für den Master-Studiengang Meteorologie · Hargreaves: The Solar-Terrestrial Environment: An...
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Institut für Meteorologie und Klimatologie
Modulhandbuch
für den Master-Studiengang
Meteorologie
gemäß Studien- und Prüfungsordnung vom 10. September 2008
KIT – Institut für Meteorologie und Klimaforschung
Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Meteorologie
veröffentlicht: 16. Februar 2012
Inhaltsverzeichnis
Themenbereich: Atmosphärische Prozesse und Klima 2
Die mittlere Atmosphäre im Klimasystem (APK1) 3
Atmosphärische Chemie (APK2) 5
Atmosphärische Aerosole (APK3) 6
Ausgewählte Kapitel atmosphärischer Prozesse und Klima:
Turbulente Ausbreitung (APK4) 7
Ausgewählte Kapitel atmosphärischer Prozesse und Klima:
Der menschliche Einfluss auf Wolken und Klima (APK5) 9
Hauptseminar Atmosphärische Prozesse und Klima (APK6) 10
Themenbereich: Theoretische Meteorologie 11
Fortgeschrittene Numerische Wettervorhersage (ThM1) 12
Hauptseminar Theoretische Meteorologie (ThM2) 13
Fortgeschrittene theoretische Meteorologie (ThM3) 14
Ausgewählte Kapitel der theoretischen Meteorologie (ThM4) 15
Themenbereich: Statistik und Datenanalyse 16
Statistik für Meteorologen (StD1) 17
Methoden der Datenanalyse (StD2) 18
Hauptseminar Statistik und Datenanlyse (StD3) 19
Themenbereich: Angewandte Meteorologie 20
Ausgewählte Kapitel der angewandten Meteorologie:
Laserfernerkundung der Atmosphäre (AnM1) 21
Fernerkundung atmosphärischer Zustandsgrößen (AnM2) 22
Meteorologische Naturgefahren (AnM3) 23
Umweltmeteorologie (AnM4) 24
Exkursion (AnM5) 25
Bei Rückfragen wenden Sie sich bitte an:
Herrn Dipl.-Met. David Piper, Physikhochhaus, Raum 13-7, 0721-608-42761, [email protected]
KIT – Institut für Meteorologie und Klimaforschung
Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Meteorologie
veröffentlicht: 16. Februar 2012
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Themenbereich:
Atmosphärische Prozesse und Klima
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Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Meteorologie
veröffentlicht: 16. Februar 2012
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Modul: Die mittlere Atmosphäre im Klimasystem (APK1)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502061
Modulverantwortliche: PD Dr. M. Höpfner, Dr. M. Sinnhuber
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Atmosphärische Prozesse und Klima
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: WiSe
Lehr- und Lernformen:
2502061 Vorlesung 2 SWS; PD Dr. M. Höpfner, Dr. M. Sinnhuber
Lernziele:
Überblick über den Aufbau, die wesentlichen physikalischen Prozesse und Messmethoden in
der mittleren und oberen Atmosphäre (MOA) sowie die Kopplung der MOA mit der unteren
Atmosphäre und der Sonne.
Inhalt:
Geschichte der MOA-Forschung; Struktur der MOA (Temperatur, Wind, Zusammensetzung);
Sonne (elektromagnetische Strahlung, Sonnenwind, Variabilität, Messungen);
Strahlung in der MOA (Strahlungsübertragung, nicht-lokales thermodynamisches
Gleichgewicht, Energiebilanz, Photolyse);
Erkundung der MOA (in-situ Messungen, Fernerkundung);
Dynamik (fundamentale Beschreibung, Wellen und Tiden, Meridionaltransport, äquatoriale
Zirkulation, extratropische Zirkulation, Stratosphärenerwärmungen, Tracer und Alter der
Luft);
Kopplung zwischen MOA und Troposphäre (Strahlung, vertikale Wellenausbreitung,
Troposphären-Stratosphären-Austausch);
Ozon (Veränderung der globalen Ozonschicht, polarer Ozonabbau, Klima-Chemie-
Wechselwirkung);
Klimaänderung (Einfluss auf die MOA, Trends, zukünftige Entwicklung);
Partikel in der MOA (stratosphärische Aerosolschicht, Vulkane, polare stratosphärische
Wolken, leuchtende Nachtwolken, Meteorstaub);
Ionosphäre (Ionisierungsprozesse, Bewegung geladener Teilchen, elektrische Leitfähigkeit
und Ströme, Stürme, Airglow, Polarlicht);
Magnetosphäre (Zirkulation, Partikel, Ströme).
