Dieses Lehrbuch richtet sich an Studierende der Meteorologie sowie an Forschende zu
theoretischen und numerischen Aspekten von Wetter und Klima. Der vorliegende Text konzentriert
sich auf das Wesentliche und bleibt dabei gleichermaßen gründlich. Alle zum Verständnis
notwendigen physikalischen Konzepte werden eingeführt. Einleitend erfolgt eine Herleitung der
Grundgleichungen der Atmosphärendynamik. Diese werden nachfolgend herangezogen um wesentliche
Aspekte von Wetter und Klima zu erläutern zu denen unter anderem die Mechanismen hinter den
wirbelartigen Bewegungen auf der täglichen Wetterkarte gehören. Als Mittel zu einer effizienten
Analyse von atmosphärischen Wellen folgt die Vereinfachung der Dynamik mithilfe der
Flachwassergleichungen. Daraufhin wird unter Zuhilfenahme der quasigeostrophischen Theorie das
Auftreten extratropischer Wettersysteme begründet. Dem schließt sich eine ausführliche
Betrachtung der globalen atmosphärischen Zirkulation an die maßgeblich dem Einfluss durch
Rossby- und Schwerewellen unterliegt. Auch die spezifischen Eigenschaften der atmosphärischen
Grenzschicht werden diskutiert. Im Mittelpunkt steht hier die Wechselwirkung zwischen Turbulenz
und mittlerer Strömung. Im Zuge der Betrachtungen wird die Leserschaft mit wesentlichen
theoretischen Konzepten des Gebiets vertraut gemacht. Hierzu zählen Entropie und potentielle
Temperatur potentielle Vorticity Instabilitätstheorie Reynoldsgleichungen
Mehrskalenasymptotik WKB-Theorie Wellenwirkung Eliassen-Palm-Fluss transformiertes
Eulermittel kritische Schichten Wellenbeugung und vieles mehr. Der Text wird durch Anhänge zu
mathematischen Methoden und weiteren Vertiefungen ergänzt. Kapitelzusammenfassungen helfen den
Blick auf das Wesentliche zu bewahren. Ergänzende Leseempfehlungen regen dazu an das erworbene
Wissen zu vertiefen und zu erweitern.
