NATURWISSENSCHAFTLICHE GEOGRAPHIE Interaktive Fragen zur Integration auf der

NATURWISSENSCHAFTLICHE GEOGRAPHIE Interaktive Fragen zur Integration auf der Lernplattform in Moodle v Beispiele einer möglichen Integration v Seien Sie kreativ und überlegen Sie sich weitere Übungsbeispiele! Prof Dr Hermann Klug +43 662 8044 7561 �+43 662 8044 7560 hermann. klug@sbg. ac. at www. uni-salzburg. at/zgis/klug Interfakultärer Fachbereich Geoinformatik, Universität Salzburg [1 - 15]

VORLESUNG 1 Ausschließlich administrative Belange, die für eine inhaltliche Betrachtung irrelevant sind. [2 - 15]

VORLESUNG 2 [2 - 15]

Atmosphärenphysik Radius Sonne: 695. 700 km (= 400 x der Mond, 109 x Erde) Radius Mond: 1. 738 km Radius Erde: 6. 371 km Abstand Erde Sonne: 149. 600. 000 km (großer Abstand) Lichtgeschwindigkeit 300. 000 m/s 8, 2 Minuten von Sonne bis Erde § Abstand Erde Mond: 384. 400 km (Atmosphärenphysikalisch immer noch großer Abstand) § Alter Erde: 4. 6 x 109 a (Milliarden Jahren) § § http: //view. stern. de/de/picture/2921456/sonne-mond-sterne-erde-weltall-space-sternschnuppe-1920. jpg [3 - 15]

Vergleich einiger Planeten: Charakteristika Der optimale Abstand der Erde von der Sonne ist von besonderer Bedeutung. [4 - 15] aus: Schönwiese (2013, S. 31)

Vertikalgliederung der Erdatmosphäre Stratopause Tropopause [7 - 15] aus: Schönwiese (2013, S. 19)

Vertikalgliederung der Troposphäre Was können Sie aus der Abbildung in Bezug zur Windgeschwindigkeit ableiten? Warum in 2 m? Mikroklima [8 - 15] aus: Schönwiese (2013, S. 45)

CO 2 Konzentration im Tages- und Jahresverlauf § Der Assimiliations- oder Photosyntheseprozess § Durch Veratmung freigesetzes Kohlendioxid: Respiration § Tag-Nacht-Schwankung während der Hauptvegetationszeit Summenformel der Photosynthese: 12 H 2 O + 6 CO 2 → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2↑ + 6 H 2 O [9 - 15] aus: Häckel (2016, S. 26/27)

Wichtige anthropogene Treibhausgase Global Warming Potential (GWP) Eine Einheit CH 4 (Methan) wirkt 25 -mal stärker als eine Einheit CO 2 (Kohlendioxid) Distickstoffmonoxid (N 2 O) ist 298 -mal so aktiv wie CO 2 RF: Radiative Forcing, FCKW: Fluorchlorkohlenwasserstoffe, O 3: Ozon, CH 4: Methan [10 - 15] aus: Kappas (2009, S. 285), siehe auch http: //unfccc. int/ghg_data/items/3825. php

Ozon eißt entr Reaktives Chlormonoxid Chlor katalytische Abbauzyklus Fotolyse UV Strahlungsenergie Sauerstoff Stickstoff dioxid Abbau des Ozons Treibender Faktor: Flurchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) 1. Chlornitrat Spurenstoffe Reservoirverbindung Abbruch des Zyklus durch Verbindung von Chlormonoxid und Absinken von Chlornitrat 2. 3. 4. 5. Ein von einem FCKW-Molekül abgespaltenes Cl-Atom entreißt einem Ozonmolekül O 3 ein Sauerstoffatom. Dabei entsteht Cl. O. Der übriggebliebene molekulare Sauerstoff O 2 ist nicht dargestellt. Das Cl. O-Molekül ist zwar reaktiv, aber nicht in der Lage, Ozon zu zerstören. Dagegen kann es mit einem O-Atom reagieren, das aus der natürlichen Spaltung eines anderen Ozonmoleküls für kurze Zeit freigesetzt ist. Bei dieser Reaktion verbinden sich die beiden Sauerstoffatome miteinander zu molekularem Sauerstoff und geben das Chloratom wieder frei. Dieser katalytische Zyklus kann mehr als 1000 -mal nacheinander ablaufen. Er ist erst zu Ende, wenn das Chlormonoxid nicht auf ein freies Sauerstoffatom trifft, sondern auf einen anderen Spurenstoff. Im vorliegenden Fall verbindet sich Cl. O mit NO 2. Dabei entsteht die nichtreaktive Reservoirverbindung Cl. ONO 2. Ein Ozonabbau findet nicht mehr statt. Der Pfeil nach unten zeigt an, dass die Reservoirverbindung nach unten in die Troposphäre transportiert und der katalytische Abbau gestoppt wird. Häufiger ist die Aufspaltung des Chlornitratmoleküls durch UVStrahlungsenergie ("hv"), wobei wieder ein freies Cl-Atom entsteht. Ein neuer Zyklus des Ozonabbaus kann starten. [11 - 15] nach: Kappas (2009, S. 176)

