Mitteilungen der DMG

Heft 2/2000 (Auszüge)


Titelbild: 
Kompletter EuroMET-Bildschirm zum Lernprogramm "Polar Lows" mit Navigationsleiste (oben), Fallstudienlabor (unten) und Video-Player (Beispiel aus der "Satellitenmeteorologie"), s. EuroMET-Beitrag von Christian Zick.
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Inhaltsverzeichnis (durch Anklicken eines Artikels kommen Sie direkt dorthin)
In eigener Sache
Einleitungswort des DMG-Vorsitzenden zum Schwerpunktthema Meteorologie in der Schulausbildung
Meteorologie in der Schulausbildung - Aktivitäten auf vielen Ebenen
Meteorologie in der Schule: was ist möglich?
Portraits pädagogischer Institutionen: Das Berliner Institut für Lehrerfort- und -weiterbildung und Schulentwicklung (BIL) und der Deutsche Verein zur Förderung des mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts (Förderverein MNU)
Vermittlung meteorologischer und ozeanographischer Sachverhalte in den Schulen
GLOBE GERMANY - Das GLOBE-Programm in Deutschland
EuroMET - @lle sprechen über das Wetter ...
DMG-Fachausschuss "Umweltmeteorologie" Bericht zur Tagung METTOOLSIV
Der Einfluss der totalen Sonnenfinsternis vom 11. August 1999 auf  das Wetter über Mitteleuropa - Ergebnisse numerischer Simulationen
Der Orkan "Lothar" oder der "Flügelschlag des Schmetterlings"
Auswirkungen von Klimaänderungen auf die Wasserwirtschaft
Treibhausskeptiker
Multimediales

 
 
In eigener Sache

Wie Ihnen sicher nicht verborgen geblieben ist, haben die (gedruckten, Anm. des Webmasters) DMG-Mitteilungen mit dem Eintritt ins Jahr 2000 ihr Gesicht gewandelt. Doch nicht nur die Form, auch der Inhalt ist einer Wandlung unterzogen - so werden neben Ihnen vertrauten Rubriken wie den Berichten aus dem Leben unserer Gesellschaft, Personalia oder Beiträgen aus dem Berufsfeld Meteorologie in Zukunft häufig thematische Schwerpunkte gesetzt, meteorologische Medien (dazu gehören neben Büchern auch CD-ROMs, Foliensätze, Websites u.v.a.m.) vorgestellt und die Aktivitäten anderer meteorologischer Gesellschaften porträtiert.
Die Redaktion der DMG Mitteilungen setzt sich zusammen aus:
Sabine Theunert (Leitung und verantwortlich im Sinne des Presserechts), Thomas Prenosil (Hauptschriftleiter), Peter Döll, Arne Spekat, Friedrich Theunert, Jürgen Becker
Wir hoffen, daß Sie mit uns diese Reise bestreiten, und freuen uns auf die Zusammenarbeit mit Ihnen und für Sie.

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Einleitungswort des DMG-Vorsitzenden zum Schwerpunktthema Meteorologie in der Schulausbildung


Liebe Mitglieder,
Zeitungen, die etwas auf sich halten, schicken ihre "talent scouts" in die Landschaften und kooperieren mit Schulen, um das Berufsbild des Journalisten so früh wie möglich aufbauen zu können. In der Meteorologie ist dies weder so einfach, noch wird Nachwuchspflege in ei-nem vergleichbaren Ausmaß betrieben. Dabei sollte es uns nicht gleichgültig sein, wie sich unser Berufsstand in der nächsten Generation behaupten wird.

Die föderale Struktur des Bildungswesens in Deutschland er-leichtert es nicht gerade, gezielt und schwerpunktartig dafür zu sorgen, dass die Meteorologie in den Schulen nicht zu kurz kommt - die Entwicklungen auf den verschiede-nen Ebenen, vom der Kommune zum Kreis über das Bundesland bis zu Europa lassen jedoch, wie das Schwerpunktthema dieses Mitteilungsheftes zeigt, eine vielfältige Dynamik erwarten und erhoffen. 

15. Mai 2000
Werner Wehry, Vorsitzender
 

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Meteorologie in der Schulausbildung - Aktivitäten auf vielen Ebenen

In diesem Heft ist schwerpunktartig zusammengefasst, was an der Schnittstelle Meteorologie und Schulausbildung an Aktivitäten existiert, aber auch was an noch zu bewältigender Entwicklung vor uns liegt. Dabei wurde besonderes Augenmerk auf die Fortbildung von Lehrern gelenkt, denn ohne deren Initiative und Engagement fehlt das Fundament. Lehrerverbände zeigen ihr Profil, aus dem Bereich der Fachhochschulen und Schulen wird über die Wissensvermittlung berichtet und schließlich stellen sich zwei bereits laufende und in hohem Maße das Internet nutzende Aktivitäten vor: GLOBE und EuroMET.

Ein schwacher Trost: In Deutschland sind wir nicht die Einzigen, die Probleme haben. Im Rahmen der Europäisierung vieler Vorgänge bis hin zur Gründung der European Meteorological Society hat sich - wie Sie sicher wissen - herausgestellt, dass in den meisten Ländern Europas die Kenntnis-Vermittlung der Meteorologie in den Schulen sehr im Argen liegt.

Am 30./31.3.00 hat eine Arbeitsgruppe von 7 Personen aus 7 Ländern auf Einladung der EU (Directorate XII) in Wien getagt (deutscher Teilnehmer: der Autor dieser Zeilen), um ein "Memorandum of Understanding" neu zu fassen, das als Vorbereitung für eine COST-action dienen soll. Hierbei handelt es sich um zwei Themenbereiche, verkürzt ausgedrückt: 
1. schulische meteorologische Erziehung
2. Qualität meteorologischer Beratung bis hin zu Lizenzierung von Meteorologen. 
Obwohl dieser Vorschlag natürlich in (finanzieller) Konkurrenz zu zahlreichen anderen COST-Vorschlägen steht, gibt es Hoffnung, dass Teilbereiche ab 2001 oder 2002 im Rahmen von COST gefördert werden können (nur Reisekosten für Workshops!)

Unabhängig davon, ob die COST-Aktion Realität wird oder nicht, sehen wir uns vonseiten der DMG in der Pflicht, sowohl für die Qualität (das sei an dieser Stelle nur am Rande erwähnt: auf diesem Gebiet läuft schon recht viel!) als auch für die Schulen einiges zu tun. Von Berlin aus haben Herr Wehry und ich Kontakt zur Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG), dem Verein zur Förderung des mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts e.V. (MNU), den Verband der Schulgeographen und anderen Wissenschaftlichen Vereinigungen intensiviert. Wir haben weit offen stehende Türen gefunden, Lehrern mit Hilfe dieser Verbände meteorologische Fortbildung anzubieten. Allerdings bedarf es recht langer Vorlaufzeiten. Im November werden zwei Halbtagesveranstaltungen mit diesen Verbänden zu den Themen "Wettervorhersage" und "Klima" in Berlin und Brandenburg durchgeführt. Diese Termine mussten bereits im März angemeldet werden, damit den Lehrern die Teilnahme auch als Fortbildung anerkannt werden kann. Erwartet werden jeweils zwischen 40 und 80 Lehrer. Prof. Vollmer (er mag Ihnen als Optik-Fachmann, der den Kalender 2000 großenteils gestaltet hat, bekannt sein) hat in der Stadt Brandenburg im vergangenen März für eine Fortbildung sogar 160 Lehrer aktivieren können. Die DPG veranstaltet Derartiges häufiger regional.

Weiterhin haben wir zusammen mit der DPG für den Sommer 2001 eine zentrale Veranstaltung ("Sommerschule") in Bad Honnef verabredet. Das Thema wird ganz allgemein "Physik und Meteorologie" lauten. Zehn der vorgesehenen 15 Vorträge sollen sich mit "Wetter und Klima" befassen. Redner von Seiten der Meteorologie sind noch nicht benannt. 

Da die DMG hier ebenfalls die Notwendigkeit zu Initiativen sieht, aber auf keinen Fall Konkurrenz zu bereits laufenden Aktivitäten entstehen soll, wurde bei der Vorstandssitzung Ende März das DMG-Engagement diskutiert und dabei die Veranstaltung einer eigenen Sommerschule auf die Zeit nach 2001 beschlossen.

Im Auszug aus dem Protokoll der Vorstandssitzung März 2000 sieht dies wie folgt aus:
"Längere Zeit wurde auch über die Einbeziehung des Themas Schule diskutiert. Für die DACH-MT in Wien wird das Thema fallen gelassen, da evtl. Lehrer aus Deutschland nicht anreisen werden. Es wird empfohlen, dass die  Zweigvereine Aktivitäten hinsichtlich der Weiterbildung von Lehrern entwickeln und mit Lehrervereinigungen (Dt. Verein zur Förderung 
des mathem. und naturwiss. Unterrichts (MNU), Verband der Schulgeographen (VS), Länder-Instituten für Lehrerfort- und -weiterbildung und Schulentwicklung etc.) kooperieren. Im Hintergrund steht eine zunehmende Aktivität auf dem Feld der Education im europäischen Rahmen."

Auch auf Kreis- und kommunaler Ebene (wie z.B. in Rheinland-Pfalz) ist  zusammenzuarbeiten, etwa bei der Ausstattung der Geräte- und Materialsammlungen der Schulen bzw. Vorhaltung ausleihbarer Sammlungen und Medien. 

Des weiteren werden - auch in anderen Bundesländern - Kontakte zwischen den DMG-Zweigvereinen und den Verbänden hergestellt werden. Im Rheinland und in Bayern haben durch Initiative der ZV's bereits Lehrerfortbildungen stattgefunden haben, was die notwendigen Kontakte sicher erleichtert.

Arne Spekat, Sekretär DMG
Inst. für Meteorologie, FU Berlin
C.-H.-Becker-Weg 6-10, 12165 Berlin
dmg@bibo.met.fu-berlin.de

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Meteorologie in der Schule: was ist möglich ?

