Arbeitsblatt, Bild, Karte, Simulation, Text, Unterrichtsplanung, Video

FIS - Fernerkundung in Schulen

Summer in the City

Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit dem Themenkomplex Temperatur und Energie auseinander. Mithilfe von Thermalbildern werden sie in die Lage versetzt, Oberflächen unterschiedlicher Temperatur voneinander zu unterscheiden. Dabei lernen sie den Zusammenhang zwischen Oberflächentemperatur, spezifischer Wärmekapazität und weiteren thermalen Objekteigenschaften kennen.

Bild

Siemens Stiftung

Welche Energie steckt in welchem Energieträger?

Tabelle:Übersicht, woher die Energie, die in den Primärenergieträgern gespeichert ist, kommt und welcher Energieform sie entspricht.Die Energie, die in den primären Energieträgern gespeichert ist, stammt aus unterschiedlichen Energiequellen: Der Hauptanteil stammt von der Sonne und ist in fossilen und vielen regenerativen Energieträgern in unterschiedlicher Form gespeichert. Im Primärenergieträger “Geothermie” steht die Restwärme des Erdkerns zur Verfügung. Die Energie im Gezeitenhub stammt aus der Rotationsenergie der Erde und die Energie in den nuklearen Energieträgern resultiert aus Prozessen in den Atomkernen bestimmter Elemente. Hinweise und Ideen:Die Schülerinnen und Schüler können überlegen, auf welchen Prozess sich alle Energiequellen letztendlich zurückführen lassen. Welche der Energiequellen sind in Zukunft von großer Bedeutung und warum? Das Beispiel mit dem Gezeitenhub ist didaktisch besonders wertvoll für den Physikunterricht, denn es scheint auf den ersten Blick ein Perpetuum mobile zu sein. Die Frage “Woher stammt die Energie eines Gezeitenkraftwerks?” ist mit “Aus dem Höhenunterschied des Wassers (m x g x h)!” nicht wirklich beantwortet. Zwar leuchtet jedem ein, dass die Hubarbeit der Mond geleistet hat. Doch woher hat er die Energie genommen? Was auf der einen Seite an Energie “gewonnen” wird, muss ja woanders “verloren” gehen. Richtig ist: Die Gravitation des Monds verschiebt die Wassermassen der Meere, was letztlich zu einer Abbremsung der Erdrotation führt. Die im Gezeitenkraftwerk gewonnene mechanische Energie stammt also letztlich aus dem Primärenergieträger “Rotationsenergie der Erde”.


Bild

Siemens Stiftung

Energieträger regenerativ

Übersichtsgrafik: Abbildung der regenerativen Energieträger Sonne, Wind, Wasser, Erdwärme und Biomasse mit je einer exemplarischen Kraftwerkslösung.Regenerative Energien sind nach menschlichen Maßstäben unerschöpflich, da sie sich sozusagen von selbst erneuern. Sie stellen aufgrund ihrer deutlich geringeren Werte bei der Kohlendioxidemission eine Alternative zu fossilen Energieträgern dar. Jeder regenerative Energieträger wird mit einer spezifischen Nutzung in Kraftwerken kombiniert dargestellt: Energieträger Sonne und Solarthermieanlage, Energieträger Wind und Windrad, Energieträger Wasser und Flusskraftwerk, Energieträger Erdwärme und Geothermiekraftwerk, Energieträger Biomasse und Biomassekraftwerk.Hinweise und Ideen:Die Schülerinnen und Schüler erhalten mit dem Schaubild einen Überblick über regenerative Energieträger. Gleichzeitig wird eine Verbindung zu den Energieumwandlungstechnologien hergestellt. Das Schaubild kann als Einstieg in das Thema regenerative Energien und gleichzeitig als Ausgangspunkt für eine Auseinandersetzung mit Energiequellen, Energieumwandlern sowie Umwelt und Ökologie dienen. Ausführliche Informationen findet man im Leitfaden “Regenerative Energien”.


Bild

Siemens Stiftung

Energieträger Wind

Foto: Die Wirkung des Energieträgers Wind dargestellt durch einen Windsack.Wind ist die Bewegung von Luftmassen als Folge von Temperaturschwankungen und den daraus resultierenden Druckunterschieden in der Atmosphäre. Sonneneinstrahlung und Erdrotation sind dafür die treibenden Mechanismen. Wind tritt in unterschiedlicher Stärke von der Böe bis zum Wirbelsturm auf. Die Nutzung der Windenergie geht weit in die Menschheitsgeschichte zurück - in Form von Segelschiffen (3.500 v. Chr.) und Windmühlen (1.700 v. Chr.). Wind gehört heute zu den am effektivsten genutzten regenerativen und kohlendioxidfreien Energieträgern. Das Foto zeigt einen Windsack, der zur Windmessung an Land genutzt wird.Hinweise und Ideen:Das Foto eignet sich dazu, dem regenerativen Energieträger Wind ein optisches Erscheinungsbild zu geben, und ist als Einstieg oder Veranschaulichung einsetzbar. Informationen zur Nutzung der Windkraft sind z. B. im Infomodul “So funktioniert ein Windkraftwerk” und in der Grafik “Windrad - Querschnitt” enthalten.


