Die Lernkurse, welche die Lehrveranstaltung zur naturwissenschaftlichen Geographie von Hermann Klug begleiten, sind aus urheberrechtlichen Gründen nur intern für die inskribierten Studierenden verfügbar. Fernziel ist es auch hier, Open-Educational-Resources (OER) anzubieten; bis dahin wird es aber noch ein wenig dauern.

@Studierende: Bitte melden Sie sich in PlusOnline zur Vorlesung an. Stellen Sie sicher, dass Sie auf der LernplattformGW einen Zugang besitzen. Entweder werden Sie dann automatisch in die Lernkurse eingebunden oder Sie kommen am Donnerstag vor oder nach der Vorlesung zu Alfons Koller, der Sie dann manuell einbinden wird.

In diesem Ordner finden Sie das wichtigste Dokument der Lehrveranstaltung: VU_NaturwissenschaftlicheGeographie.pdf. Es beinhaltet eine Kurzbeschreibung der Vorlesung, spezifiziert sämtliche Voraussetzungen, Rahmenbedingungen und administrative Vorgehensweisen. Neben der Darstellung der Lernziele, Kompetenzen und den zu erreichenden Fähigkeiten werden Hinweise in der LV eingesetzten und empfohlenen Literatur gegeben. Darüber hinaus werden Informationen zur Lernzielkontrolle am Ende des Semesters bereitgestellt und Verbindungen zu weiterführenden Kursen hergestellt.

Studierende können sich in der Uni Salzburg über Eduroam per WLAN mit dem Internet verbinden. Ferner können Sie auf öffentlich zugänglichen PCs in der Bibliothek oder den Computerräumen per LAN auf das Internet zugreifen. Von Zuhause aus können die Studierenden sich über einen VPN (Virtual Privat Network) ebenfalls mit der Uni Salzburg verbinden und damit im Lehramtscluster Österreich Mitte kostenfrei auf Literatur der Verleger Elsevier, Springer, UTB und andere zugreifen.

Große Teile der Präsentation finden sich in schriftlich ausgeführter Version in der Datei VU_NaturwissenschaftlicheGeographie.pdf. wieder. Ein Überblick über die Struktur und die zu behandelnden Inhalte der Vorlesung wird dargelegt. Darüber hinaus sind den Inhalten Informationen zum Angebot der Exkursion ins Dachsteingebirge 2019 und der fachlichen Erweiterung im Rahmen eines Geländepraktikum im Landschaftslabor Koppl - WS 2019/20 zu entnehmen.

Inhaltlich starten wir Atmosphäre und setzen uns mit ihrer Entwicklung, Zusammensetzung und ihrem Aufbau auseinander. Wir betrachten den Mond und seine geophysikalischen Auswirkungen auf die Erde. Im Rahmen der Diskussion um Treibhausgase beziehen wir den Klimawandel und den Kohlenstoffkreislauf mit in die Betrachtung ein, bevor meteorologische Größen wie der Luftdruck behandelt werden.

In dieser Einheit wird das Thema Wasser in der Atmosphäre auf Basis der Aggregatzustände (flüssig, fest, gasförmig), Phasenübergänge (verdunsten, verdampfen, kondensieren, gefrieren, schmelzen, sublimieren) sowie weitere Eigenschaften (Dipol, Wasserstoffbrückenbindung, Cluster, spezifische Wärme, Dichte, Volumenwärme), Feuchtemaße (Sättigungsfeuchte, spezifische/relative Feuchte, Taupunkt) behandelt und die Phänomene (z. B. Inversion) an praxisnahen Beispielen erläutert. Ferner finden die Prozesse des Niederschlags und verschiedene Formen der Verdunstung Eingang in diese Einheit.

