Meteorologie:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Ulmer
2005
|
| Ausgabe: | 5., völlig überarb. Aufl. |
| Schriftenreihe: | UTB
1338 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 447 S. Ill., graph. Darst., Kt. |
| ISBN: | 3825213382 3800127660 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Vorwort...................................................................................... 11
Formelzeichen und Einheiten.................................................... 14
1 Atmosphäre................................................................17
1.1 Allgemeines über Atmosphären....................................17
1.2 Geschichte der Erdatmosphäre...................................... 18
1.3 Zusammensetzung der Erdatmosphäre und
wirtschaftlich-ökologische Bedeutung der
Atmosphärengase..........................................................22
1.3.1 Stickstoff........................................................................23
1.3.2 Sauerstoff.......................................................................24
1.3.3 Argon.............................................................................24
1.3.4 Wichtige atmosphärische Spurengase...........................24
1.4 Luftdruck.......................................................................37
1.4.1 Definitionen und Gesetzmäßigkeiten............................37
1.4.2 Luftdruck als Navigationshilfe für die Luftfahrt............43
1.4.3 Reduktion des Luftdruckes auf Meeresniveau..............44
1.5 Temperatur der Atmosphäre.........................................44
1.6 Stabilität und Labilität der Atmosphäre........................49
1.6.1 Stabile und labile Zustände...........................................50
1.6.2 Atmosphärenschichtung und Umweltschutz................52
1.6.3 Ausbreitungsrechnung.................................................. 55
1.7 Temperatur in höheren Atmosphärenschichten...........57
2 Wasser..........................................................................61
2.1 Definitionen und wichtige physikalische Gesetze
über das Wasser in der Atmosphäre..............................62
2.1.1 Feuchtemaße.................................................................62
2.1.2 Sättigungsdampfdruck...................................................69
2.1.3 Spezifische Wärme und Volumenwärme......................74
6 Inhaltsverzeichnis
2.1.4 Schmelz- und Verdunstungsenergie..............................77
2.1.5 Rechenformeln und Vergleich der Relativen Feuchte
mit anderen Feuchtemaßen..........................................80
2.1.6 Molekularphysikalische Deutung ungewöhnlicher
Eigenschaften des Wassers.............................................82
2.2 Phasenübergänge des Wassers und ihre Bedeutung
in der Meteorologie.......................................................87
2.2.1 Kondensations- und Gefrierprozesse in der
Atmosphäre...................................................................87
2.2.2 Verdunstung..................................................................94
2.3 Erscheinungsformen des atmosphärischen Wassers.... 103
2.3.1 Dunst........................................................................... 103
2.3.2 Nebel............................................................................ 103
2.3.3 Wolken........................................................................ 110
2.3.4 Niederschläge.............................................................. 124
2.3.5 Beschläge..................................................................... 147
2.4 Niederschlagsverteilung, klimatische Wasserbilanz
und Wasserkreislauf.................................................... 151
2.4.1 Örtliche und zeitliche Niederschlagsverteilung........... 151
2.4.2 Klimatische Wasserbilanz............................................ 155
2.4.3 Wasserkreislauf in der Bundesrepublik Deutschland .. 1 56
2.4.4 Wasserhaushalt des Erdbodens im Jahresverlauf........ 157
3 Strahlung................................................................... 161
3.1 Definitionen und wichtige Gesetzmäßigkeiten
über die Strahlung.......................................................161
