Fundamentals of Atmospheric Modeling
Jacobson
Fundamentals of Atmospheric Modeling
Von M. Z. Jacobson,
Cambridge University Press, Cambridge 1999. XVVI+656 S., paper back,
ISBN 0-521-63717-1
Das Buch ist aus einer Reihe von Vorlesungen des Autors über Physik und Chemie der Atmosphäre und die Gleichungssysteme und Lösungsverfahren zur numerischen Modellierung hervorgegangen. Jacobson versucht eine Lücke zu füllen, insofern es derzeit kein Lehrbuch gibt, das die Probleme der atmo sphärischen Modellierung in solcher Breite behandelt. In den ersten zehn Kapiteln des Buches wird offensichtlich, daß der Autor kein Experte der Atmosphärenphysik und der numerischen Methoden ist. Die Terminologie ist nicht immer präzise, und den Ausführungen kann man oft nur mit entsprechenden Vorkenntnissen folgen. Leider enthält das Buch auch Fehler. Ein fundamentaler Fehler findet sich in einer der Grundgleichungen, der thermodynamischen Energiegleichung. Unglücklicherweise wird diese fehlerhafte Energiegleichung im weiteren extensiv benutzt, und es ist zu hoffen, daß dieser Irrtum nicht durch Studenten, die dieses Buch benutzen, in die Modellierung Eingang findet.
Die Behandlung numerischer Methoden ist unzureichend und nicht auf dem neuesten Stand des Wissens. So werden die derzeit in Wetter- und Klima-Modellen am häufigsten angewandten Methoden der spektralen Darstellung und der semi-Lagrangeschen Advektion nur oberflächlich beschrieben und falsch erklärt. Auch die weithin benutzte Integra tionstechnik des semi-impliziten Zeitschritts ist nicht erwähnt. Dagegen werden Grundlagen vorgestellt, z.B. in Kapitel 9 die Wolkenklassifikation, die von zweifelhaftem Nutzen für die Modellierung sein dürften. Der Autor ist Experte auf dem Gebiet der Modellierung von Aerosoldynamik und Gasphasenchemie. Beide Gebiete sind dementsprechend umfangreich und kompetent besprochen. Die Auflistung von Methoden zur Lösung chemischer Gleichungen samt Angaben zu weiterführender Literatur sind zweifelsohne sehr nützlich. Das Kapitel zur Modellierung der Chemie in der Naßphase hingegen ist kurz geraten und enthält auch Fehler. So sind z. B. nicht die binären Aktivitätskoeffizienten von Ionen-Paaren die adäquaten Parameter zur Modellierung der Multiphasenchemie, wie vom Autor empfohlen, sondern die Aktivitätskoeffizienten der einzelnen Ionen. Auch das letzte und wichtige Kapitel über "Model design", Anwendungen und Testverfahren könnte ausführlicher sein. Angaben zum gegenwärtigen Stand der Atmosphärenmodellierung sowie die entsprechenden Literaturzitate fehlen. Das Tabellenwerk im Anhang des Buches sowie der Index sind umfangreich und von großem Nutzen. Das Literaturverzeichnis weist ein starkes Übergewicht US-amerikanischer Autoren auf, und die Anzahl der zu den einzelnen Kapiteln angegebenen Referenzen ist nicht immer ausgewogen. Trotz der verdienstvollen Breite des Buches können wir Studenten nur die Kapitel über Gasphasenchemie und Aerosoldynamik empfehlen.
Dr. Johann Feicher, Prof. Dr. Bennert Machenhauer, Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg
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