Literatur:
G. Brasseur und S. Solomon: Aeronomy of the middle atmosphere. Springer, 2005.
M. H. Rees: Physics and chemistry of the upper atmosphere. Cambridge University Press,
1989.
G. Brasseur: The stratosphere and its role in the climate system. Springer, Berlin 1995.
K.G. Labitzke und H. van Loan: The Stratosphere. Springer-Verlag, 1999.
WMO-Report: Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2006.
Andrews, D.G., J.R. Holton, C.B. Leovy: Middle Atmosphere Dynamics. International
Geophysics Series, Vol. 40, Academic Press, 1987.
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Hargreaves: The Solar-Terrestrial Environment: An Introduction to Geospace-The Science of
the Terrestrial Upper Atmosphere, Ionosphere and Magnetosphere, Cambridge University
Press (1992).
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende (Einzel-)Prüfung (Prüfer: Prof. Orphal / Prof. Leisner) über
Inhalte aller Module des Themenbereichs "Atmosphärische Prozesse und Klima" (Module
APK1 bis APK6)) am Ende des 1. Semesters, ca. 60 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Atmosphärische
Aerosole (Modul APK3) und dem Hauptseminar Atmosphärische Prozesse und Klima (Modul
APK6).
Die Vergabe der Leistungspunkte erfolgt nach regelmäßiger Teilnahme.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
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Modul: Atmosphärische Chemie (APK2)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502041
Modulverantwortliche: Dr. R. Ruhnke
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Atmosphärische Prozesse und Klima
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: WiSe
Lehr- und Lernformen:
2502041 Vorlesung 2 SWS; Dr. R. Ruhnke
Lernziele:
Die Studenten erhalten ein tieferes Verständnis der in der Atmosphäre ablaufenden
chemischen Umwandlungen, wobei der Schwerpunkt auf der Chemie in der
Troposphäre sowie in der Stratosphäre liegt.
Inhalt:
1) Entwicklung der Atmosphäre – Zusammensetzung der Atmosphäre – Geochemische
Zyklen – Emissionsentwicklung
2) Grundlagen der Reaktionskinetik – Grundlagen der Photochemie – Katalytische Zyklen –
Chemische Familien
3) Stratosphärische Chemie – Das Ozonloch
4) Troposphärische Chemie – Sommersmog
Literatur:
Daniel J. Jacob: Introduction to Atmospheric Chemistry, Princeton University Press, 2000.
John H. Seinfeld, Spyros N. Pandis: Atmospheric Chemistry and Physics, From Air Pollution
to Climate Change, Wiley-VCH, 2. Auflage 2006.
Guy P. Brasseur, Susan Solomon: Aeronomy of the Middle Atmosphere, Chemistry and
Physics of the Stratosphere and Mesosphere, Springer Netherlands, 3. Auflage 2005.
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende (Einzel-)Prüfung (Prüfer: Prof. Orphal / Prof. Leisner) über
Inhalte aller Module des Themenbereichs "Atmosphärische Prozesse und Klima" (Module
APK1 bis APK6)) am Ende des 1. Semesters, ca. 60 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Atmosphärische
Aerosole (Modul APK3) und dem Hauptseminar Atmosphärische Prozesse und Klima (Modul
APK6).
Die Vergabe der Leistungspunkte erfolgt nach regelmäßiger Teilnahme.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
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Modul: Atmosphärische Aerosole (APK3)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502031
Modulverantwortliche: Prof. Dr. Th. Leisner, Dr. O. Möhler
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Atmosphärische Prozesse und Klima
Leistungspunkte: 4
Semesterwochenstunden: 3
Modulturnus: WiSe
Lehr- und Lernformen:
2502031 Vorlesung 2 SWS; Prof. Dr. Th. Leisner, Dr. O. Möhler
2502032 Übung 1 SWS; Prof. Dr. Th. Leisner, Dr. O. Möhler
Übungen zu Atmosphärische Aerosole
Lernziele:
wird noch ergänzt
Inhalt:
wird noch ergänzt
Literatur:
wird noch ergänzt
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende (Einzel-)Prüfung (Prüfer: Prof. Orphal / Prof. Leisner) über
Inhalte aller Module des Themenbereichs "Atmosphärische Prozesse und Klima" (Module
APK1 bis APK6)) am Ende des 1. Semesters, ca. 60 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Atmosphärische
Aerosole (Modul APK3) und dem Hauptseminar Atmosphärische Prozesse und Klima (Modul
APK6).
