Signatur:
AWI A5-09-0035
Beschreibung / Inhaltsverzeichnis:
Den untersten Teil der Erdatmosphäre, der von der Erdoberfläche direkt beeinflusst wird, nennt man die Atmosphärische Grenzschicht. Sie gehört zur unmittelbaren Umwelt der meisten Lebewesen (Mensch, Tier, Pflanzenwelt) und erhält dadurch und durch viele ihr eigene Prozesse und Eigenschaften eine besondere Bedeutung. Deshalb hat sich auch ein eigenes Teilgebiet der Meteorologie, die Grenzschicht-Meteorologie, entwickelt. Dieses Buch stellt die wesentlichen Grundlagen dieser Disziplin zusammen und erläutert sie. Dabei stehen einerseits physikalische Gesetze der Hydrodynamik (z. B. der Turbulenz) und der Thermodynamik, andererseits die stark interdisziplinär ausgerichtete Mikrometeorologie bzw. Mikroklimatologie im Vordergrund des Interesses.
Dieses Buch möchte Leser ansprechen, die an der Meteorologie und vor allem an der bodennahen Atmosphäre interessiert sind. Darüber hinaus wendet es sich an alle, die sich mit der Wechselwirkung zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre auseinandersetzen, z. B. an Geographen, Bodenkundler und Pflanzenökologen.
Materialart:
Monographie ausleihbar
Seiten:
IX, 211 S. : Ill., graph. Darst.
ISBN:
978-3-540-75980-5
Sprache:
Deutsch
Anmerkung:
Inhaltsverzeichnis:
TEIL I - PHYSIK DER ATMOSPHÄRISCHEN GRENZSCHICHT. -
1 Der Grenzschicht-Begriff. -
1.1 Die Atmosphärische Grenzschicht, der unterste Teil der Troposphäre. -
1.2 Der Grenzschicht-Begriff in der allgemeinen Strömungslehre. -
1.3 Anwendung der Bewegungsgleichung. -
1.4 Gedanklicher Übergang zur Atmosphärischen Grenzschicht. -
1.5 Skalenanalyse. -
1.5.1 Beispiel 1: Thermische Diffusion bei vorgegebener charakteristischer Länge. -
1.5.2 Beispiel 2: Höhe einer stationären Laborgrenzschicht. -
1.5.3 Beispiel 3: Höhe einer stationären Atmosphärischen Grenzschicht. -
1.6 Dimensionsanalyse. -
1.7 Unterschiedliche Definitionen der Grenzschichthöhe aus dem Profilverlauf. -
1.8 Typen der Atmosphärischen Grenzschicht. -
2 Flussdichten. -
2.1 Turbulenz. -
2.2 Formulierung von Flussdichten. -
2.2.1 Die transportierte Eigenschaft ist ein Skalar. -
2.2.2 Die transportierte Eigenschaft ist die Komponente eines Vektors. -
2.2.3 Der molekulare Impulstransport. -
3 Die hydrodynamischen Grundgleichungen. -
3.1 Die Komponentenschreibweise. -
3.2 Die Kontinuitätsgleichung. -
3.3 Die Gasgleichung. -
3.4 Skalenanalyse von mit Fluktuationsgrößen gebildeten Termen. -
3.5 Die Bewegungsgleichung. -
3.6 Die Haushaltsgleichungen für die fühlbare Wärme und den Wasserdampf. -
3.7 Die Randbedingungen. -
4 Haushaltsgleichungen von Größen, die dieTurbulenz beschreiben. -
4.1 Die Haushaltsgleichung für die turbulente kinetische Energie. -
4.2 Weitere Gleichungen fur kinetische Energien. -
4.3 Allgemeines über Haushaltsgleichungen für Momente zweiter Ordnung. -
4.4 Spektraler Transfer. -
4.5 Quantitative Beispiele. -
5 Die Parametrisierung. -
5.1 Das Problem. -
5.2 Die Schließung erster Ordnung. -
