Klimatologie Neubearbeitung

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1 Das Geographische Seminar Herausgegeben von PROF. DR. RAINER DUTTMANN PROF. DR. RAINER GLAWION PROF. DR. HERBERT POPP PROF. DR. RITA SCHNEIDER-SLIWA WILHELM LAUER UND JÖRG BENDIX Klimatologie Neubearbeitung westermann

2 Inhalt Vorwort 8 Einführung: Klima und Klimasystem 10 A Allgemeine Klimatologie 16 1 Die Atmosphäre Zusammensetzung Vertikaler Aufbau '. ': 19 2 Das solare Klima Die Erde als Planet im Sonnensystem - Jahreszeiten und Tageszeiten Die Solarkonstante.26 3 Energieumsatz und Strahlungshaushalt Energieformen im Klimasystem Energietransport Strahlungsenergie Wechselwirkung von Strahlung und Materie Wechselwirkung von Strahlung und Erdoberfläche Wechselwirkung von Strahlung und Atmosphäre Der globale Strahlungshaushalt im System Erde-Atmosphäre Globalstrahlung und kurzwellige Strahlungsbilanz Die Effektive Ausstrahlung und der Treibhauseffekt Strahlungsbilanz und Wärmehaushalt Die regionale Differenzierung von Globalstrahlung und Strahlungsbilanz 56

3 3.6.1 Die regionale Differenzierung der Globalstrahlung Die regionale Differenzierung der Strahlungsbilanz an der Obergrenze der Atmosphäre Jahres- und Tagesgänge der Strahlungsbilanz an der Erdoberfläche 59 4 Wärmehaushalt Wärmebilanz Wärmebilanz im Tagesgang Globale Ausprägung der Wärmebilanz Austausch fühlbarer Wärme Austausch latenter Wärme 68 5 Lufttemperatur Begriff, Messung, Berechnung Zeitliche und räumliche Variation der Lufttemperatur Tagesgang der Temperatur Jährliche Temperaturschwankung - Typen des Jahresgangs der Temperatur Das thermische Klima im Spiegel der Thermoisoplethen-Diagramme Horizontale Raummuster der Temperatur, Jahres- und Monatsisothermen Die Veränderung der Temperatur mit der Höhe Der trockenadiabatische Temperaturgradient Der feuchtadiabatische Temperaturgradient Labilität und Stabilität Temperaturinversionen Geographische Verteilung des geometrisch/ hypsometrischen Temperaturgradienten 95 6 Wasserhaushalt Der globale Wasserkreislauf Transport von Wasser in die Atmosphäre Evaporation Transpiration Messung und Berechnung der Verdunstung Wasserdampf in der Atmosphäre Dampfdruck und Sättigungsdampfdruck über ebenen Wasserflächen Weitere Feuchtemaße Messung der Luftfeuchtigkeit 116

4 6.4 Zeitliche und räumliche Verteilung der Wasserhaushaltsglieder Horizontale Verteilung Vertikale Verteilung Wolken und Niederschlag Wolken in der Atmosphäre Kondensation, Deposition und Wolkenbildung Wolkentypen Räumliche Verteilung der Bewölkung Niederschlagsbildung Niederschlagsarten Niederschlagsmessung Horizontale Raummuster des Niederschlags Jahresgangtypen des Niederschlags Hypsometrische Verteilung des Niederschlags Luftdruck und Wind Luftdruck Horizontale Druckgradienten und die Entstehung des Windes Druckschwankungen Wetterkarte Mesoskalige Windsysteme LandVSeewind Hangwind, Berg-Talwind Orographische Fallwinde - der Föhn Messung der Luftbewegung Die planetarische Zirkulation Strahlungsbilanz und Grundelemente der planetarischen Zirkulation Zirkulationselemente der reibungsfreien Troposphäre Corioliskraft und geostrophischer Wind Gradientwind bei kreisförmigen Isobaren Wellen in der Höhenströmung Massenträgheit bei konvergierenden und divergierenden Isobaren Zirkulationselemente unter Reibungseinfluss Der geotriptische Wind Der geotriptische Wind bei kreisförmigen Isobaren Dynamik der atmosphärischen Zirkulation 183

5 9.4.1 Außertropische Westwindzirkulation Der Polarfrontjet Stehende Wellen Wandernde Wellen Tropische Passatzirkulation Tropische Monsunzirkulation WALKER-Zirkulation Mittlere Luftdruck- und Windgürtel 199 B Regionale Klimatologie Witterung und Klima in den Tropen '.''/.' Warmtropen - Kalttropen, Feuchttropen - Trockentropen Witterungstypen und Vorgänge in der Passatzirkulation Witterungstypen der Monsunzirkulation Tropische Wirbelstürme Problemklimate in den Tropen Die Guinea-Küste NE-Brasilien Die tropisch-subtropischen Trockengebiete Küstenwüsten - Feuchtluftwüsten und Binnenwüsten Witterung und Klima in den Subtropen Subtropische Winterregengebiete - Das europäische Mittelmeergebiet Südafrika Subtropisches Sommer- und Winterregengebiet Australien Witterung und Klima ausgewählter Regionen der Außertropen Witteruhgsdynamik in der Frontalzone Klimatische Merkmale in den Mittelbreiten Mitteleuropa Luftmassen und Großwetterlagen Niederschlagsverteilung Ostasien - Der ostasiatische Monsun Nordamerika Witterung und Klima in den Polargebieten Antarktis 250

6 13.2 Arktis Variabilität des Klimas - Das El Nifio-Phänomen (ENSO) Klimaklassifikationen Genetisch-dynamische Klassifikationen Atmosphärische Zirkulation und Klimazonierung Effektive Klassifikationen Die ökoklimatische Klassifikation von - W. LAUER und P. FRANKENBERG Klimazonen Hygrothermische Klimatypen (Klimaregionen) 277 C Spezielle Klimatologie Klimageschichte - Klimaänderungen Paläoklima Klimaschwankungen im Spiegel der Messdaten Natürliche Ursachen kurz- und langfristiger Klimaschwankungen Globale anthropogene Klimabeeinflussung < (anthropogener Treibhauseffekt) Mikro- und Mesoklimatologie Klimaeffekte in städtischen Agglomerationen Luftqualität in städtischen Agglomerationen 304 Verzeichnis der wichtigsten Symbole 308 Abbildungsverzeichnis 311 Tabellenverzeichnis 320 Literatur 322 Formelanhang 330 Register 346