Wer die Natur liebt, der braucht  das Beobachten ihrer Erscheinungen wie die Luft zum Atmen.  So formulierte Marcel Minnaert das Bedürfnis der Naturbeobachtung im Vorwort seines berühmten Buchs "Licht und Farbe in der Natur" aus dem Jahr 1937, welches kürzlich in deutscher Sprache neu aufgelegt wurde [1]. Die Meteorologie lebt (meiner Meinung nach) vom Beobachten von Naturerscheinungen, wozu natürlich aufbauend, wie immer in den Naturwissenschaften die erklärenden theoretischen Modelle kommen. Heutzutage ist das Beobachten von Naturphänomenen nicht gerade weit verbreitet, sicherlich mit verursacht durch die vielen visuellen Eindrücke von Film und Fernsehen, die neuen Medien und allgemein den allzu schnellen Ablauf des Lebens in dieser von rasanten Entwicklungen geprägten Zeit. Die Schule bietet sich in besonderem Maße an jungen Menschen zu helfen, den Blick für die Natur nicht zu verlieren, ihn besser sogar zu schärfen. Eine herausragende Rolle spielen dabei die Physik und Meteorologie mit der Vielzahl möglicher Naturphänomene, die sowohl faszinieren als auch zum Nachdenken über die zugrunde liegende Physik anregen. Eines der interessantesten Teilgebiete der Naturerscheinungen sind die Phänomene meteorologischer Optik wie Fata Morgana, Regenbögen, Sonnenhunde, Brockengespenst, Koronen, grüne Sonnenstrahlen, Dämmerungsfarben bei klarer und trüber Atmosphäre, Polarlichter, Blitze uvm. Diese mehr oder weniger alltäglichen optischen Erscheinungen der Atmosphäre (Literatur zum Stand der Wissenschaft in [2], Lehrbücher bzw. populärwissenschaftliche Darstellungen in [3-11], großformatige Bilder mit Erklärungen in [12]) bieten nicht nur faszinierende Anblicke, sondern beinhalten auch genügend Aspekte für eine interessante Physik. Es ist meine persönliche Erfahrung, dass die Faszination an alltäglichen oder auch weniger alltäglichen Naturerscheinungen viele Mitmenschen zum Nachdenken anregt, zum Grübeln über die Ursachen. Hier liegt ein direkter Ansatzpunkt für den Schulunterricht: sich an alltäglichen Erscheinungen erfreuen, sie dann hinterfragen, Ursachen ergründen, sich mit zunächst einfachen, dann komplizierteren Modellen, ggf. mit Computern, einer befriedigenden Antwort nähern und diese letztlich durch Experimente überprüfen. Ein für Schüler interessanter Weg der Heranführung an die Meteorologie kann daher die Behandlung atmosphärischer Optik im Unterricht sein.

Warum sind die Wolken weiß und der Regenbogen farbig? Warum gibt es  Regenbögen oder Nebensonnen nur an bestimmten Stellen des Himmels? Warum haben die Apollo-Astronauten  den Himmel auf dem Mond schwarz gesehen, während er auf der Erde blau ist? Warum sieht die Straße an heißen Sommertagen nass aus? Ist etwas dran an den Bauernregeln, die aus optischen Erscheinungen der Atmosphäre auf das Wetter schließen und wenn ja, kann man verstehen warum?

So selbstverständlich diese Fragen, denen Lehrer immer begegnen können, erscheinen mögen, so verwirrend können einige der wissenschaftlich korrekten Antworten für Schüler sein: Wolken müssen nicht weiß sein, der Himmel nicht blau und Regenbögen nicht farbig! Oder: Regenbögen lassen sich im Prinzip in allen Winkelbereichen beobachten! Die Begründung dieser Aussagen führt häufig weit über die Schulphysik hinaus, aber erfreulicherweise - vielleicht auch verblüffenderweise - lassen sich viele Phänomene in den Grundzügen schon durch einfache Modelle, z.B. den Lichtstrahlenverlauf durch Reflexions- und Brechungsgesetz in der geometrischen Optik, verstehen. Darüber hinaus gibt es eine Anzahl einfacher Demonstrations- und Praktikumsversuche, welche die theoretischen Erklärungen untermauern helfen und auch ein quantitatives Verständnis ermöglichen. Grundlegend für alle diese Phänomene sind ein Konzept des Sehens (Licht muss ins Auge gelangen) und ein Konzept der Materie, die Licht streuen kann. Über die Konzepte der geometrischen Optik hinausgehend können - für den Unterricht in der Oberstufe sowie als Hintergrundinformation für den Lehrer - auch wellentheoretische Erklärungen bis hin zur exakten elektrodynamischen Theorie (Fresnelgleichungen, Rayleigh- und Miestreuung etc.). präsentiert werden, wobei das Schwergewicht allerdings auf einfachen im Unterricht umsetzbaren Modellen liegen sollte. 

Die in fast allen Bereichen der Meteorologie so wichtigen Computersimulationen können auch hilfreich auf diese optischen Phänomene angewendet werden (Tränkle in [9b]). Die modernen theoretischen Beschreibungen führen auf Formeln, die heutzutage leicht - z.B. als Monte Carlo Simulationen -  mit dem Computer gelöst und deren Ergebnisse anschaulich dargestellt werden. Ein weiteres motivierendes Betätigungsfeld für Schüler liegt außerdem im Fotographieren dieser Naturphänomene.

Meine Erfahrungen mit dem Unterrichten der Phänomene atmosphärischer Optik sowohl mit Studenten an der Hochschule aber insbesondere auch mit Schülern, teils in Sonderveranstaltungen, teils in Schülerprojekten sind gemischt, aber tendenziell positiv. Insofern scheint dieses Gebiet eine gute Möglichkeit der Hinführung auch zu weiteren meteorologischen Themen zu sein.

Die Chancen der Behandlung im Physikunterricht an der Schule sind - zumindest für die optischen Naturphänomene - recht gut: die Optik ist in den Lehrplänen aller Bundesländer enthalten und wie die Optik im Unterricht eingeführt wird, steht zumeist den Lehrern frei. Eine wie ich finde gute Möglichkeit ist eben z.B. über Regenbogen, Luftspiegelungen und/oder Halos. Diese Themen bieten auch die Möglichkeiten interdisziplinären Unterrichts, z.B. mit Bezügen zum Deutsch, Religions- oder Kunstunterricht [9c].

Andererseits muss im Hinblick auf Einbindung neuer Themen der Meteorologie in den Physikunterricht berücksichtigt werden, dass die Physik es als Schulfach - genau wie die Chemie - zur Zeit sehr schwer hat gegenüber der Biologie. Bundesweit wählen etwa 2/3 aller Schüler der Sekundarstufe II Physik zum frühestmöglichen Zeitpunkt ab [13] und eine Analyse der vergangenen 10 Jahre zeigt, dass Besserung nicht unbedingt in Sicht ist. Da sich andererseits alle Studierenden der Ingenieur- und Naturwissenschaften aus dem Potenzial der an Physik interessierten Schüler rekrutiert, muss versucht werden, die Bedeutung der Physik in der Schule wieder zu stärken. Thematisch kann hier die Meteorologie durchaus hilfreich sein, denn einige Themen, z.B. die Gesetzmäßigkeiten des Wetters, sind für die Mehrzahl aller Schüler interessant. Insofern glaube ich, dass die teilweise Einbindung weiterer meteorologischer Themen in den Physikunterricht zu mehr Motivation beitragen kann. Es kommt eben nur auf die richtige Zusammenstellung, die richtige Mischung an.

Zum Abschluss soll, insbesondere im Hinblick auf Phänomene der meteorologischen Optik, nochmals Marcel Minnaert zu Wort kommen [1]. Glauben Sie nur nicht, die unendlich verschiedenen Stimmungen der Natur verlören für den wissenschaftlichen Beobachter etwas von ihrer Poesie. Nein! Indem uns das Beobachten zur Gewohnheit geworden ist, ist unser Gespür für Schönheit geschärft .... In diesem Sinne hoffe ich, dass es uns allen gelingen möge, vielen Schülern dieses Gespür zu schärfen.

Referenzen:
[1] M.G.J. Minnaert, Licht und Farbe in der Natur, (1937), Neuauflage: Birkhäuser und Springer (1992)
[2] Proc. of the Conferences on Light and Color in the Open Air:  Applied Optics 30 (24 /1991); Applied Optics 33 (21/1994); Appl. Optics 37 (9/1998); inzwischen auch verfügbar als CD-ROM: On Minnaert´s Shoulder: 20 Years of Light and Color Conference, OSA (2000)
[3] R. Greenler, Rainbows, Halos, and Glories, Cambridge University Press, Cambridge  (1980)
[4] G.H. Liljeqvist, K. Cedak, Allgemeine Meteorologie, Vieweg (1984)
[5] Bergmann-Schäfer, Lehrbuch der Experimentalphysik, Bd. III Optik, 7. Auflage, de Gruyter (1978); Hinweis: das Kapitel über Optik der Atmosphäre ist in der neuesten 9. Auflage leider nicht mehr enthalten! 
[6] K. Bullrich, Die farbigen Dämmerungserscheinungen, Birkhäuser Verlag, Basel (1982)
[7] A. & M. Meinel, Sunsets, Twilights, and Evening Skies, Cambridge University Press, Cambridge (1983) 
[8] J.M. Pernter, F.M. Exner, Meteorologische Optik, W. Braumüller, Wien, 2. Auflage (1922)
[9] M. Vollmer, (a) Physik in unserer Zeit 26, 106 - 115 (Mai 1995); 176 - 184 (Juli 1995);  (b) Themenheft Atmosphärische Optik,  Praxis der Naturwissenschaften Physik, 46/3 (1997); (c) Praxis der Naturwissenschaften Physik, 46/7, 36-38 (1997)
[10] K. Schlegel, Vom Regenbogen zum Polarlicht, Spektrum, Heidelberg (1995) 
[11] W. Tape, Atmospheric Halos, Am. Geophys. Soc., Washington D.C (1994 ).
[12] Meteorologische Kalender 1985, 1995 und 2000, Deutsche Meteorologische Gesellschaft, Institut für Meteorologie, FU Berlin.
[13] Physik in der Schule, eingereicht zur Veröffentlichung

Michael Vollmer
Physikalische Ingenieurwisssenschaften, Fachhochschule Brandenburg
Magdeburgerstr. 50, 14770 Brandenburg
vollmer@fh-brandenburg.de

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Portraits pädagogischer Institutionen 

1. Das Berliner Institut für Lehrerfort- und -weiterbildung und Schulentwicklung (BIL)

Das BIL ist das pädagogische Landesinstitut für alle Lehrerinnen und Lehrer sowie Erzieherinnen und Erzieher, die in der Berliner Schule tätig sind. Das BIL ist eine relativ "junge" Institution, die zum 1.4.94 vom Senat gegründet worden ist, um dem steigenden Bedarf an Lehrerfort- und -weiterbildung in der Hauptstadt zu entsprechen. Im BIL wurden die bis dahin für die Lehrerschaft tätigen Einrichtungen der Senatsverwaltung und das Pädagogische Zentrum vereinigt. Das Institut hat die Rechtsform einer nachgeordneten Behörde, d.h. es unterliegt der Dienst- und Fachaufsicht des für das Schulwesen zuständigen Mitglieds des Senats. Durch einen Kooperationsvertrag ist das BIL mit der Landesbildstelle verbunden. In seiner Arbeit wird das BIL von einem Beirat unterstützt, dessen Mitglieder die an Fort- und Weiterbildung sowie Schulentwicklung interessierten und damit fachlich befassten Organisationen repräsentieren. Das BIL versteht sich als eine pädagogische Einrichtung, die hilft, dass sich eine "gute Schule" entwickelt, die dem Interesse der Schülerinnen und Schüler dient. Das BIL will innovative Impulse geben zur Veränderung der Schule unter sich ständig wandelnden gesellschaftlichen Rahmenbedingungen. Ein besonderes Anliegen des BIL ist es, die Schule auf dem Weg in eine erweiterte Verantwortung und zur Herausbildung pädagogischer Profile zu begleiten. 