Die Vergabe der Leistungspunkte erfolgt nach erfolgreicher Teilnahme an den Übungen.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
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Modul: Ausgewählte Kapitel atmosphärischer Prozesse und Klima:
Turbulente Ausbreitung (APK4)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502081
Modulverantwortliche: Dr. B. Vogel
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Atmosphärische Prozesse und Klima
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: WiSe
Lehr- und Lernformen:
2502081 Vorlesung 2 SWS; Dr. B. Vogel
Lernziele:
Die Vorlesung vermittelt theoretische und numerische Grundlagen zur Beschreibung des
Transportes und der turbulenten Diffusion von Spurenstoffen in der Atmosphäre.
Inhalt:
1 Allgemeines
1.1 Relevante Prozesse
1.2 Relevante Spurengase
1.3Typische Tagesgänge von Emissionen und Konzentrationen
1.4 Relevante Skalen
2 Der Temperaturverlauf in der unteren Atmosphäre
3 Atmosphärische Bewegungsvorgänge in der unteren Troposphäre
3.1 Die Grundgleichungen
3.2 Der Grundzustand
3.3 Die Boussinesq Approximation
3.4 Turbulenz und Reynoldsmittelung
4 Turbulente Diffusion
4.1 Die Diffusionsgleichung
4.2 Lösungen der Diffusionsgleichungen unter stark vereinfachten Bedingungen
4.3 Die Bestimmung der sigma-Parameter
4.4 Die Schornsteinüberhöhung
4.5 Die untere Randbedingung
4.6 Die Parametrisierung der turbulenten Flüsse
5 Chemische Umwandlungsvorgänge
6 Numerische Modelle
Literatur:
M. Z. Jacobson: Fundamentals of Atmospheric Modelling. Cambridge University Press,
Cambridge, 1999.
F. T. M. Nieuwstadt, H. van Dop: Atmospheric Turbulence and Air Pollution Modelling. D.
Reidel Publishing Company, Dordrecht, Holland, 1982.
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J. H. Seinfeld, S. N. Pandis: Atmospheric Chemistry and Physics, John Wiley & Sons, New
York, 1998.
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende (Einzel-)Prüfung (Prüfer: Prof. Orphal / Prof. Leisner) über
Inhalte aller Module des Themenbereichs "Atmosphärische Prozesse und Klima" (Module
APK1 bis APK6)) am Ende des 1. Semesters, ca. 60 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Atmosphärische
Aerosole (Modul APK3) und dem Hauptseminar Atmosphärische Prozesse und Klima (Modul
APK6).
Die Vergabe der Leistungspunkte erfolgt nach regelmäßiger Teilnahme.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
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Modul: Ausgewählte Kapitel atmosphärischer Prozesse und Klima:
Der menschliche Einfluss auf Wolken und Klima (APK5)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502021
Modulverantwortliche: Prof. Dr. Th. Leisner, Dr. C. Hoose
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Atmosphärische Prozesse und Klima
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: WiSe
Lehr- und Lernformen:
2502021 Vorlesung 2 SWS; Prof. Dr. Th. Leisner, Dr. C. Hoose
Lernziele:
Die Studierenden können wichtige Prozesse, durch die menschliche Aktivitäten und
Emissionen den Zustand der Atmosphäre beeinflussen, benennen und in Ihrer Bedeutung
einordnen. Sie sind in der Lage, auf Basis von Quelltexten die Grundzüge aktueller
Forschungsthemen zum Thema Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen zusammenzufassen und
kritisch zu diskutieren.
Inhalt:
1. Aerosole, Wolken und Klimaerwärmung:
- Grundlagen: Strahlungsbilanz, Treibhauseffekt, Wolken im Klimasystem,
- Wolken im wärmeren Klima,
- Behandlung von Wolken in Klimamodellen,
- Einfache Energiebilanzmodelle.
2. Direkte Aerosoleffekte.
3. Indirekte Aerosoleffekte.
4. Wetterbeeinflussung.
5. Climate Engineering.
Literatur:
Cotton, W. R. and Pielke Sr, R. A.: Human Impacts on Weather and Climate, Cambridge
University Press, 2007.
Levin, Z. and Cotton, W. R.: Aerosol Pollution Impact on Precipitation: A Scientific Review.
Springer, 2009.
