Modulkatalog für Fach Umweltmodellierung Master




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Modulkatalog für Fach Umweltmodellierung - Master

Stand: 04.11.2010


Fakultät 5: Mathematik und Naturwissenschaften

Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM)

Fach: Meereswissenschaften

Sommersemester 2010Schwerpunkte:

-Modulkennziffer/Titel:

5.15.100 BK 05 - UmweltnaturwissenschaftenDauer: 2 Semester

Turnus: jährlich

Modulart: Pflicht

Level: BC (Basiscurriculum)

Modul sollte besucht werden im 2. Semester

Die/der programmverantwortliche HochschullehrerIn:

Prof. Dr. Jörg-Olaf Wolffmitverantwortliche Person(en):

Prof. Dr. Ulrike Feudel, Lehrende der MeereswissenschaftenZiele des Moduls/Kompetenzen:

Die Studierenden verfügen über essenzielles umweltnaturwissenschaftliches Wissen aus den mathematisch-naturwissenschaftlichen Disziplinen, der sie befähigt, das Studium erfolgreich abzuschließen. Sie verfügen dabei – auch im Hinblick auf eine spätere Berufstätigkeit - einerseits über die hinreichende Kompetenz und das methodische Knowhow in den Einzeldisziplinen wie andererseits über spezifisches Wissen über interdisziplinäre Verknüpfungen.


a) Biologie

Die Teilnehmer besitzen grundlegende Kenntnisse der biologischen Meereskunde. Sie kennen die wichtigsten abiotischen Parameter sowie die pelagischen und benthischen Lebensgemeinschaften. Sie verstehen die Rolle der Mikroorganismen für die biogeochemischen Kreisläufe und an verschiedenen Standorten. Sie wissen wie man diese untersuchen kann.


b) Chemie

Studierende besitzen nach erfolgreichem Besuch des Moduls:

(i) Vertieftes Wissen über die organisch-geochemischen Aspekte der Umweltwissenschaften.

(ii) Vertieftes Wissen über die anorganisch-geochemischen Aspekte der Umweltwissenschaften.

(iii) Grundlagenwissen über die geochemisch bedeutsamen Kreislaufprozesse des Kohlenstoffs auf unserer Erde.

(iv) Grundlagenwissen über die geochemisch bedeutsamen Elementkreisläufe

(v) Fähigkeiten zum eigenständigen Erschließen geochemischer Literatur bzw. Informationen.


c) Physik, Mathematik

Die Studierenden kennen Lösungsmethoden für räumlich ausgedehnte biologische Systeme und können Populations-systeme in Raum und Zeit modellieren. Sie können struktur-bildende Prozesse klassifizieren.

Die Studiernden besitzen grundlegende Kenntnisse über statistische Methoden und können sie auf Umweltfragestellungen anwenden.

Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse auf den Gebieten der Geophysik und physikalischen Ozeanographie. Sie besitzen ein Verständnis der Bewegung von Atmosphäre und Ozean auf der rotierenden Erde und der jeweiligen Grenzschichten. Sie sind in der Lage, physikalische Prozesse in den Ozeanen und Küstenmeeren durch Lösungen der hydrodynamischen Bewegungsgleichungen zu verstehen. Dies umfasst insbesondere die thermohaline Konvektion, die Geostrophie, die windgetriebene Zirkulation, Wellen und Gezeiten. Die Bedeutung physikalischer Prozesse für die Biologie und Chemie der Ozeane wird erkannt.Inhalte des Moduls:

Dieses Modul zielt auf eine Vermittlung von grundlegenden Kenntnissen in den Bereichen Biologie, Chemie, Physik und Mathematik. Die Studierenden müssen verpflichtend an den Veranstaltungen teilnehmen, die sie individuell zugewiesen bekommen, um Wissensdefizite aus dem bei der Bewerbung vorgelegten Abschluss auszugleichen.


a) Biologie

Mikrobiologie: Vermittlung grundlegender mikrobiologischer Kenntnisse und Arbeitstechniken: Chemie und Struktur der Zelle, Grundlagen des Stoffwechsels, Taxonomie und Phylogenie von Mikroorganismen, Diversität der Mikroorganismen, Einblicke in die Angewandte Mikrobiologie, Verbreitung von Mikroorganismen.

