Dynamische Meteorologie und Synoptik - Universität zu Köln
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<strong>Dynamische</strong> <strong>Meteorologie</strong> <strong>und</strong><br />
<strong>Synoptik</strong><br />
Andreas Fink & Michael Kerschgens<br />
mit V. Ermert, T. Sperling, F. Steffany<br />
Institut für Geophysik <strong>und</strong> <strong>Meteorologie</strong><br />
Universität <strong>zu</strong> Köln<br />
Wintersemester 2007/2008<br />
<strong>Synoptik</strong> <strong>und</strong> Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008
Ziele der Vorlesung (Theorieteil von METSYN)<br />
• Theoretische Gr<strong>und</strong>lagen <strong>zu</strong>m Verständnis der dynamischen<br />
Gesetzmäßigkeiten, die <strong>zu</strong>m Wetter auf dem Planeten Erde führen.<br />
• Ableitung <strong>und</strong> Interpretation der meteorologischen Gr<strong>und</strong>gleichungen in<br />
speziell für die synoptische Skala relevanter Form.<br />
• Gr<strong>und</strong>lagen der Thermodynamik <strong>und</strong> Grenzschicht.<br />
• Vertiefende Kenntnis der Dynamik <strong>und</strong> fortgeschrittene <strong>Synoptik</strong> können<br />
im Modul <strong>Dynamische</strong> <strong>Meteorologie</strong> (METDYN) erworben werden.<br />
• Ergän<strong>zu</strong>ngsvorlesung für Diplomstudiengänge wird Mitte des Semesters<br />
angeboten<br />
<strong>Synoptik</strong> <strong>und</strong> Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008
Form Theorieteil:<br />
Vorlesung mit Gleichungsableitungen an der Tafel<br />
Zusammenfassungen <strong>und</strong> Abbildungen Power Point<br />
Finden sich unter<br />
http://www.meteo.uni-koeln.de/meteo.php?show=De_Le_Ve<br />
Password: metvo<br />
Übungen gemeinsam mit Vorlesung Theorie III<br />
Bestanden falls 50% der Punkte <strong>und</strong> 1x an der Tafel vorgerechnet.<br />
Klausur in 2 Teilen, je 45 Minuten, Bestanden falls 50% der Punkte<br />
aus beiden Teilen:<br />
Termin 1: 18. Dezember<br />
Termin 2: 11. Februar (wird eventuell verschoben)<br />
Form <strong>Synoptik</strong>teil:<br />
Vorlesung Übungen <strong>und</strong> Wetterbesprechung<br />
<strong>Synoptik</strong> <strong>und</strong> Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008
Literatur<br />
• Wallace, J. and Peter Hobbs, 2006:<br />
Atmospheric Science. An Introductory Survey,<br />
International Geophysics, 2nd Rev ed.<br />
(Mai 2006) Academic Press<br />
EUR 57.95<br />
• Kraus, H., 2005:<br />
Die Atmosphäre der Erde. Eine Einführung in die <strong>Meteorologie</strong>.<br />
Springer Verlag Heidelberg, Paperback Vieweg Verlag<br />
• Ettling, D., 2002:<br />
Theoretische <strong>Meteorologie</strong>. Eine Einführung<br />
2. Auflage, Springer Verlag, Heidelberg.<br />
• Holton, J. R., 2004:<br />
An Introduction to Dynamic Meteorology<br />
Fourth Edition, Elsevier<br />
EUR 39,95<br />
EUR 44,95<br />
EUR 62,95<br />
<strong>Synoptik</strong> <strong>und</strong> Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008
Termine (Ba <strong>und</strong> Diplom)<br />
Nr. Datum Thema Holton Ettling W&H<br />
1 22. Oktober Einführung 1 1 1<br />
1 29. Oktober Atmosph. Thermodynamik 2 2,3 3<br />
2 5. Nov. Atmosph. Thermodynamik 2 2,3 3<br />
3 12. Nov. Atmosph. Thermodynamik 2 3,4 3<br />
4 19. Nov. Kinematik 3,4 7 7<br />
5 26. Nov. Kinematik 3,4 7 7<br />
6 3. Dez Dynamik horiz. Strömung 3,4 8 7<br />
7 10. Dez. Dynamik horiz. Strömung 3,4 9,10 7<br />
8 17. Dez. Primitive Gleichungen - 10,11,12 7<br />
9 7. Januar Primitive Gleichungen - 10,11,12 7<br />
10 14. Januar Primitive Gleichungen - 10,11,12 7<br />
11 21. Januar Numerische Wettervorhersage 13 17 7<br />
12 28. Januar Atmosphärische Grenzschicht 5 21 9<br />
13 4. Februar Rosenmontag<br />
14 11. Februar Klausur<br />
<strong>Synoptik</strong> <strong>und</strong> Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008
Übersicht Inhalte<br />
Einführung<br />
Thermodynamik<br />
Kinematik<br />
Dynamik<br />
Grenzschicht<br />
Koordinaten<br />
Übersicht über die Atmosphäre, insbs.:<br />
Koordinaten<br />
Masse<br />
Vertikale Struktur<br />
Wind<br />
Gas Gesetz, virtuelle Temperatur, Hydrostatische<br />
Gleichung, Geopotential, Skalenhöhe, barometrische<br />
Höhenformel, Schichtdicken, Druckreduktion, Erster<br />
Hauptsatz, Spezifische Wärmen, Enthalpie, adiabatischer<br />
Prozess, Wasserdampf, statische Stabilität<br />
Natürliche Koordinaten, Vorticity, Divergenz, Deformation,<br />
Stromlinien, Trajektorien, Jakobi Operator<br />
Kräfte in der Atmosphäre, Bewegungsgleichungen in<br />
sphärischen Koordinaten, Skalenanalyse, Vorticity <strong>und</strong><br />
Divergenz des Geostrophischen Windes, ageostrophische<br />
Komponenten, thermischer Wind, Gleichgewichtswinde,<br />
Rossby Wellen, Bewegungsgleichung in isobaren<br />
Koordinaten, Drucktendenzgleichung<br />
Eckmannspirale, turbulente Transporte, Flüsse an der<br />
Oberfläche, Energiebilanz, Vertikale Profile<br />
<strong>Synoptik</strong> <strong>und</strong> Dynamik A. Fink u. M. Kerschgens WS 2007/2008
Definition von Wetter <strong>und</strong> Klima<br />
• Wetter ist der<br />
derzeitige Zustand der<br />
Atmosphäre an einem<br />
bestimmten Ort <strong>und</strong><br />
einer bestimmten Zeit<br />
• Klima ist die Summe<br />
der statistischen<br />
Wetterereignisse, die<br />
an einem bestimmten<br />
Ort stattfinden<br />
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Diese Vorlesung (BA-Teil) wird nicht <strong>zu</strong> Thema haben:<br />
Wellenphänomene (außer<br />
Rossbywellen)<br />
Großskalige Phänomene<br />
Zirkulation der oberen Atmosphäre<br />
Tropische Wettererscheinungen<br />
Wolkenmikropysik<br />
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ENDE Einführung<br />
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