Veranschaulichung von Volumen- und Dichteänderungen bei Abkühlung bzw. Erwärmung [12 - 15] aus: Schönwiese (2013, S. 68)

VORLESUNG 3 [13 - 15]

Aggregatzustände des Wasserdampf latente Energie Sen (fü sible h Ene lbare rgie ) Wasser aus: Schönwiese (2013, S. 77) § Jeder dieser Übergänge benötigt Energie (dicke Pfeile) oder aber setzt Energie frei (dünne Pfeile) § Phasenübergänge § Atomaren bzw. molekularen Beweglichkeit Schnee, Eis, Graupel [14 - 15]

Berechnung der relativen Feuchte Setzt man nun die spezifische Feuchte (s) in ein prozentuales Verhältnis zur Sättigungsfeuchte (S), bei der augenblicklich herrschenden Temperatur, so erhält man eine neue Angabe über den Wasserdampfgehalt der Luft, die relative Feuchte RF: 100 % Die relative Feuchte ist temperaturabhängig. [15 - 15] aus: Häckel (2016, S. 63)

VORLESUNG 4 [13 - 15]

Temperatur-Höhenkurve bei Vertikalbewegungen mit Kondensation Die Abkühlungsraten beginnen wieder zu wachsen Kondensationsenergie von 2, 3 k. J pro Gramm kondensierenden Wasserdampfes wird zur Heizung Abkühlung auf zwischen 0, 4 bis 0, 7 K/100 m verringert Taupunkttemperatur, Kondensationsenergie wird frei Adiabatische Abkühlung (1 K/100 m) Luftpaket auf Meeresniveau, 20 °C ~8°C [16 - 57] aus: Häckel (2016, S. 91)

Interzeption in Abhängigkeit von Niederschlag und Blattflächenindex Interzeption (mm) Blattflächenindex Fichte bis 55 % Verlust Fichte bis 5 mm Freilandniederschlag (mm) [17 - 57] aus: Häckel (2016, S. 102/103)

Umlaufbahn der Erde um die Sonne (Erdrevolution) Solstiziallinie Äquinoktiallinie § Schwach elliptische Bahn von 940 Mio. km bei 100. 000 km/h (30 km/s) § Drehung um seine Rotationsachse von West nach Ost § Angabe des Beginns der Jahreszeiten [24 - 57] aus: Kuttler (2913, S. 33)

Bahnen der Sonne am Himmel für verschiedene Tage des Jahres 0° geographische Breite (Äquator) 50° geographische Breite (Linz) 90° geographische Breite (Pol) [36 - 57] aus: Häckel (2016, S. 183); siehe auch: Dirmhirn (1953) und Robinson (1966)

VORLESUNG 5 [13 - 15]

Ausstrahlung eines schwarzen Körpers nach dem Stefan-Boltzmann. Gesetz und Wellenlänge mit maximaler Energieabgabe nach dem Wien'schen Verschiebungsgesetz in Abhängigkeit von der Temperatur der strahlenden Oberfläche x 164, 6 x 2 x 16 [12 - 64] aus: Häckel (2016, S. 171)

Vierteljahresmittel der extraterrestrischen Hangbestrahlung in W/m 2 auf verschieden geneigte (0° bis 90°) und orientierte Hänge Sommer-Vierteljahr 0° geographischer Breite Hangneigung in Grad Winter-Vierteljahr 0° geographischer Breite Sommer-Vierteljahr 50° geographischer Breite Hangneigung in Grad Winter-Vierteljahr 50° geographischer Breite [38 - 64] aus: Häckel (2016, S. 329), VDI-Richtlinie 3789 Blatt 2 und 3 (1994)

Richtung und Länge des Schattens aufrechter stehender Objekte … … zu verschiedenen Tages- und Jahreszeiten Länge = 6, 5 x Höhe Richtung = 120° Fällt der Schatten eines senkrecht stehenden, dünnen Objektes (d. h. seine Längsachse weist zum Erdmittelpunkt), z. B. einer Stabes oder Turmes auf eine waagerechte Fläche, so gilt für die Schattenlänge L: wobei h = Höhe des Objektes g = Sonnenhöhe. [41 - 64] aus: Häckel (2016, S. 332)

