3.3: Den Ozean beobachten
| Autoren: | |
| Publikation: | 31.5.2017 |
| Lernstufe: | 3 |
| Übersicht: | Die Schüler lernen, wie man den Ozean beobachten kann – um zum Beispiel mehr über marine Lebewesen zu erfahren, Gefahren vorauszusehen oder das Klima zu erforschen. |
| Angestrebte Kenntnisse: | Um den Ozean zu überwachen/zu beobachten, braucht man bemannte (Schiffe, Beobachtungsplattformen, U-Boote) oder automatische Messstationen. Letztere nehmen Daten entweder vor Ort auf (mit Messbojen zum Beispiel) oder im Weltraum (mit Satelliten). |
| Wortschatz: | Satellitenbeobachtung |
| Dauer: | 2 Stunden |
| Material: | Für jeden Schüler: Für die Klasse: Für jeden Schüler: |
| Herkunft: | La main à la pâte, Paris |
Ausgangsfrage
Die Lehrerin kommt auf die letzte Unterrichtsstunde zurück: Die Beobachtung der Ozeane ist wichtig, um Risiken zu vermeiden und die Folgen von Naturkatastrophen zu bewältigen. Welche Instrumente und/oder Methoden stehen den Wissenschaftlern für die Meeresbeobachtung zur Verfügung? Und was bringen die einzelnen Beobachtungen? Die Schüler diskutieren. Man könnte zum Beispiel Folgendes beobachten/erforschen: die Temperatur, die Strömungen, die Wellen, die Vielfalt der marinen Lebewesen, die Wanderungen verschiedener Tierarten, die Verschmutzung der Ozeane. Je nachdem, was man beobachten möchte, werden unterschiedliche Methoden eingesetzt: Probenentnahme, Bohrungen, Messungen mit Hilfe von Bojen, Einfangen bzw. Sammeln von Tieren und Pflanzen, Fotos, Beobachtungen per Satellit, Inventuren usw. Die Schüler können im Anschluss an diese Diskussion zum Beispiel recherchieren, wie die Satellitenbeobachtung funktioniert.
Literaturrecherche: Was für Daten und Erkenntnisse liefert die Satellitenbeobachtung
Die Lehrerin teilt die Klasse in vier Gruppen auf. Jede Gruppe untersucht eines der folgenden Arbeitsblätter, in denen vorgestellt wird, wie Satelliten zur Beobachtung der Ozeane eingesetzt werden. Jeder Schüler bekommt ein Exemplar des "Gruppen"-Arbeitsblattes
- Die Klima-Gruppe bekommt das Arbeitsblatt 32 (Wie der Ozean das Klima beeinflusst), in dem es um Golfstrom und Meerestemperatur geht.
- Die Gefahren-Gruppe bekommt das Arbeitsblatt 33 (Satellitenbeobachtung zum Schutz der Menschen), in dem es um die Auswirkungen eines Tsunamis geht.
- Die Lebewesen-Gruppe bekommt das Arbeitsblatt 34 (Satellitenbeobachtung zur Erforschung von Lebewesen), in dem es um die Wanderung von Lederschildkröten geht.
- Die Wetter-Gruppe bekommt das Arbeitsblatt 35 (Windgeschwindigkeit und Wellenhöhe), in dem es um den Zusammenhang zwischen Windstärke und Wellengröße geht.
Die Schüler arbeiten wie echte Wissenschaftler: Sie sammeln Daten, die sie grafisch darstellen, um signifikative Trends erkennen zu können. Anschließend interpretieren sie die Daten. Sie überprüfen, ob das angenommene Modell bestätigt wird oder nicht. Aus den Datentrends können sie womöglich Prognosen für die Zukunft ablesen. Sie können mit den Daten auch Modelle "füttern", die wiederum einen Zukunftstrend voraussagen.
