Ganz schön windig | Unterricht

Themen:
• Wind
• Wetterbeobachtung
• Wetter
• Meteorologie
• Corioliskraft
• Hurrikan
• Tornado
• Luftdruck
• Klima
• Jetstream

Fächer:
• Geographie
• NWT
• Physik
• NWA
• MNT

Klassenstufen:
ab Klasse 8, alle Schularten

Fächeranbindung und Kompetenzen

Lehrplanbezüge Gymnasium Baden-Württemberg

- Schüler können die Grundzüge des Wettergeschehens im Zusammenspiel der Klimafaktoren und Klimaelemente erklären.
- Schüler können die Grundlagen der globalen atmosphärischen Zirkulation in ihrer Dynamik darlegen.

Bezüge bestehen zu den Lehrplänen in Rheinland-Pfalz und dem Saarland sowie weiteren Schularten.

Methodenkompetenz

Die Fähigkeiten und Fertigkeiten der Schüler sollen ausgebildet werden zur reflektierten Nutzung von verbaler, bildhafter, quantitativer und symbolischer Informationsquellen, um Rauminformationen gewinnen, verarbeiten, dokumentieren, präsentieren und bewerten zu können. Zunächst liegt der Schwerpunkt auf kleinräumigen Fallbeispielen, zunehmend wird jedoch der Maßstabsbereich erweitert und schließlich die globale Dimension einbezogen.

Unterrichtsplanung/-konzept

Ob Tornados, Hurrikane, Orkane oder leichte Brisen – Winde haben Auswirkungen auf die Umgebung: Sie beeinflussen das Wettergeschehen und ihre Unberechenbarkeit übt seit jeher eine Faszination auf den Menschen aus. In den folgenden 6 bis 8 Unterrichtsstunden klärt sich die Frage, wie sich aus thermischen sowie dynamischen Druckgebilden heraus lokale Winde, aber auch globale Windsysteme entwickeln.

Die erste Filmsequenz (00:00–00:53) zeigt Auswirkungen hoher Windgeschwindigkeiten. Mit ihr findet der Einstieg in das Thema statt. Gemeinsam kann überlegt werden, welche aktuellen Ereignisse es zum Thema gibt und welche regionalen und globalen Windsysteme bekannt sind. Das Arbeiten mit Arbeitsblatt 1 und Arbeitsblatt 2 liefert einen Überblick über die bekanntesten Winde sowie Windsysteme weltweit und stellt die Beaufort-Skala vor, welche die Windstärke anhand der Windgeschwindigkeiten klassifiziert.

Doch wie entstehen nun Wind sowie die globalen weltumfassenden Windsysteme? Wie entstehen Wirbelstürme, die sich mit rasender Geschwindigkeit um die eigene Achse drehen – alles mit sich reißend?

Durch ein kleines Experiment im Klassenzimmer (Arbeitsblatt 3) finden Schüler in der Gruppe (je 4–5 Schüler) heraus, dass warme Luft leichter ist als kalte und aufsteigt. Das Grundverständnis für die Entstehung thermisch bedingter Hoch- beziehungsweise Tiefdruckgebilde (Höhenhoch und Bodentief) wird so geschaffen.

Die zweite Filmsequenz (01:19–02:32) erklärt daraufhin die Entstehung unterschiedlicher thermischer Druckgebilde über Land und Wasser – sowie deren hieraus resultierenden Ausgleichswinde: Landwind beziehungsweise Seewind. Das Arbeitsblatt 4 sichert die Ergebnisse.

Dieses Wissen kann nun auf die globale Ebene übertragen werden: Die strahlungsbedingt entstandenen Temperaturunterschiede zwischen Pol und Äquator lassen Hoch- wie Tiefdruckgebiete entstehen und sind folglich Ursache für die großen weltweiten Windsysteme: Hypothesen zur Entstehung können formuliert werden (Arbeitsblatt 5).

Die beiden Abenteurer Piccard und Jones wussten dies auch und nutzten die globalen Winde zur Weltumsegelung in einem Ballon. Ihre Flugroute ist bekannt (siehe Folie). Im Vergleich zeigt sich jedoch: Die von den Schülern erarbeiteten Entstehungshypothesen zu den Windsystemen stimmen nicht überein mit den Winden, welche die beiden Piloten – anhand ihrer Flugroute nachvollziehbar – tatsächlich nutzten. Um die globalen Windsysteme vollständig erklären zu können, muss die Schülerhypothese folglich ergänzt werden.

Die dafür notwendige Erkenntnis liefert die dritte Filmsequenz (05:04–07:32). Sie verdeutlicht, wie die durch die Erdrotation entstehende Corioliskraft die bewegten Luftmassen ablenkt: Auf der Nordhalbkugel nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links. Die Entstehung der Westwindzone wird erklärt, das Windgesetz formuliert – Arbeitsblatt 6 sichert die Ergebnisse.

Durch das Arbeiten mit Arbeitsblatt 7 wird klar, wie der Jetstream entsteht und wie sich schließlich, aus seinem jahreszeitlich bedingten Mäandrieren heraus die weltweiten Hoch- beziehungsweise Tiefdruckgebilde strömungsdynamisch entwickeln. Ihre Winde bestimmen meist das Wetter in Europa.

Das Arbeitsblatt 8 liefert eine Übersicht über die globalen Druckgebilde und Windsysteme. In den folgenden Unterrichtsstunden können weitere ergänzt und deren Entstehung besprochen werden.

Die in den mittleren Breiten dominierenden Wettergeschehen – zyklonal wie antizyklonal – werden mit dem Arbeitsblatt 9a thematisiert, ihre Entstehung erklärt und die Wetterphänomene beschrieben. Im Folgenden kann nun das bis dato theoretische Wissen praktisch angewendet werden: Die vierte Filmsequenz (02:34–04:58) erklärt das Lesen einer Wetterkarte, das Arbeitsblatt 9b sichert das Gelernte.

Zu guter Letzt werden beispielhaft Wirbelstürme wie Hurrikan und Tornados vorgestellt: fünfte Filmsequenz (07:33–13:06). Im Lehrer-Schüler-Gespräch werden die typischen Charakteristika besprochen und ihre Entstehung erarbeitet. Der Tafelanschrieb hält dies fest.

Durch die Hausarbeit (Arbeitsblatt 10) beschäftigen sich die Schüler noch einmal mit dem Erlernten der letzten Stunden: Eine Wetterkarte kann nun vollständig ausgewertet werden.

Tabellarischer Unterrichtsverlauf