Dynamische Meteorologie und Synoptik

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1 Dynamische Meteorologie und Synoptik Andreas Fink & Michael Kerschgens mit V. Ermert, T. Sperling, F. Steffany Institut für Geophysik und Meteorologie Universität zu Köln Wintersemester 2007/2008 Synoptik und Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008

2 Ziele der Vorlesung (Theorieteil von METSYN) Theoretische Grundlagen zum Verständnis der dynamischen Gesetzmäßigkeiten, die zum Wetter auf dem Planeten Erde führen. Ableitung und Interpretation der meteorologischen Grundgleichungen in speziell für die synoptische Skala relevanter Form. Grundlagen der Thermodynamik und Grenzschicht. Vertiefende Kenntnis der Dynamik und fortgeschrittene Synoptik können im Modul Dynamische Meteorologie (METDYN) erworben werden. Ergänzungsvorlesung für Diplomstudiengänge wird Mitte des Semesters angeboten Synoptik und Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008

3 Form Theorieteil: Vorlesung mit Gleichungsableitungen an der Tafel Zusammenfassungen und Abbildungen Power Point Finden sich unter Password: metvo Übungen gemeinsam mit Vorlesung Theorie III Bestanden falls 50% der Punkte und 1x an der Tafel vorgerechnet. Klausur in 2 Teilen, je 45 Minuten, Bestanden falls 50% der Punkte aus beiden Teilen: Termin 1: 18. Dezember Termin 2: 11. Februar (wird eventuell verschoben) Form Synoptikteil: Vorlesung Übungen und Wetterbesprechung Synoptik und Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008

4 Literatur Wallace, J. and Peter Hobbs, 2006: Atmospheric Science. An Introductory Survey, International Geophysics, 2nd Rev ed. (Mai 2006) Academic Press EUR Kraus, H., 2005: Die Atmosphäre der Erde. Eine Einführung in die Meteorologie. Springer Verlag Heidelberg, Paperback Vieweg Verlag Ettling, D., 2002: Theoretische Meteorologie. Eine Einführung 2. Auflage, Springer Verlag, Heidelberg. Holton, J. R., 2004: An Introduction to Dynamic Meteorology Fourth Edition, Elsevier EUR 39,95 EUR 44,95 EUR 62,95 Synoptik und Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008

5 Termine (Ba und Diplom) Nr. Datum Thema Holton Ettling W&H Oktober Einführung Oktober Atmosph. Thermodynamik 2 2, Nov. Atmosph. Thermodynamik 2 2, Nov. Atmosph. Thermodynamik 2 3, Nov. Kinematik 3, Nov. Kinematik 3, Dez Dynamik horiz. Strömung 3, Dez. Dynamik horiz. Strömung 3,4 9, Dez. Primitive Gleichungen - 10,11, Januar Primitive Gleichungen - 10,11, Januar Primitive Gleichungen - 10,11, Januar Numerische Wettervorhersage Januar Atmosphärische Grenzschicht Februar Rosenmontag Februar Klausur Synoptik und Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008

6 Übersicht Inhalte Einführung Thermodynamik Kinematik Dynamik Grenzschicht Koordinaten Übersicht über die Atmosphäre, insbs.: Koordinaten Masse Vertikale Struktur Wind Gas Gesetz, virtuelle Temperatur, Hydrostatische Gleichung, Geopotential, Skalenhöhe, barometrische Höhenformel, Schichtdicken, Druckreduktion, Erster Hauptsatz, Spezifische Wärmen, Enthalpie, adiabatischer Prozess, Wasserdampf, statische Stabilität Natürliche Koordinaten, Vorticity, Divergenz, Deformation, Stromlinien, Trajektorien, Jakobi Operator Kräfte in der Atmosphäre, Bewegungsgleichungen in sphärischen Koordinaten, Skalenanalyse, Vorticity und Divergenz des Geostrophischen Windes, ageostrophische Komponenten, thermischer Wind, Gleichgewichtswinde, Rossby Wellen, Bewegungsgleichung in isobaren Koordinaten, Drucktendenzgleichung Eckmannspirale, turbulente Transporte, Flüsse an der Oberfläche, Energiebilanz, Vertikale Profile Synoptik und Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008

7 Definition von Wetter und Klima Wetter ist der derzeitige Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort und einer bestimmten Zeit Klima ist die Summe der statistischen Wetterereignisse, die an einem bestimmten Ort stattfinden Synoptik und Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008

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17 Diese Vorlesung (BA-Teil) wird nicht zu Thema haben: Wellenphänomene (außer Rossbywellen) Großskalige Phänomene Zirkulation der oberen Atmosphäre Tropische Wettererscheinungen Wolkenmikropysik Synoptik und Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008

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24 ENDE Einführung Synoptik und Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008