3.1.1 Lambertsches Gesetz.................................................... 165
3.1.2 Bouguer-Lambert-Beersches Gesetz............................ 165
3.1.3 Plancksches Gesetz...................................................... 166
3.1.4 Wiensches Verschiebungsgesetz.................................. 169
3.1.5 Stefan-Boltzmannsches Gesetz.................................... 170
3.1.6 Strahlungsverhalten der Gase..................................... 173
3.1.7 Zusammenfassende Betrachtungen und molekular¬
kinetische Deutung des Planckschen Gesetzes............ 175
3.2 Von der Sonne ausgehende Strahlung........................ 178
3.2.1 Strahlungsgenuss der Erde.......................................... 178
3.2.2 Absorption, Streuung und Reflexion.......................... 183
3.2.3 Strahlungsumsatz von Atmosphäre, Boden, Vege¬
tation und Gewässern.................................................. 195
3.3 Von der Erdoberfläche und der Atmosphäre aus¬
gehende Strahlung......................................................202
3.3.1 Definitionen und wichtige Gesetzmäßigkeiten...........204
3.3.2 Wirkungen der langwelligen Strahlung......................209
3.3.3 Glashauseffekt.............................................................210
3.4 Strahlungsbilanz der Erdoberfläche............................214
3.5 Optische Erscheinungen in der Atmosphäre...............216
Inhaltsverzeichnis 7
3.5.1 Regenbogen.................................................................216
3.5.2 Haloerscheinungen......................................................219
3.5.3 Weitere optische Erscheinungen.................................221
4 Energiehaushalt der Erdoberfläche.......................225
4.1 Speicherung von Wärme im Boden und in
Gewässern ..................................................................225
4.1.1 Grundsätzliches zum Wärmetransport im Boden.......225
4.1.2 Bodenwärmestrom......................................................231
4.1.3 Bewachsener Boden....................................................234
4.1.4 Wärmespeicherung in Gewässern...............................236
4.2 Austausch fühlbarer Wärme und latenter Energie.....238
4.2.1 Fühlbare Wärme..........................................................238
4.2.2 Latente Energie............................................................242
4.3 Energiehaushalt als Ganzes.........................................243
4.4 Zusammenhang zwischen Energiehaushalt der Erd¬
oberfläche und Temperatur der bodennahen Luft......246
5 Wind...........................................................................252
5.1 Graphische Darstellung des Windes............................254
5.2 Entstehung des Windes...............................................256
5.2.1 Land- und Seewind.....................................................256
5.2.2 Andere kleinräumige Windsysteme............................258
5.2.3 Großräumige Windsysteme.........................................261
5.3 Besondere Winderscheinungen...................................268
5.3.1 Tornados......................................................................269
5.3.2 Hurrikane, Taifune, Zyklonen.....................................271
5.4 Böigkeit des Windes....................................................273
5.5 Windschäden und Windschutz....................................276
5.5.1 Schäden durch Druck-, Sog- und Böeneinwirkung.... 276
5.5.2 Windschutz..................................................................278
6 Dynamik der Atmosphäre......................................280
6.1 Hoch- und Tiefdruckgebiete........................................280
6.1.1 Thermische Hoch- und Tiefdruckgebiete.....................280
6.1.2 Dynamische Hoch- und Tiefdruckgebiete...................281
6.1.3 Luftmassen..................................................................296
6.2 Allgemeine Zirkulation der Atmosphäre.....................298
6.2.1 Hochdruckgürtel und Tiefdruckrinnen.......................299
6.2.2 Passatzirkulation..........................................................300
6.2.3 Polare Zirkulation........................................................301
