Modul 12: Naturwissenschaftliche Perspektive der Klimawissenschaft

Das Modul „Naturwissenschaftliche Perspektive der Klimawissenschaft“ besteht aus zwei Lehreinheiten:

• Naturwissenschaftliche Perspektive der Kimawissenschaft 1 (Studienbrief)
• Natruwissenschaftliche Perspektive der Klimawissenschaft 2 (Studienbrief)

Lehrziele

Nach Absolvieren dieses Moduls…

• haben die Studierenden Kenntnisse und Fertigkeiten im Umgang mit den naturwissenschaftlichen Grundlagen des Klimasystems erworben.
• kennen die Studierenden die Klimasphäre des Menschen mit ihren verschiedenen Ausprägungen (Atmosphäre, Ozeansphäre, Eissphäre, Biossphäre, Lithosphäre).
• haben die Studierenden einen Überblick über die Klimavariationen der Erdneuzeit (d.h. in den letzten 65 Millionen Jahren) erhalten und können deren Antriebsmechanismen auf unterschiedlichen Raum- und Zeitskalen darstellen.
• können die Studierenden verschiedene Klimaszenarien erörtern und hinsichtlich ihrer Grenzen und Möglichkeiten gegenüberstellen.

Lehreinheit 1

Die erste Kurseinheit umfasst eine Einführung in das Klimasystem der Erde und dessen Systemkomponenten. Eine einleitende Differenzierung der Begrifflichkeiten Wetter, Witterung und Klima vermittelt die ersten Grundlagen. Darauf aufbauend werden die Elemente und Antriebsfaktoren des Klimas beschrieben, ein Einblick in die Skalendenkweise von Klimaprozessen gegeben und Klimaklassifikationen vorgestellt. Im Nachfolgenden werden die naturwissenschaftlichen Grundlagen der jeweiligen Erdsphäre und ihre Bedeutung für das Klimasystem vermittelt. Beginnend mit dem Strahlungshaushalt der Atmosphäre, den Windsystemen der Nord- und Südhalbkugel, über die Ozeane mit der chemischen Zusammensetzung von Meerwasser werden Änderungen der globalen Ozeanzirkulation behandelt. Das Modul widmet sich weiterhin der Eissphäre, der Dynamik von Inlandeismassen auf Grönland und Antarktika sowie dem Einfluss von Meereis in der Arktis, bis hin zur Biosphäre mit ihren biogeochemischen Stoffkreisläufen inkl. Kohlenstoffkreislauf im Klimasystem.

Lehreinheit 2

Die zweite Kurseinheit befasst sich u.a. mit Klimadaten: Welche Werkzeuge haben Wissenschaftler/innen entwickelt und wie können diese eingesetzt werden, um beispielsweise Temperaturen der Vergangenheit zu rekonstruieren? Neben Klimaarchiven wie Eisbohrkernen oder Tiefseesedimenten werden auch instrumentelle Daten und Klimamodelle vorgestellt. Die instrumentellen Daten decken das Klima der letzten 150 Jahre ab. Klimamodelle können sowohl für vergangene als auch heutige und zukünftige Zeitphasen angewendet werden. Die Ergebnisse der Klimaforschung und die hieraus entwickelten Hypothesen und Theorien zu Klimavariationen werden beschrieben. Die Fragestellungen werden in Bezug auf verschiedene Zeitskalen betrachtet: Die letzten 65 Millionen Jahre, das Entstehen und Vergehen von Eiszeiten auf der Zeitskala von Jahrtausenden von Jahren, die so genannte „Kleine Eiszeit“, die vor weniger als 200 Jahren endete, heutige und erwartete zukünftige Klimavariationen.