pb419 - Current topics and modern methods in environmental sciences (Complete module description)

Die Studierenden vertiefen ihre Fachkenntnisse in aktuellen Bereichen der Umweltwissenschaften. Sie lernen moderne Untersuchungs- und Forschungsmethoden in den Umweltwissenschaften kennen. Sie erwerben Kenntnisse über die Konzeption und Durchführung umweltwissenschaftlicher Forschung. Sie können umweltwissenschaftliche Fragestellungen und Probleme erkennen und sind fähig, Resultate und Themen aus diversen Bereichen der Umweltwissenschaften kritisch zu analysieren und zu diskutieren. Sie vertiefen erworbenes Wissen durch Recherche und setzen sich kritisch mit Fachliteratur auseinander.

Die Inhalte orientieren sich an aktuellen Entwicklungen in verschiedenen Teilgebieten der modernen Umweltwissenschaften.

LV1 - VL/SE Ozeane und Klimawandel (H. Thomas)

Der Klimawandel betrifft uns alle und auch der Ozean spielt in diesem Kontakt eine wichtige Rolle.

LV2 - SE Größenabschätzungen für die alltägliche Energiebilanz (B. Blasius, C. Feenders)

Das moderne Leben mit Klimatisierung und hoher Mobilität geht mit einem hohen pro-Kopf-Energiebedarf einher, der überwiegend aus fossilen Energieträgern bedient wird. Die intensive Nutzung dieser begrenzt verfügbaren Ressource ist durch den damit verbundenen CO₂-Ausstoß Haupttreiber des Klimawandels mit seinen negativen Folgen für Mensch und Umwelt. Zu den drängenden gesellschaftlichen Aufgaben gehört es daher, den Energieverbrauch zu senken und auf verträglichere Energiequellen zu wechseln. Um hierfür realistische Planungsoptionen entwickeln zu können, ist eine möglichst vollständige Bilanzierung von Energieverbrauch und -erzeugung notwendig. Die hierfür notwendigen Daten sind jedoch nicht durchgängig verfügbar (z.B. Firmeninterna) oder wurden noch nie erhoben (Stichwort "Zukunftstechnologien").

In diesem Kontext lernen die Studierenden, Datenquellen zu erschließen und vor allem fehlende Informationen mittels grundlegender physikalischer Berechnungen fundiert abzuschätzen. Dafür präsentieren die Studierenden vorgegebene Beispiele, diskutieren diese gemeinsam und hinterfragen sie über rein energetische Aspekte hinausgehend (Seminar). In einer abschließenden Projektarbeit (Prüfungsleistung Hausarbeit) wird eine vorgegebene Fragestellung nach den erlernten Prinzipien beleuchtet.

Time matters for any process in living world: from biochemistry to behaviors to ecological process. Organisms have in principle two possibilities for timing: directly responding to environmental stimuli or by following endogenous oscillators that tell time even in the absence of regular, environmental stimuli. The research that investigates the role of time in biology is called chronobiology. This seminar aims to provide an overview on different concepts in chronobiology (clocks, oscillators, rhythms, entrainment, free-run, chronotypes, sun and moon as time tellers in biology). What are current knowledge gaps in the field and why? What are the consequences of mis-timing and how is this connected to problems of modern life style and climate change? In particular, the seminar aims to discuss such current “hot topics” using examples of primary and secondary research literature.

LV4: SE/Ü Python for beginners (V. Kruglov)

“Python 3 for Beginners” is designed for individuals at the start of their programming journey. The course covers the fundamentals, including syntax, control structures, and basic data structures. Students will learn to define functions, implement algorithms, and delve into object-oriented programming paradigms. They will be introduced to essential Python libraries and modules, ranging from basics like math and datetime to specialized tools such as numpy and pandas for scientific computing. Students will explore data visualization tools, like matplotlib. The course touches also some advanced topics, preparing learners to apply Python in diverse scientific scenarios.

LV5: Einführung in moderne Scripting-Tools zum wissenschaftlichen Arbeiten und zur Datenauswertung in den Umweltwissenschaften (A. El-Ama, J. Freund, J. Greskowiak, K. Lettmann, J. Meyerjürgens, M. Schröder)

Datenauswertung und Aufbereitung gehören zum Alltag eines Wissenschaftlers im Bereich der Umweltwissenschaften. Und obgleich sich viele Fragestellungen mit Tabellenkalkulationsprogrammen wie Excel bearbeiten lassen, haben sich in der Vergangenheit Script-basierte Programmpakete wie z.B. R, Matlab oder Python als sehr mächtige und flexible Werkzeuge erwiesen. Darüber hinaus gibt es eine Fülle nützlicher Tools für spezielle Fragestellungen und Aufgaben. Und obgleich diese Tools sehr mächtig und hilfreich sein können, schrecken mögliche Nutzer oft vor deren Einsatz zurück. Der vorliegende Kurs soll einen Einblick in die Welt der Script-basierten Werkzeuge geben und gleichzeitig Einstiegshürden abbauen

Einstieg in die Bedienung Linux-basierter Terminal-Umgebungen

Einblick in die Programmpakete R und Python sowie „Jupyter Notebooks“

Ocean Data View (ODV) und KNIME (zur interaktiven Datenanalyse und als Alternative zu Excel)

Tools zur Auswertung von Daten globaler Klimamodelle (z.B. ESMValTool)

weitere Tools für spezielle Fragestellungen und Aufgaben.

LV6: Geländeübung „Interdisziplinärer Küstenschutz“ (H. Giebel, J. Wollschläger)

Es handelt sich um eine 5-tägige interdisziplinäre Übung im Gelände zu verschiedenen Themen des Küstenschutzes zusammen mit dem Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau und Ästuar- und Küsteningenieurwesen der LUH Hannover und TU Braunschweig. Es werden einzelne Objekte und Maßnahmen des Küstenschutzes besichtigt und unter ingenieurs- und umweltwissenschaftlichen Aspekten diskutiert.

In einem neuen Format sollen die Studierenden, aber auch die Lehrenden, für die jeweils anderen Disziplinen sensibilisiert werden sollen. Es soll zum Austausch und zur Zusammenarbeit zwischen den Disziplinen angeregt werden. Das Kennenlernen verschiedener Institute und der verschiedenen Sichtweisen von Ingenieuren, Umweltwissenschaftlern sowie Biologen, Ozeanographen und Physikern steht im Vordergrund. Dieses wird praxisnah durch Besuche bestimmter Objekte des Küstenschutzes im Feld und durch Vorträge begleitet.

LV2 - SE Größenabschätzungen...

David J. C. MacKay, Sustainable Energy--without the Hot Air. Cambridge, England :UIT, 2009. ISBN 978-0-9544529-3-3, abrufbar unter https://www.withouthotair.com/

Deutsche Übersetzung von Thomas F. Kerscher:

David J.C. MacKay, 'Nachhaltige Energiegewinnung - ohne die heiße Luft' 2. Auflage 2011; abrufbar unter http://www.withouthotair.com/translations.html#german

LV3 - VL/SE Rhythms and Endogenous Oscillators:

https://uol.de/uwi-bsc/studieren/pb419-aktuelle-themen

Nach Ankündigung, anhängig von der Prüfungsform

1 Prüfungsleistung:
1 Klausur oder 1 Portfolio oder 1 Seminararbeit oder 1 Referat oder 1 Hausarbeit (max. 15 Seiten) oder 1 fachpraktische Übung

Die Prüfungsleistung wird in einer von zwei zu belegenden Lehrveranstaltungen erbracht. Die aktive Teilnahme an der zweiten Lehrveranstaltung ist verpflichtend und nachzuweisen.