Klimatologie

Vorwort 8
1 Einführung 11
2 Grundbegriffe und Größenordnungen 18
2.1 Atmosphäre 18
2.1.1 Gegenwärtiger Zustand 18
2.1.2 Erdgeschichtliche Entwicklung 28
2.2 Umwelt- und Ökosysteme 34
2.3 Klimasystem 39
2.4 Räumliche Größenordnungen 41
2.5 Zeitliche Größenordnungen 47
2.6 Scale-Betrachtungen 53
2.7 Klimadefinitionen 55
2.8 Klimatologie als interdisziplinäre Wissenschaft 59
3 Grundlagen des empirischen Klimas 65
3.1 Klimaelemente 66
3.1.1 Temperatur 67
3.1.2 Luftdruck 69
3.1.3 Wind 72
3.1.4 Luftfeuchtigkeit 74
3.1.5 Bewölkung 80
3.1.6 Niederschlag 82
3.1.7 Weitere Klimaelemente 84
3.1.8 Globales Beobachtungssystem 86
3.2 Klimafaktoren 89
3.3 Statistische Analysemethoden 90
3.3.1 Elementare deskriptive Methoden 91
3.3.2 Schätz- und Prüfverfahren 96
3.3.3 Schätzung von Zusammenhängen 98
3.3.4 Messfehler, Inhomogenitäten und Repräsentanz 100
3.3.5 Spezielle Methoden der Zeitreihenanalyse 102
4 Physikalische Grundlagen 109
4.1 Astrophysikalische Grundlagen 109
4.2 Strahlungs- und Wärmehaushalt 116
4.3 Luftdruckkonstellation 128
4.4 Luftbewegung 134
4.5 Meteorologische Topographien 142
4.6 Hebungsprozesse und Wolkenbildung 144
4.7 Wasserkreislauf 152
4.8 Schnee und Eis 156
5 Zirkulation der Atmosphäre 161
5.1 Begriff der Zirkulation 161
5.2 Planetarische (globale) Zirkulation 163
5.3 Regionale Zirkulation 170
5.3.1 Tropische Zirkulation und Monsune 170
5.3.2 Land-See-Windsystem 172
5.3.3 Hang- und Berg-Tal- Windsystem 173
5.3.4 Luv- Lee-Windsysteme 175
5.3.5 Stadt-Umland-Windsystem 176
5.3.6 Wirbelwindsysteme 176
5.3.7 Strahlströme 178
5.3.8 Polarfrontzyklonen 180
5.3.9 Nordatlantik-Oszillation und weitere Moden 183
5.4 Großwetter und Witterungsregelfälle 185
5.5 Stratosphärische Zirkulation 187
6 Zirkulation des Ozeans 190
6.1 Charakteristika des Ozeans 190
6.2 Meeresströmungen 193
6.3 El-Niño-Phänomen und Atlantische Multidekadische Oszillation 196
7 Zirkulation der Kryosphäre und Lithosphäre 202
7.1 Kryosphäre 202
7.2 Lithosphäre 204
8 Beobachtete Charakteristika der Klimaelemente 208
8.1 Luftdruck und Wind 209
8.2 Luft- und Wassertemperatur 212
8.3 Verdunstung und Luftfeuchte 219
8.4 Bewölkung und Niederschlag 221
8.5 Atmosphärische Gefahren 227
9 Klimasynopsis 229
9.1 Allgemeine Aspekte 229
9.2 Thermisch-hygrische Begriffe 230
9.3 Klimadiagramme 234
9.4 Klimaklassifikationen 237
9.5 Deterministische (physikalische) Klimamodelle 242
9.6 Statistische Klimamodelle 253
10 Bioklimatologie 257
10.1 Charakteristika der Biosphäre 257
10.2 Vegetationsklassen 261
10.3 Funktionale Zusammenhänge 268
10.4 Phänologie 273
10.5 Humanbioklimatologie 274
11 Klimageschichte 280
11.1 Begriffliche und methodische Aspekte 280
11.2 Informationsquellen 284
11.3 Paläo- und historisches Klima 289
11.4 Neoklima 309
11.5 Übersicht natürlicher Ursachen von Klimaänderungen 329
12 Anthropogene Klimabeeinflussung 336
12.1 Übersicht und allgemeine Aspekte 336
12.2 Stadtklima 341
12.3 Globalklima: Anthropogener Treibhauseffekt 346
12.4 Vergleichende Signalanalyse und Zukunftsprojektionen 355
12.5 Klimaauswirkungen 368
12.6 Klima und Konflikte 376
13 Stratosphärischer Ozonabbau 378
14 Klimaschutz 384
Literaturverzeichnis 391
Verzeichnis der Internet-Adressen 428
Anhang 431
A.1 Abkürzungen und Symbole 431
A.2 Maßeinheiten und Umrechnungsformeln 440
A.3 Klimatabellen 446
A.4 Chronologie der El-Niño-Ereignisse seit 1541 463
A.5 Chronologie einiger explosiver Vulkanausbrüche seit 1755 465
A.6 Singularitätenkalender (Witterungsregelfälle) 467
A.7 Beobachtete maximale Niederschlagssummen 470
A.8 Größte Naturkatastrophen seit 1900 471
A.9 Fluor-haltige klimawirksame Spurengase 473
A.10 Kippschaltermechanismen im Klimasystem 474
Sachregister 475