VL Biologische Meereskunde: Abiotische Umweltbedingungen der Meere: Lichtklima, Wärmehaushalt, chemisch-physikalische Eigenschaften des Meerwassers. Wellenentstehung, Gezeiten, Globale Verteilung von Wassermassen und Strömungen. Pelagische Lebensgemein¬schaften, Plankton (Phytoplankton, Zooplankton, Bakterioplankton, Virioplankton, Mycoplankton), Microbial Loop, Sinkstofffluss, C- und N-Kreislauf, Nekton (Fische, Meeressäuger, Cephalopoden, Vögel), Fischerei, El Nino. Benthische Lebensgemeinschaften (Fels, Sand, Schlick, Salzmarschen, Mangroven), Ästuare.

VL Microbial Ecology: Bestimmung der mikrobiellen Biomasse, Erfassung der Artzusammensetzung: molekulare Ökologie, Bestimmung der mikrobiellen Aktivität in situ, Isolierung, "Kultivierbarkeit", Überdauerung, Hungerzustände, aerober Abbau organischer Substanz, anaerobe mikrobielle Nahrungskette, Wechselwirkungen mit Bakterien, Tieren und Pflanzen. Bedeutung der Mikroben für die biogeochemischen Kreisläufe. Als Standorte werden besprochen: Meer, Seen, Sedimente, Boden, Mikrobenmatten, Darm, "extreme" Standorte: Submarine Hydrothermalquellen, Salinen, Alkaliseen. Es werden Grundlagen der Umweltmikrobiologie zur Abwasserreinigung, Sanierung von Gewässern und Boden erläutert. Eingeflochten ist die Erklärung verschiedener Methoden (Einsatz von Mikroelektroden, Interpretation von Gradienten, Isotopen-Techniken, molekularbiologische Techniken, etc).


b) Chemie

Geochemie: Grundlegende Kenntnisse über die Sedimentation von organischem und anorganischem Material und über den Verbleib des Materials in der Geosphäre über geologische Zeiträume bzw. über die Prozesse in der Wassersäule in unterschiedlichen Sedimentationsräumen. Aus diesen Kenntnissen werden Kenngrößen abgeleitet, die zur Beurteilung der Umweltsituation benötigt werden.


c) Physik, Mathematik

Mathematische Modellierung: Modellierungsansätze für räumlich ausgedehnte Systeme, Reaktions-Diffusions-Systeme, Ausbreitung von Fronten und Pulsen, räumliche Strukturbildung, Reaktions-Diffusions-Advektions-Systeme

Umweltstatistik: Einführung in statistische Verfahren zur Analyse von raum- und/oder zeitabhängigen Variablen orientiert an Fallstudien mit fachwissenschaftlichem Kontext, Signifikanztests, räumliche und zeitliche Autokorrelation, Hauptkomponentenanalyse und nicht metrische multidimensionale Skalierung, Klassifikationsverfahren, Verfahren zur Analyse von instationären Ereignisfolgen und zu ebenen Punktmustern.

Umweltphysik, Geophysik/Ozeanographie: Entwicklung, Aufgaben und Ziele der Geophysik und Ozeanographie; Entstehung und Dynamik der festen Erdkruste; Physikalische Eigenschaften des Meerwassers; Hydrodynamische Grundgleichungen; Strömungen auf der rotierenden Erde; Wellen, Gezeiten; Regionale Ozeanographie (Nordsee, Ostsee, Atlantik)

Experimentelle Ozeanographie: Methoden der Messung hydrographischer, chemischer, biologischer und meteorologischer Parameter; Anwendungen in Fallbeispielen.Literatur:

a) Biologie:

S. Gerlach, Marine Systeme, Springer Verlag, Heidelberg 1994.

T. Garrison, Oceanography – an invitation to marine science, Brooks/Cole, Wadsworth, New York 1999.

C.M. Lalli, T.R. Parsons, Biological Oceanography: An Introduction, Elsevier, Oxford 1995.

U. Sommer, Biologische Meereskunde, Springer Verlag, Heidelberg 2005.

U. Sommer, Planktologie, Springer Verlag, Heidelberg 1994.

H. Cypionka, Grundlagen der Mikrobiologie, Springer Verlag, Heidelberg 2003


b) Chemie

S Killops, V. Killops, Introduction to Organic Geochemistry, 2nd edition, 2004, Blackwell.

