Vorlesungen, Übungen und Seminare

Wintersemester 2022/23

Studiengang Physik (Schwerpunkt Atmosphärenphysik)

Liste der Lehrveranstaltungen:

Einführung in die Atmosphärenphysik
Einführung in die Atmosphärenphysik - Übungen
Seminar zur Atmosphärenphysik
Atmosphärenphysik: Projektplanung und Kontrolle
Atmosphärenphysik: Methodenerkenntnis und Ergebnisdarstellung
Spezielle Themen der Atmosphärenphysik - Dynamik und Transport in der Stratosphäre II
Spezielle Themen der Atmosphärenphysik - Klimawandel: Vom Prozessverständnis zur Vorhersage
Spezielle Themen der Atmosphärenphysik für Fortgeschrittene - Klimawandel: Der sechste Sachstandsbericht
Chemie und Dynamik der Atmosphäre (Kompaktkurs)

Studiengang "Computer Simulation in Science" (M.Sc.)

Liste der Lehrveranstaltungen:

Introduction to Atmospheric Physics
Introduction to Atmospheric Physics - Exercise
Seminar on Atmospheric Physics

Schwerpunkt Atmosphärenphysik

Einführung in die Atmosphärenphysik (Koppmann)

PHYEAPV (Vorlesung, 4 SWS):

Di 16-17:30 D.07.01
Do 16-17:30 D.07.01

Rhythmus: wöchentlich

Erster Termin am 18.10.2022, 16:00 Uhr s.t

Letzter Termin am 02.02.2023

Vorbesprechung und Vorlesungsbeginn: Dienstag, 11. Oktober 2022 um 16 Uhr s.t., in Raum D.07.01

Weil noch nicht abgeschätzt werden kann, wie die Situation zu diesem Zeitpunkt ist, melden Sie sich bitte an per E-Mail an "koppmann@uni-wuppertal.de"

Inhalt der Vorlesung:

Einführung

Allgemeine Einführung, Die Erde als Planet, Vertikale Strukur der Atmosphäre, Zusammensetzung der Atmosphäre

Thermodynamik

Ideale Gasgleichung, Virtuelle Temperatur, Hydrostatische Gleichung, Barometrische Höhenformel, Skalenhöhe, Geopotential, Hypsometrische Gleichung, Konzept eines Lufpakets, Trockenadiabatischer Temperaturgradient, Potentielle Temperatur, Wasserdampf in der Atmosphäre, Globaler Wasserkreislauf, Feuchtadiabatischer Temperaturgradient, Atmosphärisches Temperaturprofil, Schichtungsstabilität, Brunt-Väisälä-Frequenz, Stabilitätskriterien, Schwerewellen

Strahlung im System Atmosphäre

Solarkonstante, mittlere solare Einstrahlung, Absorption solarer Strahlung, Lambert-Beersches Gesetz, Streuung, spektrale Verteilung, Grundlagen des Strahlungstransports, Thermische Strahlung, Strahlungsbilanz, Treibhauseffekt (natürlicher, anthropogener), Gesamtenergiebilanz System Erde, Optische Phänomene in der Atmosphäre

Dynamik der Atmosphäre

Atmosphäre als Fluid, Koordinatensysteme, Druckgradientenkraft, Corioliskraft, Geostrophischer Wind, Gradientenwind, zyklonale/antizyklonale Strömung, Bewegung unter dem Einfluss von Reibungskräften, Einfluss der Schwerkraft, Navier-Stokes-Gleichung, Kontinuitätsgleichung, Konvergenz, Divergenz, Vorticity, Zirkulation, Vorticity-Gleichung, Potentielle Vorticity, barotrope und barokline Schichtung, Dynamik der bodennahen Luftschichten, Grenzschicht-Meteorologie

Atmosphärische Zirkulation

Globale Zirkulationsmuster, Westwinddrift, barotrope und barokline Wellen, Fronten, Zyklone und Antizyklone, Passate, Hadley-Zellen, Subtropenjet, Zeitliche und räumliche Variationen, El Nino-Southern Oscillation, Nordatlantische Ozillation, Stratosphärische Zirkulation

Chemie der Atmosphäre

Troposphärische Chemie, Radikalchemie, HO_x-Kreislauf, Lebensdauer und Verteilung von Spurengasen, Grundlagen der Reaktionskinetik, Stratosphärische Chemie, Ozonchemie, Halogenchemie, Polare stratosphärische Wolken

