Lernmaterialien

Erdbeobachtungssatelliten liefern täglich enorme Mengen an Bilddaten. Doch wie erkennt man automatisch, ob ein Pixel Vegetation, eine Straße oder eine Siedlung zeigt? In diesem Video erklären wir anhand eines einfachen Beispiels, wie künstliche neuronale Netzwerke (Artificial Neural Networks, ANN) funktionieren. Wir bauen Schritt für Schritt ein kleines „künstliches Gehirn“, das anhand der RGB-Farbwerte eines Pixels entscheidet, ob es sich eher um Vegetation oder eine versiegelte Fläche handelt. Dabei lernen wir die wichtigsten Bausteine eines neuronalen Netzes kennen: Input…

Dieses Booklet bietet einen anschaulichen Einstieg in die Erdbeobachtung mit dem europäischen Copernicus-Programm. Vorgestellt werden die Sentinel-Satelliten – die „Wächter im All“ – und ihre Aufgaben bei der Beobachtung von Klima, Umwelt und Veränderungen auf der Erde. Neben den technischen Grundlagen wie Auflösung, Spektren und Bildinterpretation zeigt das Heft praxisnahe Beispiele, wie Satellitenbilder im Schulunterricht eingesetzt werden können – etwa in Geographie, Biologie, Physik oder Informatik. Zudem werden aktuelle Bildungsprojekte, frei verfügbare Datenportale und Software-Tools…

Metaan (CH4) on tugev kasvuhoonegaas. Selle peamised heitkogused pärinevad põllumajandusest, fossiilkütuste põletamisest ja jäätmemajandusest. Ülemaailmne metaani kontsentratsioon atmosfääris on aastakümneid suurenenud. Alates 2006. aastast on selle sisaldus suurenenud ligikaudu 7%. Kiireim viis heitme vähendamiseks on kontrollida fossiilkütuste käitlemist. Satelliidipiltide abil on võimalik tuvastada selliseid ettearvamatuid ja lühiajalisi lekkeid nagu torujuhtmete ja gaasiväljade lekked. Hollandi kosmoseuuringute instituut kasutab oluliste reostuskollete kaardistamiseks satelliidipiltide…

Methan (CH4) ist nach Kohlenstoffdioxid (CO2) das wichtigste anthropogene Treibhausgas. Daher ist es wichtig, die atmosphärischen Konzentrationen dieser Gase streng zu überwachen. Wie aber kann man mittels Satelliten die atmosphärische Methan-Konzentration messen? Und Was zeigen uns diese Messungen? Fächer: Naturwissenschaften Leitfrage: Was zeigen uns Satelliten-Beobachtungen von Methan? Themen: Methan Konzentration, Klimaentwicklung, Klimawandel

Die Meeresoberflächentemperatur (SST) steuert Wetter, Klima und extreme Ereignisse wie El Niño. Doch was genau misst man eigentlich – die oberen 20 Meter Wasser oder nur einen hauchdünnen Film an der Oberfläche? In dieser Einheit erkundest du echte Satellitendaten aus dem Copernicus-Programm und machst sichtbar, wie sich die Ozeane durch den Klimawandel verändern. Fächer: Naturwissenschaften Leitfrage: Wie verändert sich die Meeresoberflächentemperatur aufgrund des Klimawandels? Themen: Meerestemperaturen, Klimaentwicklung, Klimawandel Links zu allen interaktiven Grafiken:…

Temperaturen zu messen ist nichts Ungewöhnliches – ein Blick aufs Thermometer, und schon wissen wir, ob es Zeit für die Badesachen ist. Doch um globale Herausforderungen wie den Klimawandel zu verstehen, reicht der Blick vor die Haustür nicht aus. Dafür benötigen wir Daten aus den entlegensten Winkeln der Erde – auch aus dem All! Hier kommt der Satellit Sentinel-3 ins Spiel. Er misst die Temperatur der Erdoberfläche aus 800 km Höhe, selbst mitten im Ozean. In diesem Video zeigen wir, wie Sentinel-3 funktioniert und warum seine Daten entscheidend für das Verständnis von Phänomenen wie…