Das BIL will der einzelnen Lehrkraft als auch den Kollegien insgesamt die notwendige Unterstützung bieten. Das BIL 

  • gibt 2 x jährlich ein Programm heraus mit je rd. 1000 Veranstaltungen. Das ermöglicht jeder Lehrkraft, einmal im Jahr an einem Kurs teilzunehmen. 
  • unterstützt Schulen durch schulinterne Lehrerfortbildung (SchiLf), sei es auf  Studientagen, sei es durch Hilfen zur Organisationsentwicklung. 
  • berät Lehrerinnen und Lehrer sowie Kollegien in schwierigen schulischen Angelegenheiten. 
  • entwickelt Unterrichtsmaterialien und Handreichungen. 
  • evaluiert sein Leistungsangebot und führt empirische Untersuchungen im Bereich von Schule und Erziehung durch. 


Die Mitarbeiter des BIL sind in Kommissionen zur Erarbeitung von Rahmenplänen tätig. Das BIL

  • bestreitet Teile der schulpraktischen Ausbildung für Lehramtsanwärter (Ergänzungskurse, Suchtprophylaxe) 
  • verfügt über die größte schulpädagogische Spezialbibliothek Berlins, die allen Pädagoginnen und Pädagogen offen steht. 
  • entwickelt und dokumentiert die veröffentlichten, für die Schulpraxis relevanten Fachinformationen und stellt diese Informationen in der Bibliothek bereit. Im Archiv zur Unterrichtsplanung sind vielfältig ausgewählte Materialien zur Unterstützung eines schüler-orientierten, innovativen Unterrichts zusammengestellt.


2. Der Deutsche Verein zur Förderung des mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts (Förderverein MNU) 

Der MNU ist einer der größten Fachlehrerverbände Deutschlands. Er vertritt die Fachinteressen der Mathematik-, Biologie-, Chemie-, Physik- und Informatiklehrer aller Schulformen. Der Förderverein wurde 1891 gegründet und hat seitdem maßgeblichen Einfluss auf die Entwicklung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts in Deutschland genommen. Der MNU setzt sich ein für:

  • einen angemessenen Anteil naturwissenschaftlicher Fächer an der Stundentafel aller Schüler (in den Klassenstufen 5 bis 10: 30 % aller Stunden für Mathematik, Biologie, Chemie und Physik)
  • eine Verbreiterung der Allgemeinbildung durch eine weitergehende Berücksichtigung der naturwissenschaftlichen Fächer in der gymnasialen Oberstufe
  • Verbindliche Belegung von drei naturwissenschaftlichen Fächern in der Klassenstufe 11 bzw. 10 für alle Schülerinnen und Schüler 
  • Verpflichtung zur Wahl von zwei durchgehenden naturwissenschaftlichen Fächern in den Klassenstufen 12/13 bzw. 11/12
  • ein naturwissenschaftliches Fach als verbindliches schriftliches Prüfungsfach im Abitur
  • die Realisierung einer ökologischen Bildung auf einer breiten naturwissenschaftlichen Basis an allen Schulformen
  • eine angemessene informationstechnische Bildung und eine breitere Berücksichtigung der Informatik
  • eine wissenschaftlich fundierte und an der späteren Berufspraxis orientierte Lehrerausbildung
  • die Nutzung des Innovationspotenzials junger Kolleginnen und Kollegen durch kontinuierliche Neueinstellung
  • eine verbesserte Ausstattung der Schulen mit Sachmitteln, um einen am Schülerexperiment orientierten Unterricht zu ermöglichen (etwa 5 % des Personaletats der Schule)
  • stärkere Förderung von mathematisch und naturwissenschaftlich begabten oder besonders interessierten Schülerinnen und Schülern.


Das BIL arbeitet u.a. eng mit dem Verein zur Förderung des mathematisch naturwissenschaftlichen Unterricht e.V. (MNU) zusammen und bieten für Lehrkräfte gemeinsam Fortbildungsveranstaltungen zu aktuellen pädagogischen und fachwissenschaftlichen mathematisch naturwissenschaftlichen Themen an. 

Einen gemeinsamen aktuellen Schwerpunkt in der Fortbildungsarbeit liegt u.a. im fächerübergreifenden und fächerverbindenen Unterricht. Ein solches verbindendes fachliches wie didaktisch interessantes Thema in den Naturwissenschaften und Erdkunde könnte und sollte die Meteorologie sein. Die Deutsche Meterologische Gesellschaft (DMG) hat dem BIL und der MNU hier Ihre Unterstützung und fachliche Hilfe zugesagt.

Dr. Ralf-Ingo Brehm 
Berliner Institut für Lehrerfort-und -weiterbildung und Schulentwicklung (BIL) 
Alte Jakobstr. 12, 10969 Berlin
brehm@infobil.be.schule.Mi.de

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Vermittlung meteorologischer und ozeanographischer Sachverhalte in den Schulen

In der "Leipziger Erklärung zur Bedeutung der Geowissenschaften in Lehrerbildung und Schule" der Alfred-Wegener-Stiftung  im Oktober 1996 wurde die Stärkung des Geographieunterichts an den Schulen durch die Einbeziehung geowissenschaftlicher Erkenntnisse gefordert. An dieser Erklärung wirkte auch die Deutsche Meteorologische Gesellschaft e.V. mit.

Der Vorstand der DMG übertrug seinerzeit dem Berichterstatter die Aufgabe, die Vermittlung meteorologischer und ozeanographischer Sachverhalte vor allem in der Fächern Erdkunde und Physik in allen Schulformen zu analysieren, damit ggf. später im Sinne der "Leipziger Erklärung" auch ein  Beitrag seitens der DMG geleistet werden könnte. 

Um einen aktuellen Überblick über die in den Schulen zu behandelnden Themen zu bekommen, wurden zunächst sowohl die Lehrpläne der Fächer Erdkunde und Physik des Landes Rheinland-Pfalz als auch eine Anzahl von Lehrbüchern verschiedener Verlage durchgesehen. Da es sich um eine Stichprobe mit begrenztem Umfang handelte, werden die einzelnen Verlage hier nicht genannt. Die Durchsicht der an der Universität Trier im Fach Didaktik der Geographie vorhandenen Schulbücher lieferte ein sehr inhomogenes Bild sowohl der Umfänge als auch der Qualität der Texte und Abbildungen zu den im Fach Erdkunde behandelten meteorologischen (bzw. benachbarten) Themen. Einige wenige Bücher enthalten ausführlichere Kapitel zu den Themen Wetterbeobachtung, Klimazonen und Klimaänderungen.

Oftmals behandelte Themen sind die Klimate für die Territorien der USA und der ehem. Sowjetunion, um auf dieser Grundlage die Struk-turen der Landwirtschaft miteinander vergleichen zu können. In der Lehrplänen und -büchern der Klassen 5 und 6 finden sich Anregungen zu kleinen Experimenten zur Wetterbeobachtung. In höheren Klassenstufen wird der Themenbereich Wetter/Klima wesentlich seltener angesprochen. Ozeanographische Themen fehlen in den Lehrplänen der Erdkunde (Geographie) vollständig. In den Lehrbüchern werden die Meeresströmungen, Gezeiten und Wellen kurz behandelt; häufig werden die Ozeane lediglich bezüglich ihrer Eigenschaften als Nahrungsquelle und als Transportmedium erwähnt. 

Im Fach Physik findet man nur spärlich Hinweise auf meteorologische Sachverhalte. Explizit gibt es Bezüge in der Mechanik und Wärmelehre (Luftdruck, Lufttemperatur). Die Rolle der Strahlung sowohl als Energieform (Sonnenenergie, langwellige Strahlungsprozesse) als auch als Informationsträger (Fernerkundung) wird im Lehrplan nicht erwähnt. Auch im Themengebiet Optik fehlen Hinweise auf die atmosphärischen Phänomene, die mit bestimmten Eigenschaften der Atmosphäre verknüpft sind (z. B Aeorosolgehalt, Luftverunreinigungen).

Der Lehrplanentwurf Physik-Oberstufe für Rheinland-Pfalz von 1996 sah für die 12. und 13. Klasse in einem Wahlpflichtbereich Themen aus der Physik der Atmosphäre und der Geophysik vor. 

Die jeweiligen Kultusministerien legen für das Land verbindliche Lehrpläne fest. In diesen Lehrplänen können auch Empfehlungen für bestimmte Lehrbücher stehen. Andererseits bieten die Schulbuchverlage verschiedene Lehrbücher an, die teilweise auch einen Bezug zu einem Bundesland aufweisen (z. B. hinsichtlich regional-klimatologischer Angaben). Letztlich liegt es aber in der Entscheidung der einzelnen Schule, welches Lehrbuch verwendet wird.

Die stärkere Einbindung der Geowissenschaften in den Unterricht erfordert vor allem den Einsatz von Fachlehrern, die bereits im Studium und später in der Fortbildung auch eine entsprechende Ausbildung in den Natur- und und speziell in den Geowissenschaften erhalten. Hier können die Mitglieder der DMG mitwirken - eine Reihe von Aktivitäten gibt es bereits im Rahmen der von Prof. Wehry geleiteten Initiative "Naturwissenschaften und Schule".

Prof. Dr. A. Helbig
Fach Klimatologie, FB VI Geographie/Geowissenschaften, Universität Trier
54286 Trier
helbig@uni-trier.de
 

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GLOBE GERMANY - Das GLOBE-Programm in Deutschland

Das grundlegende Konzept von GLOBE Germany läßt sich mit folgenden Worten beschreiben: 

"Eine Partnerschaft zwischen Schülern, Lehrern und Wissen-schaftlern zur Erforschung und zum besseren Verständnis unsrer Umwelt."

