Herbstschule "System Erde"

Einmal im Jahr bietet das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ in Zusammenarbeit mit der Deutschen Meteorologischen Gesellschaft (DMG) die Lehrkräftefortbildung "Herbstschule System Erde" an.

Herzlich eingeladen sind Lehrkräfte, Referendar:innen, Seminargruppen und Studierende sowie alle Mitglieder der beteiligten Gesellschaften. Gäste sind herzlich willkommen. Die Veranstaltung wird in der Regel von den Landesschulämtern als Lehrkräftefortbildung anerkannt.

Während dieser eineinhalbtägigen Fortbildung halten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Vorträge und geben damit Einblicke in die aktuelle Forschung rund um das Thema "Extremereignisse im Erdsystem". Ergänzend dazu werden Workshops für die Telnehmenden angeboten. Der Fokus dieser Workshops liegt auf verschiedenen Experimenten und praktischen Übungen, welche mit relativ geringem Aufwand im Schulunterricht eingesetzt werden können.

Herbstschule 2022

Termin: 14./15. November

Thema: Extremereignisse im Erdsystem

Die Fortbildung wird als Präsenzveranstaltung auf dem Telegrafenberg in Potsdam im Haus H stattfinden, natürlich unter Einhaltung aller erforderlichen Hygienemaßnahmen und der Voraussetzung, dass das aktuelle Pandemiegeschehen eine Präsenzveranstaltung zulässt.

Eine Voranmeldung ist auch dieses Jahr zwingend erforderlich. Die Anzahl der Plätze ist beschränkt. Bitte melden Sie sich bis spätestens 6. November 2022 an.
per E-Mail: Herbstschule@dmg-ev.de
per Brief oder per Fax (030/791 90 02).

Für die Teilnahme fallen dieses Jahr keine Kosten an.

Die Veranstaltung wird in der Regel vom brandenburgischen Ministerium für Bildung, Jugend und Sport sowie von der Berliner Senatsverwaltung für Bildung, Wissenschaft und Forschung als Fortbildung für Lehrkräfte anerkannt (Fortbildungnummern | Brandenburg:. tba & Berlin: 22.2-109331)

Programm

Montag, den 14.11.2022

Prof. Thomas Walter, Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Sektion 2.1: Erdbeben- und Vulkanphysik

Text folgt in Kürze.

Dr. Dörthe Handorf, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum  für Polar- und Meeresforschung (AWI), Standort Potsdam

Seit etwa 1990 wird das Phänomen der „Arktischen Verstärkung“ beobachtet, das die 3- bis 4-fach stärkere Erwärmung der Arktis im Vergleich zur globalen Erwärmung beschreibt. Diese Zeit fällt mit einer Periode zusammen, in der die Zahl der extremen Wetter- und Klimaereignisse in den mittleren Breiten der nördlichen Hemisphäre zunahm. Diese Zunahme kann teilweise direkt durch die globale Erwärmung erklärt werden, aber auch Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation tragen zu dem häufigeren Auftreten von Extremen wie Hitzewellen oder extremen Niederschlägen bei. In diesem Zusammenhang wurde in den letzten Jahren die Hypothese untersucht, dass die arktische Verstärkung zu Veränderungen atmosphärischer Strömungsmuster beitragen kann. Solche geänderten Strömungsmuster sind z.B. maßgeblich für häufigere, stärkere oder länger andauernde Tief- und Hochdruckgebiete, was wiederum zu einer Zunahme von Extremereignissen führen kann.

Auf der Grundlage von Beobachtungs- und Modellierungsstudien wird der Vortrag einen Überblick über die atmosphärenphysikalischen Prozesse und Mechanismen geben, die eine wichtige Rolle bei der Verknüpfung von arktischen Veränderungen mit dem Klima und Wetter in den mittleren Breiten spielen.

Dr. Tanja Winterrath, Deutscher Wetterdienst, Abteilung Hydrometeorologie Offenbach a.M.

