Thema im Unterricht: Starkregen
Wie kann man sich im Unterricht dem Thema Starkregen nähern? Bevor Materialien wie ein Erklärvideo zum Einsatz kommen, ist eine Begriffsklärung hilfreich: Starkregen ist vor allem in den Sommermonaten in allen Teilen Deutschlands eine nicht zu unterschätzende Gefahr. Fallen in einem bestimmten Gebiet sehr große Niederschlagsmengen in kurzer Zeit, so ist häufig von Starkregen die Rede. Solche Ereignisse treten meist kleinräumig auf und sind daher schwer vorherzusagen. Durch Starkregen werden oft Überschwemmungen und Sturzfluten ausgelöst. Diese führen zu erheblichen Schäden und sind zuweilen auch für Verletzte und Todesopfer verantwortlich.
Definition des Begriffes Starkregen
Allerdings ist der Begriff Starkregen nicht fachübergreifend einheitlich definiert. Der Deutsche Wetterdienst verwendet für die Darstellung der Starkregengefahr drei Stufen. Mit ihnen werden jeweils bestimmte Schwellenwerte der Niederschlagsmenge und -dauer definiert. Eine Warnung vor markantem Wetter wird ausgelöst, wenn Niederschlagsmengen von 15 bis 25l/m² in einer Stunde oder 20 bis 35l/m² in sechs Stunden erwartet werden.
Dagegen wird eine Unwetterwarnung ausgesprochen, wenn die erwarteten Niederschlagsmengen 25 bis 40l/m² in einer Stunde oder 35 bis 60l/m² in sechs Stunden betragen. Und schließlich erfolgt eine Warnung vor extremem Unwetter, wenn die erwarteten Niederschlagsmengen 40l/m² in einer Stunde oder 60l/m² in sechs Stunden überschreiten.
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Starkregen und seine Folgen: hier Überflutung in einer Siedlung
Klimawandel und Starkregen
Einzelne Ereignisse von Starkregen sind zunächst einmal singuläre Wettererscheinungen. Und sie lassen noch keine Rückschlüsse auf klimatische Entwicklungen zu. Gerade aufgrund ihrer Kleinräumigkeit und Kurzfristigkeit konnten Starkniederschläge bis in die jüngere Vergangenheit nicht immer präzise erfasst werden. Dies betrifft vor allem die Zeiträume vor der Nutzung von Wetterradardaten. Dadurch werden Analysen auf längeren Zeitskalen erschwert.
Dennoch zeigt eine Studie des Deutschen Wetterdienstes, dass sich für den Beobachtungszeitraum 2001 bis 2020 für Deutschland eine tendenzielle Zunahme der Anzahl und Ausdehnung konvektiver Starkregenereignisse feststellen lässt. Diese Studie wird durch Analysen auf der globalen Ebene unterstützt. So liegt die Zahl der Niederschlagsspitzenwerte für den Zeitraum 2006 bis 2016 um 30% über den Werten, die für klimatische Bedingungen ohne den Einfluss der menschengemachten globalen Erwärmung zu erwarten gewesen wären.
Regionale Unterschiede beim Starkregen
Bei Starkregenereignissen zeigen sich deutliche regionale Unterschiede. So wird für Mittel- und Nordeuropa eine Zunahme extremer Niederschlagsereignisse festgestellt. Dagegen nehmen die Werte für die ohnehin trockenen Regionen Südafrika und das westliche Nordamerika ab. Eine weitere Studie untersuchte die täglichen Niederschlagsrekorde im Zeitraum 1980 bis 2020.
Hier ergab sich ebenfalls auf globaler Ebene ein statistisch signifikanter Anstieg der Häufigkeit extremer Niederschlagsereignisse. Und auch der Weltklimarat IPCC hält es für „sehr wahrscheinlich“, dass mit zunehmender globaler Erwärmung Ereignisse von Starkregen in den meisten Regionen häufiger auftreten und an Intensität zunehmen werden (IPCC 2022, S. 9, 15).
Starkregen im Zusammenhang mit der Globalen Erwärmung
Es gibt einen wesentlichen Grund für das gehäufte Auftreten von Starkregen im Zuge der Globalen Erwärmung: Dieser kann darin gesehen werden, dass eine wärmer werdende Atmosphäre auch mehr Feuchtigkeit speichern kann.
So nimmt die maximale Wasserdampfaufnahmefähigkeit der Luft entsprechend der Clausius-Clapeyron-Gleichung pro Grad Celsius Erwärmung um etwa sieben Prozent zu. Damit sind prinzipiell auch häufigere und intensivere konvektive Niederschlagsereignisse zu erwarten. Die Tabelle M1 hilft, den Sachverhalt für den Unterricht faßbarer zu machen.
Maximale Wasserdampfaufnahmefähigkeit der Luft in Abhängigkeit von der Temperatur
| Temperatur | -5°C | 0°C | 5°C | 10°C | 15°C | 20°C | 25°C | 30°C | 35°C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| maximaler Wasserdampfgehalt | 3,3 g/m³ | 4,8 g/m³ | 6,8 g/m³ | 9,4 g/m³ | 12,8 g/m³ | 17,3 g/m³ | 23,1 g/m³ | 30,4 g/m³ | 39,6 g/m³ |
M1
Einbettung im Unterricht
Starkregen: Zusammenhänge mit dem Erklärvideo „Der Klimawandel“ erschließen
- Auch wenn es sich um ein fachübergreifendes Thema handelt, hat sich gerade die Geographie in den letzten Jahren stark dem Thema „menschengemachter Klimawandel“ angenommen. Somit findet es auch in den Lehrplänen und im Unterricht eine immer stärkere Berücksichtigung. Dabei geht es nicht nur um die naturwissenschaftliche Erklärung, sondern auch um die gesellschaftliche Relevanz. Damit leistet das Fach einen wichtigen Beitrag zur politischen Bildung und zur Bildung für nachhaltige Entwicklung.