GLOBE (Global Learning and Observations to Benefit the Environment) ist ein weltweites Schul- und Umweltprojekt , das in den USA bereits erfolgreich angelaufen ist. Die Schüler erheben regelmäßig umweltrelevante Daten im Umfeld ihrer Schule. Diese Daten werden analysiert, visualisiert und anschließend in eine internationale WWW-Datenbank eingespeist, wo sie Schülern, Wissenschaftlern oder anderen Interessenten weltweit zu Verfügung stehen. 

An dem GLOBE-Netzwerk  beteiligen sich derzeit in Deutschland 79 ständig berichtende Schulen, international ca. 3000 Schulen. Weitere Informationen findet man unter 

Ein wichtiges Ziel von Globe ist die Schärfung des Bewusstseins der Schüler für die Umwelt, insbesondere für die globale Zusammenhänge, durch einen eigenen Beitrag zur globalen Umweltbeobachtung und -forschung. GLOBE ermöglicht darüber hinaus eine Verbesserung der Schulausbildung in Umwelt- und Naturwissenschaften, sowie im technologischen Bereich. Die umfangreiche Nutzung moderner Kommunikationstechnologie soll die Schüler auf die Anforderungen der Informationsgesellschaft vorbereiten. 

Das meteorologische GLOBE-Messprogramm umfasst:

1. derzeitiges Messprogramm

  • aktuelle Lufttemperatur
  • Temperaturminimum der letzten 24 h
  • Temperaturmaximum der letzten 24 h
  • Wolkentyp
  • Wolkenbedeckung
  • Niederschlag (flüssig, fest)
  • pH-Wert des Niederschlages


2. Phänologie

  • Knospung an heimischen Bäumen 
  • Fliederphänologie


3. Messparamter in Vorbereitung

  • bodennahes Ozon
  • relative Luftfeuchtigkeit
  • Solare Einstrahlung


Für diese Parameter werden z.Zt. die Unterlagen erstellt und und stufenweise bis 2001 eingeführt.

Zur Bestimmung von Niederschlag und Lufttemperatur, die täglich zu erheben sind, verwenden viele Schulen inzwischen automatische Messstationen.

Von den Schülern besonders gut angenommen werden phänologische Projekte. Dies ist bedingt durch die Anschaulichkeit von phänologischen Ereignissen  und die meist begrenzte Projektlaufzeit. Beispiel ist das Projekt "Knospung der Birke", das im Frühjahr 2000 mit GLOBE-Schulen in Nordrhein-Westfalen durchgeführt wurde (http://www.globe-germany.de/Birke).

Die Messungen des bodennahen Ozons sollen den Tages- und Jahresgang dieses Parameters betrachten. Es wird auch Wert gelegt auf die globalen Unterschiede sowie auf die regionale räumliche Variabilität, etwa der Unterschied Stadt-Land. Das Konzept beinhaltet beispielsweise regional beobachtende Netzwerke innerhalb weniger 10km, die die hohen Konzentrationen im Lee einer Stadt verdeutlichen könnten. Durch die Kombination mit Datensätzen wie Temperatur- und Wolkenbeobachtungen werden zusätzlich Einblicke in Prozesse der atmosphärischen Chemie gewonnen.

Im Bereich "Solare Einstrahlung" sind vor allem die Stichworte optische Dicke und Aerosol vertreten.  Auch hier werden lokale Ereignisse beobachtet.  Die Schüler sollen aber auch teilhaben an der Auswirkung globaler Aerosolereignisse, wie Saharastaub, Rauch von Waldbränden und Vulkanausbrüche. Die regelmäßige Messung der optischen Dicke erlaubt es den Schülern sich mit der Nutzung und Eichung des solaren Fotometers vertraut zu machen, die Variationen der visuellen Erscheinungen und der Himmelsfarbe zu deuten sowie Methoden der Analyse und Statistik von Datensätzen zu erlernen. 

Bei der Erfassung der relativen Luftfeuchtigkeit wird derzeit ein Konzept zur Auswahl geeigneter, erschwinglicher Messinstrumente erarbeitet. Hierbei wird die Messung der Trocken- und Feuchttemperatur mit dem Schleuderpsychrometer erwogen. Sehr interessant verspricht auch die Untersuchung der Korrelation der Temperaturvariationen einer Stationen zur relativen Luftfeuchtigkeit zu werden. Weiterhin soll die Erfassung der Bewölkung in Anlehnung an die in WMO Richtlinien neu eingeführt werden, wobei die Verwendung von des Satellitenbildern im Bereich geplant ist. 

Folgenden Wissenschaftler betreuen (meteorologische) Aufgabenfelder: 

Dr. Lotz-Iwen, DLR/DFD (Fernerkundung, Auswertung von Satellitenbildern),  Dr. Hagen,  DLR/ Physik der Atmosphäre (Atmosphäre, Klima), Dr. Ulbrich, Uni Köln, Meteorologisches Institut (Atmosphäre, Klima, Kontakt zur DMG), Dr. Chmielewski, Humboldt Universität Berlin (Phänologie, Global Phenological Monitoring), Ekko Bruns, Deutscher Wetterdienst (Phänologie, Global Phenological Monitoring) Prof. W. Seiler, Fraunhofer Institut für Atmosphärische Umweltforschschung  (Atmosphäre, Klima)

Das GLOBE-Programm wünscht sich eine intensivere Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern "vor Ort", die bereit sind, die Erhebung von Daten bzw. die Durchführung von Projekten im Rahmen des Programms mit zu betreuen oder geeignete Projekte zu initiieren und mit Schülergruppen umzusetzen. Bei Interesse wenden Sie sich bitte an die Autorin dieses Beitrags.

Dr. Roswitha Grümann
GLOBE Koordinatorin
DLR
Linder Höhe
51140 Köln

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EuroMET - @lle sprechen über das Wetter ...

Im Heft 2/2000 wurde aus Platzgründen eine verkürzte Version des Manuskripts abgedruckt. Den vollständigen Text (28kB) mit allen Abbildungen und Tabellen finden Sie, wenn Sie hier klicken.

Christian Zick
Institut für Informatik, Freie Universität Berlin
Takustraße 9, 14195 Berlin
zick@inf.fu-berlin.de
http://www.inf.fu-berlin.de/inst/zdm

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DMG-Fachausschuss "Umweltmeteorologie"
Bericht zur Tagung METTOOLSIV

Vom 3 -5. April 2000 fand in Stuttgart die 4. Fachtagung des Fachausschusses Umweltmeteorologie  (FA AKUMET) der Deutschen Meteorologischen Gesellschaft statt. Die Fachtagung hat sich unter der Bezeichnung METTOOLS etabliert. Die Tagung wurde vom Vorsitzenden des Fachausschusses Dr. Ulrich Reuter von der Abteilung für Stadtklimatologie des Amtes für Umweltschutz der Landeshauptstadt Stuttgart unter Mitwirkung der Abteilung Reinhaltung der Luft des Institutes für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen der Universität Stuttgart organisiert. 

Die ca. 200 Teilnehmer aus dem deutschsprachigen Raum wurden in eine freundliche Umgebung 
integriert und zwischen den ein-zelnen Vorträgen konnten sich kurze, kritische und vor allem interessante Diskussionen entwickeln, die in Pausen bei Postern und Abendveranstaltungen fortgesetzt wurden. Die Gewichtung zwischen Vorträgen und Postern war ausgezeichnet. Die Vorträge wiesen im allgemeinen ein hohes Niveau auf. 
Das Ziel von METTOOLS ist es, die Entwicklung neuer Hilfsmittel und Methoden voranzutreiben. Der Schwerpunkt lag dieses Mal jedoch darauf, die in den Methoden liegenden Probleme zu erfassen. Es sollten nicht nur Methoden und Ergebnisse präsentiert, sondern vielmehr Lösungen für die Probleme der  Entwickler und der Anwender gefunden werden.

METTOOLSIV gliederte sich in sieben Sitzungen zu folgenden Themenschwerpunkten: 

  • Methoden 
  • Ergebnisse
  • Ergebnispräsentation 
  • Qualitätssicherung und Valdierung
sowie einen Abschlussvortrag von Prof. Dr. H. Mayer aus Freiburg mit einem Rückblick auf die Umweltmeteorologie im 20. Jahrhundert und einem Ausblick auf das 21. Jahrhundert.

Der Eröffnungsvortrag war ein Beitrag der Umweltmeteorologen Prof. Dr. J. Baumüller, Dr. U. Reuter und Dipl.-Met. U. Hofmann der Landeshauptstadt Stuttgart, die einen historischen Rückblick über 300 Jahre Stadtklimatologie in Stuttgart gaben. In diesem Vortrag wurden die Bedeutung der Stadtklimatologie in unserer heutigen Zeit diskutiert sowie die Verbindung zwischen Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft dargestellt.

Unter dem ersten Themenschwer-punkt  'Methoden' wurde in der Fachsitzung 'Nummerische Verfahren und Simulationen' die Simulation von Kfz-Emissionen in innerstädtischen Straßen mit und ohne Baumbestand anhand eines mikroskaligen Modell diskutiert. Die beiden folgenden Vorträge befassten sich mit der Simulation bzw. Bestimmung von thermischen Indizes in unterschiedlichen urba-nen Strukturen mit Hilfe von Modellen sowie mit dem Einsatz eines mesoskaligen Modelles zur Generierung von standort-bezogenen Windverteilungen und dem Einsatz in der Praxis. Der letzte Vortrag der Sitzung thematisierte die Untersuchung von Luftströmungen in Untergrundbahnen im Hinblick auf die Ausbreitung von Schadstoffen. Die ausgestellten Poster behandelten folgende Themen: Berechnung der Wahrnehmungsentfernung von Geruchsstoffen aus Tierhaltungsbetrieben mit Hilfe eines dynamischen Modells; Einsatz eines mikroskaligen Strömungsmodelles bei der Vorhersage von Innenraumluft-Kontaminationen; Geruchsausbreitung in Kaltluftabflüssen; Emissionen und Immissionen aus Tiefgaragen sowie Trajektorienberechnung in der Grenzschicht und Immissionsbewertung großer Straßennetze.

