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Environmental Natural Resources Law

Physik unserer Umwelt: Die Atmosphare by Walter Roedel, Thomas Wagner

By Walter Roedel, Thomas Wagner

Dieses Buch ist aus einer zweisemestrigen Vorlesung uber die Physik der Atmosphare im Rahmen des Faches Umweltphysik and der Universitat Heidelberg hervorgegangen. Es ist als einfuhrendes Lehrbuch konzipiert und verfolgt zwei miteinander verzahnte Ziele: - Es will das Funktionieren des structures Atmosphare verstandlich machen. Diesem Zweck dienen Abschnitte uber den Strahlungs-und Energiehaushalt, uber die atmospharische Dynamik, uber Zirkulationen, uber die Niederschlagsbildung, uber den Wasserkreislauf und uber ahnlich Themen. - Es will, in einem breit gefassten Sinn, umweltrelevante Aspekte der Meteorologie und der Atmospharenphysik herausarbeiten. Hierzu dienen unter anderem eine ausfuhrliche Darstellung von Diffusions- und Transportprozessen, zahlreiche Abschnitte uber das Verhalten von Spurenstoffen, mit Betonung auf strahlungsrelevanten Spurengasen und auf Schwebeteilchen, und schlie?lich eine Diskussion von Klima-Entwicklungen und deren Bewertung. Die vorliegende Dritte Auflage ist wiederum vollstandig uberarbeitet, mehrere Teile sind vollig neu geschrieben. So hat z.B. die Dynamik der Stratosphare ein deutlich gro?eres Gewicht erhalten, auch erwies es wieder als notwendig, das Kapitel uber Spurengase weitgehende neu zu fassen. Das Buch wendet sich ebenso an Studentinnen und Stundeten der Physik und der Geowissenschaften wie an Wissenschaftler(innen) und Lehrer(innen), die sich fur ihre berufliche Arbeit eine Einfuhrung in die atmospharische Physik und in die Umweltmeteorologie wunschen. Ein umfangreiches sign in ermoglicht das schnelle Auffinden eines Themas, die gro?e Zahl von Quellen- und Literaturangaben erleichtert den Zugang zu weiteren Informationen.

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6). Wird der Durchmesser der streuenden Partikel sehr groB gegen die WellenHinge, so wird der Extinktionskoeffizient von der Wellenlange praktisch unabhangig; er ist dann in guter Naherung durch das Produkt aus der Anzahldichte der streuenden Teilchen und dem doppelten geometrischen Querschnitt der Einzelpartikel gegeben (wegen E R::! 2; siehe hierzu die Legende von Abb. 15). Dieser Fallliegt typisch bei der Streuung von Sonnenlicht durch Nebel oder Wolken vor. Fur einen typischen Nebel mit einer Tropfchenzahl von etwa 300 cm- 3 und einem mittleren Tropfendurchmesser von 10 pm erhalt man Ke R::!

4. Typische atmospharische Extinktionskoeffizienten in Bodennahe Wellenlange Rayleigh-Extinktion d. Luft Ke 0,4 )lm 0,5 )lm 0,6)lm O,S )lm 1,5 )lm 0,046 km- I O,OIS km- I 0,00S6km- 1 0,0029km- 1 (0,0002 km- I ) Mie-Extinktion d. Partikel e-Wert-Lange Ke e-Wert-Lange 22km 55km 116km 350km (4200km) 0,04 km- I 0,03 km- I O,022km- 1 0,016km- 1 O,OOSkm- 1 25km 33km 45km 62km 125km den. Hohere Partikelkonzentrationen in belasteten Gebieten konnen die Extinktion ebenso drastisch heraufsetzen wie etwa sehr hohe Luftfeuchtigkeit, die die Extinktionsquerschnitte der meisten Teilchen deutlich vergroBert (s.

IS. Mie-Extinktionsfunktionen E, d. h. auf den Partikelquerschnitt normierte Extinktionsquerschnitte, als Funktion des TeilchengroBenparameters a = 2 . 1t . riA, fUr zwei verschiedene Brechungsindizes n des Teilchenmaterials. (Nach Hodkinson 1966) Fiir sehr groBe a; konvergiert E (a) gegen 2; zur Begriindung siehe z. B. L---L__-'---I 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 IX =21tr/'A. Eine analytische Darstellung der Streuintensitat ist im Falle der Mie-Streuung nicht moglich. 3) fUr drei verschiedene sog.

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