Klimatologie und Meteorologie

Transkript

1 MODULGUIDE Klimatologie und Meteorologie Semester 2 Modulleitung Julia Angstl Dozierende im Modul Dippon Martin (Meteo Schweiz) Fukutome Sophie (Meteo Schweiz) Mühlebach Roland (Meteo Schweiz) Stolz Adrian (Meteo Schweiz) Letzte Aktualisierung ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften Institut Umwelt und Natürliche Ressourcen Grüental, CH-8820 Wädenswil Telefon

2 INHALTSVERZEICHNIS M - 1. Überblick über das Modul... 1 M - 2. Modulziele... 3 M - 3. Modulinhalte... 4 M - 4. Lernen im Modul... 6 M - 5. Pflichtlektüre, empfohlene und weiterführende Literatur... 7 M - 6. Leistungsnachweis... 8 M - 7. Semesterprogramm... 8

3 M - 1. ÜBERBLICK ÜBER DAS MODUL M FORMALE BESCHREIBUNG Code n.ba.ui.klme Modul Klimatologie und Meteorologie Status Pflichtmodul ECTS-Credits 4 Semester 2 M ABSTRACT Das Modul vermittelt die wesentlichen Grundzüge von Klimatologie und Meteorologie, welche für die verschiedenen Anwendungsbereiche der Vertiefungen notwendig sind. Es spannt den Bogen vom Aufbau der Atmosphäre über die Messung und Analyse einzelner Parameter bis hin zum Einfluss anthropogener Faktoren auf die globalen Klimazusammenhänge. Anhand von Beispielen aus der Praxis wird das Verständnis gefördert und einen Einblick in verschiedene Tätigkeitsfelder gewährt. M GENERELLE ZIELE Das Modul schafft Zugang zu den Grundlagen von Klimatologie und Meteorologie. Den Studierenden wird ermöglicht, Verständnis für klimatische Prozesse und globale Zusammenhänge zu entwickeln. Nach Abschluss des Moduls besitzen die Studierenden das Wissen, grundlegende Prozesse in der Atmosphäre zu verstehen und zu interpretieren. Sie kennen verschiedene Konzepte der Datenerhebung und die Anwendung von Modellen. Die Wirkungsweise anthropogener Einflussfaktoren auf das Klima ist im Grundsatz verstanden und die wichtigsten Organisationen, Abkommen sowie Netzwerke sind bekannt. M LEISTUNGSNACHWEIS Das Modul wird mit einer schriftlichen Modulprüfung abgeschlossen und bewertet. M AUFBAU DES MODULS Workload 56 Lektionen Kontaktstudium 64 Selbststudium 1

4 M ZUGANGSVORAUSSETZUNGEN Aus den Kursen Chemie 1 und Mathematik für Umweltingenieure im Modul Naturwissenschaften 1, sowie Physik und Geographische Grundlagen aus BMS bzw. Sek. Stufe 1 kennen die Studierenden folgen Themen/Inhalte: - Stoffe und ihre physikalisch/chemischen Eigenschaften - Reaktionsgeschwindigkeit und Gleichgewichtsreaktionen - thermodynamische Beschreibungsgrössen von chemischen Vorgängen: Enthalpie, Entropie - Mathematischen Grundlagen für das UI-Studium und für die spätere Praxis - Mathematische Formeln und Diagramme interpretieren und deren Aussage nachvollziehen. - Naturwissenschaftliche Zusammenhänge und Gesetzmässigkeiten mathematisch zu hinterfragen, zu interpretieren und daraus Schlussfolgerungen zu ziehen. M EVALUATION DES MODULS Das Modul wird durch eine Zwischen- und eine Schlussevaluation beurteilt und bei Bedarf überarbeitet und angepasst. 2

5 M - 2. MODULZIELE M KOMPETENZEN UND LEARNING OUTCOMES Fachkompetenzen Die Studierenden sind in der Lage den Aufbau der Atmosphäre zu erläutern. die grundlegenden Ursachen und Parameter, welche die meteorologischen und klimatischen Prozesse definieren, zu erklären und zu interpretieren. die Grundzüge chemischer und physikalischer Prozesse in der Atmosphäre zu erklären und diese auf spezifische Stoffkreisläufe im globalen Klimasystem zu übertragen. die wichtigsten natürlichen und anthropogenen Einflussfaktoren auf die globalen Klimazusammenhänge zu erläutern. Methodenkompetenzen Die Studierenden sind in der Lage den Informationsgehalt von Praxis-Fenstern zu analysieren und die gewonnenen Informationen im Unterricht um zu setzen. sich selbständig Wissen auf Basis zur Verfügung stehender Unterlagen (Fachliteratur) zu erarbeiten. unterschiedliche Konzepte der Erdbeobachtung und der Datenerhebung klimarelevanter Informationen zu erklären. Selbstkompetenzen Die Studierenden sind in der Lage die eigenen Kompetenzen realistisch einzuschätzen und im Vergleich mit den Anforderungen den Handlungsbedarf abzuschätzen. selbständige Arbeiten zielgerichtet durchzuführen und dabei Durchhaltevermögen zu beweisen. 3

