Meteorologie

Prof. Dr. Hans Häckel lehrt an der TU München.

Vorwort zur 9. Auflage11
Formelzeichen und Einheiten13
1 Atmosphäre
1.1 Allgemeines über Atmosphären 15
1.2 Geschichte der Erdatmosphäre 16
1.3 Zusammensetzung der Erdatmosphäre und wirtschaftlich-ökologische Bedeutung der Atmosphärengase19
1.3.1 Stickstoff20
1.3.2 Sauerstoff20
1.3.3 Argon21
1.3.4 Wichtige atmosphärische Spurengase21
1.4 Luftdruck30
1.4.1 Definitionen und Gesetzmäßigkeiten30
1.4.2 Luftdruck als Navigationshilfe für die Luftfahrt35
1.4.3 Reduktion des Luftdrucks auf Meeresniveau36
1.5 Temperatur der Atmosphäre36
1.6 Stabilität und Labilität der Atmosphäre40
1.6.1 Stabile und labile Zustände40
1.6.2 Atmosphärenschichtung und Umweltschutz42
1.6.3 Ausbreitungsrechnung45
1.7 Vertikale Struktur und Temperatur der Atmosphäre46
2 Wasser
2.1 Definitionen und wichtige physikalische Gesetze über das Wasser in der Atmosphäre50
2.1.1 Feuchtemaße50
2.1.2 Sättigungsdampfdruck56
2.1.3 Spezifische Wärme und Volumenwärme60
2.1.4 Schmelz- und Verdunstungsenergie61
2.1.5 Rechenformeln und Vergleich der Relativen Feuchte mit anderen Feuchtemaßen64
2.1.6 Molekularphysikalische Deutung ungewöhnlicher Eigenschaften des Wassers66
2.2 Phasenübergänge des Wassers und ihre Bedeutung in der Meteorologie70
2.2.1 Kondensations- und Gefrierprozesse in der Atmosphäre70
2.2.2 Verdunstung76
2.3 Erscheinungsformen des atmosphärischen Wassers82
2.3.1 Dunst82
2.3.2 Nebel83
2.3.3 Wolken88
2.3.4 Niederschläge100
2.3.5 Beschläge119
2.4 Niederschlagsverteilung, klimatische Wasserbilanz und Wasserkreislauf123
2.4.1 Örtliche und zeitliche Niederschlagsverteilung123
2.4.2 Klimatische Wasserbilanz126
2.4.3 Wasserkreislauf in der Bundesrepublik Deutschland127
2.4.4 Wasserhaushalt des Erdbodens im Jahresverlauf129
3 Strahlung
3.1 Definitionen und wichtige Gesetzmäßigkeiten über die Strahlung132
3.1.1 Lambertsches Gesetz135
3.1.2 Bouguer-Lambert-Beersches Gesetz135
3.1.3 Plancksches Gesetz136
3.1.4 Wiensches Verschiebungsgesetz138
3.1.5 Stefan-Boltzmannsches Gesetz139
3.1.6 Strahlungsverhalten der Gase143
3.1.7 Zusammenfassende Betrachtungen und molekularkinetische Deutung des Planckschen Gesetzes143
3.2 Von der Sonne ausgehende Strahlung145
3.2.1 Strahlungsgenuss der Erde146
3.2.2 Absorption, Streuung und Reflexion150
3.2.3 Strahlungsumsatz von Atmosphäre, Boden, Vegetation und Gewässern160
3.3 Von der Erdoberfläche und der Atmosphäre ausgehende Strahlung .167
3.3.1 Definitionen und wichtige Gesetzmäßigkeiten 168
3.3.2 Wirkungen der langwelligen Strahlung172
3.3.3 Glashauseffekt173
3.4 Strahlungsbilanz der Erdoberfläche175
3.5 Optische Erscheinungen in der Atmosphäre177
3.5.1 Regenbogen177
3.5.2 Haloerscheinungen178
3.5.3 Weitere optische Erscheinungen181
4 Energiehaushalt der Erdoberfläche
4.1 Speicherung von Wärme im Boden und in Gewässern184
4.1.1 Grundsätzliches zum Wärmetransport im Boden184
4.1.2 Bodenwärmestrom188
4.1.3 Bewachsener Boden191
4.1.4 Wärmespeicherung in Gewässern193
4.2 Austausch fühlbarer Wärme und latenter Energie195
4.2.1 Vorbemerkung195
4.2.2 Fühlbare Wärme195
4.2.3 Latente Energie198
4.3 Energiehaushalt als Ganzes199
4.4 Zusammenhang zwischen Energiehaushalt der Erdoberfläche und Temperatur der bodennahen Luft201
5 Wind
5.1 Grafische Darstellung des Windes207
5.2 Entstehung des Windes209
5.2.1 Land- und Seewind209
5.2.2 Andere kleinräumige Windsysteme 211
5.2.3 Großräumige Windsysteme213
5.3 Besondere Winderscheinungen219
5.3.1 Tornados219
5.3.2 Hurrikane, Taifune, Zyklonen221
5.4 Böigkeit des Windes223
5.5 Windschäden und Windschutz225
5.5.1 Schäden durch Druck-, Sog- und Böeneinwirkung225
5.5.2 Windschutz227
6 Dynamik der Atmosphäre
6.1 Hoch- und Tiefdruckgebiete 229
6.1.1 Thermische Hoch- und Tiefdruckgebiete229
6.1.2 Dynamische Hoch- und Tiefdruckgebiete229
6.1.3 Luftmassen243
6.2 Allgemeine Zirkulation der Atmosphäre245
6.2.1 Hochdruckgürtel und Tiefdruckrinnen245
6.2.2 Passatzirkulation246
6.2.3 Polare Zirkulation247
6.2.4 Zusammenfassung der allgemeinen Zirkulation247