Die Studierenden lernen die Keplerschen Gesetze und deren Einfluss auf den Strahlungshaushalt der Erde kennen. Sie können das Gravitationsgesetz in den Strahlungshaushalt einordnen und auf Basis eines Diagramms die Solarstrahlung, Tageslängen und Sonnenhöhe bestimmen sowie daraus Energiebilanzen zusammenstellen. Es werden verschiedene Wärmestrahlungs- und Wärmehaushaltsprozesse sowie das elektromagnetische Spektrum behandelt. Wellenlängen, Maßeinheiten und physikalische Strahlungsgesetze (Plank, Kirchhoff) werden in den Gesamtkontext eingeordnet.

In dieser Lerneinheit befassen wir uns mit dem Wienschen Verschiebungsgesetz und bestimmen damit die energiereichste Wellenlänge eines Körpers sowie nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz die von einem strahlenden Körper ausgehende Gesamtenergiemenge. Wir lernen verstehen, dass mit zunehmender Masse auch Wasser nicht durchsichtig ist und können dies mit dem Extinktionsgesetz (Bouguer-Lambert-Beersches Gesetz) erklären. Brechungs- und Reflexionsgesetze werden an Regenbogen und Halo-Erscheinungen studiert und Strahlungsenergieströme mit dem Lambertschen Gesetz ermitteln. Solare Einstrahlung und terrestrische Ausstrahlung werden in Strahlungsbilanzmodellen gegenübergestellt.

Die sechste Lerneinheit greif auf bestehendes Wissen zurück und stellt die Zusammenhänge des Energiehaushaltes der Erdoberfläche als Synthese dar. Unterschiede zwischen Bodenwärmeströme und Wärmeströme latenter Energie sowie den Strom fühlbarer Wärme werden erläutert und in Zusammenhang mit wirtschaftlichen Anwendungsfelder (Oberflächennahe Geothermie) gestellt. Ferner lasse sich die erworbenen Erkenntnisse zum persönlichen Schutz (Schlafplatz im freien, Blitzschutz) anwenden.

Nachdem die atmosphärischen Grundeigenschaften, Zustände und Prozesse erlernt wurden, wird in dieser Einheit die Entstehung von Windsystemen und deren Beeinflussung durch weitere Kräfte (Coriolis- und Zentrifugalkräfte) behandelt. Die Studierenden lernen die Beeinflussung durch Reibung (Rauigkeit) und daraus resultierende aerodynamische Eigenschaften kennen, welche wiederum zur Planung von für Ausgleichs- und Wirkungsräumen wichtig sind. Es werden Messinstrumente und Einheiten für Windgeschwindigkeiten und Windrichtungen behandelt und Beispiele für Thermik und Turbulenz dargelegt.

Im zweiten Teil der Windsysteme lernen wir verschiedene lokale bis (über-)regionale Windsysteme kennen (Flurwind, Land-/Seewind, Hangwinde, Aus-/Abwinde, Berg-/Talwind, Föhn) und können weitere Windsysteme wie z. B. Bora, Mistral und Schirokko räumlich zuordnen. Sie verstehen die Bildung von Kaltluft, deren Steuermechanismen und deren Einflüsse im prozessualen Zusammenhang und greifen das Verständnis zu Hochdruck- und Tiefdruckgebieten noch einmal ab um damit zusammenhängen Luftbewegungen charakterisieren zu können.

Ausgehend von den atmosphärenphysikalischen Kenntnissen gehen wir auf die Unterscheidung von Klima und Wetter ein. Das Klimasystem der Erde mit seinen Subsystemen und seinen atmosphärischen Prozessen wird in Zusammenhang gebracht und Datenerfassungsmethoden und verschiedene Datenquellen zur Interpretation der Temperaturschwankungen der Vergangenheit kennengelernt. Diese können in Bezug zu den erwarteten Herausforderungen des Klimawandels gesetzt werden als auch für verschiedene räumliche und zeitliche Skalen eingeordnet werden.

Die zehnte Lerneinheit führt führt tiefer in die Materie des Klimawandels am Beispiel der Ozeanzirkulationen und den Veränderungen im Alpenraum  ein, bevor über die abschmelzenden Alpengletscher in ein neues Thema übergeleitet wird – die verschiedenen Oberflächengestalten der Erde.

