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Schwerpunktthemen Treibhauseffekt, Ozon und Saurer Regen in Schulbüchern und Lehrplänen der Sekundarstufe I & II Nina Harsch SS 2012 Seminar „Analyse von Lehrplänen und Schulbüchern“ Prof. Barke. Übersicht. Treibhauseffekt, Ozon und Saurer Regen: Teil 1: Fachliche Grundlagen

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Presentation Transcript

  1. SchwerpunktthemenTreibhauseffekt, Ozon und Saurer Regenin Schulbüchern und Lehrplänender Sekundarstufe I & IINina HarschSS 2012Seminar „Analyse von Lehrplänen und Schulbüchern“Prof. Barke

  2. Übersicht Treibhauseffekt, Ozon und Saurer Regen: Teil 1: Fachliche Grundlagen Teil 2: Was fordern die Lehrpläne? Teil 3: Wie ist die Umsetzung in Schulbüchern?

  3. Fachliche Grundlagen: Zusammensetzung der Luft Spurengase: Hauptkomponenten: Nach: Schultz, Max Planck Institut für Meteorologie, Hamburg (verändert) Wasserdampf: 0,4 - 4 % (variabel) 1 Vol % = 10 000 ppm 1 ppm = 1.000 ppb 1 ppb = 1.000 ppt

  4. Fachliche Grundlagen: Treibhauseffekt Solarstrahlung: Sichtbare Strahlung, kurzwellig Terrestrische Strahlung: Wärmestrahlung, langwellig • Die Sonne sendet kurzwellige Strahlung zur Erdoberfläche. • DieErdoberfläche absorbiert die kurzwellige Strahlung und re-emittiert sie in Form von langwelliger Strahlung. • Die Treibhausgase absorbieren die langwellige Strahlung und re-emittieren sie anschließend in alle Richtungen. Nach: Hötteke et al., Den Treibhauseffekt verstehen, Unterricht Physik 20, 2009 (verändert). Erwärmung der Troposphäre natürlich -18°C → + 15°C anthropogen • +15°C → + 16,6°C

  5. Fachliche Grundlagen: Treibhauseffekt Treibhausgase absorbieren Infrarotstrahlung und werden dadurch in Schwingung versetzt:

  6. Fachliche Grundlagen: Treibhauseffekt Werte aus:Berner & Streif (2001),Bliefert (2002), IPCC (2007),Jacobeit (2007), Hoffman & Simmons (2008), Weischet & Endlicher (2008), Buck & Hohl (2010) (z.T. gemittelt).

  7. Fachliche Grundlagen: Ozon • Ozon in der Stratosphäre:(15 - 40 km Höhe) • natürliches Vorkommen • 200 - 450 Dobson Units • UV-Absorption durch O3 und O2: Dobson-Unit: 1 DU entspricht Ozon-Schichtdicke von 0,01 mm unter Normalbedingungen 1 DU = 1,5 ppb vgl.: IPCC, 2001. Skala: DLR, 2008 vgl. Bundesamt für Strahlenschutz http://www.welt-der-physik.de • Ozon in der Troposphäre:(0 - 10 km Höhe) • anthropogen verursacht • 10 - 120 ppb (7 - 78 DU) • schleimhautreizend (ab 100 ppb) • Beitrag zum Treibhauseffekt

  8. Fachliche Grundlagen: Ozon (Stratosphäre) Natürlicher Ozonkreislauf: a) chemisch: Chapman-Zyklus O3UV-B O2 + O* O2UV-C 2 O* • geographisch: Brewer-Dobson-Zirkulation 1. Ozonbildung in den Tropen 2. Transport in Polarregionen Ausnahme Polarwinter: Kaltluftwirbel bildet sich um Antarktis und blockiert Zufuhr ozonreicher, tropischer Luft.

  9. Fachliche Grundlagen: Ozon (Troposphäre) Die Beziehung von Ozon, Stickoxiden und VOC istkomplex und nichtlinear! Je nachKonzentrations-Verhältnissen: • Ozonbildung Ozonabbau • NO2+ O2 NO + O3 Natürlich: λ NO2-Quellen: Gewitter, Brände • Ozonbildung > Ozonabbau Gestört: NOx↑↓ O3↑↓ Nach: Washington County, Maryland (veröndert) VOC ↑↓

  10. Fachliche Grundlagen: Saurer Regen a) Natürlich: leicht sauer (pH 5,6) CO2 + H2O H2CO3 b) Gestört:sauer (pH < 5,0) SO2 + H2O H2SO3 2 SO2 + O2 2 SO3 SO3 + H2O H2SO4 2 NO + O2 2 NO2 2 NO2 + H2O HNO2 + HNO3

  11. Fachliche Grundlagen: Saurer Regen Gewässer Vegetation Saurer Regen Nach: BMELV, Waldzustandserhebung 2009 (v.) Ozon Klima-wandel England: Emission Skandinavien: Immission Nach: Norwegian Institute forWater Research, 2010 (verändert) Gebäude El Tajín, Mexiko. UniversitätMexiko, 2010 Calciumcarbonat (Kalksandstein, Beton, Marmor) Calciumsulfat (Gips) Erosion

  12. Fachliche Grundlagen: Saurer Regen • Emissionen weltweit • Europa: Trend sinkend • Schwellenländer (v.a. Asien): • Wirtschaftliche Entwicklung • Trend steigend Daten: Emissions Database for Global Atmospheric Research (EDGAR) , 2010

  13. Lehrpläne In den Lehrplänen gibt es: festgelegt, obligatorisch jahrgangsstufen- & fächerunabhängig

  14. Lehrplan Realschule • Themen Ozon • und Saurer Regen: • Keine Erwähnung • im Lehrplan

  15. Lehrplan Gymnasium Sek. I • Thema Ozon: • Keine Erwähnung • im Lehrplan

  16. Lehrplan Gymnasium Sek. II • Thema Saurer Regen: • Keine Erwähnung • im Lehrplan

  17. „Blickpunkt Chemie“, Realschule, Schroedel Lehrplan: Positiv: Erwähnung von Ozon, obwohl nicht von LP gefordert ausreichend mangelhaft

  18. „Elemente Chemie 1“, Gymnasium Sek I, Klett „Chemie Heute 1“, Gymnasium Sek I, Schroedel Lehrplan: Klett: mangelhaft Schroedel: ausreichend Klett: befriedigend Schroedel: gut Klett: befriedigend Schroedel: befriedigend

  19. „Elemente Chemie 2“, Gymnasium Sek II, Klett „Chemie Heute 2“, Gymnasium Sek II, Schroedel Lehrplan: Klett: gut Schroedel: gut

  20. Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!

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