Inhaltsverzeichnis. Teil I Einige Grundlagen Erster Blick in die Atmosphäre Die Teilgebiete der Meteorologie... 15

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1 Inhaltsverzeichnis Teil I Einige Grundlagen Erster Blick in die Atmosphäre Die Skalendenkweise Die Teilgebiete der Meteorologie Größen, Zahlenwerte, Einheiten Teil II Die meteorologischen Elemente Der Luftdruck Zusammensetzung der Luft Die allgemeine Gasgleichung Das Daltonsche Gesetz Die barometrische Höhenformel Die Druckmessung Die Luftdruck-Verteilung an der Erdoberfläche Die Windgeschwindigkeit Definition Messung und Registrierung des Windes Änderung von Größen mit den Feldkoordinaten Der Transport einer spezifischen Eigenschaft Die Begriffe Haushalt und Advektion Die Temperatur Erste thermodynamische Begriffe Die Hauptsätze der Thermodynamik Thermodynamische Potentiale und spezifische Wärme Die Definition der Temperatur und ihrer Maßskalen Die Temperaturänderung eines Luftteilchens bei Vertikalbewegungen Haushalt und Flussdichten fühlbarer Wärme Die Temperaturmessung

2 XII Inhaltsverzeichnis 8 Die Luftfeuchtigkeit Die verschiedenen Feuchtemaße Der Dampfdruck e Die absolute Feuchte a Die spezifische Feuchte q Das Mischungsverhältnis m Die relative Feuchte f Der Taupunkt τ Die virtuelle Temperatur T v Der Wasserdampftransport Temperatur- und Feuchtefelder nahe am Erdboden Die Energiebilanz an einer Oberfläche Beispiele Die Feuchtemessung Das Psychrometer Andere Feuchte-Messverfahren Die Verdunstung Die Strahlung Die Natur der meteorologisch wirksamen Strahlung Die Strahlungsgesetze Nomenklatur von Strahlungsgrößen Das Plancksche Strahlungsgesetz Das Wiensche Verschiebungsgesetz Das Gesetz von Stefan-Boltzmann Das Kirchhoffsche Gesetz Solare und terrestrische Strahlung Phänomenologie der Strahlungsflussdichten Optische Erscheinungen in der Atmosphäre Die Strahlungsmessung Der Aufbau der Atmosphäre Der vertikale Aufbau Einteilung nach dem Temperaturverlauf Standard-Atmosphären Zusatzbemerkungen zur vertikalen Struktur der Troposphäre Der horizontale Aufbau Teil III Thermodynamik und Wolken Änderung meteorologischer Parameter bei adiabatischen Prozessen Änderung der Feuchte beim trocken-adiabatischen Prozess Der sättigungs-adiabatische Temperaturgradient Temperaturschichtung und Stabilität Ursachen für Vertikalbewegungen Stabilitätskriterien Bemerkungen zur Genauigkeit

3 Inhaltsverzeichnis XIII 13 Beispiele zur Thermodynamik Die Ausbreitung von Rauchfahnen Entwicklung einer Cumulus-Wolke Doppelte Kondensationshöhe Der Föhnprozess Die gut durchmischte Atmosphärische Grenzschicht unter einer abgehobenen Inversion Thermodynamische Diagrammpapiere Das Stüve-Diagramm Andere Diagrammpapiere Thermodynamische Phänomene Wolken Nebel Niederschlag Allgemeines Hydrometeore Teil IV Dynamik der Atmosphäre Kinematik Die Divergenz der Windgeschwindigkeit Rotation und Zirkulation Stromlinien und Trajektorien Die Bewegungsgleichung Die Newtonschen Axiome Die wirksamen Kräfte Die Navier-Stokes-Gleichung Skalenanalyse Zweidimensionale Windsysteme Eine einfache zweidimensionale Bewegungs-Gleichung Der geostrophische Wind Der Gradientwind Der zyklostrophische Wind Der Trägheitskreis Der Einfluss der Reibung Teil V Synoptische Meteorologie Allgemeines zur Synoptik Definition, wissenschaftliche und technische Grundlagen, Geschichte Darstellung der synoptischen Felder Thermische Verknüpfung von Boden- und Höhen-Wetterkarten Barotrope und barokline Felder

4 XIV Inhaltsverzeichnis 20 Die synoptischen Systeme mittlerer Breiten Phänomene in verschiedenen Skalen Fronten Begriffe, Skalen, Beobachtungen Die Polarfront-Theorie Übergang zur Feld-Theorie Die Feld-Theorie Fronten in unterschiedlichen Skalen Teil VI Klimatologie Die Allgemeine Zirkulation der Atmosphäre (AZA) Definition der AZA Grundlagen zum Verständnis der AZA Die differentielle Erwärmung des Systems Erde-Atmosphäre Die Erhaltung des Drehimpulses des Systems Erde-Atmosphäre Die Flussdichten Konzeptionelles Bild der Grundzüge der AZA Die Geschichte des Verständnisses der AZA Durch die Land-Wasser-Verteilung bedingte Zirkulationssysteme innerhalb der AZA ENSO Monsun-Zirkulationen Klimavariabilität ENSO (El Niño Southern Oscillation) NAO (Nordatlatische Oszillation) NP (Nord-Pazifik-Index) Indischer SW-Monsun Sahel-Niederschläge Atlantische Hurrikane Das bodennahe atmosphärische Klima Klimatabellen Klimadiagramme Klimaatlanten Klimakarten Die Klimaklassifikation von Köppen und Geiger Charakterististische Energiebilanzen für unterschiedliche Klimatypen Bodennahe Klimaänderungen Klimavariabilität in Bodennähe Änderung der Lufttemperatur Die Klimageschichte der Erde Das Auftreten der Menschheit in der Klimageschichte der Erde

5 Inhaltsverzeichnis XV Anhang A Energie und Leistung im Vergleich Anhang B Fragen und Übungen Literaturverzeichnis Sachverzeichnis

6

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