B.P. Tissot, D.H. Welte, Petroleum Formation and Occurrence, 1984, 2. Aufl, Springer.


c) Physik,Mathematik

Dietrich, Kalle, Krauss, Siedler: Allgemeine Meereskunde.

Bergmann-Schäfer: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 7: Erde und Planeten.

W. Krauss: Methoden und Ergebnisse der Theoretischen Ozeanographie.

Pond & Pickard: Introductory dynamical oceanography.

Mann, Lauzier: Dynamics of Marine Ecosystems. Biological - physical inter¬actions in the oceans.

Pichler: Dynamik der Atmosphäre.

J.D. Murray: Mathematical Biology I und II.Kommentar:

12 KP | VL; Ü | 1. und 2. FS | Wolff


Internet-Link zu weiteren Informationen:

-


Teilnahmevoraussetzungen:

keineMaximale TeilnehmerInnenzahl/Auswahlkriterium für die Zulassung:

Entsprechend der Zulassungszahl, angestrebte Übungsgruppengröße: maximal 25 Studierende


Zu erbringende Leistung/Prüfungsform:

Insgesamt 2 Klausuren oder Referate zu den Veranstaltungen, die mit der Zulassung im individuellen Studienplan festgelegt werden.

Prüfungsvorleistungen: Abgabe von Übungsaufgaben.

Die Prüfungsleistungen gehen gleich gewichtet in die Modulnote ein. Eine Klausur ist bestanden bei Erreichen von 50 % der maximalen Punktzahl.


Prüfungszeiten:

-


Anmeldeformalitäten:

- Fakultät 5: Mathematik und Naturwissenschaften

Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM)

Fach: Meereswissenschaften

Sommersemester 2010Schwerpunkte:

-Modulkennziffer/Titel:

5.15.850 EBÖÖ 01 - Umweltökonomie &-politikDauer: 1 Semester

Turnus: jährlich

Modulart: Wahlpflicht

Level: EB (Ergänzungsbereich)

Modul sollte besucht werden im 2. Semester

Die/der programmverantwortliche HochschullehrerIn:

-mitverantwortliche Person(en):

-Ziele des Moduls/Kompetenzen:

- Inhalte des Moduls:

- Literatur:

- Kommentar:

6 KP | VL | 2. oder 3. FS | Ebert


Internet-Link zu weiteren Informationen:

-


Teilnahmevoraussetzungen:

- Maximale TeilnehmerInnenzahl/Auswahlkriterium für die Zulassung:

-


Zu erbringende Leistung/Prüfungsform:

KL


Prüfungszeiten:

-


Anmeldeformalitäten:

- Fakultät 5: Mathematik und Naturwissenschaften

Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM)

Fach: Meereswissenschaften

Sommersemester 2010Schwerpunkte:

-Modulkennziffer/Titel:

5.15.900 EBÖÖ 02 - Ressourcen- und EnergieökonomikDauer: 1 Semester

Turnus: jährlich

Modulart: Wahlpflicht

Level: EB (Ergänzungsbereich)

Modul sollte besucht werden im 2. Semester

Die/der programmverantwortliche HochschullehrerIn:

-mitverantwortliche Person(en):

-Ziele des Moduls/Kompetenzen:

- Inhalte des Moduls:

- Literatur:

- Kommentar:

6 KP | VL | 2. oder 3. FS | Welsch


Internet-Link zu weiteren Informationen:

-


Teilnahmevoraussetzungen:

- Maximale TeilnehmerInnenzahl/Auswahlkriterium für die Zulassung:

-


Zu erbringende Leistung/Prüfungsform:

KL


Prüfungszeiten:

-


Anmeldeformalitäten:

- Fakultät 5: Mathematik und Naturwissenschaften

Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM)

Fach: Meereswissenschaften

Sommersemester 2010Schwerpunkte:

-Modulkennziffer/Titel:

5.15.950 MAM - MasterarbeitsmodulDauer: 1 Semester

Turnus: halbjährlich

Modulart: Pflicht

Level: Abschlussmodul (Abschlussmodul)

Modul sollte besucht werden im 4. Semester

Die/der programmverantwortliche HochschullehrerIn:

-mitverantwortliche Person(en):

