Geografie Prüfungsstoff 21.10.14
1.3 Untersuchungsgebiete der Geografie: Sie können die Teilbereiche der Geografie umschreiben und kennen die Inhalte und die Bedeutung des geografischen Werkzeugkastens.
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EXKURS: Die Entwicklung des Weltbildes: Sie können die verschiedenen Weltbilder erklären und ihre Bestandteile benennen. 1. Das geozentrische Weltbild 2. Das heliozentrische Weltbild 3. Modernes Weltbild 4. Sonnensystem: Sie kennen die wesentlichen Daten der Sonne / der Sterne. Sie können Planeten, Zwergplaneten, Asteroiden und Monde unterscheiden / erklären. Sie können Kometen, Meteore und Meteoriten unterscheiden. Sie können das galaktische System erklären.
1. Das geozentrische Weltbild: Wenn die Erde im Mittelpunkt des Alls steht, nennt man dieses Weltbild geozentrisch. Sonne und Mond durchziehen den Himmelsraum über der Erde. Die Sterne sind ferne Lichtpunkte. Claudius Ptolemäus fasste das Wissen seiner Zeit zusammen. Deshalb nennt man das geozentrische Weltbild auch das ptolemäische Weltbild. 2. Das heliozentrische Weltbild: Die Erde wurde als einer von vielen Planeten erkannt, die sich um die Sonne als Zentrum bewegen. Nicht nur das heliozentrische Weltbild wurde als richtig erkannt, sondern auch, dass die Sonne nur eine unter unzählig vielen Sonnen ist und dass jeder Fixstern ähnliche Eigenschaften wie unsere Sonne hat. Das heliozentrische Weltbild wird auch das kopernikanische Weltbild gennant (Nikolaus Kopernikus). BEIM HELIOZENTRISCHEN WELTBILD IST DIE ERDE NUR EINER VON VIELEN PLANETEN, DIE DIE SONNE UMKREISEN. DER MOND HINGEGEN BEWEGT SICH AUF EINER BAHN UM DIE ERDE. Johannes Kepler erkannte, dass die Umlaufbahnen der Planeten um die Sonne keine Kreise, sondern fast kreisförmige Ellipsen sind. Er formulierte auch die Gesetze zur Berechnung der Planetenbahnen. Schliesslich ist Isaac Newton zu erwähnen, der die Gravitationsgesetze fand. Die Gesetze erklären das Verharren der Planeten auf bestimmten Bahnen durch die Anziehungskraft der Massen. 3. Modernes Weltbild: Gemäss dem modernen Weltbild, auch galaktisches Weltbild genannt, beherbergt die möglicherweise unbegrenzte Weite des Alls eine endlich grosse Anhäufung von selbst leuchtenden und nicht leuchtenden Himmelskörpern. Die Himmelskörper stehen geordnet und Systeme bildend zueinander in Beziehung. Unsere Sonne ist nur einer der vielen selbst leuchtenden Körper (=Sterne) des gesamten Universums. 4. Sonnensystem: "Unser" Sonnensystem wird auch Planetensystem genannt. Dieses System umfasst als Zentralgestirn die Sonne, die um sie kreisenden 8 Planeten und ungefär 500'000 Zwergplaneten und weitere Kleinkörper sowie die um einzelne Planete kreisenden Monde. 4.1 Der Stern Sonne: Die Sonne ist unser nächster Stern. Sterne heissen alle selbst leuchtenden Himmelskörper. Es gibt keine fixen Sterne. Mit präzisen Messinstrumente kann man das heute nachweisen. Deshalb verwendet man das Wort "Fixstern" heute nicht mehr und spricht nur noch von Sternen. Nebst der Sonne kennen wir wohl einen weiteren Stern, den Polarstern. Unsere Sonne ist ein Stern mittlerer Grösse; kleine Sterne weisen einen 50-mal kleineren Durchmesser, grosse einen 500-mal grösseren als die Sonne auf. Die Sonne ist eine durch