Review

Review from Physik Journal
by Volkmar Wirth, Universität Mainz
(homepage)

appeared in Physik Journal in October 2007 (see English translation below)

Prof. Geoffrey K. Vallis aus Princeton legt ein neues Lehrbuch zur Atmosphärischen und Ozeanischen Hydrodynamik vor. Der Autor hat die Erfahrung seiner umfangreichen Lehrtätigkeit zu einem Lehrbuch für fortgeschrittene Studenten verdichtet. Die ersten zwei Teile dieses über 700 Seiten starken Werks führen in die Grundlagen der Hydrodynamik ein. Das Schwergewicht liegt auf stabil geschichteten Medien auf einem schnell rotierenden Planeten. Im Gegensatz zu anderen Autoren behandelt Vallis die atmosphärische und ozeanische Dynamik in einheitlicher Darstellung. Seinen höheren Zweck erreicht das Buch in den Teilen drei und vier, wo die Theorie der großskaligen Zirkulation der Atmosphäre und der Ozeane diskutiert wird. Hervorzuheben sind die modernen Ansätze zur Grundstrom-Welle-Wechselwirkung und zur geostrophischen Turbulenz, die ein umfassenderes Verständnis der allgemeinen Zirkulation erst ermöglichen.

Das umfangreiche Material ist originell und didaktisch geschickt ausgewählt und aufbereitet. Trotz des notwendigen (mathematischen) Details geht der Sinn für die großen Zusammenhänge nicht verloren. Hinzu kommt ein frischer Schreibstil. Die 16 Kapitel sind so aufgebaut, dass sie bei ausreichendem Vorwissen einen in sich geschlossenen Text bilden. Sie enden jeweils mit (teils historischen) Anmerkungen, Übungsaufgaben und Hinweisen auf weiterführende Literatur. Das Layout ist modern mit zahlreichen Abbildungen und abgesetzten Textboxen. Zu dem Buch gibt es eine Internetseite mit Links zu Lösungen, Abbildungen zum Herunterladen und weiterführender Diskussion.

Die Hydrodynamik von Atmosphäre und Ozeanen ist derzeit ein aktives Forschungsgebiet dar. Der Autor des Buchs hat selber wichtige Beiträge dazu geleistet und ist demgemäß auf dem neuesten Stand der Entwicklung. Dies wird besonders in den hinteren Kapiteln deutlich, wo neben etabliertem Wissen auch Themen der aktuellen Forschung behandelt werden.

Insgesamt ein höchst empfehlenswertes Lehrbuch: Wer ein tieferes Verständnis für die großskalige Atmosphären- und Ozeanzirkulation gewinnen möchten und gleichzeitig die dazu notwendigen hydrodynamischen Grundlagen vorfinden will, wird mit diesem Buch bestens bedient sein.

English translation

Prof. Geoffrey K. Vallis from Princeton has written a new textbook on atmospheric and oceanic fluid dynamics. The author has condensed the experience of his extensive teaching into a textbook for advanced students. The first two parts of this work of over 700 pages introduce the basics of the hydrodynamics. The emphasis lies on stably stratified media on a rapidly rotating planet. In contrast to other authors Vallis treats the atmospheric and oceanic dynamics in a uniform way. The book reaches its higher purpose in the parts three and four where the theory of the large-scale circulation of the atmosphere and the oceans is discussed. Noteworthy are the treatment of modern concepts such as wave-mean flow interaction and geostrophic turbulence, which are a prerequisite to a more comprehensive understanding of the general circulation.

The extensive material is originally prepared and selected skillfully and didactically. In spite of the necessary (mathematical) detail the sense of the big picture does not get lost, and the writing style is fresh. The 16 chapters are developed in such a way that each of them forms a self-contained text, given sufficient background. Each chapter ends with (partly historical) remarks, exercises and references for further reading. The layout is modern with numerous figures and offset text boxes. There is also an internet page associated with the book with links to solutions, figures for downloading and ongoing discussion.

Atmospheric and oceanic fluid dynamics is currently an active field of research. The author of the book has himself made important contributions to it and is up to date on the latest developments. This becomes clear especially in the later chapters where in addition to established knowledge, topics of current research are treated.

As a whole this is a highly recommended textbook: those who would like to gain a deeper understanding of the large-scale atmospheric and oceanic circulation, and at the same time want to be provided with the necessary hydrodynamic foundations, will be served very well indeed by this book.