Die zweite Sitzung befasste sich mit "Methoden in der Messtechnik". Es wurde über den Einsatz eines Flugzeuges für Messkampagnen und den Einsatz eines Mini-Windkanals für Mikromodellierungen berichtet. In den dieser Sitzung zugeordneten Postern wurde die Verwendung bemannter H2-Gasballone bei Studien über die  Grenzschicht dargestellt sowie die Minimierung von Störeinflüssen bei der optischen Bestimmung von elementarem Kohlenstoff (EC) in Immissionsproben behandelt.

Die dritte Sitzung zum Themenschwerpunkt "Methoden" stand unter der Überschrift "Statistische und andere Verfahren", wobei u.a. über die statistische Ermittlung der räumlichen Verteilung von Luftverunreinigungen aus punktuellen Messungen berichtet wurde. In weiteren Vorträgen wurde ein modulares GIS-integriertes Gesamtsystem zum Einsatz in der Luftreinhaltung sowie ein einfaches empirisches Verfahren zum flächenhaften Nachweis von Flurwinden vorgestellt. Die Postersession informierte unter anderem über die objektive Wetterlagenklassifikation des Deutschen Wetterdienstes und deren Anwendungsmöglichkeiten bei meteorologischen Fragestellungen. Des weiteren wurden eine GIS-gestützte Analyse von Flechtenkartierungen im Raum Tübingen - Reutlingen und die Integration von Simulationsmodellen in das Kölner Umweltin-formationssystem präsentiert. Außerdem wurde über den Einsatz eines GIS-basierten Informations-systems "Klima/Luft" in der Umweltplanung und über die Kartenerstellung der flächenhaften Schadstoffbelastung auf Basis von Punktmessdaten (gemäß der EU-Rahmenrichtlinie 96/62/EG) berichtet.

Die folgende Sitzung befasste sich mit dem Thema "Bewertung". Die Vorträge behandelten eine bewertete Stadtklimaanalyse im regionalen Maßstab am Beispiel der Region Stuttgart sowie die Klimabewertung für Kassel im Rahmen der Stadtplanung auf Grundlage einer subjektiven Stadtklimaklassifizierung.

Die in dieser Sitzung präsentierten Poster befassten sich mit folgenden Themen: Erweiterung des Modells UBIKLIM unter Berücksichtung eines lokalen Windsystems, vertiefende Klimauntersuchung im Gebiet des Zweckverbandes Raum Kassel, Gewinnung von klimarelevanten, objektgebundenen Fachdaten über die dreidimensionale Baukörperstruktur der Trierer Innenstadt und ihre Verwendung im Rahmen der Stadtplanung.

Der zweite Themenschwerpunkt von METTOOLSIV bezog sich auf "Ergebnisse und Ergebnispräsentationen". Der Einführungsvortrag der Sitzung "Ergebnisse" behandelte  Anspruch und Wirklichkeit von umweltmeteorologischen Gutachten. Weitere Vorträge setzten sich mit der klimatischen Wirksamkeit kleinräumiger Freiflächen im Hangbereich auf das Stadtklima, Auswirkungen von Bauvorhaben auf innerstädtische Durchlüftungsverhältnisse und Ergebnissen von Fesselballonsondierungen zur Ermittlung von Kaltluftflüssen in Stuttgart. Berichtet wurde des weiteren über Untersuchungen zur Ausbreitung und Auswirkung von Gerüchen in gegliedertem Gelände am Beispiel eines Deponiebetriebes und über die Bestimmung von Windprofilen mittels SODAR zur Prognose des Energieeintrags bei der Standortbegutachtung für Windkraftanlagen. Die Poster befassten sich mit einer Stadtklimaanalyse Laibach und Aachen; dem Einfluss der Geometrie von Sockelwällen auf die Wirksamkeit von Windschutzpflanzungen, dem Einfluss verschiedener meteorologischer Parameter auf die Ausbildung eines Ozon-Gradienten zwischen der Bodenoberfläche und 250 cm Höhe, der Erfassung und Interpretation von Verschmutzungsmustern an Hausfassaden in New York City zum Nachweis vorherrschender Ausbreitungsbedingungen von Luftverunreinigungen und mit dem Schadenspotenzial bei Tankfahrzeugunfällen über den Ausbreitungspfad Atmosphäre. 

Die Sitzung  "Ergebnispräsentation" wurde mit einen Übersichtsvortrag zu "Umweltmeteorologie als gestaltetes Produkt" eingeleitet. Die folgenden Vorträge erörterten den Einsatz von neuen Medien in der Umweltmeteorologie, den Einsatz des Internet bei Stadtklimauntersuchungen, die Präsentation von Stadtklimaergebnissen im Internet sowie  die Entwicklung von Stadtklimainformationssystemen. Die Poster stellten die Visualisierung von meteorologischen Daten im Internet und die Internationale Stadtklima Homepage (www.stadtklima.de) dar. 

Der letzte Tag widmete sich dem Themenschwerpunkt "Qualitätssicherung und Validierung". Dabei ging es zunächst darum, ob für Sachverständige und umweltmeteorologische Gutachten eine Qualitätssicherung oder eine Zertifizierung erforderlich sein sollte. Des weiteren wurde die Simulation von Immissionsstatistiken mit einem Euler-Modell und die Bedeutung verschiedener Einflussfaktoren für die Ergebnisqualität sowie die Validierung von Kaltluftmodellen thematisiert. Weitere Vorträge waren: Die Evaluierungsvorschrift für mikroskalige nummerische Modelle zur expliziten Simulation sowie die Validierung des IMMISLuft   - Vergleich von Messungen aus 10 Straßenschluchten mit Berechnungen eines Screening-Modelles. Die präsentierten Poster behandelten die Validierung von Modellrechnungen durch Windkanaluntersuchungen für ein Einzelgebäude sowie eine innerstädtische Straßenkreuzung und den operationellen Einsatz eines massenkonsistenten, dreidimensionalen Strömungsmodells für Windfeldsimulationen im Nahbereich industrieller Anlagen. 

Die beiden letzten Vorträge befassten sich mit den Anforderung des §40 Abs.2 BImSchG an die Umweltmeteorologie sowie mit der Bestimmung von Messunsicherheiten bei Feldexperimenten. 

Die Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN präsentierte ihre Arbeit durch zwei Poster. Wie es mittlerweile bei METTOOLS üblich ist, waren Vertreter zahlreicher Firmen anwesend. Dies stellt eine sinnvolle Begleitung und Bereicherung für Fachtagungen dar. Es wurde angeregt, den Firmen bei zukünftigen Veranstaltungen die Gelegenheit zu bieten, ihre neuen Produkte im Plenum zu präsentieren.

Besonders erwähnenswert ist, dass Zusammenfassungen aller Vorträge und Poster schon vorab in einem Tagungsband (jeder Beitrag 3 Seiten) zur Verfügung standen und dass dieser Band somit eine hilfreiche Begleitung während der Tagung darstellte. 

Von den ca. 200 Teilnehmern der Fachtagung METTOOLSIV kamen, neben ca. 80 Teilnehmern von Universitäten bzw. Forschungseinrichtungen, ca. 65 von meteorologischen Firmen, privaten umweltmeteorologischen Büros sowie anderen Planungsbüros und ca. 40 von Ämtern und Behörden. 

Aus meiner Sicht war der Anteil an Vertretern von Behörden bzw. Ämtern nicht besonders hoch. Es wäre für die Zukunft zu wünschen, dass bei solchen Veranstaltungen verstärkt Anwender anwesend sind und sich mit eigenen Vorträgen beteiligen.

Ebenfalls muss in diesem Tagungsbericht das ausgezeichnete Rahmenprogramm erwähnt werden. Am ersten Abend fand ein Empfang im Stuttgarter Rathaus statt und am zweiten Abend wurde die Möglichkeit geboten, das DaimlerChrysler Museum zu besuchen.

Abschließend sei nachdrücklich  dem Tagungsorganisator Dr. Ulrich Reuter und dem rastlosen Ulrich Vogt samt dem Team der Abteilung Reinhaltung der Luft des Institutes für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen der Universität Stuttgart herzlichst für die Organisation und Durchführung der Tagung gedankt.

Dr. Andreas Matzarakis
Meteorologisches Institut, Universität Freiburg
Werderring 10, 79085 Freiburg
matzarak@uni-freiburg.de

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Der Einfluss der totalen Sonnenfinsternis vom 11. August 1999 auf  das Wetter über Mitteleuropa - Ergebnisse numerischer Simulationen

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Der Orkan "Lothar" oder der "Flügelschlag des Schmetterlings"

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Auswirkungen von Klimaänderungen auf die Wasserwirtschaft


Seit geraumer Zeit werden mögliche Änderungen des Weltklimas diskutiert, Untersuchungen und Forschungsergebnisse liegen vor, jedoch sind Schlussfolgerungen auf regionaler Ebene schwierig. Diese Problematik war für den ATV-DVWK Anlass, zu einem Fachgespräch einzuladen, insbesondere unter dem Eindruck der Hochwasserereignisse an Rhein und Donau in jüngster Vergangenheit. Themen hierbei waren klimarelevante Aspekte der Niederschlagscharakteristik sowie klimabedingte Auswirkungen auf das Abflussverhalten der Kanalisation bzw. auf das Grundwasser und auf die Betriebsführung im Hinblick auf extreme Niederschlagsereignisse.

Der ATV-DVWK, vormals nur DVWK, lud am 22.11.1999 zu einem Expertengespräch nach Köln über klimarelevante Auswirkungen auf die Entwicklung des Abflusses ein. 

Weber (Bayer. LA Wasserwirtschaft) berichtete über das  KLIWA-Programm, KLImaänderungen und Konsequenzen für die WAsserwirtschaft,  eine Kooperation der Länder Baden-Württemberg und Bayern mit dem Deutschen Wetterdienst. Dieses untersucht die Auswirkungen des Treibhauseffektes auf den Wasserhaushalt, insbesondere auf regional unterschiedlich strukturierte Flussgebiete und Grundwasserlandschaften, wobei ein Temperaturanstieg von 2 bis 3 Kelvin in den nächsten 100 Jahren zu Grunde gelegt wird.  Auf dem Symposium am 29./30. November 2000 in Karlsruhe werden erste Ergebnisse von KLIWA vorgestellt. 

Lahmer (PIK, Potsdam) wies im Zusammenhang mit der Wasserhaushalts-Modellierung auf die Notwendigkeit regionaler Klimavorhersagen bzw. Klimamodelle hin. Er sieht derzeit drei Methoden, um klimarelevante Auswirkungen auf die Wasserwirtschaft zu erhalten: die Einbettung eines regionalen Klimamodells in ein globales Klimamodell,  Anwendung statistischer Modelle oder  Aufbereitung langer Beobachtungsreihen mit statistischen Methoden. Eine Pilotstudie für das Bundesland Brandenburg auf der Basis Potsdamer Daten der Jahre 1937 bis 1992 zeigte eine zunehmende Häufigkeit extremer Witterungsereignisse.  Für dieses Bundesland sind die Untersuchungen wegen der zahlreichen Naturräume im Hinblick auf Feuchtgebiete und Grundwasserpegel wichtig. 

