mar220 - Environmental Physics (Complete module description)

Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse auf den Gebieten der Geophysik und physikalischen Ozeanographie und Messtechnik. 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 Vorlesung vermittelt Kenntnisse über die optischen Eigenschaften von Meerwasser – von den Küstengewässern bis hin zum offenen Ozean. Aufbauend auf den Inhalten der Vorlesung wird auf einer Exkursion mit einem Forschungsboot der praktische Umgang mit den grundlegenden ozeanographischen Messgeräten vermittelt.

Einführung in die Geophysik/Ozeanographie:
Entwicklung, Aufgaben und Ziele der Geophysik und Ozeanographie; Entstehung und Dynamik der festen Erdkruste; Hydrodynamische Grundgleichungen; Strömungen auf der rotierenden Erde; Wellen, Gezeiten; regionale Themen aus der Ozeanographie.

Exkursion Forschungsboot:
Einführung in die ozeanographischen Messgeräte an Bord eines Forschungsbootes, Positionsbestimmung, CTD, Strömungsmessung.

Grenzschichtprozesse Atmosphäre und Ozean:
Methoden der Radiometrie; Lichtfeldmessungen im Meerwasser; Absorption und Streuung; das Sonnenspektrum; Gasaustausch Atmosphäre und Ozean.

Messmethoden der physikalischen Ozeanographie:
Physikalische Eigenschaften des Meerwassers und Methoden zu ihrer Bestimmung; Unterwasserakustik; Messgeräte und Sensorik, Genauigkeit und Anforderung an die Messverfahren.

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.
 

Grenzschichtprozesse Atmosphäre und Ozean:

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.
 

Messmethoden der physikalischen Ozeanographie:

Emery & Thomson: Data analysis methods in physical oceanography.

Bergmann-Schäfer: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 7: Erde und Planeten.

Bekanntgabe zu Beginn der Veranstaltung

1 Prüfungsleistung:
1 Klausur, 1,5 Std. (über Inhalte der beiden Vorlesungen)

Aktive Teilnahme an Übung, Seminar und Exkursion