Atmosphäre und Klima

 

Die Systemvertiefung vermittelt ein quantitatives Verstehen atmosphärischer Prozesse, welche die Grundlage für die Vorhersage des Wetters, physiko-chemischer Austauschvorgänge und Kreisläufe, als auch des Klimas sind. Um die in der Lufthülle ablaufenden Prozesse zu beschreiben, werden neben mathematischen Kenntnissen vor allem Wissen und Methoden der Disziplin Physik benötigt, aber auch Kenntnisse aus der Chemie und Biologie. Bis vor kurzem konzentrierten sich die Atmosphärenwissenschaften auf die Meteorologie, also die Erforschung atmosphärischer Strömungen (z.B. Fronten, Stürme) sowie physikalischer Prozesse auf kleinerer Skala (z.B. Konvektion, Gewitter). Heute spielt die Chemie zur Analyse der vielfältigen und komplexen Prozesse in den atmosphärischen Stoffkreisläufen eine wichtige Rolle, so dass die Atmosphärenchemie zu einem eigenen Spezialgebiet geworden ist. Zur Beschreibung der Land-Klima-Wechselwirkung sowie der Wechselwirkung mit den Ozeanen und des Wettereinflusses auf den Menschen kommen ferner Kenntnisse aus der Biologie und der Biomedizin hinzu. Da Wasser in der Atmosphäre eine zentrale Rolle spielt, bestehen mannigfaltige Querverbindungen zur Hydrologie und Pedologie.

Das Prozessverständnis im System Atmosphäre und Klima basiert auf Feldmessungen und Laborexperimenten. Dabei kommt State-of-the-Art-Instrumentierung zum Einsatz. Für die Analyse, Simulation und Vorhersage atmosphärischer und klimatologischer Abläufe müssen sehr grosse Datenmengen bearbeitet werden, bei gleichzeitiger Entwicklung und Anwendung neuester Methoden der Informatik und komplexer numerischer Modelle (Entwicklung effizienter Algorithmen, Parametrisierungen, Methoden zur Visualisierung grosser Datenmengen usw.). Damit das Wetter von übermorgen und das Klima in 100 Jahren zuverlässig vorhergesagt werden.