Inhalt: Physik der Atmosphäre

1. Grundlagen

1.1 Motivation und Themenüberblick

1.2 Bestandteile der Luft, Mischungen idealer Gase

1.2 Vertikale Struktur der Atmosphäre

1.2.1 Hydrostatisches Gleichgewicht, Höhenabhängigkeit des Druckes

1.2.2 Einteilung in Schichten nach dem Temperaturverlauf

2. Thermodynamik

2.1 Adiabatische Schichtung in der Troposphäre

2.1.1 Trocken adiabatischer Temperaturgradient

2.1.2 Adiabatengleichung und potentielle Temperatur

2.1.3 Zusammenhang zwischen potentieller Temperatur und Entropie

2.1.4 Gradienten der potentiellen und aktuellen Temperatur

2.2 Feuchtigkeit in der Troposphäre

2.2.1 Phasendiagramm von Wasser und Phasengleichgewichte

2.2.2 Clausius-Clapeyron Gleichung und empirische Dampfdruckformeln

2.2.3 Feuchtemaße

2.2.4 Pseudoadiabatischer bzw. feucht adiabatischer Temperaturgradie

2.2.5 Äquivalente potentielle Temperatur

2.3 Stabilität bzw. Instabilität der Luftschichtung

3. Strahlung

3.1 Strahlungsgleichgewicht ohne Atmosphäre und mit Einschichtatmosphäre

3.2 Hohlraumstrahlung und Planck-Funktion

3.3 Lokales thermodynamisches Gleichgewicht

3.4 Extinktion und Emission

3.4.1 Schwarzschild-Gleichung

3.4.2 Diffusive Näherung

3.5 Strahlungsaufheizung und -abkühlung

3.5.1 Kurzwellenheizung

3.5.2 Langwellige Aufheizung und Abkühlung

3.5.3 Einfaches Modell des Treibhauseffektes für eine tiefe Atmosphäre

3.6 Ein einfaches Modell für Streuung kurzwelliger Strahlung