S119: Der Passatkreislauf

Voraussetzungen:
Dieser Unterrichtseinheit ging eine Stunde über die Entstehung der mathematischen Klimazonen voraus. Es konnte also auf Vorwissen über Himmelsmechanik und Klimazonen zurückgegriffen werden.

Einstieg:
Als Einstieg in die Stunde wird das erste Bild der Animation über den Beamer präsentiert. Anhand von Schüleräußerungen wird erarbeitet, dass es sich bei diesem Bild um die räumliche Verteilung des globalen atmosphärischen Wasserdampfes zum Aufnahmezeitpunkt (05.10.2001, 6.00 Uhr UTC) handelt. Dabei repräsentieren helle Flächen eine hohe Wasserdampfkonzentration bzw. die dunklen Flächen eine niedrige.

Inhalt:
Im zweiten Unterrichtsschritt wird die Animation präsentiert. Dieses kleine "Filmchen" zeigt die räumliche Verteilung des globalen atmosphärischen Wasserdampfes im Zeitraum vom 05.10. - 08.10.2001. Die Einzelbilder wurden in einem Abstand von 3 Stunden aufgenommen. Die Aufmerksamkeit der Schüler wird bei der Betrachtung auf den Bereich der Tropen gelenkt.

Anhand von Äußerungen zur Animation kann erarbeitet werden, dass die Regionen im Bereich der Wendekreise im gezeigten Zeitraum ständig eine relativ niedrige Konzentration an Wasserdampf aufweisen, während in der Atmosphäre der inneren Tropen eine hohe Wasserdampfkonzentration festzustellen ist. Darüber hinaus ist aus dem Satellitenfilm gut der Tagesablauf des Wetters in den inneren Tropen abzuleiten. Das Auftürmen der Cumolonimben mit einem täglichen Gewitter am späten Nachmittag ist im Film als Pulsieren der weißen Flächen vor allem über dem Afrikanischen Kontinent gut erkennbar.

In der dritten Erarbeitungsphase sollen diese Phänomene erklärt werden. In einem stark gelenkten Unterrichtsgespräch wird dabei die Zirkulation der Atmosphäre innerhalb der Tropen erarbeitet und als Unterrichtsergebnis festgehalten. Im Laufe dieser Erarbeitungsphase wird mehrmals auf Vorwissen der Schüler über die Bildung thermischer Luftdruckgebilde zurückgegriffen.

Um die Ablenkung der Passate durch die Corioliskraft anschaulich zu erklären wird ein kleiner Versuch durchgeführt. Eine Hartschaumkugel wird mit einem Holzstab durchbohrt (Darstellung von Erdkugel und Erdachse). Ein Schüler wird aufgefordert, mit einem Stift einen Strich vom "Nordpol" zum "Äquator" zu ziehen während der Lehrer die "Erde" dreht. Das Ergebnis ist zwangsläufig, dass der Strich durch die Rotation der Kugel nach rechts abgelenkt wird.

Im letzten Schritt soll von den Schülern anhand des erworbenen Wissens die Verteilung der Vegetationszonen im tropischen Afrika in Ansätzen erklärt werden können.

Entwurf: Gschnaidner/Jantzen
Theresia-Gerhardinger-Gymnasium am Anger, München