mar710 - Fundamental Competencies (Complete module description)

mar710 - Fundamental Competencies (Complete module description)

Original version English PDF Download
Module label Fundamental Competencies
Modulkürzel mar710
Credit points 18.0 KP
Workload 540 h
Institute directory Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment
Verwendbarkeit des Moduls
  • Master's Programme Environmental Modelling (Master) > Mastermodule
Zuständige Personen
  • Blasius, Bernd (module responsibility)
  • der Meereswissenschaften, Lehrende (Module counselling)
  • der Biologie, Lehrende (Module counselling)
  • der Informatik, Lehrende (Module counselling)
  • der Landschaftsoekologie, Lehrende (Module counselling)
Prerequisites
keine
Skills to be acquired in this module
Die Studierenden haben ihre Defizite aus den verschiedenen Bachelorstudiengängen ausgeglichen und sind auf die weiteren Veranstaltungen des Studiengangs gut vorbereitet. Sie besitzen die erforderlichen Grundkenntnisse in mathematischer Modellierung und beherrschen den Umgang mit dem Computer einschließlich der Programmierung.

Programmierkurs Java (VL+Ü)
• Studierende haben mit Abschluss des Moduls Basiskompetenzen in der Java-Programmierung erworben und haben grundlegende Konzepte der imperativen und objektorientierten Programmierung anhand der Programmiersprache Java erlernt. Die Studierenden können selbstständig Java-Programme für die Lösung kleinerer und mittel großer Probleme entwickeln.

Einführung in die Informatik für Naturwissenschaftler (VL+Ü)
Studierende verfügen über die notwendigen Grundbegriffe und Grundfertigkeiten der Informatik, um an weiterführenden Modulen erfolgreich teilzunehmen zu können. Sie kennen den Aufbau von Datenbanken und Betriebssystemen und verfügen über Kenntnisse in der Entwicklung von Algorithmen und Datenstrukturen.

Angewandte Statistik in Biologie und Umweltwissenschaften (VL+Ü)
Studierende sind nach anwendungs- und problemorientierter Vermittlung ausgewählter Teilgebiete der Angewandten Statistik und bei Einsatz ihrer, unter Statistik-Programmsystemen implementierten Verfahren befähigt, Anwendbarkeit und Aussagefähigkeit ausgewählter Verfahren der Angewandten Statistik im Kontext von Fallstudien kompetent zu beurteilen.

Explorative Datenanalyse (VL+Ü)
Die Studierenden sind befähigt, hochdimensionale Daten durch Tabellen, Grafiken und Kenngrößen adäquat darzustellen und zu interpretieren. Sie kennen grundlegende statistische Verfahren zur Datenanalyse wie Regressions-, Korrelations- und Diskriminanzanalyse und können diese auf Beispieldatensätze anwenden.

Physikalische Ozeanographie (VL+Ü)
Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse auf den Gebieten der Geophysik und physikalischen Ozeanographie. Sie besitzen ein Verständnis der Bewegung von Atmosphäre und Ozean auf der rotierenden Erde und der jeweiligen Grenzschichten. Sie sind in der Lage, physikalische Prozesse in den Ozeanen und Küstenmeeren durch Lösungen der hydrodynamischen Bewegungsgleichungen zu verstehen. Dies umfasst insbesondere die thermohaline Konvektion, die Geostrophie, die windgetriebene Zirkulation, Wellen und Gezeiten. Die Bedeutung physikalischer Prozesse für die Biologie und Chemie der Ozeane wird erkannt.

Hydrodynamik (VL+Ü)
Die Studierenden erwerben Grundkenntnisse in der Strömungslehre/Hydrodynamik. Sie kennen die Grundgleichungen der Hydrostatik, Kinematik, und Hydrodynamik und können mit Hilfe der Vektoranalysis Anwendungen und Spezialfälle im Bereich der Atmosphären- und Meeresphysik verstehen und bearbeiten.

Grundlagen der mathematischen Modellierung (VL+Ü)
Das mathematische Wissen zur Beschreibung und Analyse
von Modellen erwerben, Modelle selbständig aufstellen und
die grundlegenden Techniken zur analytischen und numerischen
Lösung von Differentialgleichungen erlernen.