6.2.4 Zusammenfassung der allgemeinen Zirkulation.........301
6.2.5 Mit der allgemeinen Zirkulation verbundener
Energietransport..........................................................303
6.2.6 Jahresgang der allgemeinen Zirkulation.....................305
6.2.7 Monsune.....................................................................308
8 Inhaltsverzeichnis
6.3 Beispiele besonderer Wetterlagen...............................308
6.3.1 Die Dürre- und Hitzeperiode im Sommer 1976..........308
6.3.2 Der Kälteeinbruch vom Dezember 1978.....................309
6.3.3 Die schweren Spätfröste vom Mai 1957......................310
6.3.4 Der Frühfrost vom September 1971............................311
6.3.5 Die Föhnlage vom April 1983.....................................312
7 Klima..........................................................................315
7.1 Was ist Klima?.............................................................315
7.2 Der moderne Klimabegriff...........................................316
7.3 Klimascales..................................................................318
7.4 Weltklima....................................................................321
7.5 Makroklima.................................................................321
7.6 Mesoklima und Mikroklima........................................325
7.6.1 Strahlungsverhältnisse im gegliederten Gelände........326
7.6.2 Temperaturverhältnisse im gegliederten Gelände.......336
7.6.3 Wind im gegliederten Gelände.................................... 342
7.6.4 Niederschlag im gegliederten Gelände........................ 350
7.6.5 Stadtklima...................................................................351
7.6.6 Klima im Pflanzenbestand...........................................357
7.7 Klima an Einzelpflanzen und Pflanzenorganen als
Beispiel für das Spotklima...........................................360
7.7.1 Strahlung.....................................................................361
7.7.2 Temperatur..................................................................362
8 Messung meteorologischer Größen.......................374
8.1 Temperatur..................................................................374
8.1.1 Flüssigkeitsthermometer.............................................375
8.1.2 Bimetallthermometer..................................................377
8.1.3 Widerstandsthermometer............................................377
8.1.4 Messfehler bei der Temperaturmessung......................378
8.1.5 Thermoelemente.........................................................380
8.1.6 Strahlungsthermometer..............................................382
8.1.7 Messungen der Temperatur im Erdboden...................382
8.2 Niederschläge und Beschläge......................................383
8.2.1 Niederschlagsmesser....................................................384
8.2.2 Registrierende Niederschlagsmesser............................386
8.2.3 Regenmelder...............................................................388
8.2.4 pH-Wert-Messer..........................................................388
8.2.5 Nebeltraufe..................................................................388
8.2.6 Stamm- und Stängelabfluss.........................................389
8.2.7 Benetzungsdauer.........................................................390
8.2.8 Schneehöhe und Schneedichte...................................390
8.3 Luftfeuchtigkeit...........................................................390
8.3.1 Haarhygrometer..........................................................390
8.3.2 Psychrometer...............................................................391
Inhaltsverzeichnis 9
8.3.3 Elektronische Feuchtemessung...................................393
8.4 Verdunstung................................................................394
8.5 Bodenwassergehalt......................................................395
8.6 Wind............................................................................396
8.6.1 Windrichtung..............................................................396
