Kaum ein anderer Bereich unserer Umwelt ist in den letzten Jahrzehnten derart stark in das Bewusstsein der Öffentlichkeit gerückt wie das Klima. Dessen Veränderung stellt die Gesellschaft vor große Herausforderungen. Dieses Buch bietet Grundlagen zur Klimatologie für Studienanfängerinnen und Studienanfänger des Fachgebiets Geografie. Es beginnt mit den physikalischen Grundlagen, beschreibt darauf aufbauend die atmosphärische und ozeanische Zirkulation und das daraus resultierende Klima. Zudem werden Klimavariabilität und Klimaveränderungen sowie methodische Aspekte diskutiert.

Stefan Brönnimann hat von 1992 bis 1997 an der Universität Bern Geographie und Geschichte studiert. Durch zahlreiche wissenschaftliche Publikationen über Ozon hat er sich international einen Namen gemacht. Seine Dissertation über bodennahes Ozon in der Schweiz wurde 2001 mit dem Fachpreis Geowissenschaften der Universität Bern ausgezeichnet. Seit 2010 ist er Professor für Klimatologie am Oeschger Centre for Climate Change Research der Universität Bern.

Vorwort71 Einführung in das Klimasystem111.1 Das Erdklima121.2 Definitionen und Skalen181.3 Das Klimasystem222 Die Atmosphäre 432.1 Zusammensetzung442.2 Aufbau462.3 Ozon, Aerosole und chemische Vorgänge512.4 Kondensation und Wolkenbildung592.5 Die Clausius-Clapeyron-Beziehung643 Strahlung und Energie673.1 Die globale Strahlungs- und Energiebilanz683.2 Astronomische Grundlagen703.3 Strahlungsemission753.4 Streuung793.5 Absorption833.6 Der Treibhauseffekt843.7 Transmission durch die Atmosphäre873.8 Wärmeflüsse und lokale Energiebilanzen894 Thermodynamik und Statik der Atmosphäre954.1 Wärmelehre und vertikale Vorgänge964.2 Die allgemeine Gaszustandsgleichung994.3 Die potentielle Temperatur1034.4 Thermodynamik der feuchten Luft1044.5 Statische Stabilität1074.6 Energie in der Atmosphäre1145 Dynamik1175.1 Dynamik aus Sicht der Klimatologie1185.2 Die Grundgleichungen der Atmosphäre1195.3 Gitter und Wettervorhersagemodelle1365.4 Windbegriffe1396 Allgemeine Zirkulation der Atmosphäre1496.1 Vertikaler Strahlungs- und Energietransport1506.2 Horizontaler Energietransport1516.3 Die zonal gemittelte meridionale Zirkulation1586.4 Die zonal gemittelte zonale Zirkulation1656.5 Zonal asymmetrische Zirkulationssysteme1687 Die Ozeane und ihre Wechselwirkung mit der Atmosphäre1897.1 Die Erde ein Ozeanplanet1897.2 Die ozeanische Zirkulation1917.3 Die Ozean-Atmosphären-Wechselwirkung2047.4 Meereis2058 Klimata der Erde2098.1 Bestimmende Faktoren2108.2 Klimazonen der Erde2178.3 Regionale Klimata2289 Klimadaten und Klimaarchive2459.1 Klimamessungen2469.2 Klimaproxies und Rekonstruktionen2549.3 Klimamodelle2599.4 Reanalysen26310 Klimaschwankungen und änderungen26710.1 Das schwankende Klima26810.2 Interne Klimavariabilität27210.3 Äußere Einflussfaktoren28110.4 Klimavergangenheit und gegenwart29510.5 Klimazukunft306Register312