Dynamische Meteorologie

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Frank Schmidt zeigt in diesem Lehrbuch, dass Meteorologie weit mehr als ein Handwerk ist. Angesichts der Vielzahl nationaler und internationaler Vorhersagemodelle, die aktuelle Messungen integrieren, und des technologischen Fortschritts durch Radar- und Satellitenbeobachtung könnte man dies fast vergessen. Die Dynamik, das Herzstück dieser Modelle, führt jedoch bei sensiblen Abschätzungen zu erstaunlich variierenden Ergebnissen. Es gibt eine Vielzahl von Zusammenhängen und Grenzen zu erkunden, selbst im grundlegenden und linearen Bereich, was durch spektrale Methoden anschaulich dargestellt wird. Zunächst werden grundlegende dynamische Gleichungen quasi axiomatisch formuliert, gefolgt von der Definition dynamischer Äquivalenzklassen für meteorologische Modelle. Kugelflächenfunktionen werden als Polynome der sphärischen Polarkoordinaten eingeführt, und globale dynamische Operationen werden als Rekursionen dieser Polynome identifiziert, wobei die sphärische Symmetrie respektiert wird. Der Fokus liegt auch auf der vertikalen Struktur, Eigenschwingungen, Schichtungen und Randstrukturen. Instabilitäten treten bei der Überlappung von Rossby- und Schwerewellen auf, während Frequenzen auflösungsabhängig adaptiert werden. Barokline Instabilität reicht von der synoptischen bis zur kleinsten Skala. Unbewusste Instabilitäten und unerwünschte Dämpfungen zeigen sich in etablierten Zeititerationen, während bekannte statistische Analyseverfah