Meteorologie und Umwelt von Günter Warnecke

Inhaltsangabe1 Einführung.- 1.1 Begriffe, Definitionen, Motivation.- 1.1.1 Was ist Meteorologie?.- 1.1.2 Was ist Wetter?.- 1.1.3 Was ist Klima?.- 1.1.4 Warum beschäftigen wir uns mit der Meteorologie?.- 1.2 Prinzipielle Methoden und Besonderheiten der Meteorologie.- 2 Das System Erdatmosphäre.- 2.1 Zusammensetzung der Atmosphäre.- 2.1.1 Die Gaszusammensetzung.- 2.1.2 Das atmosphärische Aerosol.- 2.2 Erdgeschichtliche Entwicklung der Atmosphäre.- 2.3 Bemerkungen zur Schichteneinteilung der Atmosphäre.- 2.4 Atmosphärisches "Scale"-Verhalten und Folgerungen.- 2.5 Räumliche Vernetzungen.- 3 Sonne und Erdatmosphäre (Strahlung).- 3.1 Energiequellen.- 3.2 Grundlegende physikalische Strahlungsgesetze.- 3.2.1 Das Plancksche Strahlungsgesetz.- 3.2.2 Das Stefan-Boltzmann-Gesetz.- 3.2.3 Das Wiensche Verschiebungsgesetz.- 3.2.4 Das Kirchhoffsche Strahlungsgesetz.- 3.3 Sonne, Sonnenwind, Magnetfeld, Obergrenze der Atmosphäre.- 3.4 Strahlung der Sonne, Solarkonstante.- 3.5 Wechselwirkungen zwischen Sonnenstrahlung und Atmosphäre.- 3.5.1 Absorption.- 3.5.1.1 Photo-Ionisierung, Ionosphäre.- 3.5.1.2 Photo-Dissoziation, Photochemie, Ozonschicht.- 3.5.1.2.1 Das stratosphärische Ozon.- 3.5.1.2.2 Anthropogene Eingriffe - Das "Ozonloch".- 3.5.1.2.3 Das troposphärische Ozon.- 3.5.1.2.4 Bedeutung des stratosphärischen Ozons.- 3.5.1.3 Die hauptsächlichen atmosphärischen Absorber.- 3.5.1.4 Das Lambert-Bouguer-Gesetz.- 3.5.2 Die Streuung.- 3.5.2.1 Streuung an Luftmolekülen (Rayleigh-Streuung).- 3.5.2.2 Aerosolstreuung (Dunststreuung, Mie-Streuung).- 3.5.3 Die Extinktion.- 3.5.4 Die atmosphärische Trübung.- 3.5.5 Bemerkungen zur Sichtweite.- 3.5.6 Die Reflexion.- 3.6 Die Terrestrische Strahlung.- 3.7 Der Strahlungshaushalt der Erde.- 3.7.1 Die Strahlungsbilanz der Erdoberfläche.- 3.7.1.1 Astronomische und geographische Einflüsse auf die Verteilung der Sonnenstrahlung auf der Erde.- 3.7.1.2 Die diffuse Himmelsstrahlung.- 3.7.1.3 Die atmosphärische Gegenstrahlung.- 3.7.2 Die Komponenten der Strahlungsbilanz am Beispiel der Messungen in Hamburg.- 3.7.3 Die Strahlungsbilanz der Atmosphäre.- 3.7.4 Die globale Verteilung der Strahlungsbilanz.- 3.8 Anmerkungen zum Glashauseffekt.- 4 Die Wärmebilanz der Erdoberfläche.- 4.1 Wärmeaustausch mit tieferen Schichten.- 4.2 Wärmeaustausch mit der Atmosphäre.- 4.2.1 Wärmeleitung.- 4.2.2 Verdunstung.- 4.2.2.1 Mikrophysikalische Beschreibung der Verdunstung.- 4.2.2.2 Makrophysikalische Beschreibung der Verdunstung.- 5 Statik und Thermodynamik der Atmosphäre.- 5.1 Allgemeine physikalische Grundlagen.- 5.2 Die hydrostatische Grundgleichung.- 5.3 Schwerebeschleunigung und Geopotential.- 5.4 Die Barometrische Höhenformel.- 5.5 Die Temperaturänderung adiabatisch vertikal bewegter Luft.- 5.6 Die vertikale Stabilität der Luftschichtung.- 5.6.1 Die Auftriebskraft.- 5.6.2 Hydrostatische Stabilität/Instabilität.- 5.7 Potentielle Temperatur und vertikale Stabilität.- 5.8 Stabilitätsänderungen bei erzwungenen Vertikalbewegungen.- 5.9 Thermodynamik feuchter Luft.- 5.9.1 Zustandsgrößen des Wasserdampfes und der feuchten Luft.- 5.9.2 Adiabatische Zustandsänderungen feuchter Luft.- 5.9.3 Berechnung der Auslösung von Konvektionsbewölkung.- 5.9.4 Die Stabilität (Instabilität) feuchter Luft.- 5.9.5 Zusammenfassung der wichtigsten Feuchtigkeitsmaße und der die Feuchtigkeit berücksichtigenden Temperaturbegriffe.- 5.9.6 Periodische Änderungen von Dampfdruck und relativer Feuchte in Bodennähe.- 5.10 Das Thermodynamische Diagrammpapier nach Stüve.- 5.11 Temperatur und Wärmeempfinden.- 5.12 Kondensation und Niederschlagsprozesse.- 5.12.1 Tropfenbildung.- 5.12.2 Tropfenwachstum und Niederschlag.- 5.12.3 Wolken- bzw. Niederschlagsteilchen und Luftbeimengungen.- 5.13 Die internationale (phänomenologische) Wolkenklassifikation.- 6 Dynamik der Atmosphäre.- 6.1 Der Wind.- 6.2 Die Druckkraft.- 6.3 Horizontale Luftdruckverteilung und Topographie von Druckflächen (Isobarflächen).- 6.4 Thermisch angeregte Zirkulationen.- 6.4.1 Zirkulationen aufgrund unterschiedlicher Erw