Schuhmann (Ruhr-Univ., Bochum) mahnte an, neben dem Treibhauseffekt vor allem auch globale sowie sozio-ökonomische Aspekte und die mögliche Genauigkeit von Klimaprognosen mit zu berücksichtigen. 

Morgenschweiß (Ruhrverband)  stellte Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen der Niederschlagsaktivität und dem Abfluss von Talsperren vor, vor allem im Hinblick auf die Trinkwasserversorgung. Pegeluntersuchungen benachbarter Stationen erwiesen sich teilweise als widersprüchlich. Ebenso konnte kaum ein Einfluss der Landnutzung auf die langfristige Wasserbilanz festgestellt werden. 

Seiler (GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit) berichtete über hygienische Aspekte. Er bearbeitete den Zusammenhang zwischen der Trinkwasserqualität und der Beschaffenheit  des Uferfiltrats unter Veränderung der Niederschlagshäufigkeit und -intensität. 

Lokale Veränderungen des Niederschlagsgeschehens und Einflüsse auf städtische Entwässerungssysteme erläuterte Verworn (Universität Hannover). Insbesondere untersuchte er die Änderungen der statistischen Bemessungswerte für verschiedene Städte.

Quelle: Zusammenfassung nach der Zeitschrift  KA-Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall 2000(47) Nr. 2, S. 170-175

ATV-DVWK
C. Dyk
Th.-Heuss-Allee 17
53773 Hennef

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Treibhausskeptiker


Nicht nur in Deutschland, sondern auch bei unseren holländischen Nachbarn gibt es eine aufgeladene Debatte um den anthropogenen Klimawandel. Im folgenden Text unternimmt Dr. Wybren Verstegen von der Vrije Unversiteit Amsterdam den Versuch einer Versachlichung dieser Debatte. Er erschien im Februar 2000 in der Jubiläumsnummer 50 des Newsletters CHANGE, herausgegeben vom Holländischen Nationalen Forschungsprogramm für Globale Luftverschmutzung und Klimaänderung (Nationaal Onderzoek Programma Mondiale Luchtverontreiniging en Klimaatverandering, NOP - auch unter Englischen Akronym NRP bekannt). Mit Genehmigung der Herausgeber und des Autors habe ich ihn aus dem Englischen übersetzt und auf mein Bitten hat Dr. Verstegen seinen Text um Passagen, die sich auf die Debatte in Deutschland beziehen erweitert.
A. Spekat

Es war schon immer Absicht der Treibhausskeptiker gewesen, der Klimadebatte den Stachel zu nehmen. Zweifelsohne existiert der Treibhauseffekt; man will eher die Bedrohung herunterspielen. Der Grund, warum dies erfolgreich war besteht teilweise darin, dass die Skeptiker in einer Anzahl von Fällen Recht hatten, was nicht heißt, dass sie in der gesamten Debatte Recht haben. Bedauerlicherweise für sie wurden Daten verfälscht und veraltete Resultate wurden zur Untermauerung ihrer Position eingesetzt. Wir können kaum warten, dass sie konstruktiv zur fortschreitenden Klimadebatte beitragen. In diesem Artikel zeigt Wybren Verstegen wo die Treibhausfehler gemacht wurden und wie sie die Skeptiker missbraucht haben. Er warnt Umweltorganisationen und beteiligte Wissenschaftler davor, Standpunkte zu vertreten, die nicht von den Klimaberichten des KNMI (Königlich Niederländisches Meteorologisches Institut) und des IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) behandelt wurden. "Leute, die mit fehlplatzierten Untergangsszenarien handeln überreichen ihre Sache den Skeptikern auf dem Präsentierteller. Wenn die Klimapolitik deswegen scheitert, dann sind diese Leute auch daran schuld."

Entwurf: A. Spekat




"Dieser so genannte Treibhaus-Konsens ist ein Schwindel." Diese Aussage machte der vor ein paar Jahren der emeritierte amerikanische Professor Dr. Fred Singer im Channel 4-Programm "Against Nature". Singer ist jemand aus einer Publizität suchenden Gruppe von Akademikern, die seit Jahren Unruhe in die Debatte sowohl über die Ozonschicht als auch den Treibhauseffekt brachten. Jedem, der die Auftritte der amerikanischen Treibhausskeptiker eine Zeit lang genauer betrachtet hat wird auffallen, dass die selben Namen wieder und wieder auftauchen. Für gewöhnlich finden wir nur sechs Namen in allen Veröffentlichungen der Skeptiker zum Treibhauseffekt: Fred Singer selbst, Richard Lindzen, Robert Balling, Patrick Michaels, Sherwood Idso und die Astronomin Sally Baliunas. Basta. Diese Namen können in der Hauptsache in den Veröffentlichungen und Internetlinks des American Heartland Institute gefunden werden, ein Think Tank der die amerikanische Art des weltweiten freien Unternehmertums zu fördern trachtet.

Internationale Anerkennung
Der wichtigste niederländische Repräsentant im Clan der Treibhausskeptiker ist der Porfessor Emeritus Frits Böttcher. Ist es reiner Zufall, dass er ein guter Freund Singers ist? Andere prominente Treibhausskeptiker in den Niederlanden sind der Geologieprofessor Priem, der, gemeinsam mit Böttcher das Global Institute in Den Haag betreibt (ein kleines Institut, finanziert von Shell und anderen Firmen) und der dänische Wissenschaftler Eigill Friis Christensen, der internationale Anerkennung für seine Theorie über die Beziehung zwischen der Länge des Sonnefleckenzyklus' und die Temperatur auf der Erde erworben hat. Sein Ruf wurzelt hauptsächlich im Buch "The Manic Sun" (London: Pilkington Press, 1997) von Nigel Calder (einem anderen Treibhausskeptiker).

All diese Namen finden sich im so genannten European Science and Environment Forum (ESEF), dass alles Mögliche, aber nicht europäisch ist, wie das starke Amerikanische Engagement zeigt. Es gibt außerdem verwandte Organisationen in Australien, nebenbei bemerkt "Tasman Institute" genannt, von dem Vorträge darüber kommen, was es als "unabhängiges Denken über die globale Erwärmung" bezeichnet. Und die Vortragenden? Ja, tatsächlich: Fred Singer, Patrick Michaels, Ridchard Lindzen und Robert Balling. Das Tasman Institute ist sogar noch weniger australisch als das ESEF europäisch ist. All diese Skeptiker werden ununterbrochen unter dem Banner des "respektierten Wissenschaftlers" oder "bekannten Wissenschaftlers" zur Schau gestellt, ohne eine andere Qualifikation. Jeder, der eine Veröffentlichung liest, in der Lektoren oder Autoren auf diese Weise vorgestellt werden, sollte auf der Hut sein.

Der Treibhauseffekt, der Hunger und die Industrielobby
Der Begriff des unabhängigen Denkens sollte auch mit Skepsis betrachtet werden. Im Fall der Treibhausskeptiker bedeutet er nicht mehr, als dass die Autoren nicht von den normalen meteorologischen Organisationen bezahlt werden, sondern oft von der Öl- und Kohlelobby. Was nicht einmal dazu gereicht, allen peinlich zu sein. Einzelheiten finden sich im ermüden Buch des Alarm schlagenden Gewinners des Pulitzer-Preises Ross Gelbspan "The Heat Is On" (Addison Wesley, 1997). Gelbspan ist so damit beschäftigt, die Menschheit vor dem Treibhauseffekt zu warnen, dass es ihm sogar gelingt, ihn mit der Hungersnot in Nordkorea in Verbindung zu bringen. Aber Gelbspans Informationen zu den Querverbindung der Skeptiker und der Öl- und Kohlelobby sind sehr wertvoll.
 

Der Begriff des unabhängigen Denkens sollte mit Skepsis betrachtet werden.

In Deutschland gibt es ebenfalls Treibhaus-Skeptiker. Im ESEF finden wir Gerd-Rainer Weber, einen Wissenschaftler, der für den Deutschen Steinkohleverband arbeitet. Dessen braucht man sich nicht zu schämen. Aber wäre ich in seiner Position, dann wäre ich vorsichtiger damit gewesen, stolz zu behaupten, "unabhängige Forschung" zu betreiben. In Deutschland recht bekannt ist Wolfgang Thüne. Einige seiner Artikel (z.B. in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung vom 29. August 1996 und in der Süddeutschen Zeitung vom 14. und 15. September 1996) wurden mir durch Prof. Böttcher bekannt gemacht. Artikel dieser Art sind in dem Maße lesenswert, in dem sie uns erkennen lassen, dass nicht nur die Kohle- und Ölindustrie Interessen verfolgen, sondern auch die Nuklear-Lobby. So geht es auch Versicherungsgesellschaften, Politikern und Wissenschaftlern; keine Heiligen in Sicht. Aber es wäre ein großer Fehler, zu schließen, dass all dies bedeutet, die gesamte Debatte sei der Schwachsinn, für den Thüne sie ausgibt. 

Die amerikanischen Treibhausskeptiker sind jedoch außerhalb der USA nicht sehr gut bekannt. Wenn Sie sie beim Werk sehen wollen, sollten Sie sich die Channel 4-Dokumentation "The Greenhouse Conspirary" von 1992 anschauen. Der charismatische Lindzen, der moderate Michaels und die unerfahren aussehenden Idso und Balling sind hier in Ton und Bild gut dargestellt. Die ESEF hat in letzter Zeit zwei Arbeiten veröffentlicht: "The Greenhouse Debate" (1996) und "Global Warming: The Debate Continues" (1998). Aber das ESEF Netzwerk hat seine Arbeit verringert, nachdem ein Editor, der Ökonom Roger Bate, weggegangen ist. Die ESEF-Fackel ist an das Heidelberg Appeal Nederland (HAN) weitergegeben worden, das eine Organisation von Umweltskeptikern ist und zumeist für die Landwirtschaft arbeitet. Bis vor kurzem wurde es vom Parasitologen Professor Albert Cornelissen geleitet, dem dritten Mitglied des Triumvirats, dem auch die Professoren Priem und Böttcher vom Global Institute angehören. Wenn Sie es UN-diplomatisch ausdrücken wollen, sind HAN, ESEF, Heartland, Tasman und das Global Institute alle aus dem selben Holz geschnitzt. Das bedeutet aber nicht, dass sie nicht einen wertvollen Beitrag zur Umweltdebatte geleistet haben.