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende (Einzel-)Prüfung (Prüfer: Prof. Orphal / Prof. Leisner) über
Inhalte aller Module des Themenbereichs "Atmosphärische Prozesse und Klima" (Module
APK1 bis APK6)) am Ende des 1. Semesters, ca. 60 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Atmosphärische
Aerosole (Modul APK3) und dem Hauptseminar Atmosphärische Prozesse und Klima (Modul
APK6). Die Vergabe der Leistungspunkte erfolgt nach regelmäßiger Teilnahme.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
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Modul: Hauptseminar Atmosphärische Prozesse und Klima (APK6)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502104
Modulverantwortliche: Prof. Dr. Ch. Kottmeier, Dipl.-Met. H. Zimmermann
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Atmosphärische Prozesse und Klima
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: WiSe
Lehr- und Lernformen:
2502104 Seminar 2 SWS; Prof. Dr. Ch. Kottmeier, Dipl.-Met. H. Zimmermann
Lernziele:
Im Seminar werden ausgesuchte Themen, die in der Mikrometeorologie von Bedeutung sind,
behandelt.
Inhalt:
wird noch ergänzt
Literatur:
Literatur wird in der Seminarvorbespechung genannt.
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende (Einzel-)Prüfung (Prüfer: Prof. Orphal / Prof. Leisner) über
Inhalte aller Module des Themenbereichs "Atmosphärische Prozesse und Klima" (Module
APK1 bis APK6)) am Ende des 1. Semesters, ca. 60 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Atmosphärische
Aerosole (Modul APK3) und dem Hauptseminar Atmosphärische Prozesse und Klima (Modul
APK6).
Jeder Studierende hält einen Vortrag. Der schriftliche Vortragsentwurf stellt eine
Erfolgskontrolle anderer Art dar und wird mit „bestanden“ oder „nicht bestanden“ bewertet.
Die Vergabe der Leistungspunkte ist an das Bestehen dieser Erfolgskontrolle gebunden.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
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Themenbereich:
Theoretische Meteorologie
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Modul: Fortgeschrittene numerische Wettervorhersage (ThM1)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502051
Modulverantwortliche: Prof. Dr. G. Adrian
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Theoretische Meteorologie
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: WiSe
Lehr- und Lernformen:
2502051 Vorlesung 2 SWS; Prof. Dr. G. Adrian
Lernziele:
wird noch ergänzt
Inhalt:
Globale Vorhersagesysteme
Literatur:
wird noch ergänzt
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende (Einzel-)Prüfung (Prüfer: Prof. Beheng) über Inhalte aller
Module des Themenbereichs "Theoretische Meteorologie" (Module ThM1 bis ThM4) am
Ende des 2. Semesters, ca. 60 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Fortgeschrittene
Theoretische Meteorologie (Modul ThM1) und dem Hauptseminar Theoretische Meteorologie
(ThM2).
Die Vergabe der Leistungspunkte erfolgt nach regelmäßiger Teilnahme.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
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Modul: Hauptseminar Theoretische Meteorologie (ThM2)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502114
Modulverantwortliche: Prof. Dr. S. Jones, Dr. L. Scheck, Dr. D. Anwender
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Theoretische Meteorologie
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: WiSe
Lehr- und Lernformen:
2502114 Seminar 2 SWS; Prof. Dr. S. Jones, Dr. L. Scheck, Dr. D. Anwender
Lernziele:
Die Studenten können sich in ein aktuelles Forschungsthema der theoretischen Meteorologie
einarbeiten, Diskussionsbeiträge in Vorlesungen und Gruppendiskussionen leisten, und einen
Vortrag über ihr eigenes spezielles Thema halten.
Inhalt:
Dynamik der Entwicklung verschiedener Wettersysteme: Diagnose anhand der
Vorticitygleichung.
Literatur:
wird im Seminar bekannt gegeben
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende (Einzel-)Prüfung (Prüfer: Prof. Beheng) über Inhalte aller
Module des Themenbereichs "Theoretische Meteorologie" (Module ThM1 bis ThM4) am
Ende des 2. Semesters, ca. 60 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Fortgeschrittene
Theoretische Meteorologie (Modul ThM1) und dem Hauptseminar Theoretische Meteorologie
(ThM2).
Die Vergabe der Leistungspunkte erfolgt nach erfolgreicher Teilnahme: Vortrag von ca. 30
Minuten.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
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Modul: Fortgeschrittene theoretische Meteorologie (ThM3)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502131
Modulverantwortliche: Prof. Dr. K. D. Beheng, Prof. Dr. S. Jones
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Theoretische Meteorologie
Leistungspunkte: 6
Semesterwochenstunden: 4
Modulturnus: SoSe
Lehr- und Lernformen:
2502131 Vorlesung 2 SWS; Prof. Dr. K. D. Beheng, Prof. Dr. S. Jones
2502132 Übung 2 SWS; Prof. Dr. K. D. Beheng, Prof. Dr. S. Jones, Dipl.-Met. D. Piper
Übungen zur Fortgeschrittenen theoretischen Meteorologie
Lernziele:
Ergänzung und Erweiterung des Verständnisses hydrodynamischer und thermodynamischer
Prozesse in der Atmosphäre auf der Basis physikalischer Gesetzmäßigkeiten
Inhalt:
1. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
2. Theorie der irreversiblen Prozesse
3. CAPE und CIN
4. σ- und θ-System
5. Ertelscher Wirbelsatz
6. Eady-Modell
Literatur:
Pichler, H.: Dynamik der Atmosphäre. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 1997.
