegen in die Eiszeit Das Klima der jüngeren Vergangenheit Das Nordmeer erwärmt sich langsam 5000 Jahre Monsun 10 WAS MAN SO BRAUCHT - WASSER UND ROHSTOFFE Grundwasser heute Wasser, Lebenselixier aus alten Zeiten Altes Wasser für den Mogul Im Land der Pharaonen Rohstoffe Kühl im Norden, warm im Süden: die Prozesse in den Klimazonen Ohne Energie geht nichts! (Torf, Kohle, Erdöl, Erdgas) Gut für die Landwirtschaft (Phosphat-Dünger) Der heiße Tiegel (Kali, Salz und Gips) Die warme Badewanne (Kalksteine und Riffe) Rot wie Ziegelstein (Latente) Auf dem Waschbrett der Natur (Mineralsande) 11 KLIMA, QUO VADIS? Gute Zeiten, schlechte Zeiten Fieberkurven der Erde Spätzünder Der Modellbaukasten ...und die Zukunft? Was sagt der Computer...? ... und was sagt der Geologe? Paradigmenwechsel AUTORENLISTE ABBILDUNGSHERKUNFT