Von Starkregen spricht man in der Hydrometeorologie, wenn große Niederschlagsmengen pro Zeiteinheit fallen. Starkregen umfasst sowohl lokale konvektive Ereignisse, als auch langanhaltende Dauerregen. Die Auswirkungen reichen dementsprechend vom Flusshochwasser bis hin zu lokalen Sturzfluten. Überflutungen und Schäden durch Starkregen sind in den letzten Jahren vermehrt in den Fokus der Öffentlichkeit gerückt. Ereignisse wie z. B. in Münster, Simbach und Braunsbach sowie – noch sehr präsent – im Juli 2021 in Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz haben immense Schäden verursacht, und mancherorts waren leider Todesfälle zu beklagen.

Der Vortrag führt in die Thematik Starkregen ein und gibt u. a. Antworten auf folgende Fragen: Was wissen wir heute über das Auftreten von Starkregen in Deutschland? Welche Gegebenheiten beeinflussen die Auswirkungen von Starkregenereignissen? Worauf müssen wir uns in Zukunft einstellen?

Dr. Jens Kallmeyer, Deutsches GeoForschugsZentrum GFZ, Sektion 3.7: Geomikrobiologie

Mikroorganismen haben Lebensräume erobert in denen wir Menschen nicht überleben können. Für einige Organismen sind die Bedingungen, die wir als optimal bezeichnen würden sogar absolut tödlich! Meine Forschung beschäftigt sich mit Mikroorganismen und ihren Stoffwechselprozessen unter hohem Druck und Temperatur.

In meinem Vortrag werde ich einige solcher Lebensräume vorstellen und erläutern warum die dort laufenden Prozesse auch großen Einfluss auf unser aller Leben haben.

Prof. Stephan Pfahl, Freie Universität Berlin

Die anthropogene Klimaerwärmung wird nach unserem aktuellen Kenntnisstand zu Änderungen im Auftreten von unterschiedlichen Wetterextremen führen. In diesem Vortrag werden Prognosen von Klimamodellen zu solchen Änderungen von extremen Wetterereignissen vorgestellt und die zu Grunde liegenden physikalischen Prozesse diskutiert. Der Fokus liegt dabei auf Änderungen in Niederschlagsextremen, die auf Grund eines höheren atmosphärischen Wassergehalts, aber auch Änderungen in der atmosphärischen Dynamik in einem wärmeren Klima zu Stande kommen, sowie auf Hitzewellen und Windstürmen. Bezüglich der Hitzewellen werden Prozesse diskutiert, die zu einer Verstärkung führen können, welche über die mittlere Klimaerwärmung hinaus geht. Prognostizierte Änderungen in Windstürmen sind regional verschieden und mit größeren Unsicherheiten behaftet; auch hier werden die dafür verantwortlichen physikalischen Prozesse beschrieben.

Alexandra Wille & Laura Mohr, Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, GFZ-Schülerlabor

Das Spektrum möglicher Naturgefahren ist vielfältig: es reicht von regelmäßig eintretenden Ereignissen bis hin zu äußerst seltenen. In diesem Workshop möchten wir mit ihnen Experimente für den Unterricht ausprobieren, die dabei helfen, ein besseres Grundverständnis für folgende Extremereignisse zu erlangen: Tsunamis, Hangrutschungen, Entstehung einer Caldera und Abschmelzen des Grönlandeisschildes. 

Der Workshop eignet sich für die Grundschulunterricht in den Fächern Sachunterricht, Nawi und GeWi.

Jannis Buttlar, Wettermuseum e.V.

Die gesellschaftlichen Transformationen vor dem Hintergrund der Klimakrise erfordern tiefgreifende Veränderungen im Energiesektor. Gerade mit Bezug zur Windenergie ist dazu die Lösung für zahlreiche Nutzungskonflikte notwendig. Im Wettermuseum bieten wir dazu vor allem für Grundschulen abwechslungsreiche Workshops nach dem Konzept einer "Lernwerkstatt" an. Dabei werden Umgebungen geschaffen, in denen die Schülerinnen und Schüler ihrem Forschergeist folgend eigenständig und kreativ experimentieren können. In diesem Workshop wird dieses Konzept und vor allem einige der angebotenen Experimente präsentiert. Es kann also ausgiebig experimentiert werden.