Holton, J. R.: An introduction to dynamic meteorology. Intern. Geophysics Ser. 48, Academic
Press, New York, 2004.
Etling, D.: Theoretische Meteorologie - Eine Einführung, Springer, Berlin, 2002.
De Groot, S. R.: Thermodynamik irreversibler Prozesse, B.I. Hochschultaschenbücher,
Mannheim, 1960.
Beheng, K. D.: Vorlesungsskript, 2012.
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende Einzelprüfung (zusammen mit den Modulen Fortgeschrittene
Numerische Wettervorhersage (ThM1), Hauptseminar Theoretische Meteorologie (ThM2)
und Ausgewählte Kapitel der Theoretischen Meteorologie (ThM4) am Ende des 2. Semesters,
ca. 60 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Fortgeschrittene
Theoretische Meteorologie (ThM3) und dem Hauptseminar Theoretische Meteorologie
(ThM2).
Die Vergabe der Leistungspunkte für das Modul erfolgt nach regelmäßiger Abgabe der
Übungsblätter.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
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veröffentlicht: 16. Februar 2012
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Modul: Ausgewählte Kapitel der theoretischen Meteorologie:
Wolkenphysik (ThM4)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502191
Modulverantwortliche: Prof. Dr. K. D. Beheng
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Theoretische Meteorologie
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: SoSe
Lehr- und Lernformen:
2502191 Vorlesung 2 SWS; Prof. Dr. K. D. Beheng
Lernziele:
Mathematisch-physikalische Beschreibung wolkenmikrophysikalischer Prozesse
Inhalt:
1. Bedeutung von Wolken im System Erde-Atmosphäre
2. Makro- und mikroskalige Wolkenphysik
3. Die Wolke als polydisperses heterogenes System
4. Theoretische Beschreibung von Wolkenprozessen
5. Gleichgewicht zwischen Tropfen und umgebender Gasphase
6. Massenänderungsrate von Tropfen und Eispartikeln
7. Stoßwechselwirkungen zwischen Tropfen
Literatur:
Pruppacher, H., Klett, J.: Microphysics of clouds and precipitation, Kluwer, Dordrecht, 1997.
Beheng, K. D.: Vorlesungsskript, 2012.
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende Einzelprüfung (zusammen mit den Modulen Fortgeschrittene
Numerische Wettervorhersage (ThM1), Hauptseminar Theoretische Meteorologie (ThM2)
und Fortgeschrittene Theoretische Meteorologie (ThM3) am Ende des 2. Semesters, ca. 60
Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Fortgeschrittene
Theoretische Meteorologie (ThM3) und dem Hauptseminar Theoretische Meteorologie
(ThM2).
Die Vergabe der Leistungspunkte für das Modul erfolgt nach regelmäßiger Teilnahme.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
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veröffentlicht: 16. Februar 2012
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Themenbereich:
Statistik und Datenanalyse
KIT – Institut für Meteorologie und Klimaforschung
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veröffentlicht: 16. Februar 2012
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Modul: Statistik für Meteorologen (StD1)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502071
Modulverantwortliche: PD Dr. Th. v. Clarmann
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Statistik und Datenanalyse
Leistungspunkte: 4
Semesterwochenstunden: 3
Modulturnus: WiSe
Lehr- und Lernformen:
2502071 Vorlesung 2 SWS; PD Dr. Th. v. Clarmann
2502072 Übung 1 SWS; PD Dr. Th. v. Clarmann, N.N.
Übungen zu Statistik für Meteorologen
Lernziele:
wird noch ergänzt
Inhalt:
wird noch ergänzt
Literatur:
wird noch ergänzt
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende EinzelPrüfung (Prüfer: PD v. Clarmann) über Inhalte aller
Module des Themenbereichs "Statistik und Datenanalyse" (Module StD1 bis StD3) am Ende
des 2. Semesters, ca. 60 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Statistik für
Meteorologen (Modul StD1) und dem Hauptseminar Statistik und Datenanalyse (Modul
StD3).