Gravitationskräfte zusammengehaltene Gaskugel. Im Sonnenzentrum, so schätzt man, herrschen Temperaturen von einigen Millionen Grad Celsius, an der Sonnenoberfläche sind 5500°C zu verzeichnen. Der Radius der Sonne beträgt 6.9599 x 10^8 m oder das 109-Fache des mittleren Erdradius. Trotz ihrer relativ bescheidenen Dichte ist ihre Anziehungskraft 274-mal so gross wie die der Erde, d.h., dass alle uns vertrauten Gewichtsgrössen auf der Sonne 274-mal schwerer wiegen. Weshalb sind die Sterne in der Lage, ständig Licht auszusenden? Kernreaktion -> dauernde Energiegewinnung reicht aus für Erwärmung der Materie bis Aussenden von sichtbarem Licht. Kann ein Stern erlöschen? Ja, wenn das für Kernreaktion notwendige Material, meist Wasserstoff, aufgebraucht ist. 4.2 Planeten, Zwerplaneten, Asteroiden und Monde: Um die Sonne kreisen acht, sich um die eigene Körperachse drehende, erkaltete und nicht mehr selbst leuchtende Himmelskörper, die Planeten. Die Planeten "kreisen" in elliptischen Bahnen in derselben Richtung um die Sonne. Die acht Planeten, beginnend beim sonnennächsten, heissen Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. (Mein Vater Erklärt Mir Jeden Sonntag Unseren Nachthimmel) Pluto kreist mit einer Entfernung von 29.5km und Merkur in einer Entfernung von 0.3km um die Sonne. Zwischen Mars und Jupiter bewegen sich auf Ellipsenbahnen etwa 500'000 kleinste Himmelskörper, die Felsblöcken recht ähnlich sind. Diese Kleinstplaneten heissen Asteroiden oder auch Planetoiden und weisen einen Durchmesser zwischen 20 und 40km auf. Monde sind kleine Himmelskörper, die, sich selbst drehend, einen Planeten relativ nahe umkreisen. Monde umkreisen die Planeten Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Unseren Mond wird oftmals auch Erdtrabant gennant. 4.3 Kometen, Meteore, Meteoriten: Die Kometen, auch Schweif- oder Haarsterne genannt, sind Himmelskörper von kleiner Masse, die in einer meist stark elliptischen Bahn die Sonne umlaufen. Bei grosser Sonnenentfernung ist der Komet unsichtbar. In Sonnennähe wird er von der Sonne zum Glühen angeregt, wird dadurch sichtbar und stösst oft glühende Gase aus, die dann einen Kometenschweif bilden. Durch diese Erscheinung verlieren aber die Kometen ständig Materie, verstreuen diese längs ihrer Bahn und zerfallen teilweise ganz in kleine Stücke, sodass nach einigen Umläufen um die Sonne ein Komet manchmal gar nicht mehr auftaucht. Die so verstreute Materie kann für uns sichtbar werden, wenn sie in die Nähe der Erde kommt. Gelangt sie nämlich in die Lufthülle, so wird sie durch Reibung glühend und als Meteor, auch Sternschnuppe genannt, sichtbar. Als Meteor bezeichnet man allgemein einen meist kleinen Himmelskörper, der in unsere Lufthülle eindringt und dank der hohen Geschwindigkeit durch Reibung aufglüht. Die meisten Meteore verglühen dabei völlig. Grössere können aber auch die Erdoberfläche erreichen und heissen dann Meteoriten. Solche können tiefe Krater aufreissen. 