Hans-Ertel-Zentrum für Wetterforschung, FU Berlin

Angaben von Wahrscheinlichkeiten in Wettervorhersagen sind wichtig, um deren Unsicherheiten besser abschätzen zu können. Die Bedeutung von Wahrscheinlichkeitsvorhersagen ist aber oft nicht intuitiv verständlich.

In diesem Workshop werden anschauliche Experimente präsentiert, um Hintergründe und Nutzen von Wahrscheinlichkeitsvorhersagen zu vermitteln. Auf der Basis von Entscheidungsspielen wird interaktiv erläutert wie Wahrscheinlichkeitsvorhersagen in Handlungsentscheidungen übersetzt werden können? So soll die wetterbezogenen Risikokompetenz geübt und damit besser verständlich gemacht werden. Der Workshop ist für Lehrkräfte der SEK I & II geeignet.

Stefan Schwarz, Oberlinschule Potsdam

Im ersten Teil des Workshops sollen die Teilnehmer:innen einen selbst erstellten Escaperoom zum Thema "Klimawandel" exemplarisch durchspielen. Dabei gilt es kooperativ innerhalb einer bestimmten Zeit verschiedene Rätsel zu lösen und Codes zu knacken, um erfolgreich zu sein. Nach der sichanschließenden Auswertung und Reflexion des Escapegames werden im zweiten Teil des Workshops eine Vielzahl an praxiserprobten Ideen für die Erstellung von eigenen Rätseln und Escapegames vorgestellt. In diesem Zusammenhang wird auch gezeigt, wie Escapegames in allen Klassenstufen, Unterrichtsfächern und Schulformen vielfältig genutzt werden können. Dabei steht insbesondere die Förderung der sozialen, personalen und kommunikativen Kompetenzen im Vordergrund. Diese besonders motivierende Unterrichtsmethode wird vom Referenten bereits seit mehr als fünf Jahren in der Schule in unterschiedlichen Fächern und Klassenstufen wie auch im privaten Bereich (z. B. bei Geburtstagen) eingesetzt.

Der Workshop ist für Lehrkräfte der Grundschule (ab Klasse 4) und der SEK I geeignet.

Psychologists/Psychotherapists for Future

Wie geht es uns mit der Klimakrise? Und was hat das damit zu tun, was für Klimaschutz getan wird?

Unsere Gesellschaft scheint auf Rationalität und Funktionalität zu beruhen. Gerade der Umgang mit der Klimakrise lässt jedoch oft ein rationales Handeln vermissen. Immer wichtiger wird daher, auch einen emotionalen Zugang zu finden, d.h. Zuversicht, Verzweiflung und auch Wut zu lassen, um wieder aktiv zu werden. Im Unterricht in der Schule auch auf den emotionalen Zugang zur Klimakrise zu achten, kann Diskussionen verbessern und Impulse zu konstruktivem Handeln freisetzen.

Der Workshop ist für Lehrkräfte aller Klassenstufen geeignet (Grundschule, SEK I & II).

Dienstag, den 15.11.2022

Prof. Monika Koch-Müller, Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Sektion 3.6: Chemie und Physik der Geomaterialien

Zu Extremereignissen im Erdsystem gehören unter anderem Subduktion und Obduktion von Erdplatten, Erdbeben, Vulkanismus und Entstehung von Mantelplumes. Solche Ereignisse können heutzutage großflächig mit seismischer Tomographie abgebildet werden. Zum besseren Verständnis der Prozesse und Materialien, die dahinterstecken, werden diese Ereignisse im Labor simuliert. In meinem Vortrag stelle ich verschiedene experimentelle Apparaturen vor, die für diese Simulationen geeignet sind. Dies können Apparaturen sein, wo der Prozess bzw. das Ereignis unter Druck und Temperatur - also in-situ - mit geeigneten Sonden abgebildet werden kann oder ex-situ Apparaturen, in denen das Geomaterial unter Druck und Temperatur für eine gewisse Zeit gehalten wird und dann abgeschreckt wird, in der Hoffnung, dass der Hochtemperatur/Hochdruckzustand metastabil erhalten bleibt.