Die Vergabe der Leistungspunkte erfolgt nach erfolgreicher Teilnahme an den Übungen.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
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veröffentlicht: 16. Februar 2012
18
Modul: Methoden der Datenanalyse (StD2)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502171
Modulverantwortliche: Prof. Dr. J. Orphal, Dr. M. Sinnhuber
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Statistik und Datenanalyse
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: SoSe
Lehr- und Lernformen:
2502171 Vorlesung 2 SWS; Prof. Dr. J. Orphal, Dr. M. Sinnhuber
Lernziele:
Kenntnis von wichtigen Methoden der Datenanalyse, ihrer Anwendbarkeit und Limitation
Inhalt:
Methoden der Datenanalyse, zum Beispiel für die Lösung von schlecht gestellten Problemen,
Wavelet-Analysen oder statistische Methoden (z.B. Principle component analysis,
Multivariante Methoden, Superposed epoch analysis, Wavelet-Analyse). Baut auf die
Vorlesung Statistik für Meteorologen auf.
Literatur:
wird am Semesteranfang bekanntgegeben
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende Einzelprüfung (zusammen mit den Modulen Statistik für
Meteorologen (StD1) und Hauptseminar Statistik und Datenanalyse (StD3)) am Ende des 2.
Semesters, ca. 60 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Statistik für
Meteorologen (StD1) und dem Hauptseminar Statistik und Datenanalyse (StD3).
Die Vergabe der Leistungspunkte für das Modul erfolgt nach regelmäßiger Teilnahme.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
KIT – Institut für Meteorologie und Klimaforschung
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veröffentlicht: 16. Februar 2012
19
Modul: Hauptseminar Statistik und Datenanalyse (StD3)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502254
Modulverantwortliche: Prof. Dr. Ch. Kottmeier, Dipl.-Met. H. Zimmermann
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Statistik und Datenanalyse
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: SoSe
Lehr- und Lernformen:
2502254 Seminar 2 SWS; Prof. Dr. Ch. Kottmeier, Dipl.-Met. H. Zimmermann
Lernziele:
Ziel ist zu lernen, die in Vorträgen gegebenen Kernaussagen zu erkennen und im Hinblick auf
Schlüssigkeit und Vollständigkeit zu bewerten, gleichzeitig aber auch die eingesetzten
Methoden der Datenanalyse kennenzulernen.
Inhalt:
Die Studierenden besuchen das IMK-TRO-Seminar. Jeder Studierende hat dabei drei
Vorträge, die ihm zu Semesterbeginn genannt werden, zu analysieren und die Analyse hierzu
niederzuschreiben (ca. 1/2 DIN-A4-Seite pro Vortrag, übliche Schriftgröße und üblicher
Zeilenabstand).
Literatur:
wird am Semesteranfang bekanntgegeben
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende Einzelprüfung (zusammen mit den Modulen Statistik für
Meteorologen (StD1) und Methoden der Datenanalyse (StD2)) am Ende des 2. Semesters, ca.
60 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Statistik für
Meteorologen (StD1) und dem Hauptseminar Statistik und Datenanalyse (StD3).
Die Vergabe der Leistungspunkte für das Modul erfolgt nach Abgabe und Gutbefund der
Analyse.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
KIT – Institut für Meteorologie und Klimaforschung
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veröffentlicht: 16. Februar 2012
20
Themenbereich:
Angewandte Meteorologie
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21
Modul: Auswählte Kapitel der angewandten Meteorologie:
Laserfernerkundung der Atmosphäre (AnM1)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502111
Modulverantwortliche: Prof. Dr. Th. Leisner
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Angewandte Meteorologie
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: SoSe
Lehr- und Lernformen:
2502111 Vorlesung 2 SWS; Prof. Dr. Th. Leisner
Lernziele:
wird noch ergänzt
Inhalt:
wird noch ergänzt
Literatur:
wird noch ergänzt
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende Einzelprüfung (zusammen mit den Modulen Fernerkundung
atmosphärischer Zustandsgrößen (AnM2), Meteorologische Naturgefahren (AnM3),
Umweltmeteorologie (AnM4) und Exkursion (AnM5)) am Ende des 2. Semesters, ca. 45
Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Fernerkundung
atmosphärischer Zustandsgrößen (AnM2) und der Exkursion (AnM5).
Die Vergabe der Leistungspunkte für das Modul erfolgt nach regelmäßiger Teilnahme
(Anwesenheitsliste)
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
KIT – Institut für Meteorologie und Klimaforschung
Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Meteorologie
veröffentlicht: 16. Februar 2012
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Modul: Fernerkundung atmosphärischer Zustandsgrößen (AnM2)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502151
Modulverantwortliche: PD Dr. Th. v. Clarmann
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Angewandte Meteorologie
Leistungspunkte: 4
Semesterwochenstunden: 3
Modulturnus: SoSe
Lehr- und Lernformen:
2502151 Vorlesung 2 SWS; PD Dr. Th. v. Clarmann
2502152 Übung 1 SWS; PD Dr. Th. v. Clarmann, N.N.
