Inhaltsverzeichnis der Vorlesung "Umweltphysik"

Prof. Dr.  Klaus Brinkmann
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Stand 08.05.10

Inhaltsverzeichnis

Lernziele


1. Definition und Einführung


1.1 Definition

1.2 Kompartimente des Klima-Systems Erde
1.3 Klima und „Global Warming“

2. Atmosphäre


2.1 Barometrische Höhenformel
2.2 Adiabatischer Temperaturgradient
2.3 Potenzielle Temperatur
2.4 Bedeutung und Zusammenhänge der Temperaturen

3. Hydrosphäre


3.1 Wasserverteilung und Kreislauf
3.2 Physikalische Eigenschaften
3.2.1 Druckprofil im Ozean
3.2.2 Adiabatischer Temperaturgradient
3.2.3 Potenzielle Temperatur und Stabilität
          3.3 Ozean und Hydrosphäre im Klimasystem

4. Kryosphäre 


5. Lithosphäre


6. Biosphäre


7. Strahlungsbilanz der Erde


7.1 Strahlungsgesetze
7.1.1 Einfaches Strahlungsmodell für das System Sonne – Erde
7.2 Definitionen
7.3 Wechselwirkung solarer Strahlung und Atmosphäre
7.4 Strahlungstransport
7.4.1 Absorption
7.4.2 Streuung
7.4.3 Hinzugestreute Strahlungsintensität
7.4.4 Thermische Emission
7.4.5 Strahlungstransportgleichung
7.4.6 Zwei-Strom-Modell
7.4.7 Heizungs- und Kühlraten

8. Dynamik von Atmosphäre und Ozean


8.1 Kontinuitätsgleichung (Massenerhaltung)
8.2 Bewegungsgleichungen und Impulserhaltung
8.2.1 Trägheitskraft
8.2.2 Volumenkräfte
8.2.3 Druckgradientenkräfte
8.2.4 Reibungskräfte
8.2.5 Feldbeschleunigung
8.3 Navier-Stokes-Gleichung im rotierenden System
8.4 Näherungslösungen der Navier-Stokes-Gleichung
8.4.1 Barometerformel (Hydrostatische Gleichung)
8.4.2 Geostrophische Näherung
8.5 Schichtung und Transport in der Troposphäre
8.5.1 Turbulenz und Reibung
8.5.2 Die Prandtl-Schicht
8.5.3 Die Ekman-Schicht in der Atmosphäre
8.5.4 Die Ekman-Schicht im Ozean
8.6 Globale atmosphärische Zirkulation
8.6.1 Hoch- und Tiefdruckgebiete
8.6.2 Erhaltung der Wirbelstärke
8.6.3 Reale Windfelder
8.7 Zirkulation im Ozean
8.7.1 Oberflächenströmungen im Ozean
8.7.2 Wärmebilanz der Ozeane
8.7.3 Salzbilanz der Ozeane
8.7.4 Dichteverteilung und thermo-haline Zirkulation

8.8 Geschwindigkeiten der Zirkulationssysteme

9. Klima und Modellbildung
9.1 Modelle der Klimaforschung
9.2 Nulldimensionales Treibhausmodell
          9.2.1 Strahlungszwang

10. Global Warming
10.1 Feedback-Mechanismus
10.2 Dynamisches Verhalten
Literaturverzeichnis