Erdmagnetfeld und Physik der oberen Atmosphäre: Theorie, Beobachtung und Interpretation - Einzelansicht

Das Erdmagnetfeld ist unser natürlicher Schutz vor solarer und kosmischer Partikelstrahlung. Auch ist es von hoher gesellschaftlicher Bedeutung, zum Beispiel in der Navigation. Das Erdmagnetfeld entsteht zu 95% durch Prozesse im flüssigen äußeren Kern. Weitere Quellen sind die Erdkruste, elektrische Ströme in der oberen Atmosphäre und im erdnahen Weltraum, sowie Ozeanströme.

Der Kurs gibt einen Überblick über unser aktuelles Verständnis zum Erdmagnetfeld, seinen Quellen und seine Variabilität. Dies beinhaltet die Beschreibung der verschiedenen Beiträge und die Einführung und Interpretation von relevanten, vom Boden und von Satelliten gemessenen Datensätzen. Standardisierte mathematische Methoden der Magnetfelddatenanalyse werden vorgestellt, um die verschiedenen Quellen des Erdmagnetfeldes zu beschreiben.

Eine Einführung in die grundlegenden physikalischen Gesetze zur Entstehung und zum Verhalten der Hochatmosphäre und Ionosphäre sowie zur Ausbildung elektrischer Stromsysteme im erdnahen Weltraum wird gegeben. Diese Stromsysteme sind ein wichtiger Bestandteil des Weltraumwetters und auch für die Entstehung der sogenannten magnetischen Stürme verantwortlich.

Der Kurs beinhaltet eine Exkursion ans Geomagnetischen Observatorium Niemegk.

Skripte der Studenten während den Vorlesungen
Zum Beispiel:
G. Backus, Foundations of Geomagnetism, Cambridge University Press, 1996.
G. W. Prölss, Physics of the Earth’s Space Environment. Springer Berlin Heidelberg New York, 2004.
Michael C. Kelley, The Earth’s Ionosphere. Second edition. Elsevier, 2009.

Bei einer sehr kleinen Gruppe kann die Lehrform angepasst werden.

Grundlagen der Mathematik, Geophysik und/oder Physik (BSc Geophysik, Physik, Mathematik oder Ähnliche). Grundlagen in der Programmierung.

Angesprochene Studiengruppen:

MSc Geowissenschaften/Geophysik, MSc Physik, MSc Mathematik

Mündliche Prüfung / Klausur (je nach Teilnehmeranzahl)

Lernziele:

Beschreibung grundlegender Strukturen des Erdmagnetfeldes. Benennung der wichtigsten Quellen des Erdmagnetfeldes und ihrer zeitlichen Variabilität. Grundlegendes Verständnis der empirischen Magnetfeldmodellierung und der dazu angewandte mathematischer Methoden. Interpretation der Geometrie und Stärke von elektrischen Strömen im erdnahen Weltraum. Fähigkeit, grundlegende physikalische Prozesse in der Hochatmosphäre quantitativ zu beschreiben. Einführung in die Messmethodik.

MSc Geowissenschaften/Geophysik, MSc Physik, MSc Mathematik