Introduction to Meteorology and Oceanography

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1 Introduction to Meteorology and Oceanography MNF-klim Semester, Dauer: 2 Semester Prof. Dr. Mojib Latif Telefon (0431) , mlatif@geomar.de Studiengang / -gänge 1-Fach Bachelor Physik des Erdsystems modul Introduction to Physical Oceanography (Vorlesung) Prof. Dr. Richard Greatbatch Prof. Dr. Martin Visbeck 300 Stunden 10 LP keine 3 SWS Auswahl Die Studierenden haben ein Verständnis der wichtigsten physikalischen Mechanismen in Ozean und Atmosphäre entwickelt und sind in der Lage, zukünftige fachspezifische Themen in ein Gesamtbild einzuordnen. Meteorology: Weather and climate, composition and classification of the atmosphere, meteorological state variables, atmospheric statics, atmospheric radiation, thermodynamics, water in the atmosphere, dynamics, general circulation, synoptical phenomenas, small scale circulation, air-sea interaction Oceanography: Topography of the sea bed, composition and physical properties of sea water and sea ice, heat budget, mean sea salt stratification, characteristic water masses, wind induced ocean currents, geostrophic currents, thermohaline circulation, regional oceanography, waves, sea state, tides, ocean currents Vorlesung: Einführung in die Meteorologie Vorlesung: Introduction to Physical Oceanography Written exam Bewertungsmodus: graded Written exam Bewertungsmodus: graded Meteorology: Wallace, John M., and Peter Hobbs, 2006: Atmospheric Science, Academic Press, pp. 504 Salby, Murray L., 1996: Fundamentals of Atmospheric Physics, Academic Press, pp. 622 Fabian, Peter, 1992: Atmosphäre und Umwelt, Springer, pp. 144 Andrews, D.G., 2000: An Introduction to Atmospheric Physics, Cambridge, pp. 229 Stull, R.B., 2000: Meteorology for Scientists and Engineers, Brookscole, USA, pp. 502 Oceanography: Pickard, G.L. and W.J. Emery, 1990: Descriptive Physical Oceanography - An Introduction. Pergamon Press, 5th edition, 320 pp. 1

2 Introduction to Meteorology and Oceanography Bearman, G. (Ed.), 1989: Waves, tides and shallow-water processes. Pergamon Press, Oxford (Open Univ.), reprinted with corrections 1991, 1995, 1997, 187 pp. Bearman, G. (Ed.), 1989: Ocean circulation. Pergamon Press, Oxford (Open Univ.), reprinted with corrections 1998, 238 pp. Bearman, G. (Ed.), 1998: The ocean basins: their structure and evolution. Pergamon Press, Oxford (Open Univ.), 2nd edition, 185 pp. Tomczak, M. and J.S. Godfrey, 1994: Regional Oceanography: An Introduction. Pergamon Press, 422 pp. 2

3 Angewandte Meteorologie, Ozeanographie, Geophysik MNF-Pher Semester, Dauer: 1 Semester Telefon (0431) , pbrandt@geomar.de Studiengang / -gänge 1-Fach Bachelor Physik des Erdsystems modul GIS/Visualisierung (Übung) Prof. Dr. Hans-Jürgen Götze Dr. Sabine Schmidt Semesterprojekt (Seminar) Prof. Dr. Wolfgang Rabbel 240 Stunden 8 LP keine 60 Pers. 60 Pers. Auswahl Einarbeitung in verschiedene Anwenderprogramme, Grundlagen zur praktischen Arbeit, Erstellen von Ausarbeitungen und Halten von Vorträgen Methoden zur kartographischen Darstellung und Visualisierung raumbezogener Daten, Umsetzung GIS-relevanter Daten in digitale Karten Betriebssystem UNIX, Programmiersprachen MATLAB und Fortran, Erstellen einfacher Programme zur Analyse / Simulation geowissenschaftlicher Daten / Prozesse Grundlagen Geophysik, Meteorologie und Phys. Ozeanographie Schriftliche Ausarbeitung/ Seminarvortrag MATLAB Documentation: Apel, J.R., 1988: Principle of Ocean Physics. International Geophysics Series, Vol. 38, Academic Press, Fifth printing 1999, 634 pp. Fowler, C.M.R., 2005: The Solid Earth: An Introduction to Global Geophysics. Cambridge University Press, 666 pp. Roedel, W., 2000: Physik unserer Umwelt: Die Atmosphäre. Springer Verlag, 498 pp. Tomczak, M., and J.S. Godfrey, 1994: Regional Oceanography: An Introduction, Pergamon, First edition, 422 pp. Trauth, M.H., 2007: MATLAB recipes for Earth Sciences. Springer Verlag, 288 pp. 3