Die Skeptiker haben recht
Aber wir sollten mit der Aussage nicht hinter dem Berg halten, dass die Absicht der Treibhausskeptiker von Anfang an war, der Klimadebatte den Stachel zu nehmen. Mit anderen Worten: nicht abstreiten, dass es den verstärkten Treibhauseffekt gibt, aber eher die Bedrohung herunterspielen. Zu einem gewissen Grade haben sie Erfolg gehabt, da die Skeptiker, bedauerlich für die Umweltbewegung, in einer beunruhigenden Zahl von Fällen recht gehabt haben.

Eine der ersten Beschuldigungen der Skeptiker ist die gegenwärtige Betonung ausschließlich auf der Bedrohung "atmosphärische Erwärmung" liegt, während vor nicht einmal 30 Jahren die wahrgenommene Gefahr die einer neuen Eiszeit war. In diesem Sinne ist die Kehrtwende des Klimatologen Stephen Schneider besonders bemerkenswert. Schneider ist zurzeit einer der führenden Treibhausbefürworter, aber in einem Artikel von 1971 in Science (9. Juli) schrieb er, dass die Freisetzung von Schwefelaerosol und anderer Arten von Luftverschmutzung genauso gut die globale Temperatur um mehr als drei Grad sinken lassen könnte: "Ausreichend, um eine Eiszeit auszulösen".

Dieser Abkühlungseffekt war also bereits 1971 bekannt. All dies ist noch bemerkenswerter, da das IPCC davon nur 1995, in seinem zweiten Bericht Notiz nahm. Darin war er für eine  steile Abwärtsent-wicklung der IPCC-Vorhersagen verantwortlich: eine Erwärmung von 3°C etwa 2050 wurde zu einer wesentlich langsameren Erwärmung von 2°C im Jahr 2100 reduziert. Die Frage ist, ob die Einbeiehung von noch weiteren Aerosolen in die Berechnungen, wie zum Beispiel organische Verbindungen und Nitrate, dazu führen wird, dass die selben Schachzüge erneut gespielt werden (Journal of Environmental Sciences 1998; 13:238). In langen Zeiträumen betrachtet ist der Abkühlungseffekt durch das Aerosol kein Grund dafür, dass man das Klima seinen eigenen Weg beschreiten lässt; aber eine weitere Korrektur nach unten wie diese bringt die Klimadebatte möglicherweise zu einem vorzeitigen Stillstand. Es hat mehrere solcher "Revisionen" gegeben, die, wie die Skeptiker überglücklich feststellen, die Bedrohung des Klimawandels deutlich reduziert haben.

Mitch und die Eiskappen
Die UN Klimakonferenz in Buenos Aires im November 1998 drückte ihr Mitgefühl mit den Opfern des Hurrikans Mitch aus - selbstverständlich gestützt auf die Annahme, dass die Erwärmung der Atmosphäre zu mehr und intensiveren Hurrikanen führen wird. Die UN ignorierte tatsächlich die Tatsache, dass das IPCC im Jahre 1995 festgestellt hatte, dass es unzureichende Beweise dafür gibt, dass eine Zunahme der tropischen Stürme zu verzeichnen ist und dass auch die Computermodelle dies nicht anzeigen. Das bedrohliche Abschmelzen der polaren Eiskappen war ebenso gestrichen worden. Dem "Scientific American Quarterly" (Herbst 1998) zu Folge geben die IPCC-Spezialisten zu, dass sie in der Tat nicht wissen wie die polaren Eiskappen auf Erwärmung reagieren; sie können durch stärkeren Schneefall sogar an Größe zunehmen.

Wenn wir alle diese Tatsachen beachten verliert die Kampagne des World Wildlife Fund for Nature Ende 1998 einen Großteil Glaubwürdigkeit. Die Organisation warnte, dass der Nordpol abschmelzen könne, und legten nahe, dass dies die Meeresspiegel ansteigen lassen würde. Und dies ist schlicht unmöglich. Jeder, der einmal beobachtet hat, wie ein Eiswürfel in einem Glas Cola schmilzt wird wissen, dass dies nicht zu einer Volumenzunahme mit einem höheren Colaniveau führt.

Datenbeeinflussung
Es liegt nur am Abschmelzen des Eises über Land, in der Antarktis und in deutlich geringerem Maße in Grönland und den Gletschern, wenn ein Anstieg des Meeresspiegels auftritt. Der bis heute stärkste Anstieg des Meeresniveaus wurde der Erwärmung und der nachfolgenden Ausdehnung des Meerwassers zugeschrieben. Dies hat wenig mit dem Nord- oder dem Südpol zu tun.
 

Viele Skeptiker versuchen, ihre Sache mit veralteter Information zu untermauern.

Die Treibhausskeptiker haben rastlos solche Fehler ausgeschlachtet, insbesondere in den USA, mit dem Resultat, dass viele Amerikaner auf Klimakonferenzen mit einem Button herumlaufen, auf dem steht "Show me your science" (Zeig' mir Deine Wissenschaft). Was überhaupt nicht heisst, dass die Skeptiker Recht haben. Eigil Friis Christensen wurde zum Beispiel vom KNMI dabei erwischt, wie der seine Daten beeinflusste, um den Effekt der Länge des Sonnenfleckenzyklus' stärker wirken zu lassen, als er ist (Zenit, Juni 1997, April 1998).

Es ist außerdem bekannt, dass viele Skeptiker ihre Sache auf der Basis von veralteter Information zu untermauern suchen. Wir können kaum damit rechnen, dass von den Skeptikern ein konstruktiver Beitrag zur fortdauernden Klimadebatte kommen kann. Albert Cornelissen hat ausgesagt, dass Shell unlängst Böttcher informiert hat, dass er seinen Widerstand gegen den Treibhauseffekt aufgeben kann und sich der Unterstützung alternativer Energien widmen soll. Das passt in jedem Fall gut zur Aussage von Shell, zitiert von Gelbspan, dass die Firma nicht der "Tabaks-Wissenschaft" bezichtigt werden möchte.

Zurückgehenden Prioritäten
Doch selbst ohne die Skeptiker ist es klar, dass die Umweltbewegung und die Wissenschaftler anfangs die Gefahren des Treibhauseffekts viel zu drastisch ausmalten, was, in den Worten des National Geographic zur "Schaffung von Durcheinander" führte. In den Niederlanden stellte das Umweltministerium 1997 fest, dass der Klimadebatte der Sinn für die unmittelbare Gefahr fehlt (Milieudefensie, Friends of the Earth, April 1997). Es ist klar, dass Umweltthemen in den letzten Jahren in der Priorität in Holland zurückgegangen sind. Es kann sein, dass dies den unterwandernden Aktivitäten der Treibhausskeptiker in den Medien zuzuschreiben ist.

Aber wenn wir ehrlich sind, sind das Umweltministerium, die Umweltwissenschaftler und die Umweltbewegung zumindest teilweise selbst schuld: wenn sie mit dem Feuer spielen verbrennen sie sich die Finger. Wenn Sie, wie Professor Piet Vellinga vom holländischen Institut für Umweltprobleme, zum Fernsehen gehen und sagen dass wir "zukünftig jedes 11-Städte Eislaufmarathon vergessen können" (in der hiesigen Presse am 28. Oktober 1995 berichtet), dann sollten Sie nicht überrascht sein, wenn man sie, nach ein paar heftigen Wintern, nicht allzu ernst nimmt. Wenn Sie, wie der ehemalige holländische Umweltminister Pieter Winsemius oder der von Greenpeace unterstütze Professor C. Jepma sagen, dass Stürme häufiger werden (schlicht im Widerspruch mit den Resultaten von KNMI und IPCC), dann schießen Sie ein ganz grandioses Eigentor. Daher steht zu hoffen, dass in Zukunft die Umweltorganisationen und Wissenschaftler keine Aussagen treffen, die nicht mit den Klimaberichten des KNMI und des IPCC vereinbar sind. Personen, die sich mit deplatzierten Untergangsszenarien produzieren übergeben den Skeptikern die Sache auf dem Präsentierteller. Wenn die Klimapolitik deshalb scheitert, so sind diese Leute auch schuldig. 

Abschließend sollten wir uns der Aussage von Prof. Hartmut Grassl erinnern, der in einem Interview mit der Frankfurter Rundschau im Herbst 1995 sagte: "Man darf nicht übertreiben. Warum wird immer gleich mit dem Untergang gedroht? Wenn wir so weiter reden, werden wir die Leute mit Sensationsmeldungen so müde machen, dass sie überhaupt nichts mehr glauben".

Wybren Verstegen ist ein Umwelthistoriker und Universitätsdozent am Fachbereich Geschichte, Vrije Universiteit Amsterdam. Er ist der ehemalige Sekretär des Heidelberg Apeal Nederland und Publizist.

Für weitere Information wenden Sie sich bitte an:
Dr. S.W. (Wybren) Verstegen
Vrije Unversiteit Fac. Letteren / Vakgr. Geschiedenis
De Boelelaan 1105 room 9a3
1081 HV Amsterdam, The Netherlands
sw.verstegen@let.vu.nl

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Multimediales

Emil Wiechert (Physiker - Geophysiker - Wissenschaftsorganisator). 216 S., Abb., ISSN: 0179 - 5658. Bre-men: 1999, Science Edition

Soeben hat Wilfried Schröder ein bemerkenswertes Buch über den Göttinger Geophysiker Emil Wiechert vorgelegt, an dem man nicht vorbeigehen kann. Schröder, der sich seit Jahren mit Wiechert beschäftigte und dabei u. a. von Prof. Hund gefördert wurde, hat zahlreiche Einzelstudien zusammengetragen, die ein eindrucksvolles Bild von Wiechert geben.

Wiechert wollte noch 1914 (in der I. Auflage seiner "Mechanik" in der Kultur der Gegenwart) Einsteins Theorie als neues Ätherprinzip deuten. 1925 (i. der 2. Aufl.) erkannte Wiechert Einsteins Theorie an, erhoffte sich aber, dass Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie (ART) auf ein Äther-Modell der Physik führen würde. Aber die Göttinger Mathematiker Klein, Hilbert (Grundlagen der Physik, 1915) und Weyl (seit "Materie", 1918) erörterten Einsteins ART als Riemannsche Geometrie als Raum-Zeit-Welt, die durch die Einsteinschen Gravitationsgleichungen bestimmt wird (unabhängig von allen Deutungsmöglichkeiten für deren Verallgemeinerung). Der im vorliegenden Band veröffentlichte Briefwechsel von Wiechert und Sommerfeld, Lorentz und die Ausführungen über Einstein und die Göttinger sowie W. Schröders Arbeit zu Einsteins Ätherbegriff dokumentieren diese Wechselbeziehungen und zeigen das gute Verhältnis zwischen Wiechert und Einstein (vgl. den im Buch veröffentlichen Brief von Einstein and Eötvös von 1918).

