Buch ist in acht Kapitel und einen Anhang gegliedert. Das erste befasst sich mit der Geschichte der Atmosphäre und mit ihren Inhaltsstoffen, mit dem Luftdruck, den Stabilitäts- und Ausbreitungsbedingungen und den daraus resultierenden Umweltfragen. Das zweite behandelt die Gesetzmäßigkeiten und Erscheinungsformen des Wassers, das dritte die Sonnen- und Wärmestrahlung. Im vierten Kapitel werden die bis dahin erarbeiteten Gesetzmäßigkeiten zum Energiehaushalt der Erdoberfläche zusammengeführt. Der Wind, der im fünften Kapitel behandelt wird, leitet über zur Dynamik der Atmosphäre mit ihren Hoch- und Tiefdruckgebieten, die im sechsten Kapitel thematisiert wird. Aus ihr ergeben sich im siebten Kapitel die großen Klimazonen der Erde in die die klimatischen Besonderheiten im Gelände, in der Stadt, in unserer unmittelbaren Umgebung und an Einzelobjekten eingebettet sind. Wie man meteorologische Parameter messen kann, beschreibt das achte Kapitel, und der Anhang schließlich befasst sich mit natürlichen und anthropogen verursachten Klimaänderungen.
Die Bücher der Verlagskooperation utb sind preislich so kalkuliert, dass sie auch in Zeiten höherer finanzieller Belastung für die Studierenden erschwinglich bleiben. Das hat jedoch auf der anderen Seite zur Folge, dass man sich beim Präsentieren meteorologischer Phänomene, die mehr ästhetische als wissenschaftliche Bedeutung besitzen, etwas zurückhalten muss. Bei der Meteorologie, einer in ihrer Erscheinung außerordentlich „formenreichen und farbigen“ Wissenschaft, ist das besonders bedauerlich. Ich habe daher die Anregungen des Verlages Eugen Ulmer, einen „Naturführer Wetter und Klimaphänomene“ und einen „Naturführer Wolken und andere Phänomene am Himmel“ zu erarbeiten, gerne und dankbar angenommen. Diese Bücher zeigen in mehreren hundert Farbbildern teilweise sehr detailreich eine Vielzahl von meteorologischen Erscheinungen, die im vorliegenden Buch zwar besprochen sind, aber nicht adäquat abgebildet werden konnten. Sie dienen somit dem vorliegenden Lehrwerk als Ergänzungen, die interessierten Lesern die bunte Farbigkeit vieler weiterer meteorologischer Phänomene vorstellen. Die vollständigen bibliografischen Daten sind im Literaturverzeichnis aufgelistet.
Ich bedanke mich bei allen, die durch Fragen, Anregungen oder konstruktive Kritik mitgeholfen haben, das Buch weiter zu verbessern. Mein ganz besonderer Dank gebührt Herrn Dr. Michael Sachweh für seine Beratung sowie den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Verlags Eugen Ulmer für die angenehme Zusammenarbeit.
| Weihenstephan im März 2016 | Hans Häckel |
Von der Mühsal des Schreibens:
Im 8. Jahrhundert schildert der Schreiber des Westgotischen Wörterbuches die Mühsal seiner Tätigkeit und gibt dem Leser Anweisungen:
„O glücklichster Leser, wasche Deine Hände
und fasse so das Buch an,
drehe die Blätter sanft,
halte die Finger weit ab von den Buchstaben.
Der, der nicht schreiben kann,
glaubt nicht, daß dies eine Arbeit sei.
O, wie schwer ist das Schreiben:
Es trübt die Augen, quetscht die Nieren
und bringt zugleich allen Gliedern Qual;
drei Finger schreiben, der ganze Körper leidet.”
