Dieter Etling Theoretische Meteorologie Dieter Etling Theoretische Meteorologie Eine Einführung 3. erweiterte und aktualisierte Auflage Mit 149 Abbildungen 123 Professor Dr. Dieter Etling Leibniz Universität Hannover Institut für Meteorologie und Klimatologie Herrenhäuser Straße 2 30419 Hannover e
[email protected] Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar. ISBN 978-3-540-75978-2 Springer Berlin Heidelberg New York ISBN 10 3-540-42815-1 2. Auflage 2002 Springer Berlin Heidelberg New York ISBN 10 3-582-06661-X 1. Auflage 1996 Vieweg Verlag Wiesbaden Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer ist ein Unternehmen von Springer Science+Business Media springer.com © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2002, 2008 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichenund Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Umschlaggestaltung: WMXDesign GmbH, Heidelberg Satz: Druckreife Vorlage des Autors Herstellung: Christine Adolph Gedruckt auf säurefreiem Papier 30/2133/CA 5 4 3 2 1 0 Vorwort Die Atmosph¨ are der Erde stellt ein ungemein komplexes System physikalischer und chemischer Wechselwirkungen dar. Jeder Satellitenfilm, zusammengestellt aus zeitlich aufeinander folgenden Aufnahmen der Erdatmosph¨ are, zeugt eindrucksvoll von der Dynamik dieses Systems. Dieses Buch m¨ ochte die physikalischen Grundlagen dieser Dynamik untersuchen und daraus eine theoretische Beschreibung f¨ ur eine Vielzahl atmosph¨arischer Ph¨ anomene ableiten, wie sie etwa anhand der Wolkenstrukturen im nachstehenden Satellitenbild sichtbar werden. Der vorliegende Text war urspr¨ unglich als Lehrbuch f¨ ur das Fach Theoretische Meteorologie im Diplomstudiengang Meteorologie konzipiert. Die hier vorliegende dritte Auflage f¨ allt in die Zeit der Umstellung auf die Bachelor- und MasterStudieng¨ ange, wobei die Inhalte der Theoretischen Meteorologie je nach Universit¨atsstandort verschiedenen Modulen zugeordnet werden. Auch wenn sich das Buch haupts¨ achlich an Studierende der Meteorologie wendet, so werden Studierende der Physi