Einführung in die organische Geochemie (VL) / Einführung in die Anorganische Geochemie (VL) / Geochemie (Ü)
Studierende besitzen nach erfolgreichem Besuch des Moduls:
(i) Vertieftes Wissen über die organisch-geochemischen Aspekte der Umweltwissenschaften.
(ii) Vertieftes Wissen über die anorganisch-geochemischen Aspekte der Umweltwissenschaften.
(iii) Grundlagenwissen über die geochemisch bedeutsamen Kreislaufprozesse des Kohlenstoffs auf unserer Erde.
(iv) Grundlagenwissen über die geochemisch bedeutsamen Elementkreisläufe
(v) Fähigkeiten zum eigenständigen Erschließen geochemischer Literatur bzw. Informationen.

Biologische Meereskunde (VL)/ Microbial Ecology (VL)
Die Teilnehmer besitzen grundlegende Kenntnisse der biologischen Meereskunde. Sie kennen die wichtigsten abiotischen Parameter sowie die pelagischen und benthischen Lebensgemeinschaften. Sie verstehen die Rolle der Mikroorganismen für die biogeochemischen Kreisläufe und an verschiedenen Standorten. Sie wissen wie man diese untersuchen kann.

Einführung in den Stoffhaushalt von Pflanzenbeständen Mitteleuropas (VL)
Studierende besitzen nach erfolgreichem Besuch des Moduls:
(i) Grundlagenwissen der ökosystemaren Zusammenhänge im Bereich der Vegetationsökologie
(ii) vegetationskundliche Methodenkenntnisse sowie Kenntnisse über den Zusammenhang von Prozessen, Messmethoden und Analysetechniken
(iii) vertiefte Fähigkeit zur Auswertung und Darstellung vegetationskundlicher Untersuchungen
(iv) Fähigkeiten zum eigenständigen Erschließen vegetationskundlicher Literatur bzw. Informationen

Hydrologie (VL) / Einführung in die Bodenkunde (VL)
Studierende besitzen nach erfolgreichem Besuch des Moduls:
(i) umfassendes Grundlagenwissen über die Bereiche der Bodenkunde und der Hydrologie
(ii) bodenkundlich-hydrologische Methodenkenntnisse sowie Kenntnisse über den Zusammenhang von Prozessen, Messmethoden und Analysetechniken
(iii) vertiefte Fähigkeit zur Auswertung und Darstellung bodenkundlich-hydrologischer Untersuchungen
(iv) Fähigkeiten zum eigenständigen Erschließen bodenkundlich-hydrologischer Literatur bzw. Informationen

Allgemeine Ökologie (VL)
Die Studierenden besitzen Kenntnisse über die theoretischen Grundlagen der verschiedenen Disziplinen der Ökologie und können sie in der Praxis anwenden. Sie können Ergebnisse aus der ökologischen Literatur und aus eigenen Untersuchungen auswerten, darstellen und kritisch interpretieren.

Messmethoden der Ozeanographie (VL)
Die Studierenden erhalten einen umfassenden Überblick über die aktuell verwendeten Messverfahren und -geräte in der Ozeanographie und sind mit deren Anwendungsmöglichkeiten vertraut.

Umweltstatistik (VL)
Die Studiernden besitzen grundlegende Kenntnisse über statistische Methoden und können sie auf Umweltfragestellungen anwenden.
Module contents
Dieses Modul beinhaltet Veranstaltungen, die zum Ausgleich von Defiziten in der vorangegangenen unterschiedlichen Bachelorabschlüssen gedacht sind. Der Zulassungsausschuss gibt für jeden Studierenden individuell Empfehlungen, welche der Lehrveranstaltungen aus diesem Angebot wahrgenommen werden sollen, um einen reibungslosen weiteren Studienverlauf zu gewährleisten. Die Inhalte der Veranstaltungen umfassen sowohl Grundlagen der Mathematik, Modellierung, Informatik, Geochemie, Meereschemie, Biologie, Landschaftsökologie, Hydrologie, Ökologie sowie der Physik und Ozeanografie.

Programmierkurs Java (VL+Ü)
In der Vorlesung werden im ersten Teil allgemeine Grundbegriffe der Programmierung (Algorithmus, Rechner, Compiler, Syntaxdiagramme, Logik, ...) eingeführt. Weiterhin wird das Hamster-Modell vorgestellt, ein einfaches aber mächtiges Modell, mit dessen Hilfe Grundkonzepte der Programmierung auf spielerische Art und Weise erlernt werden können.
Der zweite Teil befasst sich mit den imperativen Programmierkonzepten von Java für das "Programmieren im Kleinen", wie Typen, Variablen, Anweisungen und Funktionen.
Im dritten Teil werden weitergehende so genannte objektorientierte Konzepte von Java, wie die Klassendefinition, Interfaces und Vererbungsmechanismen, vermittelt, die es erlauben, große, strukturierte, wieder verwendbare und erweiterbare Programmsysteme zu entwickeln.