4.4 Galaktisches System: Wenn Sie in einer dunklen Nacht den Himmel studieren, sehen Sie ein milchig-weisses Band, welches quer über das Firmament verläuft. Dieses "milchige Band" nennt man Milchstrasse oder unsere Galaxis. All die Millionen von weissen Pünktchen, die dieses Band bilden, sind Sterne, und all diese Sterne gehören zum selben galaktisches System wie unsere Sonne. Ein galaktisches System ist somit eine Anhäufung von Sternen im sonst weitgehend leeren Weltraum. Die unserer Milchstrasse am nächsten liegende Galaxis ist der Andromeda-Galaxis. Das Hubble-Weltraumteleskop hat von einem kleinen Himmelsausschnitt eine Aufnahme mit einer Belichtungszeit von 11 Tagen gemacht (= Hubble Ultra Deep Field). Rechnet man die darin gefundenen Galaxien auf die ganze Himmelskugel hoch, so ergeben sich ungefär 100 Milliarden beobachtbare Galaxien. Die Galaxien bestehen aus unzähligen von Sternen. Diese geben den Galaxien meist ein charakteristisches Aussehenen: Oft erscheinen sie, wie unsere Milchstrasse, als flache Scheiben mit spiraligen Armen, als sog. Spiralnebel. Die Galaxien bewegen sich, und zwar mit riesigen Geschwindigkeiten, die aber verglichen mit den noch riesigeren Entfernung doch so klein sind, dass wir in einem Menschenleben nur kleine Veränderungen der Position einer Galaxie feststellen können. Je weiter eine Galaxie von uns entfernt ist, umso grösser ist ihre Geschwindigkeit. Das gerade beschriebene Phänomen würde man auch beobachten, wenn eine Anzahl von Teilchen plötzlich von einem Punkt aus mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten radial ausgeschleudert würde.
5. Die Bewegungen der Erde 5.1 Die Rotation der Erde: Sie können die Rotation der Erde und ihre Auswirkungen erklären. Sie kennen die Unterschiede der synodischen und der siderischen Zeit. Sie können Ortszeit, Weltzeit, Zonenzeit und Datumsgrenze unterscheiden und anwenden.
5.1 Die Rotation der Erde: Sämtliche von der Erde aus erkennbaren Gestirne bewegen sich auf Kreisbahnen von Oste nach West. Daraus hat man schon früh geschlossen, dass die Erde rotiert. Ein weiterer Hinweis auf die Erdrotation sind die Gezeiten. Auch Ablenkung (Corioliskraft) der Winde ist auf die Erdrotation zurückzuführen. Allgemein gilt, dass die Sonne - infolge der Erdrotation von Westen nach Osten - im Osten auf- und im Westen untergeht. Dies ist die scheinbare tägliche Sonnenbahn. alle 15° = eine Stunde (Zeitzonen) (BILD 2) Wir beobachten morgens gegen 06.00 Uhr in östlicher Richtung den Sonnenaufgang. Um 12.00 Uhr erreicht die Sonne den höchsten Punkt ihrer Bahn, den Kulminationspunkt. Der Kulminationspunkt weist auf der Nordhalbkugel exakt nach Süden. Abends, um 18.00 Uhr, taucht die Sonne unter den westlichen Horizont. Geht die Sonne täglich genau über demselben Horizontpunkt auf und unter? ->Nein Kulminiert die Sonne stets in gleicher Höhe? -> Nein Aufgabe: Jahreszeiten Sommer und Winter (BILD 3) Die synodische und siderische Zeit: Wir richten uns nach der Sonne und definieren die Zeitspanne zwischen zwei Sonnenhöchständen als einen Sonnentag oder synodischen Tag. Der synodische Tag dauert (durchschnittlich) 24 Stunden. Mithilfe des Sonnenuhrprinzips bist du in der Lage, den Sonnenhöchstand und somit die Mittagszeit zu erkennen. Nachts kann man sich auch zeitlich orientieren. An Stelle des für die Erde nahen Sternes Sonne wählst du einen Stern des nächtlichen Himmels als Bezugsgrösse. Die mittels Sternen ermittelte Tageslänge, der siderische Tag oder Sterntag, dauert ungefähr 4 Minuten weniger lang als die synodische Tageslänge. (BILD 4) Der synodische Tag (Blickwinkel zur Sonne) dauert 42h oder 361° der Erddrehung. Der siderische Tag (Blickwinkel zu den Sternen) dauert hingegen nur 23h 56min oder 360° der Erddrehung. 