Planeten-Wärmepumpen

Kurzbeschreibung

In dieser Reihe von drei Aktivitäten lernen die Schüler, wie sich die Ozeanzirkulation auf das Klima auswirkt. In der einleitenden Aktivität führen sie Berechnungen durch, um die relativen Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Atmosphäre und die Ozeane zu vergleichen. In einer praktischen Übung, bei der leicht erhältliche Geräte zum Einsatz kommen, können die Schülerinnen und Schüler sehen, wie Wasser mit unterschiedlichen Temperaturen Schichten im Ozean bilden kann, und überlegen, wie sie dies nutzen könnten, um die Auswirkungen von Änderungen des Salzgehalts zu untersuchen. In der letzten Aktivität nutzen die SchülerInnen die Webanwendung "Klima aus dem Weltraum", um mehr über den Golfstrom herauszufinden.

Thema Geographie, Wissenschaft, Geowissenschaft

Lernziele

Führen Sie Berechnungen durch, um die Rolle der Ozeane und der Atmosphäre bei der Klimaregulierung zu vergleichen.
Erklären Sie, wie die globale thermohaline Zirkulation zustande kommt
Beschreiben, wie Meeresströmungen Wasser und Energie um die Erde transportieren
Ein Modell verwenden, um die Bewegung von Wasser mit unterschiedlichen Temperaturen zu untersuchen und die Schichtung im Ozean zu erklären
Entwicklung praktischer Methoden zur Untersuchung einer Frage über die Wasserbewegung in den Ozeanen
Beschreiben Sie das Verhalten des Golfstroms anhand von Klimadaten
Daten aus Aufzeichnungen von mindestens zwei wesentlichen Klimavariablen zusammenfassen, um eine beobachtete Korrelation oder einen Trend zu erklären

Altersspanne

14 - 16 Jahre alt

Zeit

etwa 45 Minuten pro Aktivität

Ressource verfügbar in:

Englisch, Französisch, Spanisch, Deutsch, Niederländisch

Schlüsselwörter:

Dichte, Erdbeobachtung, Golfstrom, Wärmekapazität, Salzgehalt, Satelliten, Temperatur der Meeresoberfläche, Schichtung, Thermohaline Zirkulation

Klima für Schulen

ist eine Reihe von Unterrichtsmaterialien, die von der ESA Climate Change Initiative (CCI) entwickelt wurden und sich auf Schlüsselaspekte des Klimasystems konzentrieren.

Besuchen Sie die Website Klima für Schulen

Aktion 1: Planetarische Wärmepumpen

In dieser auf der Lektüre basierenden Aktivität werden die Schüler zu Berechnungen mit der spezifischen Wärmekapazität angeleitet. Die entsprechende Gleichung ist vorgegeben, sodass die Schüler keine Vorkenntnisse zu diesem Begriff benötigen. Einer oder beide Teile der Aufgabe (das Lesen und die Berechnungen) können als Hausaufgabe aufgegeben werden, je nach den Fähigkeiten der Klasse.

Aktion 2: Steigendes und fallendes Wasser

In dieser praktischen Aktivität stellen die SchülerInnen die Thermodynamik des Ozeans in einem Behälter nach, indem sie gefärbtes Wasser verwenden, um die Strömungen zu verfolgen und zu sehen, wie Wasserschichten mit unterschiedlichen Temperaturen gebildet und erhalten werden. Sie werden aufgefordert zu überlegen, wie sie das Modell nutzen können, um andere Aspekte der Ozeanzirkulation zu demonstrieren.

Ausrüstung

Großer transparenter Behälter pro Gruppe
Kleiner Behälter pro Gruppe zum Eintauchen in den größeren Behälter
Plastiktüten
Gummibänder oder Schnur
Lebensmittelfarbe oder Tinte
Eis in einem Eimer zum Kühlen, oder gekühltes Wasser
Zugang zu warmem und kaltem Wasser
Stoppuhr oder Uhr pro Gruppe (optional)
Kamera oder Smartphone pro Gruppe (optional)
Thermometer (fakultativ)
Tücher oder Papierhandtücher
Schülerarbeitsblatt 2 (2 Seiten)
Materialien zur Erstellung von Postern oder Software zur Erstellung von Videos oder Präsentationen
Online-Ressource Klima aus dem Weltraum: Geschichte über planetarische Wärmepumpen (optional)

Aktion 3: Der Golfstrom

In dieser Aktivität nutzen die Schülerinnen und Schüler die Webanwendung "Klima aus dem Weltraum", um die Meeresoberflächentemperaturen entlang des Golfstroms zu untersuchen und Daten herunterzuladen, um Muster und Trends entlang des Golfstroms mit denen in anderen Teilen des Nordatlantiks zu vergleichen. Anschließend recherchieren und erklären sie die Zusammenhänge zwischen der Meeresoberflächentemperatur und einer anderen Klimavariablen, indem sie das während des Studiums des Themas entwickelte Verständnis nutzen.

Wussten Sie das?

Vor dem Zeitalter der Satelliten konnte die Temperatur des Ozeans nur mit Thermometern gemessen werden, die an der Küste angebracht waren, von Schiffen herabgelassen wurden oder an Bojen oder Tauchbooten befestigt waren. Dies bedeutete natürlich, dass die Messungen lückenhaft waren und es nur für wenige Orte kontinuierliche Aufzeichnungen gab. Wärmebildkameras auf Satelliten können die Oberflächentemperatur des Ozeans weltweit in regelmäßigen Abständen messen. Ein Satellit in einer geostationären Umlaufbahn kann jeden Meeresabschnitt auf einer bestimmten Hemisphäre etwa alle fünfzehn Minuten erfassen; ein Satellit in einer polaren Umlaufbahn, der näher an der Erde ist, kann mehr Details sehen und den gesamten Planeten abdecken, misst aber nur etwa alle zehn Tage die Temperatur an einem bestimmten Ort.

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Erfahren Sie mehr über das elektromagnetische Spektrum und wie Satelliten das Unsichtbare sehen können. Video von ESERO Deutschland (auf Englisch).

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