Übungen zu Fernerkundung atmosphärischer Zustandsgrößen
Lernziele:
Die Studenten können entscheiden, welche Fernerkundungsmethoden für welchen
wissenschaftlichen Zweck geeignet sind. Sie sind mit den spezifischen Charakteristika von
Fernerkundungsdaten vertraut, haben einen Überblick über die gängigen Methoden und
haben das Prinzip der Auswertung indirekter Messungen verstanden.
Inhalt:
Überblick über die Möglichkeiten der Fernerkundung;
Grundbegriffe der Strahlungsübertragung in der Atmosphäre;
Meteorologische Satelliten und ihre Bahnen, Messinstrumente für die indirekte Sondierung;
Inversionsmethoden: Prinzip der Inversion, Approximationen, statistische und nichtlineare
Methoden, vertikale Auflösung;
Ableitung des Temperaturprofils und Bestimmung von Spurengasprofilen;
Fehlerabschätzung.
Literatur:
J. T. Houghton et al.: Remote Sounding of Atmospheres, Cambridge Planetary Science Series,
Cambridge Univ. Press, New York/Cambridge/London, 1984.
S.Q. Kidder, T.H. Vonder Haar: Satellite Meteorology: An Introduction, Academic Press, San
Diego, 1995.
Clive D. Rodgers: Inverse Methods for Atmospheric Sounding, World Scientific Pub Co,
Singapore, 2000.
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende Einzelprüfung (zusammen mit den Modulen Ausgewählte
Kapitel der Angewandten Meteorologie (AnM1), Meteorologische Naturgefahren (AnM3),
Umweltmeteorologie (AnM4) und Exkursion (AnM5)) am Ende des 2. Semesters, ca. 45
Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Fernerkundung
atmosphärischer Zustandsgrößen (AnM2) und der Exkursion (AnM5).
Die Vergabe der Leistungspunkte für das Modul erfolgt nach erfolgreicher Teilnahme an den
Übungen.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
KIT – Institut für Meteorologie und Klimaforschung
Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Meteorologie
veröffentlicht: 16. Februar 2012
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Modul: Meteorologische Naturgefahren (AnM3)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502121
Modulverantwortliche: PD Dr. M. Kunz
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Angewandte Meteorologie
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: SoSe
Lehr- und Lernformen:
2502121 Vorlesung 2 SWS; PD Dr. M. Kunz
Lernziele:
Die Studierenden gewinnen ein tiefes Verständnis über die Prozesse und Mechanismen, die zu
meteorologischen Extremereignissen führen. Damit sind sie in der Lage, das Potential für
Extremereignisse und ihre Auswirkungen je nach Region und Jahreszeit aus Vorhersagen und
Analysen abzuschätzen.
Inhalt:
1. Dynamik der Atmosphäre
2. Außertropische Zyklonen: Winterstürme, Fronten, Polar Lows
3. Tropische Zyklonen
4. Thermodynamik der Atmosphäre, atmosphärische Stabilität und Auslösung von
Konvektion
5. Entstehung und Charakteristik von Gewitterstürmen: Einzelzellen, Multizellen,
Gewitterlinien, MCS/MCC, Superzellen und Tornados
6. Gefahren und Schäden durch Gewitterstürme: Hagel, downburst, Derechos,
Starkniederschläge, Blitzschlag
7. Starkniederschläge als Ursache von Hochwasser
8. Methoden der Gefährdungsanalyse
9. Klimaänderung und Extremereignisse
Literatur:
eigenes Skript
Kraus und Ebel: Risiko Wetter, Springer Verlag, 2003
Rauber et al.: Severe and hazardous weather, Kendall Hunt Publ., 2005
Houze: Cloud dynamics. Academic Press, 1993
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende Einzelprüfung (zusammen mit den Modulen Ausgewählte
Kapitel der Angewandten Meteorologie (AnM1), Fernerkundung atmosphärischer
Zustandsgrößen (AnM2), Umweltmeteorologie (AnM4) und Exkursion (AnM5)) am Ende des
2. Semesters, ca. 45 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Fernerkundung
atmosphärischer Zustandsgrößen (AnM2) und der Exkursion (AnM5).
