Atmosphärendynamik

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Dieses Lehrbuch richtet sich an Studierende der Meteorologie sowie an Forschende zu theoretischen und numerischen Aspekten von Wetter und Klima. Der Text konzentriert sich auf das Wesentliche und bleibt dabei gründlich. Zunächst werden die Grundgleichungen der Atmosphärendynamik hergeleitet, um wesentliche Aspekte von Wetter und Klima zu erläutern, einschließlich der Mechanismen hinter wirbelartigen Bewegungen auf Wetterkarten. Die Dynamik wird mithilfe der Flachwassergleichungen vereinfacht, um atmosphärische Wellen effizient zu analysieren. Die quasigeostrophische Theorie wird verwendet, um das Auftreten extratropischer Wettersysteme zu erklären. Eine ausführliche Betrachtung der globalen atmosphärischen Zirkulation folgt, die durch Rossby- und Schwerewellen beeinflusst wird. Die spezifischen Eigenschaften der atmosphärischen Grenzschicht und die Wechselwirkung zwischen Turbulenz und mittlerer Strömung werden ebenfalls behandelt. Wichtige theoretische Konzepte wie Entropie, potentielle Temperatur, potentielle Vorticity und Instabilitätstheorie werden eingeführt. Der Text enthält Anhänge zu mathematischen Methoden und Kapitelzusammenfassungen, die den Fokus auf das Wesentliche lenken. Ergänzende Leseempfehlungen fördern die Vertiefung des Wissens.