Einführung in die Informatik für Naturwissenschaftler (VL+Ü)
Das Modul vermittelt Grundbegriffe aus der Informatik und damit korrespondierende Fähigkeiten zu den folgenden Themen:
- Algorithmen und Datenstrukturen
- Datenbanken
- Rechnernetze
- Betriebssysteme
- Rechnerarchitektur

Angewandte Statistik in Biologie und Umweltwissenschaften (VL+Ü)
Die Vermittlung von Fähigkeiten auf dem Gebiet der Angewandten Statistik umfasst die folgenden Schwerpunkte:
• Abklärung einer Forschungshypothese und ihres Transfers auf die Ebene statistischer Operationalisierung
• Versuchsplanung und Unterstützung bei der Vorbereitung der Stichprobennahme
• Auswahl geeigneter statistischer Analyseverfahren
• Vorbereitung der Stichprobenwerte für eine statistische Datenanalyse
• Nutzung von Statistik-Programmen und –Programm-systemen und Unterstützung bei ihrer Anwendung
• fachwissenschaftliche Interpretation statistischer Auswertungsergebnisse
•
Explorative Datenanalyse (VL+Ü)
Die Inhalte des Moduls zielen auf die Vermittlung von spezifischem Wissen auf folgenden Gebieten ab:
Univariate Daten: Beschreibung durch Tabellen, Grafiken und Kenngrößen, Invarianz- und Äquivarianzeigenschaften von Kenngrößen, Ausreißer-Robustheit.
Bivariate Daten: Kontingenzkoeffizient von Pearson, Rangkorrelationskoeffizient, Korrelationskoeffizient von Bravais-Pearson, lineare Regression, nichtparametrische Regression, multiple Regression, allgemeine Regression, Kleinste-Quadrat-Summen-Schätzung, ausreißer-robuste Alternativen.
Multivariate Daten: Verallgemeinerungen des Medians, Hauptkomponenten-Analyse, Kanonische Korrelation, multivariate Regression, Diskriminanzanalyse, Klassifikation, Clusteranalyse.

Physikalische Ozeanographie (VL+Ü)
Entwicklung, Aufgaben und Ziele der Geophysik und Ozeanographie; Entstehung und Dynamik der festen Erdkruste; Physikalische Eigenschaften des Meerwassers; Hydrodynamische Grundgleichungen; Strömungen auf der rotierenden Erde; Wellen, Gezeiten; Regionale Ozeanographie (Nordsee, Ostsee, Atlantik)

Hydrodynamik (VL+Ü)
Skalare und Vektoren, Gradient, Divergenz, Rotation, Gauss’scher Satz, Stokes’scher Satz, Kontinuumshypothese, Kontinuitätsgleichung, Navier-Stokes-Gleichung, Diffusionsgleichung, Strom- und Bahnlinien, Euler und Bernoulli-Gleichung, Hydrostatik, Auftrieb, Kinematik, Dynamik, turbulente Strömungen, Anwendungen in der Meeresforschung.

Grundlagen der mathematischen Modellierung (VL+Ü)
Grundlagen der Analysis, Grundlagen der Programmierung in MatLab
Empirische Modelle, Differenzen- und Differentialgleichungsmodelle,
Räuber-Beute-Modelle, Epidemiemodelle
Methodik zur Erstellung mathematischer Modelle am Beipiel natürlicher Systeme
Numerische und analytische Lösungsansätze
Räumlich ausgedehnte Systeme, zelluläre Automaten

Einführung in die Organische Geochemie (VL)
Grundlegende Kenntnisse über die Sedimentation von organischem und anorganischem Material und über den Verbleib des Materials in der Geosphäre über geologische Zeiträume bzw. über die Prozesse in der Wassersäule in unterschiedlichen Sedimentationsräumen. Aus diesen Kenntnissen werden Kenngrößen abgeleitet, die zur Beurteilung der Umweltsituation benötigt werden.

Einführung in die Anorganische Geochemie (VL)
Es werden Prozesse behandelt, die aus geologischer bzw. geochemischer Sicht für die besonderen Bedingungen auf unserer Erde wesentlich verantwortlich sind. Diese schließen die Frühzeit des Universums (Urknall, Entstehung der Elemente, Galaxien und Planeten), die internen Element- und Stoffkreisläufe, die Lebensgrundlagen unseres Planeten sowie die natürlichen und durch den Menschen erzeugten globalen Veränderungen der Umwelt ein.


