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Theoretische Meteorologie : Eine Einführung

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目次 1 Einführung und Definitionen
1.1 Einleitung
1.2 Physikalische Größen und Einheiten
1.3 Vektor- und Tensornotation
2 Gase und Gasgemische
2.1 Thermodynamische Systeme
2.2 Ideale Gase
2.3 Reale Gase und Gasgemische
3 Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik
3.1 Innere Energie
3.2 Erster Hauptsatz und Enthalpie
3.3 Das Joulesche Gesetz
3.4 Spezifische Wärmen
3.5 Funktionale Zusammenhänge für Energie und Enthalpie
3.6 Zustandsänderungen
3.7 Adiabatische Zustandsänderungen
4 Wasserdampf in der Atmosphäre
4.1 Wasserdampf als ideales Gas
4.2 Feuchtemaße
4.3 Die Zustandsgleichung für das Gemisch feuchte Luft
4.4 Spezifische Wärmen für feuchte Luft
4.5 Heterogene Systeme
4.6 Latente Wärmen
4.7 Der Wasserdampfdruck bei Sättigung
5 Thermodynamische Prozesse in der Atmosphäre
5.1 Der thermodynamische Zustand der Atmosphäre
5.2 Zur diabatischen Wärmezufuhr ?Q
5.3 Zur Berücksichtigung der latenten Wärme L
5.4 Kondensation in der Atmosphäre
6 Der vertikale Aufbau der Atmosphäre
6.1 Das Geopotential
6.2 Die statische Grundgleichung
6.3 Der vertikale Temperaturgradient
6.4 Die statische Stabilität
6.5 Innere Energie und potentielle Energie in der Atmosphäre
7 Geschwindigkeitsfelder und deren Eigenschaften
7.1 Die Eulersche Zerlegung
7.2 Die Divergenz von Geschwindigkeitsfeldern
7.3 Die Vorticity
7.4 Die Deformation
7.5 Die Zirkulation eines Geschwindigkeitsfeldes
7.6 Die Stromfunktion
7.7 Das Geschwindigkeitspotential
7.8 Stromfunktion und Geschwindigkeitspotential
8 Die Kontinuitätsgleichung
8.1 Flüsse und Transporte
8.2 Die Kontinuitätsgleichung
8.3 Bodendrucktendenz und Kontinuitätsgleichung
9 Die Eulerschen Bewegungsgleichungen
9.1 Die Schwerkraft
9.2 Die Druckkraft
9.3 Zur Ursache von atmosphärischen Bewegungsvorgängen
9.4 Die Zentrifugalkraft und die Coriolis-Kraft
9.5 Die Bewegungsgleichungen im rotierenden System
9.6 Die Bewegungsgleichungen in Kugelkoordinaten
9.7 Die Bewegungsgleichungen im p-System
10 Der geostrophische Wind
10.1 Definition des geostrophischen Windes
10.2 Der thermische Wind
10.3 Geostrophischer und thermischer Wind im p-System
10.4 Barotrope und barokline Atmosphäre
10.5 Der zyklostrophische Wind
10.6 Skalenanalyse
11 Die Vorticitygleichung
11.1 Vorticitygleichung für eine zweidimensionale Strömung
11.2 Stromfunktion und Vorticitygleichung
11.3 Die Vorticitygleichung für eine dreidimensionale Strömung
11.4 Die linearisierte Vorticitygleichung
11.5 Die Zirkulationsgleichung
12 Gleichungen für atmosphärische Bewegungsvorgänge
12.1 Grundgleichungen
12.2 Gleichungen für synoptische Bewegungsvorgänge
12.3 Quasi-geostrophische Gleichungen
12.4 Die potentielle Vorticity
12.5 Energiegleichungen für eine reibungsfreie Atmosphäre
13 Wellen in der Atmosphäre
13.1 Periodische Bewegungen in der Atmosphäre: Wellen
13.2 Schallwellen
13.3 Schwerewellen
13.3.1 Externe Schwerewellen
13.3.2 Interne Schwerewellen
14 Instabilitäten und Zyklogenese
14.1 Stabilitätsanalyse
14.2 Barotrope Instabilität
14.3 Barokline Instabilität
14.4 Kleinräumige Instabilitäten
15 Einführende Bemerkungen zur Allgemeinen Atmosphärischen Zirkulation
15.1 Die Allgemeine Atmosphärische Zirkulation
16 Einführung in die numerische Wettervorhersage
16.1 Numerische Wettervorhersage
17 Bewegungsgleichungen mit Reibung
17.1 Oberflächenkräfte
17.2 Die Navier-Stokes-Gleichungen
17.3 Einfache Lösungen der Navier-Stokes-Gleichungen
17.4 Die Boussinesq-Approximation
18 Die gemittelten Bewegungsgleichungen
18.1 Begriffe und Regeln zu Mittelbildungen
18.2 Die Reynolds-Gleichungen
18.3 Gradientansatz und Mischungsweg für turbulente Transporte
19 Kinetische Energie einer turbulenten Strömung
19.1 Gleichung für die gesamte kinetische Energie
19.2 Gleichung für die kinetische Energie der mittleren Strömung
19.3 Gleichung für die Turbulenzenergie
19.4 Maßzahlen für die Turbulenz
19.5 Mikro- und Makroturbulenz
20 Die atmosphärische Grenzschicht
20.1 Die Einteilung der atmosphärischen Grenzschicht
20.2 Die bodennahe Grenzschicht: Die Prandtl-Schicht
20.3 Das Windprofil in der Prandtl-Schicht
20.4 Das Windprofil bei diabatischer Schichtung
20.4.1 Erläuterungen zum allgemeinen Sprachgebrauch
20.4.2 Die Monin-Obukhov-Stabilitätslänge
20.4.3 Das Windprofil und der Diffusionskoeffizient
20.4.4 Die Profilfunktionen in der Prandtl-Schicht
20.5 Das Potenzprofil für die Windgeschwindigkeit
20.6 Das Temperaturprofil in der Prandtl-Schicht
20.6.1 Temperaturprofil und Profilfunktion
20.6.2 Die Profilmethode für turbulente Flüsse
20.7 Die atmosphärische Grenzschicht: Ekman-Schicht
20.7.1 Die Ekman-Spirale
20.8 Die Höhe der atmosphärischen Grenzschicht
20.9 Die turbulente Schubspannung in der Ekman-Schicht
20.10 Die Ekman-Spirale oberhalb einer Prandtl-Schicht
20.11 Grenzschicht-Modelle mit einem Mischungswegansatz
20.12 Die Wechselwirkung zwischen Grenzschicht und freier Atmosphäre
21 Die Ausbreitung von Substanzen in der Atmosphäre
21.1 Die Diffusionsgleichung
21.2 Die Konzentrationsverteilung für momentane Punktquellen
21.3 Konzentrationsverteilung für kontinuierliche Punktquellen
21.4 Die Konzentrationsverteilung als Gaußsche Normalverteilung
21.5 Diffusion unter Berücksichtigung des Erdbodens
21.6 Praktische Anwendung der Ausbreitungsrechnung
Sachwortverzeichnis.
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登録日 2020.06.27
更新日 2020.06.28