Empfohlene Voraussetzung:

Grundvorlesungen in Physik und Mathematik

Zu erbringende Prüfungsleistung:

Mündliche Prüfung
Im Masterstudiengang: Zusätlich schriftliche Hausarbeit zu einem speziellen Thema nach Absprache

Qualifikationsziel:
Die Studierenden besitzen ein Verständnis fundamentaler Zusammenhänge in der Atmosphärenphysik und haben
Kenntnisse über grundlegende Gleichungen der Atmosphärenphysik. Sie kennen den Zusammenhang zwischen
chemischen und physikalischen Prozessen in der Atmosphäre. Sie haben einen fundierten Überblick über den
Spurenstoffhaushalt und die Strahlungsbilanz der Erde sowie die atmosphärische Zirkulation. Die Absolvent(inn)en
verstehen die grundlegenden Phänomene des Wetters und des Klimas.

Literatur:

John M. Wallace, Peter V. Hobbs, Atmospheric Science, Academic Press, 2006

Eines der besten Bücher zur Einführung in die Atmosphärenphysik! Alle Bereiche werden sehr anschaulich und nachvollziehbar beschrieben und jeweils auch Beispiele explizit vorgerechnet. Es gibt zusätzlich eine Webseite mit vielen weiteren Informationen für Studenten, Aufgaben, Grafiken etc., leider nicht ganz billig.

Übung zur Einführung in die Atmosphärenphysik (Krebsbach / Koppmann)

PHYMEAVU (Übung, 2 SWS):

Mo 08:00-10:00 F.13.17

Rhythmus: wöchentlich

Termine: 17.10.2022 - 30.01.2023 in Raum F.13.17

Seminar zur Atmosphärenphysik (Koppmann / Volk)

PHYMAPSS1 (Seminar, 2 SWS):

Mi 11-12:30 D.07.01

Rhythmus: Präsenzveranstaltung wöchentlich

Erster Termin am 12.10.2022 in Raum D.07.01

Letzter Termin am 01.02.2023

Seminarplan

Empfohlene Voraussetzung:

Teilnahme an der Vorlesung "Einführung in die Atmosphärenphysik"

Zu erbringende Prüfungsleistung:

Vortrag zu einem akuellen Thema der Atmosphärenforschung nach Absprache

Qualifikationsziel:

Die Studierenden sind in der Lage, sich ein ausgewähltes Thema aus den Bereichen Atmosphärendynamik und Spurenstofftransport selbst zu erarbeiten und dieses in einem Seminarvortrag vorzustellen. Sie beherrschen die Informationsrecherche in der Literatur und im Internet sowie die Aufbereitung der Informationen zu einer Präsentation. Sie können das behandelte Thema zielgruppengerecht darstellen und didaktisch gestalten.

Atmosphärenphysik: Projektplanung und Kontrolle (Koppmann / Volk)

PHYMAPPK1S (Seminar, 2 SWS):

Mo 11-12:30 D.07.01

Erster Termin am 17.10.2022 in Raum D.07.01

Letzter Termin am 30.01.2023

Atmosphärenphysik: Methodenerkenntnis und Ergebnisdarstellung (Koppmann / Volk)

PHYMAPMLS1 (Seminar, 2 SWS):

Mo 15:30-17:00 D.07.01

Erster Termin am 10.10.2022 in Raum D.07.01

Letzter Termin am 30.01.2023

Kommentar:

Bei dem Seminar handelt es sich um ein Literaturseminar, das an anderen Universitäten auch als „Journal Club" bezeichnet wird und in vielfältigen Variationen vorkommt. Die Ziele dieses Seminars sind, die Teilnehmer auf dem neuesten Stand der Forschung zu halten, das Umsetzen von Erkenntnissen im Forschungsalltag zu erleichtern und die Fähigkeit des kritischen Lesens zu fördern. Es gibt eine enorme (immer noch zunehmende) Menge an Literatur, und dieses umfangreiche Angebot fordert eine hohe Kompetenz und wirksame Techniken zur kritischen Bearbeitung dieser Informationen. Die Vielseitigkeit des Seminars und das breite Spektrum der behandelten, für die Atmosphärenforschung relevanten Zeitschriften bringt sowohl für die Studenten als auch für die Mitglieder der Arbeitsgruppe einen erheblichen Erfahrungs- und Wissensprofit.