Das Fachgebiet der Geomorphologie gehört zu den klassischen Lehreinheiten der naturwissenschaftlichen Geographie und vermittelt Wissen über die in der Landschaft ablaufenden Prozesse und deren daraus resultierenden Formen. Dabei spielen die Erkenntnisse aus den Lehreinheiten über die Atmosphäre eine entscheidende Rolle, denn die exogenen Faktoren wie Strahlung und darauf resultierenden klimatischen Bedingungen und Wetterbedingungen sind oftmals die treibenden Kräfte hinter den Prozessen und Formen. Aber auch endogene Kräfte und Prozesse werden behandelt und runden das Verständnis zu reliefbildenden Prozessen ab.

In der zweiten Einheit zur Geomorphologie werden die Inhalte aus Vorlesung elf vertieft. Die Vertiefung hat die Erläuterung der Formenschätzen, deren genetischen Prozessen und heutigen Eigenschaften zum Ziel. Die Studierenden lernen die relative räumliche Lage der Formenschätze in der glazialen Serie zu erläutern. In dieser Einheit werden zunächst Oser, Kames und Sölle vorgestellt, bevor es in der folgenden Vorlesung über die Sanderflächen in die Darstellung der Periglazialgebiete weitergeht.

Organisatorisch werden die Prüfungsmodalitäten (Anmeldung, Ablauf, etc.) besprochen. Es folgt eine Wiederholung zur glazialen Serie mit Glaziale Transport- und Ablagerungsarten, glazialen Formenschätzen, Prozesse in Periglazialgebieten sowie der räumlichen Anordnung der Formenschätze. Im Anschluss lernen die Studierenden Prozesse und Strukturen im Permafrost.

Die Lerneinheit 14 setzt die Inhalte der Denudation fort und erläutert die Begriffe und Prozesse zu Erdfließen, Kriechdenudation, Gelifluktion und deren Indikatoren im Gelände (z. B. Säbelwuchs). Sie lernen die Effekte und Bedeutung der Spüldenudation kennen und können den Plantscheffekt von Regentropfen erläutern. Elementare Eigenschaften des Reliefs werden benannt und können eingeordnet werden. Speziell wird das Verständnis von Prozessen und resultierenden Formen der aölischen Denudation sowie ihre räumliche Verbreitung besprochen. Darüber hinaus wissen Sie über verschiedene Verwitterungsformen und deren Prozessgruppen bescheid und können den Gesteinskreislauf wiedergeben.

Die letzte Vorlesung in der fünften Blockveranstaltung vertieft die bereits angesprochenen Denudationsformen. Die Studierende verstehen die Begriffe zu Erdfließen, Kriechdenudation, Gelifluktion und deren zugrundeliegenden Prozesse. Sie können den Säbelwuchs von Bäumen in Gelände erkennen und deuten.Ferner lernen sie Effekte und Bedeutung der Spüldenudation kennen und können den Plantscheffekt der Regentropfen erläutern. Mit den Abtragungsprozessen verbundene elementare Eigenschaften des Reliefs können benannt und eingeordnet werden. Zudem verstehen sie die Prozesse und resultierenden Formen der äolischen Denudation sowie ihre räumliche Verbreitung. Sie wissen über verschiedene Verwitterungsformen und deren Prozessgruppen im groben bescheid und können den Gesteinskreislauf wiedergeben.

Mit Abschluss der letzten Einheit wurden Verwitterungsformen in den jeweiligen Prozessgruppen (chemisch, physikalisch, biologisch) angerissen, welche im Folgenden vertieft werden. Nach einem Fokus auf mechanische und biologische Verwitterung erfolgt mit der Hydratation und der Protolyse der Übergang zur chemischen Verwitterung, in welcher in der nachflgenden Einheit die Hydroloyse thematisiert wird.

