mar220 - Umweltphysik (Vollständige Modulbeschreibung)

K4 und erfolgreicher Besuch des ersten Semesters K11

Die Studierenden erwerben 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.
Die Studierenden erwerben je nach Wahl weiterer Veranstaltungen ein Verständnis der grundlegenden Prinzipien der Energiegewinnung durch Wind und Sonnenstrahlung, und der experimentellen Methoden für die Umweltforschung.

Einführung in die Geophysik/Ozeanographie:
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 Themen aus der Ozeanographie.

Ozeanographisches Seminar
Bearbeitung ausgewählter aktueller Forschungsthemen der Meeresphysik auf der Basis von Veröffentlichungen in Fachzeitschriften und neueren Buchveröffentlichungen.

Optik der Atmosphäre und des Ozeans:
Methoden der Radiometrie; Theorie des Strahlungstransports; Absorption und Streuung; das Sonnenspektrum; die Gasatmosphäre; Aerosole; Licht im Meer; Fernerkundung.

Windenergie, Energiemeteorologie:
Allgemeine Einführung in erneuerbare Energien; Hydrodynamische Aspekte von Windturbinen; Physikalische Eigenschaften von Flüssigkeiten; Grundgleichungen der atmosphärischen Dynamik; Messungen des Windfeldes; Atmosphärische Grenzschicht; Windturbinen;

Meeresphysikalische Exkursion:
Die Messgeräte der physikalischen Ozeanographie werden in der Praxis auf einem Forschungsschiff bzw. -boot angewendet. Die auf der Exkursion gemessenen Daten werden ausgewertet, dargestellt und interpretiert.

Methoden der experimentellen Ozeanographie:
Physikalische Eigenschaften des Meerwassers und Methoden zu ihrer Bestimmung; Unterwasserakustik; Optische Methoden für den Nachweis von Teilchen und Molekülen, Anwendungen in der Meereschemie und Meeresbiologie.

Einführung in die Geophysik/Ozeanographie:
Dietrich, Kalle, Krauss, Siedler: Allgemeine Meereskunde.
Bergmann-Schäfer: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 7: Erde und Planeten.
Pond & Pickard: Introductory dynamical oceanography.
Pichler: Dynamik der Atmosphäre.
The Open University: Ocean Circulation

Meeresphysikalisches Seminar
Wissenschaftliche Veröffentlichungen in Fachzeitschriften.
Dissertationen aus dem Gebiet der Ozeanographie.

Optik der Atmosphäre und des Ozeans:
C. Mobley: Light and Water
I. S. Robinson: Measuring the Oceans from Space
J.T.O. Kirk: Light and Photosynthesis in Aquatic Ecosystems
Marc Z. Jacobson: Fundamentals of Atmospheric Modeling.

Windenergie, Energiemeteorologie:
T. Burton et al.: Wind energy handbook.
R. Gasch, J. Twele: Wind power plants.
K.-N. Liou: An introduction to atmospheric radiation.
R. Stull: An introduction to boundary layer meteorology.

Methoden der experimentellen Ozeanographie:
Emery & Thomson: Data analysis methods in physical oceanography.
Bergmann-Schäfer: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 7: Erde und Planeten.

10 KP | VL; Ü; SE; EX | 4. und 5. FS | Wolff

Werden zu Beginn der VA von den Lehrenden bekannt gegeben

Aktive Teilnahme: 2 Ü, 1 SE oder 1 Ü, 1 SE, 1 EX

Regelmäßige Teilnahme an den Pflicht- und Wahlpflichtveranstaltungen und mindestens 50% erfolgreich bewertete Übungen der gewählten Wahlpflichtveranstaltungen.

Klausur von max. 3 Stunden Dauer zur Pflichtveranstaltung.
Klausur oder mündliche Prüfung oder Referat oder Fachpraktische Übung oder Protokoll aus einer der Wahlpflichtveranstaltungen

Note der Klausur zur Pflichtveranstaltung (70%), Note aus Teilleistung zu einer Wahlpflichtveranstaltung (30%)

Aktive Teilnahme umfasst z.B. die regelmäßige Abgabe von Übungen, Anfertigung von Lösungen zu Übungsaufgaben, die Protokollierung der jeweils durchgeführten Versuche bzw. der praktischen Arbeiten, die Diskussion von Seminarbeiträgen oder Darstellungen von Aufgaben bzw. Inhalten in der Lehrveranstaltung in Form von Kurzberichten oder Kurzreferat. Die Festlegung hierzu erfolgt mit dem Lehrenden zu Beginn der Semesters bzw. zu Beginn der Veranstaltung.