(Quelle: Schreibersprüche aus der Ausstellung: „Schreibkunst, Mittelalterliche Buchmalerei aus dem Kloster Seeon.” Kloster Seeon, 1996)
Formelzeichen und Einheiten
| Symbol | Bedeutung | Typische Einheit (in Klammern: Seite mit der Definition oder Erklärung des Begriffs) |
| a | absolute Feuchte | g Wasserdampf/m3 feuchter Luft (62) |
| A | langwellige Ausstrahlung | W/m2 (204) |
| (der Erdoberfläche) | ||
| Ä | Äquivalentzuschlag | K (80) |
| AG | atmosphärische Gegenstrahlung | W/m2 (204) |
| B | Bodenwärmestrom | W/m2 (231) |
| Bv | Bodenwassergehalt | %vol (395) |
| c | spezifische Wärme | Ws/(g * K) (74) |
| cp | spezifische Wärme der Luft | Ws/(g * K) (238, 239) |
| bei konstantem Druck | ||
| C | Corioliskraft | N (261) |
| C | Konstante | – |
| d | Durchmesser | m, cm |
| D | direkte Sonnenstrahlung | W/m2 (196) |
| e | Dampfdruck | mbar (69) |
| E | Energie | J, Ws |
| E | Sättigungsdampfdruck | mbar (69) |
| f | Fläche | m2, cm2 |
| g | Gewicht | N |
| G | Globalstrahlung | W/m2 (197) |
| G | Gradientkraft | N (266) |
| h | Höhe bzw. Vertikalkoordinate | m |
| hk | Kondesationsniveau | m (90, 92) |
| h0 | Rauigkeitslänge | m (343) |
| hv | Verdrängungshöhe | m (343) |
| H | Himmelsstrahlung | W/m2 (197) |
| I | Interzeption | mm = Millimeter Niederschlagshöhe (100) |
| J, Jo | Strahlungsstrom | W/m2 (164) |
| K | Kraft | N (37) |
| l | Länge | m, cm |
| L | Strom fühlbarer Wärme | W/m2 (238) |
| m | Masse | g, kg |
| m | Mischungsverhältnis | g Wasserdampf/kg trockener Luft (63) |
| N | Niederschlag | mm = Millimeter Niederschlagshöhe |
| (124, 384) | ||
| Nd | Niederschlag, der durch einen | mm = Millimeter Niederschlagshöhe |
| Bestand hindurch auf den | (102) | |
| Boden fällt | ||
| NS | Stängel, Stammabfluss | mm = Millimeter Niederschlagshöhe (102) |
| O | Oberfläche | cm2, m2 |
| p | Druck, Luftdruck | Pa, mbar (37) |
| Q | Strahlungsbilanz | W/m2 (198, 209, 214) |
| Q | Wärmemenge | Ws (75) |
| r | Albedo | % (193) |
| r | Radius | cm, m |
| R | Reflexstrahlung | W/m2 (191) |
| RF | relative Feuchte | % (63) |
| s | spezifische Feuchte | g Wasserdampf/kg feuchter Luft (63) |
| S | Sättigungsfeuchte | g Wasserdampf/kg feuchter Luft (63) |
| t | Extinktionskoeffizent | 1/m (166) |
| T | absolute Temperatur | K (375) |
| u | Austauschkoeffizient | g/(m s) (238, 239) |
| v | Geschwindigkeit | m/s |
| V | Volumen | cm3, m3 |
| V | Strom latenter Energie | W/m2 (243) |
| w | Weg | m |
| W | Verdunstungsrate | g Wasserdampf/(m2 s) (97) |
| W* | Verdunstungsrate | Millimeter Niederschlagshöhe/Tag (= mm/d) (97) |
| x, y | Horizontalkoordinaten | m |
| z | Vertikalkoordinate (Tiefe im | m |
| Boden zählt nach unten negativ) | ||
| αL | Wärmeübergangszahl | W/(m2 * K) (363) |
| δ | Deklination | ° (Grad) (182) |
| τ | Taupunkttemperatur | °C (67) |
| δ | Dicke der Grenzschicht | mm (363ff.) |
| Δ | Differenzenzeichen | |
| ε | Emissionsvermögen | (172) |
| ζ | Faktor der Penmanschen Verdunstungsformel | (97) |
| η | Konstante des Wienschen Verschiebungsgesetzes | µm * K (169) |
| ϑ | Temperatur | °C (374) |
| ϑf | Feuchttemperatur | °C (80) |
| Θ | potenzielle Temperatur | °C (47) |
| λ | Wellenlänge (Strahlung) | µm (162) |
| Λ | Wärmeleitfähigkeit (162, 226ff.) | W/(m * K) |
| ν | Frequenz, Faktor der Penmanschen Verdunstungsformel | (97) |
| ρ | Dichte | g/m3 |
| σ | Konstante des Stefan- | W/(m2 * T4) (170) |
| Boltzmannschen Gesetzes | ||
| ϕ | geografische Breite | ° (Grad) |
| ψ | spezifische Verdunstungsenergie | Ws/g (77, 243) |
| ω | Winkelgeschwindigkeit | 1/s (266) |
| EXP(x) | ex (e = 2,718 =Eulersche Zahl) | |
| * | Multiplikationszeichen |