1 Winkelgrad Erddrehung entspricht knapp 4 Zeitminuten. Zeiteinteilung: A) Ortszeit Diese Zeit können wir auch als die Sonnenuhrzeit bezeichnen, d.h., der Sonnenstand diktiert die Zeit. Kulminiert die Sonne (vgl. Position 1), so ist es genau 12.00 Uhr; steht sie im Westen, also links von uns, wenn wir nach Norden (vgl. Position 2) schauen, so ist es 18.00 Uhr; steht sie im Osten (vgl. Position 3), so ist es 06.00 Uhr. Um Mitternacht steht die Sonne für uns unsichtbar im Norden. (BILD 5) Einen Nachteil aber weist die Ortszeit auf. Jeder Meridian hat seine eigene Sonnen- oder Ortszeit. Zwei benachbarte ganzzahlige Meridiane weisen nämlich eine Sonnendifferenz von 4 Minuten auf, denn 24 Stunden verteilen sich auf 360° Meridiane. B) Weltzeit Die Ortszeit des Greenwich-Meridians gilt als Weltzeit. Bei uns ist sie vor allem als GMT (= Greenwich Mean Time) bekannt. Heute wird aber die Weltzeit nicht mehr durch den Sonnengang bzw. die Erdrotation definiert, weil sich die Erde zu wenig regelmässig dreht. UTC (=Universal Time Coordinated) -> Atomuhren GMT=UTC C) Zonenzeit Da sich weder die Ortszeit noch die Weltzeit für den Alltagsgebrauch gut eignen, hat man die Zonenzeit eingeführt. Dabei wird die Erde in 24 gleich grosse Meridianzonen eingeteilt. Jeder restlos durch 15 teilbare Meridian ist ein Mittelmeridian einer über 15 Längengrade reichenden Zeitzone. Die Ortszeit des Mittelmeridians gilt als die für die entsprechende ganze Zeitzone gültige Zonenzeit. D) Datumsgrenze Schwierigkeiten bei einer Weltreise macht uns der 180. westliche oder östliche Meridian. Durch eine Umkreisung Richtung Westen würden wir einen Tag verlieren. Die Datumsgrenze, sie ist auf dem 180. Meridian fixiert, trennt den "wachsenden" neuen Tag vom "schrumpfenden" alten Tag ab. Wer die Datumsgrenze, auf der Osthalbkugel von Westen kommend nach Osten, sich also auf die Westhalbkugel begehend, überschreitet, fällt in den alten, gestrigen Tag zurück. (BILD 6 + 7) Da die Zeitzone mit der Datumsgrenze durch den Pazifik verläuft, fällt kein Landgebiet in beide Teile der Zeitzone. Auf diese Weise wird verhindert, dass es in einem Land zwei Daten hätte.
3. Das Geoid: Sie können die Form erklären.
Die Erdoberfläche ist uneben und mit verschiedenen Massen, Kontinenten und Gebirgen bestückt. Aus der Physik wissen wir, dass Körper sich gegenseitig anziehen. Die Anziehungs- oder Gravitationskräfte sind umso stärker, je grösser und näher die Massen sind. An jedem Punkt der Erde pendelt sich das Lot nach der Erdanziehung lotrecht oder eben senkrecht ein, angezogen von der grossen Erdmasse. Diese Richtung muss nicht genau zum Erdmittelpunkt zeigen. Für die tatsächliche Erdgestalt braucht es nun noch die horizontale Linie, die alle Punkte mit gleicher Erdanziehung verbindet. Diese Linie steht rechtwinklig zur Senkrechten. Verbinden wir die Horizontalen im Schnittbild zu einer Linie, entsteht die ausgebeulte Erdoberfläche. Also: Durch Unterschiede in der Erdanziehung entstehen dort "Beulen" in der Horizontalen, wo der Untergrund schwerer ist, d.h. eine grössere Masse hat.
