Einführung

Die

Atmosphäre

erstreckt sich als erdumspannende Gashülle von der Oberfläche bis in ca. 1000 km Höhe. Sie stellt insgesamt und besonders in ihren unteren und mittleren Teilen einen wichtigen Umweltfaktor dar. Das

Wetter

mit seiner meist stark ausgeprägten Veränderlichkeit ist für Natur und Gesellschaft von ebenso großer Bedeutung wie das

Klima

als Ausdruck für den Zustand der Atmosphäre an einem Ort über einen längeren Zeitraum. Es ist deshalb nicht erstaunlich, dass es schon in den frühen Stadien der Zivilisation ernsthafte Bemühungen um Aufklärung dessen gab, was es mit Luft und Atmosphäre (

ατμ

o

ς

= Dampt,

σøєιρα

= Kungel) auf sich hat. Im antiken Griechenland war das zu Erforschende

τ

ά,

μєτ

έ

ωρα

d. h., das zwischen Erde und Mond „Dazwischen-seiende“. Es entstand die

Meteorologie

über deren Gegenstand der griechische Philosoph Aristoteles (384 – 322 v. Chr.) das erste Lehrbuch „Meteorologica“ schrieb. Die in diesem Werk enthaltenen, inzwischen natürlich längst überholten meteorologischen Anschauungen, wurden bis in das 17. Jahrhundert hinein gelehrt. Der Begriff Meteorologie indes hat sich bis heute als Bezeichnung für die Wissenschaft von der Atmosphäre erhalten. Die Meteorologie entwickelte sich zum einen innerhalb der Geografie, zum anderen innerhalb der Physik. Die sich daraus ergebenden Entwicklungslinien lassen sich bis in die Gegenwart verfolgen. In den Rang einer modernen Naturwissenschaft gelangte die Meteorologie mit der Entwicklung der

Physik der Atmosphäre

im 19. Jahrhundert. Ihre Grundlage bildet die klassische theoretische Physik, insbesondere die Thermodynamik und Hydrodynamik. Die Quantenphysik spielt hingegen für die Physik der Atmosphäre kaum eine Rolle, wenn man von der Erklärung der Natur der elektromagnetischen Strahlung absieht. Es bildete sich die

Geophysik

heraus, zu der im allgemeinen (weiteren) Sinn neben der Physik des Erdkörpers (Geophysik im engeren Sinn) auch die Physik der Hydrosphäre (inbesondere Ozeanografie) und die Physik der Atmosphäre gehören (Abb. 1.1).