Die Verwitterungsformen führen uns zu Prozessen der chemischen Verwitterung von Silikaten und Carbonaten. In diesem Zusammenhang wird näher auf die Hydrolyse eingegangen und es werden charakteristische Formenschätze im Karst besprochen.

Den Abschluss der Prozesse zur chemischen Verwitterung bildet die Oxidation, welche noch einmal in den Gesamtzusammenhang von Carbonatisierung und Hydrolyse gestellt wird. Von den kleinsten Einheiten der Verwitterung – den Kristallgittern – geht es über zur Erläuterung von diversen Prozessen und Formenschätzen an Küsten. Dabei wird auf Aspekte von bereits besprochenen atmosphärenphysikalischen und eiszeitlichen Fakten zurückgegriffen.

Einzelne Vulkantyoen, ihre Merkmale und Eigenschaften formen vulkanische Landformen, welche Großteils an Bildern aus Neuseeland dargestellt werden. Von den Vulkanen leiten wir über zu den Großlandschaften und beschäftigen uns mit Rumpfflächen und deren Genese. Dabei greifen wir das Wissen zur marinen Abrasion wieder auf und lernen verschiedene Theorien von Davis, Penck und Hack kennen. Diese führen uns weiter zu Schichtstufen-, Schichtkamm- und Schachttafel-Landschaften, welche wir sowohl von der ihrer Genese als auch den Formenschätzen besprechen.

Mit Abschluss der Inhalte zur Geomorphologie und Geologie widmen wir uns der Hydrologie. Die wasserbezogenen Inhalte der Vorlesungen zur Meteorologie werden wieder aufgegriffen, vertieft und in Bezug zum lokalen bis globale Wasserkreislauf gestellt. Dabei werden die Inhalte zum Wassermolekül noch einmal aufgegriffen und vertieft.

Über die Eigenschaften des Wassers und der Atmosphärischen Deposition geht es über zum Bodenwasserhaushalt. Die Studierenden lernen diverse Fachbegriffe kennen und können diese beschreiben und Prozessen und Funktionen zuordnen. Sie lernen Beziehungen zwischen Wasserspannung und Wassergehalt kennen und können diese in Bezug zu verschiedenen Korngrößen (Ton, Schluff und Sand) setzen.

Wir schließen an den Bodenwassserhaushalt der letzten Stunde an und eignen uns Wissen über die Wasserspannung und den Wassergehalt bei verschiedenen Bodenarten und entsprechenden Porengrößen an. Dazu stellen wir die Begriffe Feldkapazität, nutzbare Feldkapazität und Permanenter Welkepunkt in Bezug. Es wird vermittelt wie Wasserflüsse (abwärts, aufwärts) erfolgen. Es wird die Wasserleitfähigkeit (Darcy) in Böden bei unterschiedlichem Wassergehaltes, bei Bewässerung bzw. Entwässerung (Hysterese) kennengelernt. Wir ergründen diverse Aspekte zu Grundwasser (Grundwasserstockwerke, Brunnen, Fließwege und –geschwindigkeiten) und erfahren Inhalte zu Abflussbildungs- und –konzentrationsprozessen im Zusammenhang stehend mit dem Oberflächenabfluss.

Unterschiedliche Wasserflüsse (Wasserfall), Fließformen (verwildert, mäandrierend, gerade, anastomosierend), Darstellungformen (Talformen), Erosionsformen (rückschreitende Erosion) und Akkumulationsformen entlang eines Flusslaufes werden behandelt. Abflüsse im Gewässer werden inklusive Niederschlag Abfluss Beziehungen und daraus entstehenden Flusssystemen betrachtet. Die Versickerung und Wasserflüsse im Boden (Interflow) inkl. der erfassung und Analyse der Bodenfeuchte und ihre ökologische Bedeutung werden behandelt.

Es werden die Ozeane im Zusammenhang mit dem Klimasystem sowie dem Kohlendioxidkreislauf vermittelt.