Ein Vorzug dieses Wiechert-Buches ist die Verbindung der archiv-gestützten biographischen Fragen und deren Einordnung in die wissenschaftshistorischen Zusammenhänge. Das fördert das Verständnis der von Wiechert bearbeiteten Probleme und gibt eine Wichtung der Ergebnisse von Wiecherts Arbeiten für die Geschichte der Physik.

Es ist interessant zu bemerken, dass die große Göttinger Physik der 1. Hälfte des 20. Jahrhunderts zu einem großen Teil Physikern und Mathematikern zu verdanken ist, die ihre Schul- und Studentenzeit zeitüberdeckend in Königsberg hatten (Hilbert, Minkowski, Sommerfeld und Wiechert waren Königsberger). In Königsberg wirkte in der 1. Hälfte des 19. Jahrhunderts Franz Neumann, der als erster über "mathematische Physik" las. Neumann war der Begründer der "deutschen" Schule der Elektrodynamik, die diese als Fernwirkungstheorie begründete, welche W. Weber, B. Riemann, C. Neumann und auch R. Clausius und H. Helmholtz vertraten. Im Rahmen dieser Theorie entstand auch die Vorstellung von materiellen Trägern eines elektrischen "Elementarquantums", des Elektron.

Die moderne Elektronentheorie begründete aber Lorentz im Hinblick auf die durch Hertz' Experimente gestützte Maxwellsche Theorie des Elektro-Magnetischen Feldes. Aber Wiechert kam durch seine Begründung der "reduzierten Potenziale" (Lienart-Wiechert-Potenziale) den Lorentzschen Gleichungen sehr nahe. Bei Wiechert und bei Lorentz gab sich das Problem der Vereinigung der Prinzipien der Dynamik der materiellen Punkte mit den verallgemeinerten Symmetrie-Eigenschaften des elektromagnetischen Feldes. 

Lorentz und Poincarè erhofften eine Lösung dieses Problems auf Grund einer elektromagnetischen Theorie der Elektronen. Wiechert hoffte auf eine allgemeine Äther-Physik, die Mechanik und Elektrodynamik enthält. Die Lösung gab aber Einstein (1905) in seiner SRT.

Die bahnbrechende Leistung Wiecherts zur Geophysik ist die Erkenntnis, dass die seismischen Wellen einen sehr viel aussagefähigeren Zugang zur Struktur des Erdinnern sind als dies Gravimetrie und Geomagnetismus sein können. Gravimetrie und geomagnetische Feldmessungen führen bezüglich der Quellverbindungen im Erdinnern auf "inkorrekt gestellte" Aufgaben der Potenzialtheorie. Dagegen ergeben die seismischen Wellen kombinierte Anfangs- und Grenzbedingungen für die Wellengleichung der transversalen und den longtutionalen Wellen (sie "durchleuchten" den Erdkörper).

Das Buch gehört in die Hand eines jeden Geophysikers sowie Physik-Geschichte-interessierten Lesers.

Prof. Dr. Dr. Dr. Hans-Jürgen Treder
Rosa-Luxemburg-Str. 17a
14482 Potsdam


Joseph Egger: Vom Tornado zum Ozonloch. Eine Einführung in Meteorologie und Klimatologie, Oldenbourg Schulbuchverlag, München, 1999.

Wer Literatur sucht, die sich der Meteorologie aus der Sicht der Theorie annimmt und dabei für das breite Publikum gedacht ist, hat ein schweres Los. Das Buch "Meteorologie" in der Reihe "Wissen der Gegenwart", verfasst von Heinz Fortak aus dem Jahre 1971 kommt einem in den Sinn, ja und dann? Joseph Egger, seines Zeichens Professor für Theoretische Meteorologie an der Ludwig-Maximilians-Universität München hat 1999 einen weiteren Angehörigen dieser raren Spezies vorgelegt.

Eine solche Materie dem Laien nahe zu bringen, Schulkindern gar, ist ein Unterfangen, das ein Löwenherz erfordert. Der Autor geht dabei den Weg der originellen Analogien. Wiewohl für seine bildliche Darstellungsgabe bekannt, bedient er sich bei Zeichnungen und Layout der Talente von Judith Egger. Heiter ist dabei der Grundtenor, denn es gilt ja, der dornigen Materie den Stachel zu nehmen, und den Leser nicht mit Insider-Kenntnissen zu überfrachten. Nimmermüde wird man an die Hand genommen und mit Luftbeuteln, Seilbahnkondukteuren, Wasserdampf-Fledermäusen, Grenzschicht-Hasen, Talwind-Bänderfischen, Schabenfronten, Möwenwirbeln, Windkonten und Ozon-Ochsenkarren bekannt gemacht - ein buntes Tableau voller staunen machender kleiner Genialitäten.

Im Buch wird der Versuch unternommen, kurz und klar auf meteorologische Grundlagen - vom Aufbau der Atmosphäre über die Dynamik bis zur Wettervorhersage - einzugehen; aber auch Klimafragestellungen, der Treibhauseffekt und die Ozonentstehung finden Beachtung. Bedeutungsvoll und wichtig sind z.B. die Ausführungen zur Natur des Föhn, in denen der Autor mit dem in vielen Köpfen herumspukenden Bildes vom Temperaturgewinn des Luftpakets durch kondensierendes Aufsteigen im Luv und trockenadiabatisches Absinken im Lee aufräumt.

Der Verzicht auf die Mathematik wird zwar im Vorwort deutlich angekündigt und dem hethitischen Wettergott Tesup darob ein Opfer gebracht - ich erinnere mich noch gut an dessen Gegenstück "Sizé-Oisa-Blétsin" neben der Tür des Betreuers meiner Diplomarbeit - aber leider löst der Autor dieses Versprechen nur bedingt ein, ja es wimmelt streckenweise nur so von Formeln, so dass der Hinweis gestattet sei, dass Tesup das Opfer vermutlich nicht annehmen wird. In den ersten Kapiteln wird der Stoff so dargeboten, dass es ratsam ist, sie in dieser Reihenfolge zu studieren; die zweite Hälfte besteht aus Themenabschnitten, die einzeln und von der Reihenfolge abweichend gelesen werden können. 

Einige Unterkapitel, mit Sonderkennzeichnung versehen, wurden vom Autor als komplex eingestuft (Potenzielle Temperatur, Gruppengeschwindigkeit und Barokline Instabilität). Ihnen ist jeweils eine kurze Zusammenfassung nachgeschickt, die einerseits leider zu kurz ist und in der andererseits leider wiederum auf Formeln im vorstehenden Kapitel verwiesen wird, um Sachverhalte zu erklären. Ich finde, weitere Abschnitte sollten als komplex eingestuft werden - das Kapitel über Wellen ist trotz der reichlich vorhandenen Analogien nahezu unverdaulich, wenn der Leser nicht schon recht viel Rüstzeug mitbringt. Alternativ könnte das Buch in jenen Kapiteln von leichter fasslicher, Formalisierung weitgehend vermeidender Darstellung profitieren. Dazu zählt auch die dem Laien durchaus nicht selbstverständliche Darstellung von Zahlen und Maßeinheiten mit negativen Exponenten.

Die gewählte Form der Visualisierung bedient sich vieler sehr orgineller, einleuchtender und nett anzuschauender Skizzen, die sie flankierenden "wissenschaftlichen" Diagramme würden jedoch eine bessere Wirkung entfalten, wenn sie das Wesentliche herausarbeiteten und nicht den Eindruck eines Zitats aus einem Vorlesungsskript machten. Auch könnten tabellarische Kurzübersichten das Wissen bündeln und eine durchlaufenden Nummerierung der Abbildungen die Übersicht erleichtern.

Wenn ich mir vor Augen führe, für welchen Leserkreis dieses Buch wohl gedacht sei - nicht zufällig ist es in einem Schulbuchverlag erschienen, aber das Vorwort und der Rückseitentext lassen diesen Aspekt außer Acht - dann verwundert es doch, dass der Sprachstil zu etwas manirierten, aus dem 18. und 19. Jahrhundert schöpfenden Eigenwilligkeiten neigt. Zudem hätte ein deutlich ausführlicheres Register den Nachschlagewert verbessert und ein Schlusskapitel das Werk abgerundet.

Mein Fazit: Ich halte dieses Buch für nur bedingt laientauglich; es gehört aber ganz sicher in die Hand derjenigen, die bereits über Meteorologiekenntnisse verfügen oder diese auffrischen wollen; sie alle können sich an der gut durchdachten und hinreißend orginellen Darstellung ergötzen.

Arne Spekat, Sekretär DMG
Inst. für Meteorologie, FU Berlin
C.-H.-Becker-Weg 6-10, 12165 Berlin
dmg@bibo.met.fu-berlin.de


Immissionsschutz. Zeitschrift für Luftreinhaltung, Lärmschutz, Anlagensicherheit, Abfallverwertung und Energienutzung. Hrsg. M. Pütz, Dortmund. Erich-Schmidt-Verlag, Bielefeld-Berlin-München. 

Diese neue Fachzeitung mit vierteljährlicher Erschneinungsweise und ca. 48 Seiten Umfang beinhaltet in eigenständigen Rubriken Neues und Wisseswertes insbesondere zu den aktuellen Themen Luftreinhaltung, Lärmschutz sowie Energienutzung. Darüber hinaus wird über aktuelle Fragestellungen der Rechtsprechung, aus der EU sowie aus der Wissenschaft informiert. Angesprochen werden sollen mit diesem eigenständigen Fachpublikation insbesondere "Immissionsschützer" aus Industie, Gewerbe und Verwaltung als auch bei Verbänden Vereingigungen, Ingenieurbüros, Hochschulen  so-wie der Wirtschaft. Die Fachzeitschrift ist zugleich ein Forum für Mitteilungen der Gremien des Immsionsschutzes und enthält Terminhinweise auf Veranstaltungen. (www.umwelt-online.de.)
 

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Stand: 25. Juli 2000, Webimplementierung: A. Spekat