4 Feldpraktikum Geophysik MNF-pher-110a 4. Semester, Dauer: 1 Semester Prof. Dr. Wolfgang Rabbel Telefon (0431) , wrabbel@geophysik.uni-kiel.de Studiengang / -gänge 1-Fach Bachelor Physik des Erdsystems modul Messmethoden der Geophysik (Vorlesung) Prof. Dr. Wolfgang Rabbel Feldpraktikum Geophysik (Praktikum) Prof. Dr. Wolfgang Rabbel 3 SWS 240 Stunden 8 LP MNF-pher-101, MNF-geop-101 Einführung in Messverfahren, Datenanalyse und seegehende Arbeitsabläufe Einführung in Verfahren zur Erfassung von Vorgängen im Erdsystem; Praktische Durchführung von Versuchen im Feld sowie deren Auswertung und Interpretation; Dokumentation der Feldversuche (Aufbau, Durchführung, Ergebnisse). Praktikum: Feldpraktikum Geophysik Vorlesung: Messmethoden der Geophysik Schriftliche Ausarbeitung Bewertungsmodus: teilgenommen Mündliche Prüfung Emery, W.J. and R.E. Thomson, 1998: data and their analysis methods in physical oceanography. 1st and 2nd eds., Pergamon Press, Amsterdam, 634 pp. z.b. Rhinehart, R.E., 1997: Radar for meteorologists. Rhinehart Publications, U.S.A., 428 pp. Sabins, F.F., 1996: Remote Sensing, U.S.A., 494 pp. Stewart, R.H., (online publication), Introduction to Physical Oceanography, ocng_textbook/contents.html 4

5 Feldpraktikum Ozeanographie MNF-pher-110b 4. Semester, Dauer: 1 Semester Studiengang / -gänge 1-Fach Bachelor Physik des Erdsystems modul Messmethoden der Ozeanographie (Vorlesung) Dr. Johannes Karstensen Feldpraktikum Ozeanographie (Praktikum) Dr. Johannes Karstensen 3 SWS 30 Pers. 240 Stunden 8 LP MNF-Pher-101, MNF-ozgr-101 oder MNF-klim-101 Einführung in Messverfahren, Datenanalyse und seegehende Arbeitsabläufe Einführung in Verfahren zur Erfassung von Vorgängen im Erdsystem; Praktische Durchführung von Versuchen im Feld sowie deren Auswertung und Interpretation; Dokumentation der Feldversuche (Aufbau, Durchführung, Ergebnisse). Praktikum: Feldpraktikum Ozeanographie Vorlesung: Messmethoden der Ozeanographie Schriftliche Ausarbeitung Bewertungsmodus: teilgenommen Mündliche Prüfung : Anfertigen eines Berichtes zur Stationsarbeit während des Praktikums. Dieser gilt als Zugangsbereichtigung für die übergreifende mündliche Emery, W.J. and R.E. Thomson, 1998: data and their analysis methods in physical oceanography. 1st and 2nd eds., Pergamon Press, Amsterdam, 634 pp. z.b. Rhinehart, R.E., 1997: Radar for meteorologists. Rhinehart Publications, U.S.A., 428 pp. Sabins, F.F., 1996: Remote Sensing, U.S.A., 494 pp. Stewart, R.H., (online publication), Introduction to Physical Oceanography, ocng_textbook/contents.html 5