Dr. Susanna Mohr, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung

Gewitterstürme und damit verbundene Phänomene wie Hagel, Starkregen, konvektive Sturmböen und Tornados verursachen in Europa immer wieder erhebliche Schäden. Doch gibt es Regionen in Deutschland bzw. Europa, die häufiger betroffen sind als andere? Und was sind die Ursachen hierfür? Zudem zeigt die Gewitteraktivität eine hohe jährliche Variabilität. Welche Rolle spielen hierbei groß-skalige Prozesse in der Atmosphäre? Und vor welchen Herausforderungen steht die Forschung, wenn sie die Änderungen von Gewitter und ihren Begleiterscheinungen sowohl in der Vergangenheit als auch in der Zukunft und damit im Kontext des Klimawandels untersuchen möchte? Dies sind Fragen, die im Rahmen des Vortrags diskutiert werden.

Dr. Alexander Rudloff & Dr. Andrey Babeyko, Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Vorstandsbereich, Helmholtz Angelegenheiten & Sektion 2.5: Geodynamische Modellierung

Der Beitrag schlägt den Bogen von historischen Ereignissen bis zum Stand aktueller Gefährdungsanalysen und Möglichkeiten der Frühwarnung. Neben der Mittelmeerregion werden auch die europäische Atlantikküste sowie das Schwarze Meer betrachtet.

Dr. Tatiana Savranskaia, Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Sektion 2.3: Geomagnetismus

Das Erdmagnetfeld wird erzeugt durch die Bewegung von flüssigem Metall im äußeren Erdkern und hat zwei wichtige Eigenschaften. Die erste ist seine Richtung, die schon vor mehr als 2000 Jahren mit dem Magnetkompass genutzt wurde. Die zweite ist seine Intensität, die mit Magnetfeldumpolungen verbunden ist. Während die derzeitigen Änderungen des Erdmagnetfelds mit Satelliten und in Observatorien gemessen werden können, können die früheren Änderungen mit indirekt Methoden aus Lavagestein, Meeressedimenten, Keramik oder kosmogenen Isotopen bestimmt werden. In diesem Vortrag führe ich Sie durch die letzte Million Jahre der Geschichte des Erdmagnetfelds und beschreibe die Möglichkeit zur Rekonstruktion des Erdmagnetfelds mit Meeressedimenten.

Dr. Mathias Herbst, Deutscher Wetterdienst, Zentrum für Agrarmeteorologische Forschung Braunschweig

Landwirtschaftliche Dürren sind extreme, über einen längeren Zeitraum anhaltende Verhältnisse, in denen das verfügbare Bodenwasser den Bedarf der Pflanzen nicht decken kann, so dass es zu Ertragseinbußen kommt. In den vergangenen Jahren, insbesondere seit dem Sommer 2018, sind auch in vielen Regionen Deutschlands solche Dürreereignisse häufiger aufgetreten als in den Jahrzehnten zuvor. Das Auftreten landwirtschaftlicher Dürren hängt nicht nur vom Witterungsverlauf und damit von den derzeitigen Klimaveränderungen ab, sondern auch von den Eigenschaften der Böden und der Pflanzen. Zu den negativen Auswirkungen landwirtschaftlicher Dürren gehört neben den Ertragseinbußen auch die Gefahr von Bodenerosion und von zusätzlichen Treibhausgasemissionen. Zur Vermeidung immer häufigerer und länger anhaltender Dürren ist es entscheidend, die Erderwärmung zu bremsen, den Bodenschutz zur Verbesserung der Wasserspeicherfähigkeit zu fördern, Bewässerungstechnologien weiterzuentwickeln und die Wahl der Sorten und Fruchtfolgen zu optimieren.

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