Alle Informationen, die von erdbeobachtenden Satelliten gesammelt werden sind aus den Wellen des elektromagnetischen Spektrums abgeleitet. Grund genug, sich diese elektromagnetischen Wellen und ihre Eigenschaften einmal genauer anzuschauen.
H 5 P Insert – hello from the saved content!
Bereits heute zeigen sich vermehrt Hitzeperioden, die gerade die Menschen in den Städten belasten. Besonders ältere Menschen leiden, für manche hat es lebensbedrohliche Folgen. Vor dem Hintergrund des Klimawandels und Prognosen, dass zwei Drittel der Weltbevölkerung bis 2050 in den Städten leben werden, ist das Stadtklima ein aktuelles und relevantes Thema.
Paris ist eine der am stärksten betroffenen Städte Europas. Sommernächte sind hier bis zu 4 K wärmer, als im Umland. In den Hitzewellen im Sommer 2022 war Paris besonders stark betroffen, allerdings laufen hier auch bereits Projekte, um das Problem zu reduzieren, in dem Verkehrsflächen zu Grünflächen umgewandelt werden.
Im Arbeitsblatt und der App werden anhand von Satelitenbildern mit Echtfarben, Pflanzenbewuchs und Bodentemperaturen die Ursachen der Urbanen Hitzeinsel Paris genauer unter die Lupe genommen und darauf aufbauend geplante und umgesetzte Maßnahmen dagegen diskutiert.
Die App ist Teil der Columbus-Eye-App. Kostenlos erhältlich bei Google Play (Part “Summer in Paris”)
Die App ist Teil der Columbus-Eye-App. Kostenlos erhältlich im Apple Store (Part “Summer in Paris”)
Ziele: Die Schüler*innen sollen…
Die ZIP-Datei (1.6 MB) enthält einen Lehrerkommentar und das Arbeitsblatt.
Naturkatastrophen gefährden Lebensräume: Siedlungen werden zerstört, landwirtschaftliche Flächen überflutet, Küstenlinien verändern sich. Besonders eindrucksvoll lässt sich dies anhand von Satellitenaufnahmen nachvollziehen. Indem die Schülerinnen und Schüler diese Bilder interpretieren, sind sie in der Lage, Risiken und Schäden für Natur und Menschen zu erkennen und zu bewerten. Zentrales Thema dieser Unterrichtseinheit ist der Tsunami des Jahres 2004 im Indischen Ozean. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten mit einem interaktiven Computer-Modul.
Klassen: 7, 8, 9
Bearbeitungszeit: 3 – 4 Stunden
Niveau: leicht
Voraussetzungen: keine
Themen: Change Detection, Erdbeben, Klassifikation, Naturgefahren, Schadensermittlung, Tsunami
Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Caroline Kraas, Kerstin Voß
Die Vermittlung des komplexen Wirkungsgefüges der atmosphärischen Zirkulation und insbesondere der tropischen Zirkulation ist in den Lehrplänen deutscher Schulen fest verankert. Am Beispiel des Zusammenhangs zwischen der Vegetationsverlagerung im Laufe eines Jahres und dem Wasserdampf in der Atmosphäre lernen die Schülerinnen und Schüler im Lernmodul „Innertropische Konvergenzzone“ die Hadley-Zelle und die Innertropische Konvergenzzone kennen und bringen sie mit Druck- und Temperaturänderungen in Zusammenhang. Somit befindet sich das Lernmodul „Innertropische Konvergenzzone“ an der Schnittstelle zwischen Physik und Erdkunde in der Sekundarstufe I (Klassen 7-9).
Das Ziel der Unterrichtseinheit „Innertropische Konvergenzzone“ ist es, Schüler/Innen mit einfachen Analysewerkzeugen auszustatten, mit denen sie selbständig Daten erheben und mit Hilfe einfacher Funktionen auswerten können. Als Datenquelle stehen ihnen drei Zeitschnitte von thematisch aufbereiteten Satellitenbildern zur Verfügung, aus dem sie Bildwerte auslesen können. Sie helfen den Schüler/ innen dabei, aus Wasserdampf und Vegetation die Lage der Innertropischen Konvergenzzone abzulesen.
