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Das vorliegende Buch befasst sich mit der synoptischen Meteorologie mittlerer Breiten im europäischen Raum. Nach einer kurzen Vorstellung verschiedener Beobachtungs- und Messmethoden zur Beschreibung großräumiger Wetterlagen erfolgt eine eingehende Diskussion der mathematischen und physikalischen Grundlagen, die zum Verständnis der in der Atmosphäre ablaufenden thermo-hydrodynamischen Prozesse unerlässlich sind. Hierzu gehören die kinematischen Eigenschaften des horizontalen Windfelds, die statische und dynamische Stabilität sowie die quasigeostrophische und die semigeostrophische Theorie, die u. a. als Basis der Q-Vektor-Diagnostik bzw. der Sawyer-Eliassen-Zirkulation dienen. In der vorliegenden zweiten Auflage des Buchs wird verstärkt auf die Bedeutung der isentropen potentiellen Vorticity für die atmosphärische Dynamik eingegangen. Der zweite Teil des Buchs widmet sich der Interpretation synoptischskaliger Wetterphänomene mit Hilfe der zuvor beschriebenen mathematisch- physikalischen Methoden. Nach der Darstellung der charakteristischen Merkmale der globalen Zirkulation mit besonderem Augenmerk auf die hochtroposphärischen Strahlströme erfolgt eine ausführliche Untersuchung der Rossby-Wellen, bevor die Dynamik von Zyklonen und Antizyklonen mittlerer Breiten näher untersucht wird. Von besonderem Interesse ist hierbei eine detaillierte Erörterung der Zyklogenese und der damit verbundenen Frontensysteme. Verschiedene Wetterlagen werden aus der Perspektive der potentiellen Vorticity analysiert, um die herausragende Leistungsfähigkeit dieser Größe bei der Interpretation großskaliger dynamischer Prozesse zu verdeutlichen. Abschließend wird ein kurzer Einblick in sub-synoptische atmosphärische Phänomene, wie Gewitter, mesoskalige konvektive Systeme, Konvergenzlinien und die Entstehung von Nebel, gegeben.

Atmospheric sciences. --- Geophysics. --- Climate change. --- Atmospheric Sciences. --- Geophysics and Environmental Physics. --- Climate Change.

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This textbook is written for graduate students and researchers in meteorology and related sciences. While most meteorological textbooks only present equilibrium thermodynamics, this book also introduces the linear theory of non-equilibrium and provides the necessary background for more advanced studies. The authors start by introducing the equations that describe the basic laws of thermodynamics and entropy and go on to discuss the thermodynamics of blackbody radiation, thermodynamic potentials, and the constitutive equations of irreversible fluxes. Later chapters look at the state functions of ideal gases, thermodynamics of cloud air, heat equations for special adiabatic systems, atmospheric statics, stability, and atmospheric energetics of hydrostatic equilibrium. Each chapter ends with a set of exercises that are designed to help the reader develop a deeper understanding of the subject. Answers to all the exercises are given at the end of the book.

Atmospheric thermodynamics.

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This book presents the theory and applications of radiative transfer in the atmosphere. It is written for graduate students and researchers in the fields of meteorology and related sciences. The book begins with important basic definitions of the radiative transfer theory. It presents the hydrodynamic derivation of the radiative transfer equation and the principles of variance. The authors examine in detail various quasi-exact solutions of the radiative transfer equation and give a thorough treatment of the radiative perturbation theory. A rigorous treatment of Mie scattering is given, including Rayleigh scattering as a special case, and the important efficiency factors for extinction, scattering and absorption are derived. The fundamentals of remote sensing applications of radiative transfer are presented. Problems of varying degrees of difficulty are included at the end of each chapter, so readers can further their understanding of the materials covered in the book.

Atmospheric radiation. --- Meteorology. --- Aerology --- Atmospheric science --- Atmospheric transmission of infrared radiation --- Diffuse sky radiation --- Radiation, Atmospheric --- Sky radiation --- Electromagnetic waves --- Radiative transfer. --- Transfer, Radiative --- Astrophysics --- Geophysics --- Heat --- Radiation --- Transport theory --- Radiation and absorption --- Atmospheric radiation