Modul 12: Naturwissenschaftliche Perspektive der Klimawissenschaft
Das Modul „Naturwissenschaftliche Perspektive der Klimawissenschaft“ besteht aus einer Lehreinheit:
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
Die Lehreinheit beinhaltet eine Einführung in das Klimasystem der Erde und seine Systemkomponenten. Eine einführende Differenzierung der Begriffe Wetter, Witterung und Klima vermittelt erste Grundlagen. Darauf aufbauend werden die Elemente und Antriebsfaktoren des Klimas beschrieben, ein Einblick in das Skalendenken von Klimaprozessen gegeben und Klimaklassifikationen vorgestellt. Im Folgenden werden die naturwissenschaftlichen Grundlagen der einzelnen Erdsphären 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 des Meerwassers werden Veränderungen der globalen Ozeanzirkulation behandelt. Das Modul widmet sich weiterhin der Eissphäre, der Dynamik der Inlandeismassen auf Grönland und in der Antarktis sowie dem Einfluss des Meereises in der Arktis bis hin zur Biosphäre mit ihren biogeochemischen Stoffkreisläufen einschließlich des Kohlenstoffkreislaufes im Klimasystem. Weitere Einheiten befassen sich unter anderem 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 die Vergangenheit als auch für die Gegenwart und Zukunft eingesetzt werden. Die Ergebnisse der Klimaforschung und die daraus entwickelten Hypothesen und Theorien zur Klimavariabilität werden beschrieben. Die Fragestellungen werden in Bezug auf verschiedene Zeitskalen betrachtet: Die letzten 65 Millionen Jahre, die Entstehung und das Verschwinden von Eiszeiten auf der Zeitskala von Jahrtausenden, die sogenannte „Kleine Eiszeit“, die vor weniger als 200 Jahren endete, heutige und erwartete zukünftige Klimavariationen.