8.6.2 Windgeschwindigkeit..................................................398
8.7 Strahlung.....................................................................402
8.7.1 Sonnenscheindauer.....................................................403
8.7.2 Kurzwellige Strahlung.................................................405
8.7.3 Strahlungsbilanz..........................................................407
8.7.4 Photosynthetisch aktive Strahlung und Licht.............407
8.8 Luftdruck.....................................................................408
8.8.1 Quecksilberbarometer.................................................408
8.8.2
8.9 Flugmeteorologisch wichtige Größen..........................411
8.9.1 Sichtweite....................................................................411
8.9.2 Wolkenuntergrenze.....................................................411
8.9.3 Bestimmung der Wolkenmenge..................................412
8.10 Wetterradar.................................................................412
8.11 Nicht bodengebundene Messgeräte.............................414
8.11.1 Radiosonden................................................................414
8.11.2 Fernerkundung...........................................................416
8.11.3 Wettersatelliten............................................................417
Anhang: Schwankungen und Veränderungen
des Klimas:
Literaturverzeichnis..................................................................421
Benützte Literatur.......................................................421
Weiterführende Literatur............................................428
Sachregister..............................................................................436
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
Vorwort. 11
Formelzeichen und Einheiten. 14
1 Atmosphäre.17
1.1 Allgemeines über Atmosphären.17
1.2 Geschichte der Erdatmosphäre. 18
1.3 Zusammensetzung der Erdatmosphäre und
wirtschaftlich-ökologische Bedeutung der
Atmosphärengase.22
1.3.1 Stickstoff.23
1.3.2 Sauerstoff.24
1.3.3 Argon.24
1.3.4 Wichtige atmosphärische Spurengase.24
1.4 Luftdruck.37
1.4.1 Definitionen und Gesetzmäßigkeiten.37
1.4.2 Luftdruck als Navigationshilfe für die Luftfahrt.43
1.4.3 Reduktion des Luftdruckes auf Meeresniveau.44
1.5 Temperatur der Atmosphäre.44
1.6 Stabilität und Labilität der Atmosphäre.49
1.6.1 Stabile und labile Zustände.50
1.6.2 Atmosphärenschichtung und Umweltschutz.52
1.6.3 Ausbreitungsrechnung. 55
1.7 Temperatur in höheren Atmosphärenschichten.57
2 Wasser.61
2.1 Definitionen und wichtige physikalische Gesetze
über das Wasser in der Atmosphäre.62
2.1.1 Feuchtemaße.62
2.1.2 Sättigungsdampfdruck.69
2.1.3 Spezifische Wärme und Volumenwärme.74
6 Inhaltsverzeichnis
2.1.4 Schmelz- und Verdunstungsenergie.77
2.1.5 Rechenformeln und Vergleich der Relativen Feuchte
mit anderen Feuchtemaßen.80
2.1.6 Molekularphysikalische Deutung ungewöhnlicher
Eigenschaften des Wassers.82
2.2 Phasenübergänge des Wassers und ihre Bedeutung
in der Meteorologie.87
2.2.1 Kondensations- und Gefrierprozesse in der
Atmosphäre.87
2.2.2 Verdunstung.94
2.3 Erscheinungsformen des atmosphärischen Wassers. 103
2.3.1 Dunst. 103
2.3.2 Nebel. 103
2.3.3 Wolken. 110
2.3.4 Niederschläge. 124
2.3.5 Beschläge. 147
2.4 Niederschlagsverteilung, klimatische Wasserbilanz
und Wasserkreislauf. 151
2.4.1 Örtliche und zeitliche Niederschlagsverteilung. 151
2.4.2 Klimatische Wasserbilanz. 155
2.4.3 Wasserkreislauf in der Bundesrepublik Deutschland . 1 56
2.4.4 Wasserhaushalt des Erdbodens im Jahresverlauf. 157
3 Strahlung. 161
3.1 Definitionen und wichtige Gesetzmäßigkeiten
über die Strahlung.161
3.1.1 Lambertsches Gesetz. 165
3.1.2 Bouguer-Lambert-Beersches Gesetz. 165
3.1.3 Plancksches Gesetz. 166
3.1.4 Wiensches Verschiebungsgesetz. 169
3.1.5 Stefan-Boltzmannsches Gesetz. 170
3.1.6 Strahlungsverhalten der Gase. 173
3.1.7 Zusammenfassende Betrachtungen und molekular¬
kinetische Deutung des Planckschen Gesetzes. 175
3.2 Von der Sonne ausgehende Strahlung. 178
3.2.1 Strahlungsgenuss der Erde. 178
3.2.2 Absorption, Streuung und Reflexion. 183
3.2.3 Strahlungsumsatz von Atmosphäre, Boden, Vege¬
tation und Gewässern. 195