Geochemie (Ü)
Praktische Aufgaben aus den drei Vorlesungen über Meeresgeochemie, anorganische und organische Geochemie

Biologische Meereskunde (VL)
Abiotische Umweltbedingungen der Meere: Lichtklima, Wärmehaushalt, chemisch-physikalische Eigenschaften des Meerwassers. Wellenentstehung, Gezeiten, Globale Verteilung von Wassermassen und Strömungen. Pelagische Lebensgemein¬schaften, Plankton (Phytoplankton, Zooplankton, Bakterioplankton, Virioplankton, Mycoplankton), Microbial Loop, Sinkstofffluss, C- und N-Kreislauf, Nekton (Fische, Meeressäuger, Cephalopoden, Vögel), Fischerei, El Nino. Benthische Lebensgemeinschaften (Fels, Sand, Schlick, Salzmarschen, Mangroven), Ästuare.

Einführung in den Stoffhaushalt von Pflanzenbeständen Mitteleuropas (VL)
Wasser-, Kohlenstoff- und Nährstoffhaushalt von
Pflanzenbeständen
Literaturempfehlungen
Programmierkurs Java (VL+Ü)
essenziell: Folien-Skriptum
empfohlen:
D. Boles: "Programmieren spielend gelernt mit dem Java-Hamster-Modell", Teubner-Verlag
D. Boles: "Objektorientierte Programmierung spielend gelernt mit dem Java-Hamster-Modell", Teubner-Verlag
gute Sekundärliteratur:
J. Goll, C. Weiß, F. Müller: "Java als erste Programmiersprache", Teubner-Verlag
D. Ratz, J. Scheffler, D. Seese: "Grundkurs Programmieren in Java, Band 1", Hanser-Verlag

Einführung in die Informatik für Naturwissenschaftler (VL+Ü)
U. Rembold : Einführung in die Informatik für Ingenieure und Naturwissenschaftler

Angewandte Statistik in Biologie und Umweltwissenschaften (VL+Ü)
Stoyan, D., Stoyan, H. und Jansen, U. (1997). Umweltstatistik. Teubner, Stuttgart.
Khazanie, R. Basic probability theory and applications (1976) Pacific Palisades.
Internet: Skript zum Modul mit kontextbezogenen Literaturangaben und Hinweisen auf relevante URLs

Explorative Datenanalyse (VL+Ü)
Anderson, T.W. (1984). Introduction to Multivariate Statistical Analysis. Wiley, New York.
Bortz, J. (1999). Statistik für Sozialwissenschaftler. Springer, Berlin.
Burkschat, M., Cramer, E., und Kamps, U. (2004). Beschreibende Statistik. Grundlegende Methoden. Springer, Berlin.
Everitt, B.S. and Dunn, G. (1991). Applied Multivariate Data Analysis. Edward Arnold, London.
Fahrmeier, L., Künstler, R., Pigeot, I., und Tutz, G. (1997). Statistik. Springer, Berlin.
Härdle, W., und Simar, L. (2003). Applied Multivariate Statistical Analysis. Springer, Berlin.
Hartung, J., Elpelt, B., und Klösener, H.P. (1998). Statistik. Oldenbourg, München.
Lehn, J., Müller-Gronbach, T., und Rettig, S. (2000). Einführung in die Deskriptive Statistik. Teubner, Stuttgart.
Rencher, A.C. (1995). Methods of Multivariate Analysis. Wiley, New York.
Rencher, A.C. (1998). Multivariate Statistical Inference and Applications. Wiley, New York.
Stoyan, D., Stoyan, H. und Jansen, U. (1997). Umweltstatistik. Teubner, Stuttgart.

Physikalische Ozeanographie (VL+Ü)
Dietrich, Kalle, Krauss, Siedler: Allgemeine Meereskunde.
Thurman, Burton, Introductory Oceanography, Prentice Hall
Open University, Ocean Circulation, Pergamon Press

Hydrodynamik (VL+Ü)
Schade & Kunz, Strömungslehre, de Gruyter

Grundlagen der mathematischen Modellierung (VL+Ü)
Skript wird über StudIP bereitgestellt
Imboden, D.M. & Koch, S. Systemanalyse - Einführung in die mathematische Modellierung
natürlicher Systeme, Springer-Verlag