- Das Thema Klimawandel hat nicht nur eine existenzielle Bedeutung, sondern auch eine hohe gesellschaftliche und mediale Relevanz. Es ist davon auszugehen, dass die meisten Schülerinnen und Schüler motiviert sind, sich mit dem Thema im Unterricht auseinanderzusetzen. Darüber hinaus zeigen sie eine hohe Bereitschaft, politische Lösungsansätze zu diskutieren und eigene Handlungsmöglichkeiten auszuloten. Aber die Komplexität des Themas sowie der Abstraktionsgrad der verwendeten Modelle sind hoch. Daher ist es umso wichtiger, den Schülerinnen und Schülern einen möglichst niedrigschwelligen Zugang zum Thema zu ermöglichen bzw. didaktisch reduzierte, anschauliche Unterrichtsmaterialien anzubieten. Aber andererseits soll das Thema in seiner ganzen Breite inhaltlich fundiert beleuchtet werden. Hier kann der Einsatz eines geeigneten Erklärvideos hilfreich sein.
Einsatz eines Erklärvideos im Unterricht
- Erklärvideos bieten sich vor allem dann als Unterrichtsmedien an, wenn Texte und Abbildungen nicht ausreichen, um komplexe oder sehr abstrakte Sachverhalte anschaulich und knapp zu erläutern. Durch die Verknüpfung von bewegten Bildern, dem gesprochenen Wort und Textelementen sprechen Erklärvideos mehrere Sinne gleichzeitig an. Auf diese Weise reduzieren sie die kognitive Belastung der Lernenden und werden verschiedenen Lernstilen gerecht. So können Erklärvideos durch ihre multisensorische Wirkung, eine ansprechende Gestaltung, eine geeignete erklärende Person und den Einsatz interaktiver Elemente sowohl die Motivation und Aufmerksamkeit der Schülerinnen und Schüler steigern, als auch den Lernerfolg erhöhen.
- Die Lernerfolge mit Erklärvideos sind besonders hoch, wenn interaktive Elemente oder geeignete Zusatzmaterialien eine individuelle und aktive Verarbeitung der dargebotenen Inhalte ermöglichen. Diesem Zweck dient die folgenden Kopiervorlagen und gleich darunter findet ihr unser Klett-Erklärvideo zum Klimawandel:
Vorschlag für den Einsatz im Unterricht
- Einstieg: Bildauswertung im Unterrichtsgespräch, z.B. über das Teaserbild des Artikels sowie das im Artikel abgebildete Foto. Beim Einstieg werden erste Hypothesen zum Zusammenhang von Starkregen und globaler Erwärmung entwickelt sowie Unterschiede zwischen Wetterereignis und klimatischer Entwicklung herausgearbeitet.
- Erarbeitung: Bearbeitung der Kopiervorlage (Aufgaben 1-3) in Verbindung mit dem ersten Teil des Erklärvideos „Der Klimawandel“ in Einzel- oder Partnerarbeit
- Sicherung: gemeinsame Besprechung der Arbeitsergebnisse im Unterrichtsgespräch
- Tipps zur Binnendifferenzierung: Lösungshilfen der beigefügten Kopiervorlage
- Weiterführende Unterrichtstipps: erarbeiten von Ursachen des Klimawandels und Handlungsmöglichkeiten in den folgenden Unterrichtseinheiten mithilfe des zweiten und dritten Teils des Erklärvideos
- Zeitansatz für das Unterrichtsbeispiel: eine Unterrichtsstunde
Quellen und Links
Deutscher Wetterdienst: Wetterlexikon – Starkregen
Deutscher Wetterdienst: Virtuelle Pressekonferenz der Strategischen Behördenallianz „Anpassungen an den Klimawandel, Pressemitteilung vom 26.08.2021
Paul Becker et al.: Die Entwicklung von Starkniederschlägen in Deutschland – Plädoyer für eine differenzierte Betrachtung. DWD: Offenbach am Main 2016, S. 1-7
Alexander Robinson et al.: Increasing heat and rainfall extremes now far outside the historical climate, in: climate and atmospheric science 45 vom 05.10.2001
James Ciarlo, Filippo Giorgi: An increase in global daily precipitation records in response to global warming based on reanalysis and observations vom 10.06.2024
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC): Sixth Assessment Report, WG II, Summary for Policymakers; IPCC 2022
Stefanie Findeisen, Sebastian Horn und Jürgen Seifried: Lernen durch Videos – Empirische Befunde zur Gestaltung von Erklärvideos, in: MedienPädagogik 10/2019, S. 16-36
Andreas Krämer und Sandra Böhrs: How Do Consumers Evaluate Explainer Videos? An Empirical Study on the Effectiveness and Efficiency of Different Explainer Video Formats, in: Journal of Education and Learning, Vol. 6, No. 1, 2017, S. 254-266
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