In dieser Veranstaltung soll fundiertes Grundlagenwissen über die Böden und ihre Entwicklung vermittelt werden. Die bodenkundlichen Grundbegriffe werden erläutert, die Ausgangsgesteine mit ihrer räumlichen Verbreitung, den wichtigsten Mineralien und ihren Eigenschaften dargestellt. Angefangen von den physikalischen, chemischen und biogenen Prozessen der Verwitterung des Ausgangsproduktes (Gestein / Sediment), die Entwicklung des Bodens über Bodenbildungsprozesse (Humusbildung und -abbau, Moorbildung, Mineralbildung, Entkalkung/Versauerung, Verlagerung von Stoffen, Redoxprozesse) zu den verschiedenen Ausprägungen der Böden Mitteleuropas. Diese werden im Kontext ihrer Bodenvergesellschaftung näher beschrieben und die Dynamik des Systems Boden erläutert. Ebenso zählen Aspekte wie das Bodengefüge, die Bodenluft, das Bodenleben wie auch Grundlagen des Wasserhaushaltes zum Lehrinhalt. Mit Abschluss der Vorlesung sollen die Teilnehmer einen Einblick in das dynamische System Boden erlangt haben und ihn im Kontext weiterer Bestandteile im Ökosystem einordnen können. Vom Aufbau des Bodens geht es weiter zu den kleinsten Einheiten, der Körnung (Textur, Bodenart), deren Bestimmung und Darstellung in Dreiecksdiagrammen und Kornverteilungskurven. Insbesondere wird auf die Korngrößenfraktion des Schluff eingegangen und Parallelen zum Löss gezogen und daran ökologische Schlüsselmerkmale der Textur erläutert.

In Folge werden Zustandsstufen, Aufgaben und Funktionen des Bodens erläutert und die Entwicklung einzelner Böden dargestellt. Dies erfolgt auf Basis der Mineralisierung der organischen Substanz, der Humusbildung, seine ökologischen Eigenschaften bis zur Initialbodenbildung und überleitend zu ausgereiften Böden. Letzteres wird auf Basis von holozänen Bodenentwicklungsfolgen und Bodencatenen besprochen.

Bodenentwicklungsfolgen in Mitteleuropa werden als Folge von Prozessen im Boden thematisiert und die jeweiligen Standorteigenschaften herausgestellt. Die zuvor gelernte Schichstufengenese wurde bereits mit hydrologischen Aspekten verknüpft und das Wissen jetz mit bodenkundlichen Informationen angereichert. Ferner werden Aspekte aus der Hydrologie wieder aufgenommen und mit bodenkundlichen Aspekten wie den Porenraum und Auenböden in Bezug gesetzt. Wasser spielt ebenfalls eine Rolle bei Bodenprozessen, den Redoxreaktionen.

In der inhaltlich vorletzten Bodeneinheiten werden die Tonminerale noch einmal strukturell erörtert und ihr Stellenwert im Bodenprofil dargestellt. In diesem Zusammenhang werden die Kationenaustauschkapazität und der isomorph Ersatz behandelt. Mit der Azidität lassen sich Bodenprozesse wie die Tonverlagerung darstellen. Über verschiedene Prozessmechanismen entstehen diverse Bodentypen, welche sich in Chronosequenzen, Toposequenzen und Catenen darlegen lassen.

Wir greifen noch einmal unser Wissen aus der Karstverwitterung auf und verknüpfen diese mit Chronosequenzen der Bodenentwicklung. Dabei gehen wir auf Prozesse ein, die mit abnehmendem pH-Wert oder auch ein sich ändernden Klima einsetzen und damit über die Zeit ein genetische Entwicklung von Böden einleiten.

Diese Einheit enthält eine Zusammenfassung der wichtigsten Inhalte aller Vorlesungseinheiten im Sommersemester 2019. Es wird empfohlen, diese Folien zur Kenntnis der Schwerpunkte für die mündliche Prüfung genau einzustudieren!