Arbeitsblatt, Bild, Karte, Simulation, Text, Unterrichtsplanung, Video

FIS - Fernerkundung in Schulen

The Lesser Spotted Eagle - Up, Up and Away!

Satellite images have great potential for observing landscape changes: They are giving a large-scale overview of areas which otherwise can only be examined on a small scale. Additionally, image data is recorded at regular intervals and is used to deduce image products offering a greater depth of information. It is possible for instance to analyse vegetation and its time related changes with the help of NDVI-imagery. NDVI stands for “Normalized Difference Vegetation Index”. The NDVI is calculated on the basis of surfaces‘ reflections in the red (which is highly absorbed by vegetation) and infrared range (which is highly reflected by vegetation) of the wavelength spectrum. Two NDVI images showing different points in time can be compared to understand the changes of vegetation cover in the course of the year the biology curriculum for secondary education I in North-Rhine Westphalia includes a topic named ”seasonal adaptation of plants and animals”, which also includes hibernating. The use of virtual globes on a satellite image basis makes it possible to look at images of different regions at different seasons and to visualize changes in vegetation. By means of satellite imagery, the pupils can identify the biomes the lesser spotted eagle crosses while migrating. The teaching unit‘s aim is to reproduce the migration route of the lesser spotted eagle with the help of the geobrowser Google Earth. In “The Lesser Spotted Eagle - Up, Up and Away” the pupils get to know all different biomes the eagle crosses while migrating. It is not intended to introduce pupils to complex systems like biomes or ecozones. Instead, the pupils shall identify certain zones on their own by extracting information from the material available. They are encouraged to deduce their own categorisation from the joint vegetation dynamics within these zones. Furthermore, media competence is promoted by specific use of computers for deriving own insights and methodological competence is extended by the use of remote sensing for answering biological questions.

Arbeitsblatt, Bild, Karte, Simulation, Text, Unterrichtsplanung, Video

FIS - Fernerkundung in Schulen

Brown Coal - Land Use Change Through Surface Mining

The impact of man on nature can be demonstrated especially well through the example of brown coal surface mining. The expansion of the area of surface mining leads - depending on the scope of the expansion - to a corresponding myriad of ecological, social, and economical consequences. The examination of these causal relations and their consequences for man and nature is increasingly done with the help of remote sensing. With remote sensing changes over time can be analysed, problems identified, and possible interrelations between man, environment, politics, and economy derived. In this teaching unit, a broad spectrum of remote sensing data is used which demonstrates the different application possibilities of said data to the pupils .

Bild, Simulation, Video

FIS - Fernerkundung in Schulen

MeteoViewer

Der MeteoViewer ist ein interaktives Werkzeug, das aktuelle Bilder des europäischen Wettersatelliten Meteosat-9 (MSG) anzeigt. Der Satellit mit seiner besonders hohen zeitlichen Auflösung liefert alle 15 Minuten Bilder, die im MeteoViewer zu Filmsequenzen zusammengesetzt werden. Die Bedienung der Filme erfolgt über Mauseingaben.

Arbeitsblatt, Bild, Karte, Simulation, Text, Unterrichtsplanung, Video

FIS - Fernerkundung in Schulen

Schreiadler - ich bin dann mal weg!

In der Unterrichtseinheit "Schreiadler - ich bin dann mal weg!" soll der Geobrowser Google Earth dazu benutzt werden, den Zugweg des Schreiadlers graphisch darzustellen und einen Überblick über die von ihm durchflogenen Biome zu gewinnen. Die Unterrichtseinheit beinhaltet eine Einführung in die artspezifischen Lebensumstände des Schreiadlers und damit erste Einblicke in den Artenschutz. Daneben lernen die Schüler/innen die Lebensräume des Schreiadlers im Wechsel der Jahreszeiten kennen. Wichtige Erkenntnisse erarbeiten sich die Schüler/innen hierbei mit Hilfe von Fernerkundungsdaten. Die Daten sollen mit sprachlichen, mathematischen (NDVI) und bildlichen Gestaltungsmitteln angemessen veranschaulicht werden. Die Schüler/innen nutzen in Google Earth Symbole als Darstellungsmittel, dokumentieren den Zugweg des Schreiadlers mit Pfaden und erstellen eine digitale Karte.