Spezielle Themen der Atmosphärenphysik - Dynamik und Transport in der Stratosphäre II (Volk)

PHYMAPSTV2b (Vorlesung, 4 SWS):

Do 14:00-16:00 D.07.01

Erster Termin am 13.10.2022 in Raum D.07.01

Letzter Termin am 02.02.2023

Spezielle Themen der Atmosphärenphysik - Klimawandel: Vom Prozessverständnis zur Vorhersage (Riese)

PHYMAPSTV3 (Vorlesung, 4 SWS):

Mi 14:00-16:30 D.07.01

Erster Termin am 12.10.2022 in Raum D.07.01

Letzter Termin am 01.02.2023

Empfehlung:

Vorlesung wird in Präsenz gehalten. Bei Interesse bitte Prof. Martin Riese (m.riese@fz.juelich.de) bis zum 10. Oktober per Email kontaktieren, da die Vorbesprechung am 12. Oktober per Videokonferenz stattfindet.

Spezielle Themen der Atmosphärenphysik - Klimawandel: Der sechste Sachstandsbericht (Plöger / Müller)

PHYMAPST3VU (Vorlesung, 2 SWS):

Vorbesprechung am 20.10., 13:30 online via

webconf.fz-juelich.de/b/plo-fgc-t0p-7si

Password: 953640

Diese Veranstaltung wird als Literaturseminar gehalten. Bei weiteren Fragen wenden Sie sich bitte an Felix Plöger oder Rolf Müller (f.ploeger@fz-juelich.de, ro.mueller@fz-juelich.de). Das Seminar wird voraussichtlich als Blockveranstaltung und im Hybridformat stattfinden. Vorträge und Seminartermine werden in der Vorbesprechung festgelegt.

Inhalte:

Das Klima auf der Erde verändert sich rasant und die Menschheit ist zunehmend mit den Folgen des Klimawandels wie extremen Wetterereignissen, Dürren und Überschwemmungen konfrontiert. Der kürzlich veröffentlichte sechste Sachstandsbericht des Weltklimarates (IPCC) fasst die neuesten relevanten Forschungsergebnisse zum Klimawandel zusammen und diskutiert deren Folgen. In diesem Seminar konzentrieren wir uns auf ausgewählte Kapitel von „The Physical Science Basis“ des sechsten Sachstandsberichts des IPCC. Diese werden von den Studierenden präsentiert und in der Gruppe diskutiert. Besonderes Interesse der Teilnehmer an bestimmten Themen ist sehr willkommen.

Empfohlene Voraussetzung:

Allgemeines Interesse am Klimawandel. Eine Einführungsvorlesung in die Atmosphärenphysik kann hilfreich sein, ist aber nicht notwendig.

Zu erbringende Prüfungsleistung:

Mündliche Prüfung (3 credit points)

Zielgruppe:

Masterstudenten der Atmosphärenphysik

Lehrmethoden:

Studien, Präsentation und Diskussion des sechsten Sachstandsbericht des IPCC - Die physikalisch-wissenschaftliche Basis

Literatur:

Sechsten Sachstandsbericht des IPCC - Die physikalisch-wissenschaftliche Basis (IPCC Sixth Asessment Report - The Physical Science Basis)

Chemie und Dynamik der Atmosphäre (Kompaktkurs) (Thorsten Benter / Jörg Kleffmann)

CHE303111 (Vorlesung):

Montag 19.09.2022, 08:30 Uhr - Samstag 24.09.2022 11:00 Uhr

Dauer: 19. bis 23. September 2022 (ganztägig) mit der Möglichkeit eines Zusatzkurs bis 24. September 2022
Rhythmus: Kompaktkurs

Kurzkommentar:

Die Anmeldefrist endet am 31. July 2022.

Das Vorlesungsverzeichnis finden Sie unter:
https://www.fz-juelich.de/en/iek/iek-7/expertise/compact-course-atmospheric-chemistry-and-dynamics/lecture-programme

Das Formular für die Registierung finden sie hier:
https://go.fzj.de/ACaD2022

1. Fachsemester (Computer Simulation in Science)

Introduction to Atmospheric Physics (Koppmann)

Tue 16-18 pm D.07.01
Thu 16-18 pm D.07.01

Introduction to Atmospheric Physics - Exercise (Krebsbach / Koppmann)

Mon 08:00-10:00 am F.13.17

3. Fachsemester (Computer Simulation in Science)

Seminar on Atmospheric Physics (Koppmann)

Wed 11-12:30 am D.07.01

zuletzt bearbeitet am: 16.03.2023

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