Unterrichtseinheit Wetter

Inhalte

• Autoren
• Bezug zu den Standards
• Unterrichtsverlauf
• Verwendete Materialien in der Übersicht
•  Download der gesamten Einheit als Zip-file (7,5 MB)

Autoren

Dr. Klaus Grotz Friedrich-Schiller-Gymnasium Pfullingen
Hans Oehler Goldberg-Gymnasium Sindelfingen
Bärbel Petersen Friedrich-Schiller-Gymnasium Marbach
Martin Merkle Friedrich-Schiller-Gymnasium Marbach
Frank Trittler Friedrich-Schiller-Gymnasium Marbach
Hanspeter Scholtyssek Oscar Paret Schule Freiberg
Alexander Schäfer Friedrich-Schiller-Gymnasium Marbach,

Bezug zu den Standards

Prinzipien:

a) Systemgedanke

Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass der Systemgedanke für das Verständnis ihrer Umwelt hilfreich ist. Sie erschließen Systeme in zunehmend komplexen Zusammenhängen und wissen um die Dynamik und die Wechselwirkungen in diesen Systemen. Dabei sind folgende Aspekte von Bedeutung:

• Stoff-, Energie- und Informationsstrom
• Stoffkreisläufe
• Modellbildung und Simulation

b) Energieerhaltung

Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass Energiefluss und Energieumwandlung bei der Aufrechterhaltung aller Systeme eine zentrale Rolle spielen. Dabei sind folgende Aspekte von Bedeutung:

• Energieträger - Energiespeicher - Energiestrom

Betrachtungsbereiche

a) Umwelt

Die Schülerinnen und Schüler erwerben durch gezieltes Forschen vertiefte Kenntnisse über ihre natürliche und technische Umwelt. Sie untersuchen einen

Die Schülerinnen und Schüler können

• Faktoren, die Wetter und Klima beeinflussen, untersuchen

• Energieströme mit atmosphärischen Vorgängen in Verbindung setzen

b) Erde und Weltraum

Die Schülerinnen und Schüler sind sich der Stellung des Menschen im System Erde und im Weltall bewusst. Sie erkennen die vielfältigen Wechselwirkungen zwischen den Komponenten und wissen um die besondere Verantwortung des Menschen für den Schutz der Erdatmosphäre.

Die Schülerinnen und Schüler können

• die Bedeutung der Sonne für das Leben auf der Erde erläutern

Mess- und Arbeitsmethoden

Die Schülerinnen und Schüler erfassen ihre Lebenswelt mit naturwissenschaftlichen Methoden. Sie können mit zunehmender Selbstständigkeit Experimente planen, durchführen, auswerten, protokollieren und wissen um die Bedeutung einer Fehlerbetrachtung. Sie gehen mit Werkzeugen und Geräten sachgerecht und sorgfältig um.

Die Schülerinnen und Schüler können

• Langzeitbeobachtungen und -messungen aufnehmen und auswerten

• Klima- und Wetterdaten ermitteln

• Statistiken lesen und auswerten

• Messungen planen, durchführen und die Ergebnisse grafisch darstellen

• Diagramme erstellen, auswerten und interpretieren

• in Größenordnungen denken und sinnvolle Abschätzungen durchführen

• Objekte nach Kategorien ordnen und einen Bestimmungsschlüssel erstellen

• Computer als Werkzeug nutzen für

• Messwerterfassung und -auswertung

• Simulation dynamischer Systeme

Unterrichtsverlauf

Fakultativ

Zeit	Thema	Inhalt	Methoden und Materialien
1h	Einführung	Subjektive und objektive Wettererfassung	Gruppenarbeit  Idealwetter oder  Wetterquiz (PP-1,7 MB-ZIP)  Kriterien der Wettererfassung
5h	Beobachtung der verschiedenen Parameter der Atmosphäre	Wolken: Beobachtung u. Klassifikation	Erstellen und Verwenden eines  Bestimmungsschlüssels  Übungen Wolkenformen ( farbig) ( grau)  Wettervorhersage
		Windgeschwindigkeit	Beobachtung in der Natur Gegebenheiten Fakultativ: Bau eines Windmessgerätes
		Luft und Bodentemperatur	Messwerterfassung Fakultativ: Kalibrierung eines Sensors z.B. Conradelektronic oder Vernier
		Luftdruck
		Luftfeuchtigkeit
		Niederschlag
3h		Langzeitmessung, Aufbereitung und Auswertung der Daten	Arbeitsteilig. Messprogramm über einen mehrtägigen Zeitraum:   Stationsmodell/  Messprotokoll / Messprotokoll als  Exceldatei oder zum  Download (.zip) /  Wetterstation oder Tagesablauf mit Datenlogger als  Excel oder zum  Download (.zip)
(3h)	Fakultativ	Erstellen von Diagrammen	Interaktive  Arbeitsblätter oder zum  Download,  Arbeitsblatt: Diagramme erstellen  Übungen
(5h)	Auswertung großer Datenmengen	Arbeitsteiliges Projekt zur Auswertung und zum Abgleich der verschiedenen Daten:  Arbeitsblatt /  Excel-Datenblatt oder zum  Download (.zip)
2h	Luftdruck	Wdh: Naturphänomene Druck	Frontalunterricht - Praktikum (Fotos:  1,  2)  Praktikum
4h		Druckverlauf mit zunehmender Höhe	Arbeit mit Taschenrechner am PC  TP-Folie,  Excel-Datenblatt oder  Download (.zip) oder  Dynasys (Zip-File)
			Fak.: Höhenmessung mit Barometer und Datenlogger
3h	Schichtung der Atmosphäre	Aufbau Temperaturgradient Erklärung durch Strahlung einschl. IR und UV	Frontalunterricht, Demo-Experimente,  pdf-Arbeitsblatt,  Strahlungsbilanz,  Reaktionen
6 h	Großräumige Windsysteme	Analyse einer Wetterkarte (Isobaren) Druckgradient Corioliseffekt	Frontalunterricht und arbeitsteilige Analyse  Arbeitsblatt I;  Arbeitsblatt II,  Arbeitsblatt III, Bezugsquelle für  aktuelle Wetterkarten, Leergrafik ( farbig) ( grau)

Verwendete Materialien in der Übersicht

Arbeitsblätter	Idealwetter	Wetterquiz
	Kriterien der Wettererfassung	Messprotokoll
	Messprotokoll (Excel)	Datenlogger
	Erstellung von Diagrammen (PC)	Erstellung von Diagrammen
	Auswertung von Daten	Auswertung von Daten (Excel)
	Barometer Excel-Datenblatt	Aufbau der Atmosphäre (pdf)
	Arbeitsblatt I	Arbeitsblatt II
	Arbeitsblatt III
Experimente	Praktikum Luftdruck	Wetterbeobachtung
Abbildungen	Stationsmodell	Praktikum  1
	Praktikum  2	TP-Folie
	Leergrafik ( farbig)	Leergrafik ( grau)
Geräte/Sonstiges	Wetterstationen (Selbstbau oder einfache Komplettstationen)	Aktuelle Wetterkarten z.B Deutscher Wetterdienst
	Wolkenatlas z.B. Uni Karlsruhe	Datenlogger z.B. CBL2 mit  Verniersensoren und gängigen Taschenrechnern

Bemerkungen;
In einigen Bereichen sind Grundkenntnisse aus der Physik (Wärmelehre) erforderlich.