6 Feldpraktikum Meteorologie MNF-Pher-110C 4. Semester, Dauer: 1 Semester Dr. Karl Bumke Telefon (0431) , kbumke@geomar.de Studiengang / -gänge 1-Fach Bachelor Physik des Erdsystems modul Messmethoden der Meteorologie (Vorlesung) Dr. Karl Bumke Feldpraktikum Meteorologie (Praktikum) Dr. Karl Bumke 240 Stunden 8 LP MNF-Pher-101, MNF-mete-101 oder MNF-klim SWS 18 Pers. Einführung in moderne Messverfahren in der Meteorologie sowie deren Anwendung im Feld. Einführung in Verfahren zur Erfassung von Vorgängen im Erdsystem; Praktische Durchführung von Versuchen im Feld sowie deren Auswertung und Interpreation; Protokollierung der Feldversuche (Aufbau, Durchführung, Ergebnisse). Praktikum: Feldpraktikum Meteorologie Vorlesung: Messmethoden der Meteorologie Protocol Notenwichtung: 50 % Oral exam Notenwichtung: 50 % : Mündliche Prüfung und benotetes Protokoll Emery, W.J. and R.E. Thomson, 1998: data and their analysis methods in physical oceanography. 1st and 2nd eds., Pergamon Press, Amsterdam, 634 pp. z.b. Rhinehart, R.E., 1997: Radar for meteorologists. Rhinehart Publications, U.S.A., 428 pp. Sabins, F.F., 1996: Remote Sensing, U.S.A., 494 pp. Stewart, R.H., (online publication), Introduction to Physical Oceanography, ocng_textbook/contents.html Anmeldeliste wird zu Beginn des Sommersemesters ausgehängt 6

7 Berufspraktikum MNF-pher Semester, Dauer: 1 Semester Prof. Dr. Claus Böning Telefon (0431) , cboening@geomar.de Studiengang / -gänge 1-Fach Bachelor Physik des Erdsystems modul Berufspraktikum (Praktikum) Prof. Dr. Katja Matthes Prof. Dr. Wolfgang Rabbel Dr. Johannes Karstensen Dr. Karl Bumke 120 Stunden 4 LP 3 SWS Alle Module in Math.-Nat. Grundlagen und alle Module in Fachspez. Grundlagen Einblick in die Berufspraxis Berufspraktikum an einer wissenschaftlichen oder außeruniversitären Einrichtung Blockpraktikum Auswahl Praktikumsbescheinigung Bewertungsmodus: bestanden Informationen bei den jeweiligen Praktikumsbeauftragten für Meteorologie (Dr. Karl Bumke), Physikalische Ozeanographie (Dr. Johannes Karstensen), Geophysik (Prof. Dr. Wolfgang Rabbel) 7

8 Bachelor-Arbeit MNF-pher Semester, Dauer: 1 Semester Prof. Dr. Mojib Latif Telefon (0431) , mlatif@geomar.de Studiengang / -gänge 1-Fach Bachelor Physik des Erdsystems modul Bachelor-Arbeit (Projektarbeit) Prof. Dr. Claus Böning Prof. Dr. Mojib Latif Prof. Dr. Martin Visbeck 360 Stunden 12 LP 0 SWS Alle Module in Math.-Nat. Grundlagen und alle Module in Fachspez. Grundlagen. Alle Module im Vertiefungsbereich bis auf zwei. Auswahl Anwendung der im Rahmen des Bachelor-Studiums erlernten Kenntnisse und Methoden bei der Bearbeitung eines wissenschaftlichen Themas. Die Studierenden sind in der Lage, nach Anleitung eine wissenschaftliche Fragestellung zu beantworten. Anfertigen einer selbständigen wissenschaftlichen Arbeit eines vorgegebenen Themas unter Anleitung Bachelor-Arbeit 8

