Klima und Klimawandel stehen zunehmend im Fokus der Wissenschaft und Öffentlichkeit. Studierende, Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen und am Klima Interessierte finden in diesem Werk Grundlagenwissen sowie Fakten und Ursachen des Klimawandels von der Entstehung der Erde bis heute. Plus: ein Kapitel zur internationalen und nationalen Klimapolitik und Anhänge mit Charakteristika der wichtigsten Klimamodelle.

Prof. Dr. Christian-D. Schönwiese lehrte bis zu seiner Emeritierung am Institut für Atmosphäre und Umwelt der Universität Frankfurt.

Vorwort zur 1. Auflage 9
Vorwort zur 2. Auflage 10
Vorwort zur 6. Auflage 11
1 Einführung 12
2 Grundbegriffe und Größenordnungen
2.1 Atmosphäre 18
2.1.1 Gegenwärtiger Zustand 18
2.1.2 Erdgeschichtliche Entwicklung 26
2.2 Umwelt und Ökosysteme 30
2.3 Klimasystem 34
2.4 Räumliche Größenordnungen 36
2.5 Zeitliche Größenordnungen 41
2.6 Scale-Betrachtungen 46
2.7 Klimadefinitionen 48
2.8 Klimatologie als interdisziplinäre Wissenschaft 51
3 Grundlagen des empirischen Klimas
3.1 Klimaelemente 56
3.1.1 Lufttemperatur 57
3.1.2 Luftdruck 59
3.1.3 Wind 61
3.1.4 Luftfeuchtigkeit 63
3.1.5 Bewölkung 67
3.1.6 Niederschlag 69
3.1.7 Weitere Klimaelemente 71
3.1.8 Globales Beobachtungssystem 71
3.2 Klimafaktoren 75
3.3 Statistische Analysemethoden 75
3.3.1 Elementare deskripitive Methoden 76
3.3.2 Schätz- und Prüfverfahren 80
3.3.3 Schätzung von Zusammenhängen 81
3.3.4 Messfehler, Inhomogenitäten und Repräsentanz 82
3.3.5 Spezielle Methoden der Zeitreihenanalyse 84
4 Physikalische Grundlagen
4.1 Astrophysikalische Grundlagen 90
4.2 Strahlungs- und Wärmehaushalt 95
4.3 Luftdruckkonstellationen 106
4.4 Luftbewegung 110
4.5 Meteorologische Topografien 116
4.6 Hebungsprozesse und Wolkenbildung 118
4.7 Wasserkreislauf 124
4.8 Schnee und Eis 128
5 Zirkulation der Atmosphäre
5.1 Begriff der Zirkulation 132
5.2 Planetarische (globale) Zirkulation 134
5.3 Regionale Zirkulation 139
5.3.1 Tropische Zirkulation und Monsune 139
5.3.2 Land-See-Windsystem 141
5.3.3 Hang- und Berg-Tal-Windsystem 142
5.3.4 Luv-Lee-Windsysteme 143
5.3.5 Stadt-Umland-Windsystem 145
5.3.6. Wirbelwindsysteme 145
5.3.7 Strahlströme 146
5.3.8 Polarfrontzyklonen 148
5.3.9 Nordatlantik-Oszillation und weitere Moden 151
5.4 Großwetter und Witterungsregelfälle 153
5.5 Stratosphärische Zirkulation 154
6 Zirkulation des Ozeans
6.1 Charakteristika des Ozeans 157
6.2 Meeresströmungen 160
6.3 El-Niño-Phänomen und Atlantische Multi dekadische Oszillation 163
7 Zirkulation der Kryosphäre und Lithosphäre
7.1 Kryosphäre 169
7.2 Lithosphäre 171
8 Beobachtete Charakteristika der Klimaelemente
8.1 Luftdruck und Wind 174
8.2 Luft- und Wassertemperatur 178
8.3 Verdunstung und Luftfeuchte 184
8.4 Bewölkung und Niederschlag 186
8.5 Atmosphärische Gefahren 192
9 Klimasynopsis
9.1 Allgemeine Aspekte 194
9.2 Thermisch-hygrische Begriffe 195
9.3 Klimadiagramme 198
9.4 Klimaklassifikationen 200
9.5 Deterministische (physikalische) Klimamodelle 205
9.6 Statistische Klimamodelle 214
10 Bioklimatologie
10.1 Grundlegende Charakteristika der Biosphäre 217
10.2 Vegetationsklassen 220
10.3 Funktionale Zusammenhänge 226
10.4 Phänologie 230
10.5 Humanbioklimatologie 232
11 Klimageschichte
11.1 Begriffliche und methodische Aspekte 236
11.2 Informationsquellen 239
11.3 Paläo- und historisches Klima 243
11.4 Neoklima 260
11.5 Übersicht über natürliche Ursachen von Klimaänderungen 281
12 Anthropogene Klimabeeinflussung
12.1 Übersicht und allgemeine Aspekte 287
12.2 Stadtklima 291
12.3 Globalklima: Anthropogener Treibhauseffekt 295
12.4 Vergleichende Signalanalyse und Zukunftsprojektionen 304
12.5 Klimaauswirkungen 314
12.6 Klima und Konflikte 322
Anhang
A.1 Abkürzungen und Symbole 338
A.2 Maßeinheiten und Umrechnungsformeln 345
A.3 Klimatabellen 351
A.4 Chronologie der El-Niño-Ereignisse seit 1541 368
A.5 Chronologie einiger explosiver Vulkanausbrüche seit 1755 370
A.6 Singularitätenkalender (Witterungsregelfälle) 372
A.7 Beobachtete maximale Niederschlagssummen 374
A.8 Größte Naturkatastrophen mit klimatologischer Relevanz seit 1990 375
A.9 Wichtigste Fluor-haltige klimawirksame Spurengase 377
A.10 Klimatologische Kippschalter-Mechanismen 378
A.11. Auswahl der vom IPCC (2023) genutzten Klimamodelle 379
A.12 Beobachtete klimatologische Extremwerte 380
Literaturverzeichnis 381
Verzeichnis der Internetadressen 402
Sachverzeichnis 404
13 Stratosphärischer Ozonabbau 324
14 Klimaschutz 329