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Lexikon der Geographie: Sigmasystem

Sigmasystem, σ-System, Koordinatensystem, das in unterschiedlicher Form bei Mesoskalen-, Regional-, Wettervorhersage- und Klimamodellen verwendet wird. Die Vertikalkoordinate ist dabei geländefolgend, d.h. an der (geglättet dargestellten) Erdoberfläche wird überall der Wert σ=0 angenommen, das Anwachsen von σ mit zunehmender Höhe hängt von der tatsächlichen Höhe des betrachteten Punktes über der Erdoberfläche und damit von den Horizontalkoordinaten x und y ab ( Abb. ). Die transformierten Horizontalkoordinaten x̃ und ỹ behalten unveränderte Länge, sind aber tangential zu den σ-Flächen orientiert. Die Verwendung der σ-Vertikalkoordinate hat den Vorteil, dass die Formulierung der unteren Randbedingung in Atmosphärenmodellen einfacher als bei einem kartesischen Koordinatensystem ist und dass die Rechnerzeiten bei der Simulation mit solchen Modellen generell verkürzt werden. Verschiedene Versionen der Formulierung von σ-Vertikalkoordinaten unterscheiden sich durch den Bezug auf den am Erdboden herrschenden Luftdruck, die potenzielle Temperatur oder die tatsächliche Höhe z g und sind jeweils mit Vor- und Nachteilen verbunden. In der Abbildung wird die σ-Koordinate für die Definition:

σ=s(z-z g)/(s-z g)
dargestellt, wobei in der Höhe z=s der vorgegebene Referenzwert s erreicht wird und σ=1 ist. Es kann gezeigt werden, dass das σ-System für flache und mäßig steile Geländeneigungen mit Anstiegswinkeln α<< 45° geeignet ist, dagegen für α≥45° zu Fehlern in der Formulierung der hydrostatischen Gleichungen führt.

CK


Sigmasytem: Sigmasytem: Sigma-Koordinatensystem mit geländefolgenden Sigmaflächen, wie sie im kartesischen Koordinatensystem erscheinen würden.
Copyright 2001 Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg
  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Geogr. Christiane Martin (Leitung)
Dipl.-Geogr. Dorothee Bürkle
Dipl.-Geol. Manfred Eiblmaier

Fachkoordinatoren und Herausgeber:
Prof. Dr. Ernst Brunotte (Physische Geographie)
Prof. Dr. Hans Gebhardt (Humangeographie)
Prof. Dr. Manfred Meurer (Physische Geographie)
Prof. Dr. Peter Meusburger (Humangeographie)
Prof. Dr. Josef Nipper (Methodik)