9 Meteorologie Hauptfach 1 - Klimaphysik MNF-mete-201a 4. Semester, Dauer: 1 Semester Prof. Dr. Mojib Latif Telefon (0431) , mlatif@geomar.de Studiengang / -gänge Klimaphysik (Vorlesung) Prof. Dr. Mojib Latif Klimaphysik (Übung) Prof. Dr. Mojib Latif Dr. Thomas Martin 180 Stunden 6 LP MNF-klim-101 Die Studierenden haben ein Verständnis der physikalischen und dynamischen Prozesse in der Atmosphäre erlangt und sind in der Lage, die Grundlagen der Wetter- und Klimamodelle nachzuvollziehen. Atmosphärenphysik: Quasi-geostrophische Approximation in der Atmosphäre, Tendenzgleichung, Omegagleichung, Rossby-Wellen, Grundlagen der Thermodynamik und Wolkenphysik. Komponenten des Klimasystems, Energiebilanz aus Beobachtungen, Energiebilanzmodelle, Rückkopplungen, Klimamoden, Paläoklimatologie Oral examination Erfolgreiche Teilnahme an der Übung Bewertungsmodus: bestanden Peixoto, J.P. und A.H. Oort, 1992: Physics of Climate, American Institute of Physics, New York, pp.520 Holton, J.: An introduction to dynamic meteorology, Academic Press, 535 pp. Byers, H.R., 1965: Elements of cloud physics, Univ. of Chicago Press, 191 pp. Alternativ: 4. Semester oder 6. Semester 9

10 Meteorologie Hauptfach 1 - Synoptik MNF-mete-201b 3. Semester, Dauer: 1 Semester Prof. Dr. Mojib Latif Telefon (0431) , mlatif@geomar.de Studiengang / -gänge Angewandte Synoptik (Übung) Dr. Karl Bumke Dr. Thomas Martin Angewandte Synoptik (Vorlesung) Dr. Karl Bumke Dr. Thomas Martin 180 Stunden 6 LP MNF-klim-101 Die Studentin/der Student soll in die Lage versetzt werden, die erlernten Grundlagen der synoptischen Meteorologie in der Praxis der Wetteranalyse und -prognose anzuwenden. Grundlagen der Wettervorhersage, Beobachtungstechniken, Wetterkarten, Grundlagen der Dynamik, Frontalzonen und Luftmassen, Strahlströme, Allg. Zirkulation mit Schwerpunkt auf den Hoch- und Tiefdruckgebieten der mittleren Breiten, Grundgleichungen in p-koordinaten, Konvektion, Vorticity-, Tendenz- und Omegagleichung Erfolgreiche Teilnahme an der Übung Bewertungsmodus: bestanden Oral examination DWD, 1987: Allgemeine Meteorologie, Leitfaden für die Ausbildung im Deutschen Wetterdienst Nr. 1, pp. 181 Roedel, Walter, 2000: Physik unserer Umwelt: Die Atmosphäre, Springer Verlag, pp. 498 Liljequist, Gösta H. und Konrad Cehak, 1984 Allgemeine Meteorologie. Springer-Verlag, pp. 396 Kurz, 1990: Synoptische Meteorologie, DWD Offenbach, pp. 197 Alternativ: 3. Semester oder 5. Semester 10