-Ziele des Moduls/Kompetenzen:

- Inhalte des Moduls:

- Literatur:

- Kommentar:

30 KP | SE; AMMA | ab 4. FS | Kleyer


Internet-Link zu weiteren Informationen:

-


Teilnahmevoraussetzungen:

- Maximale TeilnehmerInnenzahl/Auswahlkriterium für die Zulassung:

-


Zu erbringende Leistung/Prüfungsform:

G


Prüfungszeiten:

-


Anmeldeformalitäten:

- Fakultät 5: Mathematik und Naturwissenschaften

Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM)

Fach: Meereswissenschaften

Sommersemester 2010Schwerpunkte:

-Modulkennziffer/Titel:

5.15.250 PSM 01 - ÖkosystemmodelleDauer: 2 Semester

Turnus: jährlich

Modulart: Wahlpflicht

Level: EB (Ergänzungsbereich)

Modul sollte besucht werden im 2. Semester

Die/der programmverantwortliche HochschullehrerIn:

Prof. Dr. Ulrike Feudelmitverantwortliche Person(en):

PD Dr. Jan Freund, Prof. Dr. Helge Bormann, Prof. Dr. Bernd BlasiusZiele des Moduls/Kompetenzen:

Die Studenten besitzen die Fähigkeit einfache Ökosystemmodelle zu erstellen, zu analysieren und auf dem Computer zu simulieren. Sie beherrschen die Grundprinzipien des Aufbaus von Ökosystemmodellen und können diese auch selbst für einfache Probleme erstellen.

Die Studenten besitzen die Fähigkeit, aktuelle Publikationen der Fachliteratur auszuwerten Umweltsystemmodelle zu verschiedensten Fragestellungen zu analysieren und die Resultate der Untersuchungen mit Umweltsystemmodellen auf spezielle Fragestellungen anzuwenden.Inhalte des Moduls:

Modelle in der Populationsdynamik:

Zeitkontinuierliche und zeitdiskrete Modelle (Räuber-Beute-Wechselwirkungen, Konkurrenz, Nahrungsnetze), altersstrukturierte Modelle, räumlich aufgelöste Modelle, adaptive Modelle, stochastische Populationsmodelle, individuenbasierte Modellierung

Umweltsystemmodelle:

Einführung in spezielle Umweltsystemmodelle aus unterschiedlichen Richtungen der Umweltmodellierung (z.B. Hydrologie, marine Ökosysteme, terrestrische Ökosysteme). Diskussion aktueller Forschungsarbeiten zur Modellierung von Umweltsystemen (Es werden aktuelle Publikationen aus Fachzeitschriften analysiert.)Literatur:

F. Brauer/C. Castillo-Chavez: Mathematical Models in Population Biology and Epidemiology. Springer, 2001

A.D.Bazykin: Nonlinear dynamics of interacting populations. World Scientific, 2000.

H. Caswell: Matrix Population Models. Sinauer 2001.

L. Edelstein-Keshet: Mathematical Models in Biology. Birkhäuser, 1988.

J.D. Murray: Mathematical Biology I und II. Springer, 2001.

Aktuelle Publikationen aus Fachzeitschriften, die in der Vorlesung bekannt gegeben werden.Kommentar:

6 KP | VL; SE; Ü | 2. und 3. FS | Feudel


Internet-Link zu weiteren Informationen:

-


Teilnahmevoraussetzungen:

Kenntnisse von MathLab oder einer höheren Programmiersprache (C, C++, FORTRAN etc.)Maximale TeilnehmerInnenzahl/Auswahlkriterium für die Zulassung:

Entsprechend der Zulassungszahl, angestrebte Übungsgruppengröße: maximal 25 Studierende


Zu erbringende Leistung/Prüfungsform:

Klausur zur VL Modelle in der Populationsdynamik am Ende der Veranstaltungszeit, Seminarvortrag Ökosystemmodelle


Klausur bestanden bei Erreichen von 50% der maximalen Punktzahl, Wichtung Klausur 75%, Vortrag 25 %


Prüfungszeiten:

-


Anmeldeformalitäten:

- Fakultät 5: Mathematik und Naturwissenschaften

Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM)

Fach: Meereswissenschaften

Sommersemester 2010Schwerpunkte:

-Modulkennziffer/Titel:
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