1.2 Voraussetzungen für das Fach: Sie kennen die zentralen Fragestellungen für das Fach und können daraus weitere Fragen/Them ableiten.
Die Geografie fragt (W-Wörter der Geografie): - Wo ist etwas? - Wie ist etwas? - Warum ist es dort? - Welchen Einfluss hat es? - Wie sollte es zum gegenseitigen Nutzen von Mensch und Umwelt gestaltet werden?
A: Einleitung Geografie-welches sind ihre Inhalte? 1.1 Lernziele: Sie können: -Die Ziele und Aufgaben der Geografie aufzählen. -Die Geografie in ihre Teilgebiete gliedern und deren Inhalte beschreiben. -Die Konzepte der Geografie darlegen.
Die Geografie interessiert sich für Zusammenhänge und Wenn-dann-Beziehungen. Die Sichtweise der Geografie ist nicht nur weit im räumlichen Sinne, sie erfasst auch lange Zeiträume. Sie versucht, möglichst viele Aspekte einer Erscheinung zu berücksichtigen und in eine erklärende Gesamtsicht zu packen. Geografie ist Synthese. Im Zentrum der Geografie stehen der Mensch und seine Umwelt. Definition: Die Geografie ist die Lehre von der Umwelt des Menschen und vom wechselseitigen Beziehungsgefüge Mensch-Umwelt in räumlicher Sicht.
2. Das Rotationsellipsoid: Sie können das Rotationsellipsoid begründen und kennen die Grössenverhältnisse.
Die Kugelgestalt, in der Projekten ein Kreis, wird zu einer räumlichen Ellipse, dem Ellipsoid, verformt. Da diese Verformung durch die Rotation zustande kommt, heisst die neue Form Rotationsellipsoid. Die Abplattung ist allerdings sehr klein. Auf Fotos der Erde ist die Abplattung nicht zu sehen.
5.2 Die Revolution der Erde; Jahreszeiten: so weit wie behandelt
Die jährliche Wanderung der Erde um die Sonne heisst Erdrevolution. Die Revolution dauert 365.256 Tage, sodass alle vier Jahre ein Schaltjahr eingeschoben wird. Die Ebene, die durch die Bahn der Erde um die Sonne bestimmt ist, heisst Ekliptik oder Erdbahnebene. Sie weist die Form einer kreisnahen Ellipse auf. Die Sonne steht nicht im Mittelpunkt M der Ellipse, sie ist um den Exzentritätswert "e" der grossen Halbachse "a" bezüglich des Mittelpunktes versetzt. Die kleinste Entfernung der Erde zur Sonne heisst Perihel, sie wird etwa am 2. Januar erreicht. Die grösste heisst Aphel, sie wird etwa am 2. Juli erreicht. (BILD 8) Die Erdachse ist 23,5° aus der Lotrechten zur Ekliptik gekippt. Das Besondere der Erdachse ist, dass ihre Schrägstellung stets in die gleiche Richtung, nämlich zum nahezu unendlich weit entfernten Polarstern, weist. Am 21. Dezember strahlt die Sonne senkrecht auf den Breitenkreis mit 23,5° südlicher Breite, den südlichen Wendekreis, auf der Nordhalbkugel beginnt der Winter. Ein halbes Jahr später scheint die Sonne senkrecht auf den nördlichen Wendekreis mit 23,5° nördlicher Breite. Der nördliche und südliche Polarkreis trennen die Zone der Polartage und Polarnächte ab, zwischen den Polarkreisen und den Polen. (BILD 9)
C: Die Erde als Himmelskörper 1. Die Kugelgestalt der Erde: Sie kennen Beweise für die Kugelgestalt. Sie kennen die wichtigsten Erdmasse.
