Atmosphärenphysik und Ozeanographie (APO)

Überblick

In dieser geophysikalisch orientierten Vertiefungsrichtung werden die Eigenschaften und die Dynamik der Atmosphäre und Ozeane behandelt. Die Arbeitsgebiete sind typische Bereiche der angewandten Physik.

Atmosphärenphysik

n der Atmosphärenphysik geht es darum, die thermischen und dynamischen Eigenschaften der Atmosphäre zu verstehen und räumliche und zeitliche Variationen (inkl. Klimaänderungen) auf einem großen Skalenbereich zu ergründen. Hierbei steht die mittlere Atmosphäre (ca. 10 bis 120 km) im Vordergrund. Dabei können die relevanten physikalischen Prozesse je nach Höhenschicht stark variieren. Es werden physikalische und chemische Phänomene aus einem breiten Themengebiet behandelt, wie z.B. Hydrodynamik, Thermodynamik, Plasmaphysik, Aerosolphysik, Strahlungsphysik, Photochemie etc. In den Vorlesungen werden auch die experimentellen und theoretischen Methoden (Lidars, Radars, Satelliten-gestützte Messungen, numerische Modelle etc.) behandelt.

Ozeanographie

In der Ozeanographie werden die Eigenschaften der Ozeane und Randmeere dargestellt und die Dynamik der Strömungen sowie deren Einfluss auf die Wärme- und Salzverteilungen erklärt. Neben der Beschreibung moderner Beobachtungsmethoden und der theoretischen Grundlagen zum Verständnis der Prozesse gewinnen in der modernen Forschung numerische Ozeanmodelle an Bedeutung. Computermodelle ermöglichen es "Experimente" mit dem Ozean zu simulieren und Zukunftsszenarien zu entwerfen.

Wahlpflichtmodule der Vertiefungsrichtung

Im Wahlpflichtbereich (45 LP) wird empfohlen, Module der gewählten Vertiefungsrichtung mit insgesamt mindestens 24 Leistungspunkten zu studieren.

Wintersemester Sommersemester
Einführung in die Atmosphärenphysik und in die Physik des Ozeans (6 LP) Physik des Klimas (3 LP)
Dynamik der Atmosphäre (3 LP) 1) Weiterführende Konzepte der Atmosphärenphysik (3 LP) 3)
Physik der Ionosphäre (3 LP) 1) Spezielle Themen aus der Atmosphärenphysik (3 LP) 3)
Klima des Ozeans (3 LP) 2) Theor. Ozeanographie (3 LP) 4)
Prozesse im Küstenozean (3 LP) 2) Ozeanmodellierung (3 LP) 4)
  Marine Turbulenz (3 LP)
  Climate of the Baltic Sea Region (3 LP)

1) 2) 3) 4) Die beiden Module werden jeweils mit einer Komplexprüfung abgeschlossen. Es ist im Ausnahmefall möglich, die Module einzeln zu belegen, die Prüfungszeit ist dann reduziert.

Empfohlene Komplementmodule im Wahlpflichtbereich

Wintersemester Sommersemester
Atoms and Clusters (6 LP) Nonlinear Optics and Spectroscopy (9 LP)
Molecular physics (9 LP) Plasma- und Astrophysik (9 LP)
Fundamentals of Photonics (9 LP)  
Aktuelle Probleme der Physik (6 LP)* Aktuelle Probleme der Physik (6 LP)*
Molecular and Cellular Biophysics (6 LP) Numerische Methoden der Vielteilchenphysik (6 LP)
Simulation Methods of Molecular Biophysics (3 LP)  

* wird unregelmäßig angeboten

Verknüpfungen

Es bestehen enge Verknüpfungen zwischen beiden Teilgebieten, weil einige physikalische Prozesse in der Atmosphäre und im Ozean, insbesondere die Theorie von Strömungen, allgemeiner Zirkulation sowie Wellen und Turbulenz in ähnlicher Weise behandelt werden. Außerdem sind Atmosphäre und Ozean miteinander gekoppelt, z. B. durch den Austausch von Wärme, Impuls aber auch von Spurenstoffen, was für ein Verständnis des Klimas wesentlich ist.

In der Atmosphärenphysik besteht eine Verknüpfung zu anderen Vertiefungsrichtungen bei der Behandlung von Aerosolen sowie bei laserspektroskopischen Fragestellungen.

Für die Ozeanographie ergeben sich Verbindungen mit geologischen, chemischen und biologischen Prozessen. Die physikalisch biologischen Wechselwirkungen spielen eine wesentliche Rolle für die biologische Produktion auf verschieden trophischen Stufen. Diese über eine Disziplin herausreichenden Beziehungen sind für moderne interdisziplinär angelegte Forschungsansätze von Bedeutung.

Kernthemen

  • Thermische und dynamische Struktur der Atmosphäre
  • Energiebilanz, Klima der Erdatmosphäre, residuelle Zirkulation
  • Aerosolphysik, Plasmaphysik, Strahlung, Atmosphärenchemie
  • Rossby-und Kelvin-Wellen, Schwerewellen, Gezeiten, Turbulenz
  • experimentelle Methoden (Atmosphäre und Ozean)
  • Theorie und numerische Modelle
  • Allgemeine Zirkulation und windgetriebene Strömungen im Ozean
  • physikalisch-biologische Wechselwirkungen im Ozean

Eine detaillierte Übersicht der Module befindet sich im  Modulhandbuch.

An-Institute

Das Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

... ist eine außeruniversitäre Forschungseinrichtung, die sich der interdisziplinären Meeresforschung in Küsten- und Randmeeren widmet. Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt in der Erforschung des Ökosystems der Ostsee. In den vier Sektionen des IOW sind die Disziplinen

  • Physikalische Ozeanographie,
  • Meereschemie,
  • Biologische Meereskunde und
  • Marine Geologie

vertreten. An den Universitäten Rostock und Greifswald ist das IOW mit eigenen Lehrveranstaltungen vertreten.

Das Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik e.V. Kühlungsborn

 

... ist eines der deutschen Zentren für die Erforschung der mittleren Atmosphäre und in weltweite Kooperationen eingebunden. Schwerpunkte der theoretischen und experimentellen wissenschaftlichen Arbeit am IAP sind folgende Themen

  • Erforschung der Mesosphäre
  • Kopplung der atmosphärischen Schichten
  • Langfristige Veränderungen in der mittleren Atmosphäre