Isabelle Hetzler könnte man einmal einladen - Lehrstuhl für Didaktik ...

Thema: Klimawandel
– Die Mathematik hinter dem Klimawandel begreifbar machen –
Leiter: Prof. Dr. C. Klingenberg, Prof. Dr. A. Borzi
Wissenschaftliche Mitarbeiterin: Isabel Grimm
Schüler: Alexander Nieto, Julia Vorbeck, Jan Weinkaemmerer, Maximilian Eckert, Amelie Roth,
Sebastian Helmstetter, Michaela Böckler
Zielsetzung: Erarbeitung eines Klimamodells zur Berechnung des CO2-Gehalts in der Atmosphäre
und dessen Auswirkung auf die Temperatur bzw. das Klima unter Berücksichtigung des
menschlichen Einflusses.
Projekttag 1
Im Verlauf des ersten Nachmittags werden die mathematischen Grundlagen des Klimamodells zur
Simulation des Klimawandels erarbeitet. Kerngedanke ist, dass eine bestimmte CO2-Konzentration
in der Atmosphäre eine spezifische Änderung des Weltklimas im Sinne der globalen Erwärmung
durch den Treibhauseffekt zur Folge hat. Das Modell wird in Gestalt eines sog. Compartement-
Modells realisiert, d. h. dass je ein Element des Modells – im Schema in Form eines “Kastens”
dargestellt – eine Speicherkapazität für CO2 repräsentiert. Beispiele hierfür sind die Ozeane
oder die Biosphäre. Im Rahmen einer ständigen dynamischen Umverteilung wird das Treibhausgas
permanent zwischen seinen verschiedenen Reservoirs ausgetauscht, wodurch sich temporäre
Gleichgewichte einstellen. Letztlich wird natürlich die Neuemission von Treibhausgasen durch den
Menschen – hauptsächlich durch Verbrennung fossiler Brennstoffe sowie der intensiven Agrarwirtschaft
– in der Rechnung berücksichtigt. Schließlich soll die Simulation auf eine graphische
Darstellung einer Temperaturprognose für zukünftige Zeiträume hinauslaufen.
Um die Austauschvorgänge zwischen den Speicherorten mathematisch formulieren zu können,
wird auf Mittel der Differenzialrechnung zurückgegriffen. Ein vereinfachtes Schema der Prozesse
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