Ein Körper, dessen Ansichten stets gleich grosse Kreisflächen bilden, muss eine Kugel sein. Beweise: - Satelitenansicht - Sonnenauf- und Sonnenuntergang - Erdschatten bei Mondfinsternis - Schifffahrt -> Horizont unterschiedl. Sonnenbahnen an Orten versch. geogr. Breite Erdmasse: Mittlerer Erdradius: 6'370 km Mittlerer Erdumfang: 40'000 km Erdoberfläche: 510 Mio. km2
B: Der Lebensraum Erde 1. Geosphären: Sie kennen die Inhalte der Geosphären und können diese mit eigenen Beispielen ergänzen. Sie können die Überschneidungen zwischen den einzelnen Sphären erklären. Sie können einen beliebigen Lebensraum aufgrund der Geosphären beurteilen und Veränderungen anhand von Abbildungen erklären. Sie kennen die Einflussfaktoren auf einen Lebensraum. 1.1 Lithosphäre 1.2 Atmosphäre 1.3 Pedosphäre 1.4 Hydrosphäre 1.5 Biosphäre
Geosphären: Das Geosphärenmodell gibt die Möglichkeit, die vielfältigen Themen der Umwelt und des menschlichen Lebens in einen Zusammenhang zu stellen. Die Erde wird somit ganzheitlich betrachtet unter dem Aspekt der Wechselwirkungen zwischen den Geosphären. Das Modell dient dazu, die verschiedenen Aufgaben der Geografie in ein System zu integrieren, in dem sie einzelnen oder mehreren Sphären zugeteilt werden. Komplexe Vorgänge werden vereinfacht und reduziert auf relevante Bestandteile. Das Sphärenmodell suggeriert beispielsweise, das Bodenprozesse isoliert von klimatischen Vorgängen oder dem Wasserkreislauf ablaufen. Das ist in Realität nie der Fall. Eine Übertragung und Überprüfung von im Modell gewonnenen Erkentnissen in die Wirklichkeit ist deshalb notwendig. Lithosphäre: Die Lithosphäre ist die äusserste Schicht des Erdmantels. Sie stellt einen wesentlichen Teil der anorganischen Grundlage für die Bio- und Pedosphäre und insbesondere für die Pflanzenwelt dar. Die Lithosphäre liegt über der Asthenosphäre und besteht aus ozeanischen oder kontinentalen Krusten. Sie ist in sieben grosse und weitere kleine Platten unterteilt, die in ständiger Bewegung sind. Atmosphäre: Die Atmosphäre ist die gasförmige Hülle, die die Erde umgibt. Sie zeigt einen vertikalen Aufbau und ist in verschiedene Schichten unterteilt. Pedosphäre: Die Pedosphäre bezeichnet den Lebensraum Boden. Boden entsteht wenn Gesteine an der Erdoberfläche durch klimatische Prozesse verwittern. Weil sich die natürlichen Gegebenheiten unterscheiden, entwickeln sich ganz unterschiedliche Bodentypen. Hydrosphäre: Die Hydrosphäre umfasst alle ober- und unterirdischen Wasservorkommen auf der Erde. Hierzu gehören das stehende Wasser der Weltmeere und Seen und das fliessende Wasser aller Flüsse, aber auch das Wasser im Untergrund wie Grundwasser und Bodenwasser, sowie das Wasser in der Atmosphäre. Auch die Kryosphäre ist ein Teil der Hydrosphäre. Sie besteht aus Meereis, Inlandeis, Eis in Permafrostböden, Gletschern, Schelfeis und mit Schnee bedeckten Flächen. Biosphäre: Die Biosphäre bezeichnet die gesamte belebte Umwelt, also jenen Bereich der Erde, der von lebenden Organismen bewohnt ist. Divergenzen (auseinander) <- -> Konvergenzen (gegeneinander) -> <-
4. Die Erdoberflächengestalt: Sie können die hypsografische Kurve in ihre Unterteilung beschriften und erklären.
Wir wollen wissen, wie die feste Erdoberfläche, also das - trockene- Festland und die Meeresböden bezüglich der Höhe über und unter dem Meer verteilt sind. Die Darstellung, die diesen Sachverhalt erläutert, heisst hypsografische Kurve. (BILD 1)