Die Gruppen einigen sich auf einen Farbcode (z. B. rot für hohe Temperaturen und blau für tiefe Temperaturen). Dann malt jeder Schüler seine Karte aus, entsprechend den Anweisungen auf dem Arbeitsblatt. Die Gruppen werden noch einmal in Untergruppen aufgeteilt; jede Untergruppe denkt über eine Interpretation der gerade ausgemalten Karte nach.
Pädagogische Anmerkungen
- Um das Ausmalen der Arbeitsblätter 32 und 33 zu beschleunigen, kann man die Aufgabe in zwei Schritten erledigen. Es werden zunächst die Kästchen der Tabelle ausgemalt, so dass nur Zahl und Farbe verknüpft werden müssen. Anschließend wird die Karte ausgemalt, wobei nur noch Farbe und Position verknüpft werden müssen. Die Dreifach-Verknüpfung Zahl-Farbe-Position ist für Grundschüler recht kompliziert.
- Die verschiedenen Gruppen werden die Aufgaben unterschiedlich schnell lösen – was vor allen Dingen an den verschiedenen Arbeitsblättern liegt. Das Arbeitsblatt 34 stellt zum Beispiel eine größere Herausforderung dar: Die Schüler müssen mit den Begriffen Breitengrad und Längengrad zurechtkommen. Eine weitere Schwierigkeit ist, dass das Raster in 2°-Stufen eingeteilt ist.
Wissenschaftliche Anmerkung
Wir stellen hier nur einige Beispiele von Daten vor, die mit Beobachtungssatelliten gesammelt wurden. Es gibt natürlich zahlreiche Beobachtungssatelliten, die unterschiedliche Daten mit zum Teil unterschiedlichen Methoden sammeln. Zusätzlich gibt es auch Beobachtungen vor Ort. Diese erlauben zwar keine großflächige Erfassung der Daten, dafür sind sie aber meistens viel präziser, und unerlässlich, um die Satellitendaten zu kalibrieren.
Zur Wanderung von Lederschildkröten:
- ESA-Radarsatelliten verfolgen die Wanderung gefährdeter Meeresschildkröten.
- Das Projekt Argonautica (CNES) stellt Daten von Peilsendern zur Verfügung, sodass jeder die Wanderung verschiedener Tiere verfolgen kann (auf Englisch oder Französisch).
Gemeinsame Erörterung
Wenn alle Gruppen mit der Arbeit an ihren Arbeitsblättern fertig sind, organisiert die Lehrerin eine gemeinsame Erörterung. Sie projiziert nacheinander für jedes Arbeitsblatt die Lösung an die Wand (siehe weiter unten). Für jede Gruppe erklärt ein Schüler an der Tafel, wie die Ergebnisse nach Meinung der Gruppe interpretiert werden können. In der Lösung des jeweiligen Arbeitsblattes ist jedes Mal auch ein Beispiel einer "echten" Karte gezeigt, wie sie die Wissenschaftler bzw. die von den Wissenschaftlern bedienten Computer erstellen – und zwar genau nach dem gleichen Prinzip, das die Schüler gerade angewandt haben.
Im Folgenden sind einige Beispiele für mögliche Antworten der Schüler aufgeführt.
Klima-Gruppe (Golfstrom und Meerestemperatur)
Arbeitsblatt 32 mit
Lösung
Das Wasser ist im Süden wärmer als im Norden. Das ist logisch, weil es am Äquator heiß ist. Je näher wir dem Nordpol kommen, desto kälter wird es.
Das Wasser in Arcachon (Frankreich, Kästchen J3) ist 5,4°C wärmer als in Halifax (Kanada, Kästchen D3). Wie kann es sein, dass wir einen Farbunterschied von "einem Kästchen" haben, obwohl beide Städte in etwa auf dem gleichen Breitengrad liegen (das heißt: gleich weit weg vom Äquator sind)?
