Modul: Dynamische Umweltsysteme simulieren

Das hier aufgeführte Modul basiert auf in den Amtlichen Bekanntmachungen der Universität Potsdam veröffentlichten Studien- und Prüfungsordnungen.
Verbindliche Regelungswirkung haben nur die veröffentlichten Ordnungen.

GEE-M-MK7: Dynamische Umweltsysteme simulieren

Anzahl der Leistungspunkte (LP):
6 LP

Modulart (Pflicht- oder Wahlpflichtmodul):	Abhängig vom Studiengang (siehe unten)
Inhalte und Qualifikationsziele des Moduls:	Inhalte Numerische Simulationsmodelle sind mächtige Werkzeuge und aus der Geoökologie nicht mehr wegzudenken. Sie erlauben es, unser Verständnis von Umweltsystemen zu formalisieren, Hypothesen zu prüfen und Experimente zu durchzuführen, die in der „wirklichen“ Welt unmöglich wären. Allerdings werden viele Modelle genutzt, ohne ihr Innenleben wirklich zu verstehen – und damit auch ihre Fehler und Grenzen. Dabei sind gerade Fehler und Modellgrenzen bestimmende Merkmale eines Modells und die Abstraktion von der „wirklichen Welt“ zur „Modellwelt“ ein wesentlicher Schritt wissenschaftlichen Denkens und Arbeitens. Dieses Modul vermittelt den Studierenden wesentliche Konzepte der Umweltmodellierung und der Umweltsystemanalyse mit besonderem Augenmerk auf zeitabhängige Systeme, ihre Dynamik und ihre Stabilität – mit Beispielen aus Physik, Hydrologie, Limnoökologie, Umweltchemie und Ressourcenmanagement. Dabei lernen wir die gewöhnliche Differentialgleichung als universelles Werkzeug der Umweltmodellierung kennen. Qualifikationsziele 1. Fachkompetenzen Die Studierenden... sind mit wesentlichen Elementen der konzeptionellen und quantitativen Modellentwicklung und der Umweltsystemanalyse vertraut, kennen die Bedeutung der Gewöhnlichen Differentialgleichung 1. Ordnung und die fundamentalen Unterschiede im Verhalten linearer und nicht-linearer Differentialgleichungen, können das Konzept und die Relevanz stabiler und instabiler Gleichgewichte anhand unterschiedlicher Umweltsysteme erklären. 2. Methodenkompetenzen Die Studierenden... sind in der Lage, unter Verwendung der Programmiersprache R gegebene Fragestellungen in Programmcode umzusetzen, können einfache dynamische Modelle durch geeignete Gleichungen darstellen, können sie mit Hilfe numerischer Näherungsverfahren lösen und mit Hilfe analytischer Methoden auf ihr Grenzverhalten hin untersuchen, kennen grundlegende Konzepte und Werkzeuge, um mit Hilfe von Beobachtungsdaten konzeptionelle Modellparameter zu kalibrieren und die Validität eines Modells qualitativ und quantitativ einzuschätzen. 3. Handlungskompetenzen Die Studierenden verstehen die Potenziale und die Grenzen von Simulationsmodellen und können dieses Verständnis für den Einsatz und die Interpretation von Modellen und Modelldaten in unterschiedlichen geoökologischen Handlungsfeldern einbringen (Umweltmanagement, Szenarienanalyse, Systemdesign).
Modul(teil)prüfungen (Anzahl, Form, Umfang, Arbeitsaufwand in LP):	Eine Prüfung der folgenden Formen: Klausur, 90 Minuten Mündliche Prüfung, 30 Minuten Bericht, 10-20 Seiten
Selbstlernzeit (in Zeitstunden (h)):	120

Veranstaltungen (Lehrformen)	Kontaktzeit (in SWS)	Prüfungsnebenleistungen (Anzahl, Form, Umfang)		Lehrveranstaltungsbegleitende Modul(teil)prüfung (Anzahl, Form, Umfang)
Veranstaltungen (Lehrformen)	Kontaktzeit (in SWS)	Für den Abschluss des Moduls	Für die Zulassung zur Modulprüfung
Numerik und Simulation (Vorlesung und Übung)	2	-	-	-
Umweltsysteme: Dynamik und Stabilität (Vorlesung und Übung)	2	-	-	-


Häufigkeit des Angebots:	WiSe
Voraussetzung für die Teilnahme am Modul:	Empfohlen: GEE-M-MK6 Fundamente der Umweltdatenverarbeitung
Anbietende Lehreinheit(en):	Geoökologie

Zuordnung zu Studiengängen	Modulart
Master of Science Geoökologie WiSe 2021/22	Wahlpflichtmodul
Fakultätskatalog Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät WiSe 2016/17	Abhängig vom Studiengang