11 Physik des Ozeans MNF-ozgr Semester, Dauer: 2 Semester Telefon (0431) , pbrandt@geomar.de Studiengang / -gänge 1-Fach Bachelor Physik des Erdsystems Wahlpflichtmodul Regionale Ozeanographie (Vorlesung) Prof. Dr. Katja Matthes Prof. Dr. Martin Visbeck Regionale Ozeanographie (Übung) Prof. Dr. Martin Visbeck Ozeanphysik (Vorlesung) Prof. Dr. Katja Matthes Ozeanphysik (Übung) Dr. Marcus Dengler 360 Stunden 12 LP MNF-Klim-101 Auswahl Die Studenten lernen die physikalischen Eigenschaften des Meerwassers sowie von Dynamik und Thermodynamik des Ozeans kennen. Sie sind in der Lage, mathematische Methoden zum Bearbeiten physikalischer Fragestellungen in der Ozeanographie anzuwenden. Akustische, thermodynamische, elektromagnetische und optische Eigenschaften des Meerwassers, Brechung, Reflexion und Beugung akustischer und elektromagnetischer Wellen, Schallausbreitung, thermodynamisches Potential, Salzgehalt, Doppeldiffusion Kräfte, einfache Kräftegleichgewichte, Windantrieb, Ekman, Sverdrup, westliche Randströme, Subpolar-, Subtropenwirbel, äquatoriale Zirkulation, Subduktion und Auftrieb, Wärme- und Frischwasserflüsse, Wassermassen der Warm- und Kaltwassersphäre, Konvektion, Overflow, tiefe westliche Randströme, Thermohaline Zirkulation Mündliche Abschlußprüfung Medwin, H. and colleagues, 2005: Sounds in the Sea. Cambridge University Press, 643 pp. Apel, J.R., 1988: Principle of Ocean Physics. International Geophysics Series, Vol. 38, Academic Press, Fifth printing 1999, 634 pp. Siedler, G., J. Church, J. Gould (eds), 2001: Ocean Circulation & Climate, International Geophysics Series, Vol. 77, Academic Press, 715 pp. Pond, S., and G.L. Pickard, 1983: Introductory Dynamical Oceanography, Butterworth-Heinemann, reprinted with corrections 1986, 1989, 329 pp. Gill, A.E., 1982: Atmosphere Ocean Dynamics. International Geophysics 11

12 Physik des Ozeans Series, Vol. 30, Academic Press, 662 pp. Peixoto, J.P., and A.H. Oort, 1992: Physics of Climate. Springer-Verlag New York, Inc., 520 pp. 12

13 Dynamik von Atmosphäre und Ozean MNF-klim Semester, Dauer: 2 Semester Prof. Dr. Claus Böning Telefon (0431) , cboening@geomar.de Studiengang / -gänge 1-Fach Bachelor Physik des Erdsystems Wahlpflichtmodul Dynamik von Atmosphäre und Ozean I (Vorlesung) Prof. Dr. Claus Böning Dynamik von Atmosphäre und Ozean I (Übung) Prof. Dr. Arne Biastoch Dynamik von Atmosphäre und Ozean II (Vorlesung) N.N. Dynamik von Atmosphäre und Ozean II (Übung) Prof. Dr. Arne Biastoch 360 Stunden 12 LP klim-101, mph 1-3 Einblick in die Dynamik großskaliger Strömungen und Wellen in Atmosphäre und Ozean Auswahl Mathematische Grundlagen Grundlagen der Hydro- und Thermodynamik Wellen in Atmosphäre und Ozean (Schall-,Schwere-,Kelvinwellen) Instabilitäten (Kelvin-Helmholtz-Instabilität) Reynoldsmittelung Grenzschichten Approximationen für großskalige Bewegungen als Basis für Zirkulationsmodelle Dynamik der großskaligen Bewegungen (Skalenanalyse, Geostrophie, thermischer Wind, Quasigeostrophie) Planetare Wellen Quasigeostrophische Vorhersage Mündliche Abschlussprüfung Gill, A.E., 1982: Atmosphere Ocean Dynamics. Academic Press, London, UK, 662 pp. Cushman-Roisin 1994: Introduction to Geophysical Fluid Dynamics. Prentice Hall. 320 pp. Holton,R.H,, 1992: An introduction to dynamic meteorology. Academic Press, London, UK. 511 pp. 13