Zarys fizyki chmur

Przedmowa do nowego wydania polskiego 5
Przedmowa do trzeciego wydania 9
Wprowadzenie 13

Rozdział 1 Termodynamika powietrza suchego 15

Skład atmosfery 15
Równanie stanu powietrza suchego 15
Pierwsza zasada termodynamiki 17
Szczególne przypadki przemian termodynamicznych 20
Entropia 22
Diagramy termodynamiczne (aerologiczne) 22
Zadania 26

Rozdział 2 Para wodna i jej wpływ na procesy termodynamiczne 29

Równanie stanu pary wodnej 29
Równanie Clausiusa-Clapeyrona 29
Powietrze wilgotne, para wodna w powietrzu 34
Termodynamika nienasyconego powietrza wilgotnego 35
Sposoby osiągnięcia stanu nasycenia 36
Proces pseudoadiabatyczny 39
Wodność adiabatyczna (w fazie ciekłej) 41
Odwracalna przemiana adiabatyczna w stanie nasycenia 43
Zadania 44

Rozdział 3 Wyporność cząstki próbnej i równowaga atmosfery 47

Równowaga hydrostatyczna (aerostatyczna) 47
Suchoadiabatyczny gradient temperatury 47
Siła wyporu działająca na cząstkę powietrza 49
Kryteria równowagi dla powietrza suchego 49
Pseudoadiabatyczny gradient temperatury 51
Kryteria równowagi dla powietrza wilgotnego 51
Chwiejność konwekcyjna (potencjalna) 52
Siła przeciwdziałająca przemieszczeniu poziomemu 55
Wiatr geostroficzny i uskok wiatru geostroficznego 55
Przemieszczenie ukośne 57
Chwiejność symetryczna 59
Chwiejność baroklinowa 61
Geopotencjał 61
Zadania 62

Rozdział 4 Mieszanie i konwekcja 65

Mieszanie mas powietrza 65
Konwekcyjny poziom skroplenia (CCL) 68
Konwekcja: elementarna teoria cząstki 70
Uściślenie teorii elementarnej 71
Zadania 79

Rozdział 5 Obserwowane właściwości chmur 83

Rozmiary chmur i układów chmurowych 83
Mikrostruktura chmur kłębiastych (konwekcyjnych) 87
Rozkłady wielkości kropel chmurowych 96
Mikrostruktura chmur warstwowych 98
Możliwość wystąpienia lodu i opadu w chmurach 100
Mikrostruktura dużych chmur burzowych nad lądem 101
Zadania 103

Rozdział 6 Powstawanie kropelek chmurowych 107

Ogólne aspekty powstawania chmur i opadu 107
Nukleacja wody ciekłej w parze wodnej 110
Jądra skroplenia w atmosferze 116
Zadania 122

Rozdział 7 Wzrost dyfuzyjny kropelek 127

Dyfuzyjny wzrost pojedynczej kropelki 127
Dyfuzyjny wzrost populacji kropelek 133
Wybrane poprawki do teorii wzrostu dyfuzyjnego 140
Zadania 148

Rozdział 8 Powstawanie deszczu w chmurach niezamarzających 149

Warunki sprzyjające koalescencji 150
Wzrost kropel w wyniku zderzeń i koalescencji 152
Model Bowena 160
Opis statystyczny wzrostu: model Telforda 162
Opis statystyczny wzrostu: równanie Smoluchowskiego 166
Kondensacja oraz koalescencja stochastyczna 171
Wpływ turbulencji na zderzenia i koalescencję 175
Uwagi końcowe 177
Zadania 177

Rozdział 9 Powstawanie i wzrost kryształków lodu 181

Nukleacja fazy stałej 181
Badania doświadczalne nukleacji heterogenicznej lodu 184
Jądra zamarzania w atmosferze 186
Lod w chmurach 188
Dyfuzyjny wzrost kryształów lodu 190
Dalszy wzrost przez akrecję 194
Proces tworzenia kryształków lodu a koalescencja 199
Zadania 201

Rozdział 10 Deszcz i śnieg 203

Rozkład wielkości kropli 203
Rozpad kropel 204
Widmo wielkości płatków śniegu 213
Powstawanie i rozpad płatków śniegu 216
Natężenie opadu 216
Zadania 217

Rozdział 11 Radar meteorologiczny 219

Zasady działania radaru 219
Podstawowe równanie radiolokacji 222
Równanie radaru meteorologicznego 223
Zależność odbiciowości od intensywności opadu 226
Wskaźniki radarowe, techniki dopplerowskie i polaryzacyjne 227
Zadania 229

Rozdział 12 Opady 233

Opady ciągłe z chmur warstwowych 234
Opady przelotne 240
Teorie opadów 243
Mezoskalowa struktura deszczu 247
Efektywność powstawania opadów 255
Kwaśne opady atmosferyczne 257
Zadania 259

Rozdział 13 Intensywne opady przelotne i grad 261

Cykl życia komórki burzowej 261
Burze o znacznej intensywności 265
Powstawanie opadów w burzach 270
Powstawanie gradu 272
Zadania 276

Rozdział 14 Oddziaływanie na pogodę 279

Wywoływanie opadów deszczu i śniegu 280
Rozpraszanie chmur 282
Zapobieganie powstawaniu gradu 283
Zadania 283

Rozdział 15 Numeryczne modele chmur 287

Równania opisujące zjawiska w atmosferze 288
Modele jednowymiarowe 290
Dwuwymiarowe modele chmur 294
Modele trójwymiarowe 300
Ocena modelu 305

Bibliografia 311
Dodatek: Atmosfera standardowa ICAO 1964 323
Rozwiązania wybranych zadań 325
Skorowidz 333