Klassen: 7, 8, 9
Bearbeitungszeit: 1 Stunde
Niveau: aufbauend
Voraussetzungen: keine
Themen: Hadley-Zelle, Innertropische Konvergenzzone, Passatwinde, Vegetationszonen, Zeitreihen
Autoren: Annette Ortwein, Henryk Hodam
Extreme Hochwasserereignisse und deren Folgen für die betroffenen Anwohner werden immer wieder über die Medien transportiert und folglich auch von Schülerinnen und Schülern wahrgenommen. Aufgrund der wieder verstärkt geführten Diskussion über mögliche Folgen einer anthropogen beeinflussten Klimaveränderung rücken gerade durch das Wettergeschehen hervorgerufene Extremereignisse ins Zentrum des öffentlichen Interesses. Da eine Naturkatastrophe wie ein Hochwasser nicht durch die Natur allein determiniert ist, sondern auch dadurch, wie der Mensch mit der Gefahr umgeht, ergeben sich zahlreiche auch für den Schulunterricht relevante Fragen. Welche Standorte sind besonders gefährdet? Wie beeinflusst menschliches Handeln das Hochwasserrisiko? Welche Schutzmaßnahmen können ergriffen werden? Fernerkundungsdaten und Geoinformationssysteme (GIS) können bei der Beantwortung solcher Fragen einen wichtigen Beitrag leisten.
In der Unterrichtseinheit „Hochwasser – Umgang mit einer Naturgefahr“ arbeiten die Schüler/Innen innerhalb eines computergestützten und interaktiven Lernmoduls mit verschiedenen Fernerkundungsdaten. Im Mittelpunkt der Unterrichtseinheit steht ein digitales Geländemodell.
Klassen: 7, 8, 9
Bearbeitungszeit: 2 Stunden
Niveau: aufbauend
Voraussetzungen: keine
Themen: GIS, Geländemodelle, Hochwasser, Naturgefahren, Standortanalyse
Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam
Das Ziel der Unterrichtseinheit „Mittelwertberechnung von der ISS“ (Mathe) ist es, Schülerinnen und Schüler (SuS) mit einfachen Analysewerkzeugen auszustatten, mit denen sie selbständig Daten erheben und mit Hilfe des arithmetischen Mittels auswerten können. Als Datenquelle steht ihnen ein ISS-Bild zur Verfügung, aus dem sie Bildwerte auslesen können. Die statistische Methode wenden die (SuS) an, um Bildkorrekturen an dem Bild vorzunehmen und dadurch Aufnahmefehler zu korrigieren.
Klassen: 6, 7, 8, 9
Bearbeitungszeit: 1 Stunde
Niveau: leicht
Voraussetzungen: keine
Themen: Stochastik, Bildverbesserung, Mittelwerte Moving Window
Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Andreas Rienow
Die Schüler und Schülerinnen sollen…
Das Ziel der Unterrichtseinheit „Bildverbesserung mit Statistik“ ist es, Schüler/Innen mit einfachen Analysewerkzeugen auszustatten, mit denen sie selbständig Daten erheben und mit Hilfe des arithmetischen Mittels und des Medians auswerten können. Als Datenquelle steht ihnen ein Satellitenbild zur Verfügung, aus dem sie Bildwerte auslesen können. Die statistischen Methoden wenden die Schüler/Innen an, um Bildkorrekturen an dem Satellitenbild vorzunehmen und dadurch Aufnahmefehler zu korrigieren.
Klassen: 6, 7, 8, 9
Bearbeitungszeit: 1 Stunde
Niveau: aufbauend
Voraussetzungen: keine
Themen: Bildverbesserung, Mittelwerte, Moving Window,
Stochastik
Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Ali Zubair Shah
Im Rahmen des Klimawandels und den damit einhergehenden Prozessen kommt es auch zu gravierenden Veränderungen in den Ökosystemen. Diese Unterrichtseinheit befasst sich mit dem Einfluss von Bergkiefernkäfern auf das Waldökosystem in Nordamerika. West und Nordamerika zählt zum natürlichen Verbreitungsgebiet des Bergkiefernkäfers, jedoch breitet er sich in den letzten Jahren auch in die borealen Wälder Kanadas aus. Insbesondere wärmere Sommer und mildere Winter begünstigen die Ausbreitung und massenhafte Vermehrung der Käfer. Mit Hilfe von hyperspektralen Satellitenbildern und daraus abgeleiteten Vegetationsindizes erhalten die Schüler/Innen einen Überblick über die Möglichkeiten zur Erfassung von Käferschäden. Diese Erkenntnisse werden mit Hintergrundwissen zu den Themen hyperspektrale Fernerkundung, Interaktion zwischen Käfer und Baum, sowie grundlegendes Wissen über Aufbau und Funktion der Sprossachse ergänzt.