Hopedale (Labrador/Kanada, Kästchen D4) und Bermuda (Karibik, Kästchen D2) liegen ungefähr auf dem gleichen Längengrad. Die Temperaturdifferenz zwischen beiden Orten beträgt 17,9°C. Das ist nicht erstaunlich, schließlich liegt Bermuda viel weiter südlich. Nur: Warum beträgt der Temperaturunterschied zwischen Glasgow (Großbritannien, Kästchen J4) und Casablanca (Marokko, Kästchen J2) nur 6,9°C? Auch diese beiden Orte liegen in etwa auf dem gleichen Längengrad.
Die Winter sind in Nordamerika vermutlich deshalb kälter als in Europa, weil das Wasser vor der nordamerikanischen Küste kälter ist.
Die Lehrerin kann die Schüler an dieser Stelle noch einmal an den Golfstrom erinnern.
Gefahren-Gruppe (Auswirkungen eines Tsunamis)
Arbeitsblatt 33 mit
Lösung
Die vom Tsunami verschonten Gebiete befinden sich entweder weit weg von der Küste oder in höheren Lagen.
Die Überlebenden der Katastrophe können sich zum Beispiel Richtung Flughafen aufmachen, östlich-südöstlich von Banda Aceh. Der Flughafen ist einigermaßen verschont geblieben, er liegt geschützt – landeinwärts und etwas höher gelegen. Dort werden auch die Helfer und die Hilfsgüter landen.
Lebewesen-Gruppe (Wanderung von Lederschildkröten)
Arbeitsblatt 34 mit
Lösung
Vielleicht hatte die erste Lederschildkröte einen Unfall, oder ihr Sender (Funk-Positionsmelder) ist kaputtgegangen. Nach dem 12.8.2000 gibt es jedenfalls kein Signal und damit keine Daten mehr.
Die zweite Schildkröte hat große Teile des Nordatlantiks durchquert. Sie sucht in kalten Gewässern nach Nahrung, kommt aber in warme Gewässer, um sich zu vermehren und zu brüten.
Wetter-Gruppe (Windstärke und Wellengröße)
Arbeitsblatt 35 mit
Lösung
Je weiter wir uns dem Südpol nähern, desto stärker weht der Wind.
Die "Roaring Forties" sind starke Winde in der Nähe des 40. Breitengrads (Süd). Sie haben oft Geschwindigkeiten von über 50 km/h. (Auch noch weiter im Süden weht der Wind stark: Es gibt sowohl die "Howling Fifties" als auch die "Screaming Sixties".) Wer Kap Hoorn oder den Kap der Guten Hoffnung umschifft, ist diesen Winden unweigerlich ausgesetzt.
Die Windkarte und die Wellenkarte sehen sehr ähnlich aus. Das bedeutet, dass beide höchstwahrscheinlich zusammenpassen: Wenn der Wind stark weht, gibt es große Wellen. Und wenn der Wind nur wenig bläst, dann sind die Wellen klein.
Die Lehrerin erklärt den Schülern, dass der Wind die Ursache für die Wellenbildung ist. Sie kann dies eventuell anhand eines kleinen Experiments vorführen.
Zusammenfassung
Zum Schluss verteilt die Lehrerin das Arbeitsblatt 36 (Satellitenbeobachtung der Ozeane – Zusammenfassung) mit Beispielen von Daten, die per Satellitenbeobachtung erfasst werden.
Erweiterung
Auf den Eduspace-Seiten der Weltraumorganisation ESA gibt es zahlreiche Informationen zur Satellitenbeobachtung (auch viele Erklärvideos, allerdings auf Englisch).
Geschichte der Erforschung der Ozeane
An dieser Stelle könnte die Lehrerin eine Unterrichtsstunde zur Geschichte der Erforschung der Ozeane einfügen.
Einige Links
- Wissenschaftsjahr Meere und Ozeane: Meilensteine der Meeresforschung
- Internationales Maritimes Museum Hamburg: Verschiedene Audioguides zur Geschichte der Entdeckung der Welt (Navigation und Kommunikation), zum Schiffbau usw.
- ESA: Aufbau der Europäischen Navigationssatelliten-Konstellation
- AWI: Das Forschungsschiff Polarstern
Letzte Aktualisierung: 19.12.2023