3.3 Von der Erdoberfläche und der Atmosphäre aus¬
gehende Strahlung.202
3.3.1 Definitionen und wichtige Gesetzmäßigkeiten.204
3.3.2 Wirkungen der langwelligen Strahlung.209
3.3.3 Glashauseffekt.210
3.4 Strahlungsbilanz der Erdoberfläche.214
3.5 Optische Erscheinungen in der Atmosphäre.216
Inhaltsverzeichnis 7
3.5.1 Regenbogen.216
3.5.2 Haloerscheinungen.219
3.5.3 Weitere optische Erscheinungen.221
4 Energiehaushalt der Erdoberfläche.225
4.1 Speicherung von Wärme im Boden und in
Gewässern .225
4.1.1 Grundsätzliches zum Wärmetransport im Boden.225
4.1.2 Bodenwärmestrom.231
4.1.3 Bewachsener Boden.234
4.1.4 Wärmespeicherung in Gewässern.236
4.2 Austausch fühlbarer Wärme und latenter Energie.238
4.2.1 Fühlbare Wärme.238
4.2.2 Latente Energie.242
4.3 Energiehaushalt als Ganzes.243
4.4 Zusammenhang zwischen Energiehaushalt der Erd¬
oberfläche und Temperatur der bodennahen Luft.246
5 Wind.252
5.1 Graphische Darstellung des Windes.254
5.2 Entstehung des Windes.256
5.2.1 Land- und Seewind.256
5.2.2 Andere kleinräumige Windsysteme.258
5.2.3 Großräumige Windsysteme.261
5.3 Besondere Winderscheinungen.268
5.3.1 Tornados.269
5.3.2 Hurrikane, Taifune, Zyklonen.271
5.4 Böigkeit des Windes.273
5.5 Windschäden und Windschutz.276
5.5.1 Schäden durch Druck-, Sog- und Böeneinwirkung. 276
5.5.2 Windschutz.278
6 Dynamik der Atmosphäre.280
6.1 Hoch- und Tiefdruckgebiete.280
6.1.1 Thermische Hoch- und Tiefdruckgebiete.280
6.1.2 Dynamische Hoch- und Tiefdruckgebiete.281
6.1.3 Luftmassen.296
6.2 Allgemeine Zirkulation der Atmosphäre.298
6.2.1 Hochdruckgürtel und Tiefdruckrinnen.299
6.2.2 Passatzirkulation.300
6.2.3 Polare Zirkulation.301
6.2.4 Zusammenfassung der allgemeinen Zirkulation.301
6.2.5 Mit der allgemeinen Zirkulation verbundener
Energietransport.303
6.2.6 Jahresgang der allgemeinen Zirkulation.305
6.2.7 Monsune.308
8 Inhaltsverzeichnis
6.3 Beispiele besonderer Wetterlagen.308
6.3.1 Die Dürre- und Hitzeperiode im Sommer 1976.308
6.3.2 Der Kälteeinbruch vom Dezember 1978.309
6.3.3 Die schweren Spätfröste vom Mai 1957.310
6.3.4 Der Frühfrost vom September 1971.311
6.3.5 Die Föhnlage vom April 1983.312
7 Klima.315
7.1 Was ist Klima?.315
7.2 Der moderne Klimabegriff.316
7.3 Klimascales.318
7.4 Weltklima.321
7.5 Makroklima.321
7.6 Mesoklima und Mikroklima.325
7.6.1 Strahlungsverhältnisse im gegliederten Gelände.326
7.6.2 Temperaturverhältnisse im gegliederten Gelände.336
7.6.3 Wind im gegliederten Gelände. 342
7.6.4 Niederschlag im gegliederten Gelände. 350
7.6.5 Stadtklima.351
7.6.6 Klima im Pflanzenbestand.357
7.7 Klima an Einzelpflanzen und Pflanzenorganen als
Beispiel für das Spotklima.360
7.7.1 Strahlung.361
7.7.2 Temperatur.362
8 Messung meteorologischer Größen.374
8.1 Temperatur.374
8.1.1 Flüssigkeitsthermometer.375
8.1.2 Bimetallthermometer.377
8.1.3 Widerstandsthermometer.377
8.1.4 Messfehler bei der Temperaturmessung.378
8.1.5 Thermoelemente.380
8.1.6 Strahlungsthermometer.382
8.1.7 Messungen der Temperatur im Erdboden.382
8.2 Niederschläge und Beschläge.383
8.2.1 Niederschlagsmesser.384
8.2.2 Registrierende Niederschlagsmesser.386
8.2.3 Regenmelder.388
8.2.4 pH-Wert-Messer.388
8.2.5 Nebeltraufe.388
8.2.6 Stamm- und Stängelabfluss.389
8.2.7 Benetzungsdauer.390
8.2.8 Schneehöhe und Schneedichte.390
8.3 Luftfeuchtigkeit.390
8.3.1 Haarhygrometer.390
8.3.2 Psychrometer.391
Inhaltsverzeichnis 9
8.3.3 Elektronische Feuchtemessung.393
8.4 Verdunstung.394
8.5 Bodenwassergehalt.395
8.6 Wind.396
8.6.1 Windrichtung.396
8.6.2 Windgeschwindigkeit.398
8.7 Strahlung.402
8.7.1 Sonnenscheindauer.403
8.7.2 Kurzwellige Strahlung.405
8.7.3 Strahlungsbilanz.407
8.7.4 Photosynthetisch aktive Strahlung und Licht.407
8.8 Luftdruck.408
8.8.1 Quecksilberbarometer.408
8.8.2
8.9 Flugmeteorologisch wichtige Größen.411
8.9.1 Sichtweite.411
8.9.2 Wolkenuntergrenze.411
8.9.3 Bestimmung der Wolkenmenge.412
8.10 Wetterradar.412
8.11 Nicht bodengebundene Messgeräte.414
8.11.1 Radiosonden.414
8.11.2 Fernerkundung.416
8.11.3 Wettersatelliten.417
Anhang: Schwankungen und Veränderungen
des Klimas:
Literaturverzeichnis.421
Benützte Literatur.421
Weiterführende Literatur.428
Sachregister.436 |
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