Dynamische Meteorologie  (German, Paperback, Schmidt Frank)

Wie Frank Schmidt in diesem Lehrbuch zeigt, ist Meteorologie noch mehr als ein Handwerk! Angesichts der grossen Familie nationaler und groesserraeumiger Vorhersagemodelle mit Modulen und Parametern, offen fuer aktuelle Messungen, und angesichts des technologischen Fortschritts mit Radar- und Satellitenbeobachtung koennte man das fast vergessen haben. Tatsaechlich zeigt die Dynamik, das Herz der Modelle, bei sensiblen Abschaetzungen und Feinabstimmungen solcher Modelle erstaunlich variierende Ergebnisse. Es existiert eine Vielfalt zu ueberdenkender Zusammenhaenge und auszulotender Grenzen, und das selbst schon im Grundlegenden und Linearen. Das wird durch nichts so anschaulich dargestellt wie durch spektrale Methoden. Zunaechst werden grundlegende dynamische Gleichungen quasi axiomatisch gegeben und dann fuer verschiedene Groessenordnungen der Bewegung dynamische AEquivalenzklassen definiert, die meteorologischen Modelle. Kugelflaechenfunktionen werden elementar als Polynome der sphaerischen Polarkoordinaten eingefuehrt und die globalen dynamischen Operationen als Rekursionen dieser Polynome identifiziert. Damit wird die sphaerische Symmetrie per definitionem respektiert, insbesondere auch eingebettet in den Torus oder mit regional erhoehter Aufloesung. Angefangen bei diesen globalen Symmetrien gilt es auch zu arbeiten mit der vertikalen Struktur, mit Eigenschwingungen bei variierenden Modellen, Schichtungen, Randstrukturen und Anregungen. Bei UEberlappung von Rossby- und Schwerewellen treten Instabilitaeten auf. Adaptationen von Frequenzen ergeben sich aufloesungsabhaengig. Barokline Instabilitaet erscheint von der synoptischen Skala bis in kleinste Skalen fortgesetzt, soweit das Modell traegt. Kaum bewusst gewordene Instabilitaeten und unerwuenschte Daempfungen finden sich bei etablierten Zeititerationen, Defizite fuer Lorenz'sche "Klimaprognosen". Bekannte statistische Verfahren der Analyse entpuppen sich als Strukturen von aufregend vielfach ueberlagerten Mannigfaltigkeiten. Hoechste Effizienz der Prognose wird elementar realisiert.