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Atmosphärendynamik

  • Textbook
  • © 2022

Overview

Authors:
  1. Ulrich Achatz

    1. Institut für Atmosphäre und Umwelt, Goethe Universität, Frankfurt am Main, Deutschland

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  • kompakte Einführung in die Atmosphärendynamik
  • Fokus auf wesentliche Konzepte
  • Umfassendes Lehrbuch

  • 12k Accesses

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Table of contents (11 chapters)

  1. Front Matter

    Pages I-XV
    Download chapter PDF

  2. Die Grundgleichungen der atmosphärischen Bewegungen

    • Ulrich Achatz
    Pages 1-35

  3. Elementare Thermodynamik und Energetik der trockenen Luft

    • Ulrich Achatz
    Pages 37-73

  4. Elementare Eigenschaften und Anwendungen der Grundgleichungen

    • Ulrich Achatz
    Pages 75-100

  5. Die Wirbeldynamik

    • Ulrich Achatz
    Pages 101-129

  6. Die Dynamik der Flachwassergleichungen

    • Ulrich Achatz
    Pages 131-177

  7. Die quasigeostrophische Dynamik der geschichteten Atmosphäre

    • Ulrich Achatz
    Pages 179-249

  8. Die planetare Grenzschicht

    • Ulrich Achatz
    Pages 251-300

  9. Die Wechselwirkung zwischen Rossby-Wellen und mittlerer Strömung

    • Ulrich Achatz
    Pages 301-343

  10. Die meridionale Zirkulation

    • Ulrich Achatz
    Pages 345-406

  11. Schwerewellen und ihr Einfluss auf die atmosphärische Strömung

    • Ulrich Achatz
    Pages 407-509

  12. Anhänge

    • Ulrich Achatz
    Pages 511-543

  13. Back Matter

    Pages 545-559
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Keywords

About this book

Dieses Lehrbuch richtet sich an Studierende der Meteorologie sowie an Forschende zu theoretischen und numerischen Aspekten von Wetter und Klima. Der vorliegende Text konzentriert sich auf das Wesentliche und bleibt dabei gleichermaßen gründlich. Alle zum Verständnis notwendigen physikalischen Konzepte werden eingeführt.

Einleitend erfolgt eine Herleitung der Grundgleichungen der Atmosphärendynamik. Diese werden nachfolgend herangezogen, um wesentliche Aspekte von Wetter und Klima zu erläutern, zu denen unter anderem die Mechanismen hinter den wirbelartigen Bewegungen auf der täglichen Wetterkarte gehören. Als Mittel zu einer effizienten Analyse von atmosphärischen Wellen folgt die Vereinfachung der Dynamik mithilfe der Flachwassergleichungen. Daraufhin wird unter Zuhilfenahme der quasigeostrophischen Theorie das Auftreten extratropischer Wettersysteme begründet. Dem schließt sich eine ausführliche Betrachtung der globalen atmosphärischen Zirkulation an, die maßgeblich dem Einfluss durch Rossby- und Schwerewellen unterliegt. Auch die spezifischen Eigenschaften der atmosphärischen Grenzschicht werden diskutiert. Im Mittelpunkt steht hier die Wechselwirkung zwischen Turbulenz und mittlerer Strömung.

Im Zuge der Betrachtungen wird die Leserschaft mit wesentlichen theoretischen Konzepten des Gebiets vertraut gemacht. Hierzu zählen Entropie und potentielle Temperatur, potentielle Vorticity, Instabilitätstheorie, Reynoldsgleichungen, Mehrskalenasymptotik, WKB-Theorie, Wellenwirkung, Eliassen-Palm-Fluss, transformiertes Eulermittel, kritische Schichten, Wellenbeugung und vieles mehr.

Der Text wird durch Anhänge zu mathematischen Methoden und weiteren Vertiefungen ergänzt. Kapitelzusammenfassungen helfen, den Blick auf das Wesentliche zu bewahren. Ergänzende Leseempfehlungen regen dazu an, das erworbene Wissen zu vertiefen und zu erweitern.

Reviews

​“… natürlich profitiert jeder von diesem Buch, der sich mit den theoretischen Grundlagen der numerischen Modellierung von Wetter und Klima befasst oder an den komplexen Zusammenhängen der allgemeinen atmosphärischen Zirkulation unseres Klimasystems interessiert ist. Dies aber nicht nur als Nachschlagewerk zu bestimmten Gleichungen, sondern auch zum Prozessverständnis der Dynamik verschiedener atmosphärischer Strömungsformen und der allgemeinen atmosphärischen Zirkulation." (Dieter Etling, in: Mitteilungen DMG, Heft 1, 2023)

Authors and Affiliations

  • Institut für Atmosphäre und Umwelt, Goethe Universität, Frankfurt am Main, Deutschland

    Ulrich Achatz

About the author

Ulrich Achatz hat den Lehrstuhl zur Theorie der Atmosphärischen Dynamik und des Klimas an der Goethe-Universität Frankfurt inne. Er ist Diplomphysiker mit Promotion in Astronomie (Universität Bonn) und Habilitation in Atmosphärenphysik (Universität Rostock). In seiner wissenschaftlichen Arbeit beschäftigt er sich mit der Wechselwirkung atmosphärischer Bewegungen mit verschiedenen Skalen, von Turbulenz über Schwere- und Rossbywellen bis zur globalen Zirkulation, und ihrer verlässlichen Beschreibung in Wetter- und Klimamodellen.

Bibliographic Information

  • Book Title: Atmosphärendynamik

  • Authors: Ulrich Achatz

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-63780-7

  • Publisher: Springer Spektrum Berlin, Heidelberg

  • eBook Packages: Life Science and Basic Disciplines (German Language)

  • Copyright Information: Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2022

  • Softcover ISBN: 978-3-662-63779-1Published: 08 April 2022

  • eBook ISBN: 978-3-662-63780-7Published: 07 April 2022

  • Edition Number: 1

  • Number of Pages: XV, 559

  • Number of Illustrations: 47 b/w illustrations, 115 illustrations in colour

  • Topics: Atmospheric Sciences, Climate, general, Astronomy, Astrophysics and Cosmology

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