Die Atmosphäre der Erde: Eine Einführung in die by Helmut Kraus

By Helmut Kraus

Diese reich illustrierte Einführung in die Meteorologie entstand aus der langjährigen Lehrerfahrung des Autors an den Universitäten München, Göttingen und Bonn. Neben dem Einstieg in dieses Fach bietet sie auch einen Überblick über wichtige Teilgebiete wie die synoptische Meteorologie und die Klimatologie. Die Themen sind für einen weiten Leserkreis interessant, da das Buch auch geographische und ökologische Aspekte beleuchtet. Alle Fragestellungen werden strukturiert erarbeitet. Das Buch liegt nun, aktualisiert und umfangreich ergänzt, in seiner three. Auflage vor.

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Die Atmosphäre der Erde: Eine Einführung in die Meteorologie, 3. Auflage

Diese reich illustrierte Einführung in die Meteorologie entstand aus der langjährigen Lehrerfahrung des Autors an den Universitäten München, Göttingen und Bonn. Neben dem Einstieg in dieses Fach bietet sie auch einen Überblick über wichtige Teilgebiete wie die synoptische Meteorologie und die Klimatologie.

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Nach Kraus et al. (1990) 42 Teil II · Die meteorologischen Elemente r r und somit ρv eine Massen-Flussdichte und ρv χ eine Eigenschafts-Flussdichte ist. Im Falle, dass χ für eine r spezifische Energie steht, d. h. [χ] = J kg–1, ist ρv χ r –2 –1 eine Energie-Flussdichte mit [ρv χ] = J m s . An dieser Stelle knüpfen wir nun an die Ausführungen des Abschn. 2 an, wo von den starken Fluktuationen des Windes die Rede war. Solche Schwankungen finden wir bei allen atmosphärischen Größen, also auch bei der Lufttemperatur und der Luftfeuchtigkeit oder ganz allgemein bei den Größen, die wir uns hinter den in diesem Kapitel verwendeten Symbolen ε und χ vorstellen.

Atmosphärische Strömungen sind fast immer mehr oder weniger turbulent, so dass der Unterschied zwischen der Zeitskala, für die wir eine Betrachtung anstellen wollen (z. B. 1 Stunde; ein Tagesgang setzt sich dann aus 24 Werten zusammen), und den kleineren Zeitskalen der Fluktuationen stets von großer Bedeutung ist. Die Phänomene, die in der Skala der Betrachtung liegen, nennen wir skalig, die Fluktuationen sind in diesem Sinne subskalig. Die hier und in der gesamten Hydrodynamik viel verwendete Aufteilung einer aktuellen _ Größe in Mittelwert und Abweichung, also ε = ε + ε′, geht auf Osborne Reynolds zurück; er wandte sie im Zusammenhang mit seinem berühmten Farbfadenversuch (1883) an, in dem er den Unterschied zwischen laminarer und turbulenter Strömung zeigen konnte.

Deshalb macht es auch nur Sinn, diesen Zustand des Meeres mit einem zeitlichen Mittel der Windstärke zu korrelieren. In der Praxis der Wetterdienste sind das 10 min-Mittel. 1a. Die den Beaufortgraden entsprechenden 10 min-Mittel der Windstärke in einer Höhe von 10 m (Standard-Höhe) über der Oberfläche Beaufortgrad m s–1 Mit den oben definierten Geschwindigkeitskomponenten wird daraus Dies ist die totale Ableitung von ε nach der Zeit, wobei alle r partiellen Ableitungen berücksichtigt werden. ∇ ist der Nabla-Operator.

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