5.2.1 Der K-Ansatz und die Theorie des Mischungsweges. -
5.2.2 Der Differenzen-Ansatz. -
5.3 Schließungen höherer Ordnung. -
6 Dynamik der Ekman-Schicht. -
6.1 Die Ekman-Spirale in der Atmosphäre. -
6.1.1 Die Ekman-Gleichungen. -
6.1.2 Lösung der Ekman-Gleichungen mit KM = const. -
6.1.3 Lösung der Ekman-Gleichungen mit höhenabhängigem KM. -
6.1.4 Darstellung und Interpretation der Lösungen. -
6.2 Die vertikale Struktur der Atmosphärischen Grenzschicht. -
6.2.1 Die Höhe der Prandtl-Schicht. -
6.2.2 Die Höhe der dynamischen Grenzschicht. -
6.2.3 Das Gesamtbild der Struktur der horizontal homogenen dynamischen Grenzschicht. -
6.3 Die Ekman-Spirale im Ozean. -
7 Die Prandtl-Schicht. -
7.1 Das logarithmische Windprofil bei neutraler Schichtung. -
7.2 Überlegungen zum diabatischen Windprofil. -
7.3 Stabilitätsbetrachtungen. -
7.4 Das Turbulenzkriterium von L.F. Richardson. -
7.5 Die Ähnlichkeitstheorie von Monin und Obukhov. -
7.6 Das aus der Ähnlichkeitstheorie folgende Windprofil. -
7.7 Allgemeine Formulierung der Profilbeziehungen. -
7.8 Die Bestimmung der Funktionen φ (ζ) und j (ζ). -
7.9 Die Bulk-Transportkoeffizienten oder -widerstände. -
7.10 Weitere Gesetzmäßigkeiten der Prandtl-Schicht. -
8 Die Rossby-Zahl-Ähnlichkeitstheorie. -
8.1 Grundlagen. -
8.2 Die Widerstandsgesetze der AGS. -
8.3 Einfache Modelle für die gesamte AGS. -
9 Die konvektive Grenzschicht. -
9.1 Einordnung in die Grundtypen der AGS. -
9.2 Ähnlichkeitsbetrachtungen. -
9.3 Die beobachtete Struktur der konvektiven Grenzschicht. -
9.4 Konzeptionelle Modelle. -
9.4.1 Die Grundstruktur der konvektiven Grenzschicht. -
9.4.2 Die trockene konvektive Grenzschicht. -
9.4.3 Die konvektive Grenzschicht mit Wolken (feuchte CBL). -
10 Die stabile Grenzschicht. -
10.1 Das Phänomen. -
10.2 Der nächtliche Grenzschicht-Strahlstrom. -
TEIL II - MIKROMETEOROLOGIE. -
11 Die Energiebilanz an der Erdoberfläche. -
11.1 Die Strahlungsbilanz. -
11.2 Der Bodenwärmestrom. -
11.3 Die Energiebilanzterme über wirklichen Oberflächen. -
11.4 Zusammenhänge zwischen den Energiebilanztermen. -
11.5 Messung der Energiebilanzterme. -
11.6 Beispiele. -
12 Mikroklimate. -
12.1 Definition. -
12.2 Beispiele. -
12.3 Interne Grenzschichten. -
13 Das Bestandsklima. -
13.1 Eigenschaften einer Vegetationsdecke. -
13.2 Die Verdunstung. -
13.2.1 Photosynthese und Respiration. -
13.2.2 Die potentielle Verdunstung. -
13.2.3 Die aktuelle Verdunstung. -
13.3 Boden-Vegetation-Atmosphäre-Wechselwirkung (SVAT). -
14 Mikrometeorologie über Schnee- und Eisoberflächen. -
14.1 Problematik und einige Phänomene. -
14.2 Freie und bedeckte Ablation. -
14.2.1 Grundlagen für ein einfaches Modell. -
14.2.2 Freie Ablation. -
14.2.3 Bedeckte Ablation. -
14.2.4 Ablationsdiagramme. -
Anhang - Zur Geschichte der Grenzschicht-Meteorologie. -
Literaturverzeichnis. -
Sachverzeichnis.
Standort:
AWI Lesesaal
Zweigbibliothek:
AWI Bibliothek
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