Die Albedo unterschiedliches Rückstrahlvermögen verschiedener Oberflächen Einfallende kurzwellige Strahlung 100 % bis 90 % bis 80 % Neuschnee Wasser 25 % % Beton, Siedlung Laubwald, Wiesen, Weiden 17 % 12 20 % 10 % bis Gletschereis Altschnee Sand 40 % bis Polierte Metalle 20 - 45 % Acker Nadelwald Je dunkler und feuchter eine Oberfläche, desto geringer ist die Albedo [60 - 64]

VORLESUNG 6 [13 - 15]

Zur Entstehung und Auflösung der nächtlichen Strahlungsinversion § Der Strom fühlbarer Wärme ist sehr gut geeignet Überschussenergie abzuschöpfen, kann diese Energie während der nächtlichen Bedarfsphase aber nicht wieder zurückgeben. Die Luft darf also nicht als Wärmespeicher im gleichen Sinn wie der Boden betrachtet werden. § Die Energieabgabe durch langwellige Strahlung führt zur Strahlungsinversion, welche sich Inversion in fast jeder windschwachen, wolkenarmen Nacht ausbildet. [24 - 42] aus: Häckel (2016, S. 241)

VORLESUNG 7 [13 - 15]

VORLESUNG 8 [13 - 15]

Schema des Land-See-Windsystems Vertikalschnitt, links tags, rechts nachts W K K W [13 - 64] aus: Schönwiese (2013, S. 173)

Schema des Hang-Windsystems Vertikalschnitt, links tags, rechts nachts K W W K [16 - 64] aus: Schönwiese (2013, S. 174)

Süden (Luv) Der Föhn Norden (Lee) ge n E gu ng s re F St C ei D B A 20 °C Luftsättigung 100 % gesättigt (Regen) 33 % Fö hn G 27, 5 °C [27 - 64] nach: http: //www. br. de/themen/wissen/meteorologie-wetter-foehn-104. png? version=3 a 4 de

VORLESUNG 9 [13 - 15]

VORLESUNG 10 [13 - 15]

VORLESUNG 11 [13 - 15]

Zeitgliederung und Nomenklatur des Quartärs Würm Riss Mindel Günz Donau § sechs große Glaziale oder Eiszeiten (Kaltzeiten) § zwischen den Glazialen liegenden Warmzeiten Pleistozän werden als Interglaziale bezeichnet § getrennte Eisvorstöße: Stadien oder Stadiale Wieso kam es zu diesen Wechseln? Biber aus: Ahnert (2015, S. 356) [18 - 33]

VORLESUNG 12 [13 - 15]

Schematische Darstellung des Energieund Massenhaushalts eines Gletschers Evaporation & Sublimation Gleichgewichtslinie Ablation Morphodynamik Gletscher bedecken etwa 10 % der Erdoberfläche und speichern drei Viertel des Süßwassers. Während der großen Vereisungen des Pleistozäns besaßen die Gletscher eine um mehr als das Dreifache größere Ausdehnung (44, 4 Mio km²) gegenüber heute (14, 9 Mio km²) [4 - 84] nach: Thompson et al. (1986, S. 198) in Zepp (2017, S. 188)

glaziale Erosion Detraktion Detersion Exaration Glaziale Transport - und Abrasion Ablagerungsarten glazialer Transport glazifluvial subglazial intraglazial supraglazial Glaziale Akkumulation glazial glazifluvial Glazilimnisch glazimarin [43 - 84] nach: http: //www. geo. fu-berlin. de/v/pg-net/geomorphologie/glazialmorphologie/Glaziale_Prozesse/Transportarten/

Elemente der Glazialen Serie Erläutern Sie die Elemente der glazialen Serie und ihre jeweilige Entstehungsgeschichte! [47 - 84] https: //www. klett. de/sixcms/media. php/klett 72. a. 427. de/upload/glaziale_serie. jpg, https: //www. klett. de/alias/1014739

Glazialer Formenschatz erosiv akkumulativ Rundhöcker Trogtäler Drumlins Oser Glaziale rinnen Zungenbecken Kames Moränen [55 - 84] http: //www. geo. fu-berlin. de/v/pg-net/geomorphologie/glazialmorphologie/Glazialer_Formenschatz/index. html

VORLESUNG 13 [13 - 15]

VORLESUNG 14 [13 - 15]

VORLESUNG 15 [13 - 15]

VORLESUNG 16 [13 - 15]

VORLESUNG 17 [13 - 15]

VORLESUNG 18 [13 - 15]

VORLESUNG 19 [13 - 15]

VORLESUNG 20 [13 - 15]

VORLESUNG 21 [13 - 15]

VORLESUNG 22 [13 - 15]

VORLESUNG 23 [13 - 15]

VORLESUNG 24 [13 - 15]

VORLESUNG 25 [13 - 15]

VORLESUNG 26 [13 - 15]

VORLESUNG 27 [13 - 15]

VORLESUNG 28 [13 - 15]

VORLESUNG 29 [13 - 15]