U mwelt S ystem W issenschaften

1. UmweltSystemWissenschaften Prof. Dr. Anton Huber IfC - Institut für Chemie / KFUG - Karl Franzens Universität GrazPSI - PolySaccharide Initiative anton.huber@uni-graz.at Qualitative Systemwissenschaften 2 Aufbau, Eigenschaften und Funktion selbstorganisierender Systeme 001.613 2 ECTS (2h) Mo., 18:30 - 20:00 HS 10.11 (D), Heinrichstrasse 28, 1.Stock http://www.uni-graz.at/~huber/ahlectures/

2. ESS - Earth System Sciences / NASA . . . to understand how the Earth is changing and the consequences for life on Earth with a focus on enabling prediction and mitigation of undesirable consequences. . . . . a multidisciplinary approach to studying Earth as a system. . . the use of physical and chemical laws with mathematics . . . Earth System Science → exploring the Dynamics of Earth Systemshttp://www.acad.carleton.edu/curricular/GEOL/DaveSTELLA/intro ESS/intro.html USW – Qual Sys Wiss - was sind Systeme ? griechisch → Zusammenstellung • Brockhaus • ein System ist ein ganzheitlicher Zusammenhang von Dingen, Vorgängen und Teilen • ein System kann von der Natur gegeben oder vom Menschen hergestellt sein

3. Was ist ein System ? Struktur / Zusammensetzung / Aufbau von selbstorganisiernden Systemen? Was macht ein SO-System? • Systeme sind Konstrukte zum Verständnis & zur Kontrolle unserer Welt. • Systeme sind Modelle für Ausschnitte der Natur, die in verschiedenen Disziplinen, insbesondere in • Naturwissenschaften / Technik • Wirtschaftswissenschaften • Geisteswissenschaften • benutzt werden, • um diese Ausschnitte zu studieren • und / oder zu kontrollieren. • Die Eigenschaften eines Systems (z.B. SO) werden dabei vom • gewählten Ausschnitt der Natur (System + Systemumgebung), • den momentan gültigen Operationsregeln einzelner Disziplinen • und von den Eigenschaften der handelnden Person(en) (Beobachter / Operator) • bestimmt. • bestehen aus materiellen Systemkomponenten • mit Wechselwirkungen zwischen Systemkomponenten • besitzen / verwalten Systemgrenze • sind eingebettet in einer Systemumgebung • betreiben Kommunikation (Energieaustausch) zwischen System und System-Umgebung • Klassifikation • nach Beobachter / System-Qualitäten • nach Qualität & Quantität der Störung / Energie + Systemantwort: • (stabile) Systeme im / in der Nähe des thermodyn. Gleichgewichtes • zeitlich begrenzt gestörte Systeme in der Nähe des th.GGs (asymptotisch stabil) • permanent, aber unter- kritsch gestörte Systeme • permanent und überkritsch gestörte Systeme • zerstörte Systeme • Jedes SO-System • entwickelt sich ist ein (energetisch historischer) Prozess • in seinem Phasenraum • in die Richtung von Attraktoren (stabilisierend, destabilisierend) • zur bestmöglichen Verwaltung vorliegender Energieeinträge (Störungen)

4. USW SO-Systemeigenschaften sind abhängig von • Eigenschaften / Leistungsfähigkeit des Beobachters z.B.: Wahl des Ausschnittes • Qualität + Quantität von Energieeinträgen aus der Systemumgebung ( Störungen ) • Qualitäten des Systems (Ausschnittes): Sensorfähigkeit + Antwortvermögen Antwortvermögen eines Systems auf einen Eintrag Ursache → Wirkungs-Zusammenhang linear: X = 0 in der Nähe des thermodynamischen Gleichgewichts nicht-linear: X  (>) 0 überkritisch entfernt vom thermodynamischen Gleichgewicht