Die Vergabe der Leistungspunkte für das Modul erfolgt nach regelmäßiger Anwesenheit.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
KIT – Institut für Meteorologie und Klimaforschung
Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Meteorologie
veröffentlicht: 16. Februar 2012
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Modul: Umweltmeteorologie (AnM4)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502181
Modulverantwortliche: Prof. Dr. Ch. Kottmeier, Dr. H. Vogel
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Angewandte Meteorologie
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: 2
Modulturnus: SoSe
Lehr- und Lernformen:
2502181 Vorlesung 2 SWS; Prof. Dr. Ch. Kottmeier, Dr. H. Vogel
Lernziele:
Die Vorlesung vermittelt Grundlagen zur Beschreibung verschiedener umweltrelevanter
Vorgänge in der Atmosphäre. Dazu gehören die verschiedenen Methoden zur Berechnung des
Windenergiepotentials sowie die Grundlagen zur Berechnung der Ausbreitung von Gasen,
Aerosolen, Geruchstoffen und Lärm. Es erfolgt eine Einführung in praxisrelevante Modelle.
Inhalt:
1. Grundlagen
2. Aspekte der Windenergie, Bestimmung des Windenergiepotentials
3. Kaltluftabflüsse
4. Luftqualität
5. Lärmausbreitung
6. Geruchsausbreitung
Literatur:
Roedel, Walter: Physik unserer Umwelt: Die Atmosphäre
Kraus, Helmut: Die Atmosphäre der Erde. Eine Einführung in die Meteorologie
Kraus, Helmut: Grundlagen der Grenzschichtmeteorologie
Etling, Dieter: Theoretische Meteorologie. Eine Einführung
Seinfeld, John H., Pandis, Spyros N.: Atmospheric Chemistry and Physics
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende Einzelprüfung (zusammen mit den Modulen Ausgewählte
Kapitel der Angewandten Meteorologie (AnM1), Fernerkundung atmosphärischer
Zustandsgrößen (AnM2), Meteorologische Naturgefahren (AnM3) und Exkursion (AnM5))
am Ende des 2. Semesters, ca. 45 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Fernerkundung
atmosphärischer Zustandsgrößen (AnM2) und der Exkursion (AnM5).
Die Vergabe der Leistungspunkte für das Modul erfolgt nach regelmäßiger Anwesenheit
(Anwesenheitsliste).
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).
KIT – Institut für Meteorologie und Klimaforschung
Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Meteorologie
veröffentlicht: 16. Februar 2012
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Modul: Exkursion (AnM5)
Lehrveranstaltungsnummer: 2502263
Modulverantwortliche: Prof. Dr. Ch. Kottmeier, Dipl.-Met. H. Zimmermann
Einordnung in Studiengang: Master Meteorologie, Themenbereich:
Angewandte Meteorologie
Leistungspunkte: 2
Semesterwochenstunden: Blockveranstaltung
Modulturnus: SoSe
Lehr- und Lernformen:
2502263 Exkursion; Prof. Dr. Ch. Kottmeier, Dipl.-Met. H. Zimmermann
Lernziele:
Folgende Ziele:
(1) Kennenlernen eines Radiosondensystems,
(2) Vermitteln der Kenntnis zur Aufnahme und Auswertung von Profilen unterschiedlicher
Größen und Vergleich mit Literaturangaben,
(3) Feststellen der Eigenschaften der Grenzschicht und jener der freien Atmosphäre,
(4) Verknüpfung der Ergebnisse der Datenauswertungen mit dem eigenen Erleben (z.B.
Bedeutung von Konvektionsindizes).
Inhalt:
Die Atmosphäre wird mittels eines Kleinflugzeugs erkundet. Hierzu werden Aufnahmen von
Vertikalprofilen von
- Temperatur,
- Feuchte,
- Druck
durchgeführt. Die aufgenommenen Daten werden sodann anhand vorgegebener
Fragestellungen ausgewertet.
Literatur:
wird zu Semesteranfang bekannt gegeben
Leistungsnachweise und Prüfungen:
Mündliche modulübergreifende Einzelprüfung (zusammen mit den Modulen Ausgewählte
Kapitel der Angewandten Meteorologie (AnM1), Fernerkundung atmosphärischer
Zustandsgrößen (AnM2), Meteorologische Naturgefahren (AnM3) und Umweltmeteorologie
(AnM4)) am Ende des 2. Semesters, ca. 45 Minuten.
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung: Teilnahme an den Übungen zu Fernerkundung
atmosphärischer Zustandsgrößen (AnM2) und der Exkursion (AnM5).
Die Vergabe der Leistungspunkte für das Modul erfolgt nach Abgabe und Gutbefund der
Datenauswertung.
Notenbildung:
Die Modulnote ist die Note der mündlichen modulübergreifenden Einzelprüfung (100%).