In diesem Video untersuchen wir, wie spiegelnde und diffuse Reflexion funktionieren und wie Radarsatelliten diese nutzen, um die Erdoberfläche aus dem Weltraum zu beobachten. Wir erklären, warum glatte Oberflächen wie Wasser oder Straßen das Radar-Signal vom Satelliten weg reflektieren und dadurch als dunkle Pixel erscheinen, während raue Oberflächen wie Vegetation das Signal in viele Richtungen streuen, heller wirken und so detaillierte Informationen über die Beschaffenheit der Erde liefern. Dabei wird anschaulich gezeigt, wie diese unterschiedlichen Reflexionsarten in Radarbildern sichtbar…

CO2 hauptverantwortlich für den momentan stattfindenden Klimawandel. Es gibt allerdings große Unsicherheiten, wer genau wie viel CO2 emittiert und wo wie viel CO2 von der Biosphäre aufgenommen wird. Satellitenmessungen der atmosphärischen CO2 Konzentration können dazu beitragen die anthropogenen Emissionen grenzübergreifend zu beobachten. In dieser Unterrichtseinheit können SuS mit Hilfe einer interaktiven Grafik atmosphärische CO2-Konzentrationen bestimmen sowie Herausforderungen bei Satellitenmessungen ableiten und diskutieren. Fächer: Naturwissenschaften Leitfrage: Wie können…

Am Beispiel des Braunkohletagebaus Hambach westlich von Köln werden die Entstehung und Lage von Braunkohle sowie die Abbautechniken genau erklärt. Ergänzend vergleichen und bewerten die Schülerinnen und Schüler die Entwicklung verschiedener durch den Braunkohleabbau geprägter Gebiete. Dabei sollen sie die Bedeutung des Braunkohleabbaus für die deutsche Energieversorgung verstehen und die Entwicklung nach der Rekultivierung einschätzen lernen. In dieser Unterrichtseinheit werden verschiedene Fernerkundungsdaten eingesetzt – von optischen Satellitendaten wie MODIS oder LANDSAT bis hin zu einem…

CO2 ist das wichtigste anthropogene Treibhausgas und hauptverantwortlich für den momentan stattfindenden Klimawandel. Hauptsächlich durch die Verbrennung fossiler Energieträger, stieg die atmosphärische CO2 Konzentration seit der industriellen Revolution kontinuierlich an. Im dieser Unterrichtseinheit können Schüler mit Hilfe einer interaktiven Grafik diesen Anstieg nachverfolgen, und die Prozesse die ihn verursacht haben nachvollziehen. Leitfrage: Wie können Klimawissenschaftler und Klimaleugner dieselben CO2 Konzentrationsmesswerte untersuchen und dabei zu konträren Aussagen gelangen?…

Satellitenbilder zeigen die Schönheit der Erde, ermöglichen neue Erkenntnisse in der Forschung und liefern wichtige Daten für zahlreiche Anwendungsbereiche. Doch was kann man auf ihnen wohl am häufigsten beobachten? Die Antwort: Wolken, Wolken und nochmals Wolken. Eine zeitlich lückenlose Beobachtung der Vorgänge auf der Erdoberfläche wird so natürlich erschwert. Doch es gibt Satelliten, für die Wolken kein Problem darstellen und die eine ganze Reihe von Eigenschaften haben, die sie zu wichtigen Werkzeugen für die Beobachtung unseres Planeten machen – die Radarsatelliten.

Diese Unterrichtseinheit beschäftigt sich mit den unterschiedlichen Strukturen von Städten in vier verschiedenen Kulturräumen der Erde. Das Lernmodul ist so aufgebaut, dass die Schüler/Innen in einem ersten Teil mehr über die Entwicklung und innere Differenzierung von Städten aus Mitteleuropa, den USA, Südamerika und den sozialistischen Staaten erfahren. Anhand von Schrägluftbildern und schematischen Illustrationen können sich die Schüler/Innen eigenständig über die kulturgenetische Entwicklung der ausgesuchten Stadtmodelle informieren. Im nächsten Schritt erfolgt der praktische Teil. Hier…

Zentrales Element dieser Unterrichtseinheit ist ein Satellitenfilm, der die Wetterphänomene im Verlaufe eines Tages darstellt. Mithilfe des Films wird die atmosphärische Zirkulation in den globalen Zusammenhang eingebettet und besonders einprägsam veranschaulicht. Der Film regt die Schülerinnen und Schüler zur Auseinandersetzung mit der Entstehung und den Zusammenhängen von Wolken- und Windsystemen, Konvektions- und Advektionsprozessen sowie globalen Austauschprozessen an. Niveau: leicht Voraussetzungen: Aufbau der Atmosphäre, Verdunstung, Kondensation, relative Feuchte,…