Einführung in die Organische Geochemie (VL) / Einführung in die Anorganische Geochemie (VL) / Geochemie (Ü)
S Killops, V. Killops, Introduction to Organic Geochemistry, 2nd edition, 2004, Blackwell.
B.P. Tissot, D.H. Welte, Petroleum Formation and Occurrence, 1984, 2. Aufl, Springer.
W.Broecker, Labor Erde, Bausteine für einen lebensfreundlichen Planeten, 1994, Springer.
Press und Siever, Allgemeine Geologie, 5. Auflage, 2008, Springer Spektrum
F.J. Millero, Chemical Oceanography, 2nd edition, 1996, CRC Press.
S.M. Libes, An Introduction to Marine Biogeochemistry, 1992, Wiley
Open University Series, 1989, Ocean Chemistry and Deep-Sea Sediments; Seawater: Its Composition, Properties and Behaviour, Pergamon Press.
W.S. Broecker, T.-H. Peng, Tracers in the Sea, 1982, Eldigio Press.

Biologische Meereskunde (VL)
S. Gerlach, Marine Systeme, Springer Verlag, Heidelberg 1994.
T. Garrison, Oceanography – an invitation to marine science, Brooks/Cole, Wadsworth, New York 1999.
C.M. Lalli, T.R. Parsons, Biological Oceanography: An Introduction, Elsevier, Oxford 1995.
U. Sommer, Biologische Meereskunde, Springer Verlag, Heidelberg 2005.
U. Sommer, Planktologie, Springer Verlag, Heidelberg 1994.

Einführung in den Stoffhaushalt von Pflanzenbeständen Mitteleuropas (VL)
Schulze, Beck, Müller-Hohenstein: Pflanzenökologie

Allgemeine Ökologie (VL)
Wittig u. Streit: Ökologie,
Townsend, Harper, Begon: Ökologie,
Wilson, Bossert: Populationsökologie,
Mühlenberg: Frei
Links
Languages of instruction German, English
Duration (semesters) 1 Semester
Module frequency jährlich
Module capacity unlimited
Reference text
18 KP | VL; Ü; | 1. FS | Blasius
Type of module Pflicht
Module level BC (Basiscurriculum)
Teaching/Learning method Die Auswahl an Veranstaltungspakete im Umfang von jeweils 6KP wird zum großen Teil durch den Zulassungsauschuss vorgegeben, um Defizite in der vorangegangenen Bachelorausbildung auszugleichen. AbsolventInnen des Bachelorstudiengangs Umweltwissenschaften können Veranstaltungen aus dem Master Cluster wählen.

Programmierkurs Java:
VL Programmierkurs Java (3 KP)
Ü Programmierkurs Java (3 KP)

Einführung in die Informatik für Naturwissenschaftler:
VL Einführung in die Informatik für Naturwissenschaftler (4,5 KP)
Ü Einführung in die Informatik für Naturwissenschaftler (1,5 KP)

Angewandte Statistik in Biologie und Umweltwissenschaften:
VL Angewandte Statistik in Biologie und Umweltwissenschaften (3 KP)
Ü Angewandte Statistik in Biologie und Umweltwissenschaften (3 KP)

Explorative Datenanalyse:
VL Explorative Datenanalyse (3 KP)
Ü Explorative Datenanalyse (3KP)

Physikalische Ozeanographie:
VL Physikalische Ozeanographie (3 KP)
Ü Physikalische Ozeanographie (3 KP)

Hydrodynamik:
VL Hydrodynamik (3 KP)
Ü Hydrodynamik (3 KP)

Grundlagen der mathematischen Modellierung:
VL Grundlagen der mathematischen Modellierung (3 KP)
Ü Grundlagen der mathematischen Modellierung (3 KP)


Geochemie:
VL Einführung in die Organische Geochemie (3 KP)
VL Einführung in die Anorganische Geochemie (3 KP)
Ü Übung Geochemie (3 KP)

Terrestrische und Marine Biologie:
VL Biologische Meereskunde (3 KP)
VL Einführung in den Stoffhaushalt von Pflanzenbeständen Mitteleuropas (3 KP)

Hydrologie und Bodenkunde:
VL Hydrologie (3 KP)
VL Einführung in die Bodenkunde (3 KP)

Ökologie:
VL Microbial Ecology (3 KP)
VL Allgemeine Ökologie (3 KP)

Datenerhebung und -auswertung:
VL Messmethoden der Ozeanographie (3 KP)
VL Umweltstatistik (3 KP)
Examination Prüfungszeiten Type of examination
Final exam of module
M
Form of instruction Seminar
Frequency