6.2.5 Mit der allgemeinen Zirkulation verbundener Energietransport249
6.2.6 Jahresgang der allgemeinen Zirkulation251
6.2.7 Monsune251
6.3 Beispiele besonderer Wetterlagen253
6.3.1 Die berüchtigte Dürre- und Hitzeperiode im Sommer 1976253
6.3.2 Der extreme Kälteeinbruch vom Dezember 1978254
6.3.3 Beispiel einer Spätfrost-Wetterlage im Mai255
6.3.4 Beispiel einer Frühfrost-Wetterlage im September255
6.3.5 Beispiel einer Föhnlage256
7 Klima
7.1 Was ist Klima? 259
7.2 Der moderne Klimabegriff259
7.3 Klimascales260
7.4 Weltklima 263
7.5 Makroklima265
7.6 Mesoklima und Mikroklima267
7.6.1 Strahlungsverhältnisse im gegliederten Gelände267
7.6.2 Temperaturverhältnisse im gegliederten Gelände274
7.6.3 Wind im gegliederten Gelände279
7.6.4 Niederschlag im gegliederten Gelände285
7.6.5 Stadtklima286
7.6.6 Klima im Pflanzenbestand290
7.7 Klima an Einzelpflanzen und Fensterscheiben als Beispiele für das Spotklima –Grenzschichttheorie293
7.7.1 Strahlung293
7.7.2 Temperatur .294
8 Messung meteorologischer Größen
8.1 Temperatur305
8.1.1 Flüssigkeitsthermometer306
8.1.2 Bimetallthermometer307
8.1.3 Widerstandsthermometer307
8.1.4 Messfehler bei der Temperaturmessung308
8.1.5 Thermoelemente310
8.1.6 Strahlungsthermometer311
8.1.7 Messungen der Temperatur im Erdboden 312
8.2 Niederschläge und Beschläge312
8.2.1 Niederschlagsmesser313
8.2.2 Registrierende Niederschlagsmesser315
8.2.3 Niederschlagsmelder 316
8.2.4 pH-Wert-Messer317
8.2.5 Nebeltraufe317
8.2.6 Stamm- und Stängelabfluss318
8.2.7 Benetzungsdauer318
8.2.8 Schneehöhe und Schneedichte318
8.3 Luftfeuchtigkeit319
8.3.1 Haarhygrometer319
8.3.2 Psychrometer320
8.3.3 Elektronische Feuchtemessung321
8.4 Verdunstung322
8.5 Bodenwassergehalt322
8.6 Wind323
8.6.1 Windrichtung323
8.6.2 Windgeschwindigkeit325
8.7 Strahlung329
8.7.1 Sonnenscheindauer330
8.7.2 Kurzwellige Strahlung331
8.7.3 Strahlungsbilanz333
8.7.4 Fotosynthetisch aktive Strahlung und Licht333
8.8 Luftdruck333
8.8.1 Quecksilberbarometer334
8.8.2 Aneroid- oder Dosenbarometer335
8.9 Flugmeteorologisch wichtige Größen336
8.9.1 Sichtweite336
8.9.2 Wolkenuntergrenze 336
8.9.3 Bestimmung der Wolkenmenge 337
8.10 Wetterradar337
8.11 Nicht bodengebundene Messgeräte339
8.11.1 Radiosonden339
8.11.2 Fernerkundung340
8.11.3 Wettersatelliten340
9 Veränderungen des Klimas 9.1 Vorbemerkungen344
9.2 Das Klima früherer Zeiten344
9.3 Informationsquellen über das Klima früherer Zeiten345
9.3.1 Wettermessgeräte345
9.3.2 Schriftliche Informationen über das Wetter346
9.3.3 Indirekte Analyseverfahren348
9.4 Ergebnisse der Klimaanalysen351
9.4.1 Die letzten 100 Jahre351
9.4.2 Die letzten 1000 Jahre352
9.4.3 Die letzten 10 000 Jahre354
9.4.4 Die letzten 100 000 Jahre355
9.4.5 Die letzten 1 000 000 Jahre357
9.5 Ursachen der Klimaschwankungen 357
9.5.1 Interne Einflüsse auf das Klima 357
9.5.2 Externe Einflüsse auf das Klima358
9.6 Das Klima der Zukunft361
9.6.1 Klimaänderungen nach der Milankovic´-Theorie361
9.6.2 Anthropogene Einflüsse362
9.6.3 Klimamodelle363
9.6.4 Ergebnisse von Rechnungen mit Klimamodellen365
9.6.5 Möglichkeiten zur Verhinderung und Beseitigung von Klimaschäden366
Literaturverzeichnis368
Sachregister 381
URL-Liste391

Aus: rezensionen.ch - Florian Englert - 11.05.2014
Es gehört zu den Klassikern der Grundlagenliteratur im Geographiestudium: Häckels Meteorologie-Lehrbuch ist nicht nur etwas für MeteorologInnen, sondern auch für GeographInnen, die sich mit der Klimatologie auseinandersetzen. Für diesen Bereich ist es wohl das wichtigste Grundlagenwerk. In verständlicher Sprache und mit anschaulichen Abbildungen erläutert der Meteorologe Häckel in seinem durchgängig farbigen Lehrbuch beispielsweise, welchen Einfluss die Strahlung auf das Wetter hat und wie Winde entstehen. Vorkenntnisse sind kaum nötig - der Autor versteht es, beginnend mit einem niedrigschwelligen Einstiegsniveau die komplexen Vorgänge des Wetters auch jenen zu vermitteln, die wenig naturwissenschaftliches Wissen mitbringen.