Klassen: 7, 8, 9
Bearbeitungszeit: 45 Minuten
Niveau: aufbauend
Voraussetzungen: keine
Themen: Bergkiefernkäfer, Hyperspektralfernerkundung, Vegetationsindex, Waldökosystem, invasive Arten
Autoren: Johannes Schultz, Andreas Rienow, Henryk Hodam
Mit dem Radar-Satelliten Sentinel-1 werden aktive Vulkane beobachtet.
Rund um den Erdball gibt es zahlreiche aktive Vulkane, an deren Hängen – oder sogar in deren Kratern – Menschen siedeln. Um Frühwarnprogramme zu verbessern, müssen diese Vulkane ständig beobachtet werden. Neben verschiedensten
Bodenmessungen kommen dabei auch Satelliten zum Einsatz, zum Beispiel Sentinel-1.
Mit seinem Radar-Sensor kann Sentinel-1 nicht nur durch die Wolken blicken, sondern auch kleinste Veränderungen des Bodens aufspüren. So können Bewegungen der aktiven Vulkane, die auf baldige Ausbrüche hindeuten, beobachtet werden. Die Campi Flegrei, oder Phlegräischen Felder, bei Neapel sind noch immer aktiv. Neueste Forschung zeigt, dass sie sich eine Magmakammer mit dem Vesuv teilen – und, dass sich in ihrer Mitte der Boden hebt. Das Arbeitsblatt vermittelt mit der anschaulichen Augmented-Reality-App, wie Sentinel-1-Radar-Daten benutzt werden, um diese Hebung zu verfolgen, und diskutieren die Abwägungen der Bewohner dieser möglicherweise hochexplosiven Region am Beispiel der Geothermie.
Die “Vulkane unterm Radar”-App ist Teil der ColumbusEye-App
App “Columbus Eye” kostenlos im Google Play Store
Ziele:
Die Schüler*innen sollen…
• die Entstehung eines Vulkans beschreiben und verschiedene Vulkantypen darstellen,
• die Funktionsweise von Radarfernerkundung als Wissenschaft einordnen und anwenden,
• Interferometrie-Abbildungen erklären und analysieren,
• Geothermie als erneuerbare Energiequelle erörtern und in einer Diskussion beurteilen.
Bearbeitungszeit: 2-4 Stunden (Modulauswahl) Themen: Geländemodelle, Geothermie, Naturgefahren, Radar, Radar Niveau: fortgeschritten
Autoren: Claudia Lindner, Frederike Krahn
Im Zusammenhang mit den Prozessen des Klimawandels spielen natürliche CO2-Speicher als Glieder im Kohlenstoffkreislauf eine wichtige Rolle. Diese Einheit rückt den Wald als Kohlenstoffsenke in den Mittelpunkt und stellt die Frage nach der Relation in welcher die Bindung von CO2 durch Deutschlands Waldflächen zum Ausstoß des Treibhausgases innerhalb der Bundesrepublik steht. Mit Hilfe von Satellitenbildern verschaffen sich die Schülerinnen und Schüler einen Überblick über die Verteilung und das Ausmaß der Waldflächen in Deutschland. Diese Erkenntnisse werden mit Hintergrundinformationen verknüpft, um die zentrale Fragestellung beantworten zu können.
Klassen: 7,8
Bearbeitungszeit: 2 Stunden
Niveau: leicht
Themen: Infrarot, Jahreszeiten, Klimawandel, Kohlenstoffkreislauf, Wald
Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Kerstin Voß