Autorinnen und Autoren:
Prof. Dr. Patrick Armstrong, Perth (Australien) [PA]
Kurt Baldenhofer, Friedrichshafen [KB]
Prof. Dr. Yoram Bar-Gal, Haifa (Israel) [YBG]
Prof. Dr. Christoph Becker, Trier [CB]
Prof. Dr. Carl Beierkuhnlein, Rostock [CBe]
Prof. Dr. Jörg Bendix, Marburg [JB]
Dr. Markus Berger, Braunschweig [MB]
Prof. Dr. Helga Besler, Köln [HBe]
Prof. Dr. Hans Heinrich Blotevogel, Duisburg [HHB]
Dipl.-Geogr. Oliver Bödeker, Köln [OBö]
Prof. Dr. Hans Böhm, Bonn [HB]
Dr. Hans Jürgen Böhmer, München [HJB]
Dr. Thomas Breitbach, Köln [TB]
Dr. Heinz Peter Brogiato, Leipzig [HPB]
Prof. Dr. Ernst Brunotte, Köln [EB]
Dr. Olaf Bubenzer, Köln [OB]
Dipl.-Geogr. Dorothee Bürkle, Köln [DBü]
Prof. Dr. Detlef Busche, Würzburg [DB]
Dr. Tillmann Buttschardt, Karlsruhe [TBu]
Dr. Thomas Christiansen, Gießen [TC]
Dr. Martin Coy, Tübingen [MC]
Prof. Dr. Ulrich Deil, Freiburg [UD]
Prof. Dr. Jürgen Deiters, Osnabrück [JD]
Dr. Klaus Dodds, London [KD]
Prof. Dr. Heiner Dürr, Bochum [HD]
Dirk Dütemeyer, Essen [DD]
PD Dr. Rainer Duttmann, Hannover [RD]
Dipl.-Geogr. Susanne Eder, Basel [SE]
Dr. Jürgen Ehlers, Hamburg [JE]
Dipl.-Geol. Manfred Eiblmaier, Köln [ME]
Dr. Hajo Eicken, Fairbanks (USA) [HE]
Dr. Wolf-Dieter Erb, Gießen [WE]
Dr. Heinz-Hermann Essen, Hamburg [HHE]
Dr. Heinz-Hermann Essen, Hamburg [HHE]
Dr. Eberhard Fahrbach, Bremerhaven [EF]
Prof. Dr. Heinz Faßmann, Wien [HF]
Prof. Dr. Peter Felix-Henningsen, Gießen [PF]
Beate Feuchte, Berlin [BF]
Robert Fischer M.A., Frankfurt a.M. [RF]
Prof. Dr. Otto Fränzle, Kiel [OF]
Tim Freytag, Heidelberg [TM]
Dr. Heinz-W. Friese, Berlin [HWF]
Dr. Martina Fromhold-Eisebith, Seibersdorf [MFE]
Prof. Dr. Wolf Gaebe, Stuttgart [WG]
Dr. Werner Gamerith, Heidelberg [WGa]
Prof. Dr. Paul Gans, Mannheim [PG]
Prof. Dr. Hans Gebhardt, Heidelberg [HG]
Prof. Dr. Gerd Geyer, Würzburg [GG]
Prof. Dr. Rüdiger Glaser, Heidelberg [RGl]
Prof. Dr. Rainer Glawion, Freiburg i. Br. [RG]
Dr.-Ing. Konrad Großer, Leipzig [KG]
Mario Günter, Heidelberg [MG]
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Dr. Martin Hartenstein, Karlsruhe [MHa]
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Michael Hoyler, Heidelberg [MH]
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Dr. Daniela C. Kalthoff, Bonn [DCK]
Dr. Andrea Kampschulte, Basel [AKs]
Dr. Gerwin Kasperek, Gießen [GKa]
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Farid El Kholi, Berlin [FE]
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Dr. Thomas Kistemann, Bonn [TK]
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Dipl.-Geogr. Christian Langhagen-Rohrbach, Frankfurt a.M. [CLR]
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Dipl.-Geogr. Christiane Martin, Köln [CM]
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Dr. Andreas Megerle, Tübingen [AM]
Dipl.-Geogr. Astrid Mehmel, Bonn [AMe]
Prof. Dr. Jens Meincke, Hamburg [JM]
Dipl. Geogr. Klaus Mensing, Hamburg [KM]
Dipl.-Geogr. Klaus Mensing, Hamburg [KM]
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Prof. Dr. Manfred Meurer, Karlsruhe [MM]
Prof. Dr. Peter Meusburger, Heidelberg [PM]
Prof. Dr. Georg Miehe, Marburg [GM]
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PD Dr. Hans-Nikolaus Müller, Luzern [HNM]
Prof. Dr. Detlef Müller-Mahn, Bayreuth [DM]
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Dipl.-Geogr. Bruno Schelhaas, Leipzig [BSc]
Dipl.-Geogr. Jens Peter Scheller, Frankfurt a.M. [JPS]
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Dr. Arnold Scheuerbrandt, Heidelberg [AS]
Dipl.-Geogr. Heiko Schmid, Heidelberg [HSc]
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Prof. Dr. Jürgen Schmude, Regensburg [JSc]
Prof. Dr. Rita Schneider-Sliwa, Basel [RS]
Dr. Peter Schnell, Münster [PSch]
Dr. Thomas Scholten, Gießen [ThS]
Prof. Dr. Karl-Friedrich Schreiber, Münster [KFS]
Dipl.-Geogr. Thomas Schwan, Heidelberg [TS]
Prof. Dr. Jürgen Schweikart, Berlin [JüS]
Dr. Franz Schymik, Frankfurt a.M. [FS]
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Prof. Dr. Martin Seger, Klagenfurt [MS]
Nicola Sekler, Tübingen [NSe]
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Christoph Spieker M.A., Bonn [CS]
Prof. Dr. Jürgen Spönemann, Bovenden [JS]
PD Dr. Barbara Sponholz, Würzburg [BS]
Prof. Dr. Albrecht Steinecke, Paderborn [ASte]
Prof. Dr. Wilhelm Steingrube, Greifswald [WSt]
Dr. Ingrid Stengel, Würzburg [IS]
Dipl.-Geogr. Anke Strüver, Nijmwegen [ASt]
Prof. Dr. Dietbert Thannheiser, Hamburg [DT]
Prof. Dr. Uwe Treter, Erlangen [UT]
Prof. Dr. Konrad Tyrakowski, Eichstätt [KT]
Alexander Vasudevan, MA, Vancouver [AV]
Martin Vogel, Tübingen [MV]
Prof. Dr. Joachim Vogt, Berlin [JVo]
Dr. Joachim Vossen, Regensburg [JV]
Dr. Ute Wardenga, Leipzig [UW]
Prof. Dr. Bernd Jürgen Warneken, Tübingen [BJW]
Dipl.-Geogr. Reinhold Weinmann, Heidelberg [RW]
Prof. Dr. Benno Werlen, Jena [BW]
Dr. Karin Wessel, Berlin [KWe]
Dr. Stefan Winkler, Trier [SW]
Prof. Dr. Klaus Wolf, Frankfurt a.M. [KW]
Dr. Volker Wrede, Krefeld [VW]

Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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