6 M - 3. MODULINHALTE M THEMATISCHE EINFÜHRUNG IN DAS MODUL Was haben eine Schifffahrt bei schönem Wetter auf dem Zürichsee, reife Früchte für zwischendurch und die warme Dusche am Abend gemeinsam? Auch wenn es nicht auf den ersten Blick sichtbar ist, so haben doch all diese Annehmlichkeiten einen direkten Bezug zum Klima. Der Ausflug hängt vom Wetterbericht ab, die Früchte sind nur geniessbar wenn genügend Sonne und Wasser, aber auch nicht zuviel vorhanden war und die warme Dusche gibt es nur, wenn die Sonne die Kollektoren auf dem Dach so richtig aufgewärmt hat. Sei es der Tourismus, die Landwirtschaft oder die Energiegewinnung, sie alle sind abhängig vom oder sogar spezifisch ausgerichtet auf das jeweilige Klima. Das Verständnis für klimatische Vorgänge, die Möglichkeiten der Vorhersage oder das vorhandene Energiepotentials ist eine Grundvoraussetzung, um die unterschiedlichsten Disziplinen erfolgreich zu betreiben. M INHALTLICHE SCHWERPUNKTE Das Modul gliedert sich in die vier thematischen Schwerpunkte Atmosphäre, Wetter, Klima und klimatische Veränderungen. Im Rahmen dieser Schwerpunktthemen wird ein allgemeiner Überblick über die wichtigsten Aspekte aus Sicht der Vertiefungsrichtungen des sehr breiten Themenfeldes Klimatologie und Meteorologie gegeben. Die Atmosphäre Gliederung und Zusammensetzung der Atmosphäre und Funktionen der einzelnen Sphären Grundlegende chemische und physikalische Prozesse in der Atmosphäre Strahlungs-, Druck-, Wärme- & Wasserbilanz Wind- und Zirkulationssysteme Das Wetter Grundparameter und Begriffe wie beispielsweise Temperatur, Luftdruck oder Wind Prinzipien und Methoden der Erdbeobachtung und Messung Umgang mit Wetterdaten, Interpretation und Vorhersage Das Klima Grundlegende Begriffe zum Klima Klimazonen, Klimaklassifikation, Klimasysteme Information zur Klimageschichte und zu Klimaarchiven Die klimatischen Veränderungen Klimavariabilität (Aus-)Wirkung von natürlichen und anthropogenen Einflussfaktoren auf das Klima Überblick über die Klimapolitik, internationale Abkommen, Organisationen & Strategien 4

7 M GRUNDLAGENWISSEN Das Modul vermittelt die Grundzüge der Atmosphärenphysik: Druck, Gasgesetz, Strahlungstheorie die Grundzüge der Atmosphärenchemie: chemische Reaktionen, Stoffgleichgewichte M BEZUG ZUR NACHHALTIGEN ENTWICKLUNG Das Modul GL Klimatologie und Meteorologie vermittelt die Grundlagen der globalen Klimazusammenhänge und der natürlichen sowie anthropogenen Einflussfaktoren auf die Prozesse in der Atmosphäre. Das Verständnis globaler Zusammenhänge ist Voraussetzung für eine nachhaltige Energie- & Klimapolitik oder den ressourcenschonenden Umgang mit knappen Rohstoffen wie beispielsweise Wasser. Über die wesentlichen Inhaltsstoffe und Prozesse in der Atmosphäre wird der Bezug zur Bedeutung der Luftqualität hergestellt. 5

8 M - 4. LERNEN IM MODUL M DIDAKTISCHE GRUNDSÄTZE Es wird mit einer exemplarischen Inhaltsauswahl gearbeitet. Das Modul gibt eine Einführung in die Thematik, ohne die einzelnen Aspekte umfassend zu behandeln. Die Inhalte werden sowohl fachsystematisch als auch problemorientiert vermittelt. Neben dem rezeptiven Lernen soll auch die selbständige Wissensaneignung gefördert werden. Als Ergänzung werden Einblicke in die Praxis ermöglicht, welche durch eigene Reflexion den Lernprozess unterstützen. M LERNARRANGEMENTS Vorlesung e-learning inkl. Literaturstudium (Selbststudium) integrierte Übungen M ART DER DOKUMENTATION Die Dokumentation besteht aus Handouts der Unterrichtseinheiten, eigenen Notizen sowie den auf der e- Learning-Plattform Moodle bereitgestellten Unterlagen. 6

9 M - 5. PFLICHTLEKTÜRE, EMPFOHLENE UND WEITERFÜHRENDE LITERATUR Autor Titel Verlag Kraus, H. Die Atmosphäre der Erde Eine Einführung in die Meteorologie Vieweg Braunschweig Liljequist, G.H. Allgemeine Meteorologie Vieweg Braunschweig Cehak, K. Etling, D. Theoretische Meteorologie Vieweg Braunschweig Hupfer, P. Kuttler, W. Witterung und Klima Teuber Stuttgart, Leipzig Häckel, H. Meteorologie (UTB) Ulmer Verlag Stuttgart Hack, K.H. Flugwetter Eigenverlag Emeis, S. Meteorologie in Stichworten Borntraeger Berlin, Stuttgart Roedel, W. Physik unserer Umwelt. Die Atmosphäre Springer Verlag Berlin Schönwiese, C.-D. Klimatologie (UTB) Ulmer Verlag Stuttgart Mahlberg, H. Meteorologie und Klimatologie Springer Verlag Berlin Zmarsly, E. et al Meteorologisch-klimatologisches Grundwissen (UTB) Ulmer Verlag Stuttgart 7

10 M - 6. LEISTUNGSNACHWEIS M QUALIFIKATIONSSCHRITTE Das Modul wird mit einer schriftlichen Modulprüfung abgeschlossen und bewertet (Gewichtung 100%). M RAHMENBEDINGUNGEN Bei Nichtbestehen, Krankheit, o. ä. wird auf das aktuelle Prüfungsreglement der ZHAW verwiesen. M - 7. SEMESTERPROGRAMM Das detaillierte Semesterprogramm des Moduls wird zu Beginn der Veranstaltung abgegeben 8