Das Herbstsemester 2020 findet in einer gemischten Form aus Online- und Präsenzunterricht statt.
Bitte lesen Sie die publizierten Informationen zu den einzelnen Lehrveranstaltungen genau.

Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2016

Umweltnaturwissenschaften Bachelor Information
Naturwissenschaftliche und technische Wahlfächer
Naturwissenschaftliche Module
Biomedizin
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
227-0399-10LPhysiology and Anatomy for Biomedical Engineers I Information W3 KP2GH. Niemann
KurzbeschreibungThis course offers an introduction into the structure and function of the human body, and how these are interlinked with one another. Focusing on physiology, the visualization of anatomy is supported by 3D-animation, Computed Tomography and Magnetic Resonance imaging.
LernzielTo understand basic principles and structure of the human body in consideration of the clinical relevance and the medical terminology used in medical work and research.
Inhalt- The Human Body: nomenclature, orientations, tissues
- Musculoskeletal system, Muscle contraction
- Blood vessels, Heart, Circulation
- Blood, Immune system
- Respiratory system
- Acid-Base-Homeostasis
SkriptLecture notes and handouts
LiteraturSilbernagl S., Despopoulos A. Color Atlas of Physiology; Thieme 2008
Faller A., Schuenke M. The Human Body; Thieme 2004
Netter F. Atlas of human anatomy; Elsevier 2014
551-0317-00LImmunology I Information W3 KP2VA. Oxenius, M. Kopf
KurzbeschreibungEinführung in strukturelle und funktionelle Eigenschaften des Immunsystems.
Grundlegendes Verständnis der Mechanismen und der Regulation einer Immunantwort.
LernzielEinführung in strukturelle und funktionelle Eigenschaften des Immunsystems.
Grundlegendes Verständnis der Mechanismen und der Regulation einer Immunantwort.
Inhalt- Einleitung und historischer Hintergrund
- Angeborene und adaptive Immunantwort, Zellen und Organe des Immunsystems
- B Zellen und Antikörper
- Generation von Diversität
- Antigen-Präsentation und Histoinkompatibilitätsantigene (MHC)
- Thymus und T Zellselektion
- Autoimmunität
- Zytotoxische T Zellen und NK Zellen
- Th1 und Th2 Zellen, regulatorische T Zellen
- Allergien
- Hypersensitivititäten
- Impfungen und immun-therapeutische Interventionen
SkriptDie Studenten haben elekronischen Zugriff auf die Vorlesungsunterlagen. Der Link ist unter "Lernmaterialien" zu finden.
Literatur- Kuby, Immunology, 7th edition, Freemen + Co., New York, 2009
Voraussetzungen / BesonderesImmunology I (WS) und Immunology II (SS) werden in einer Sessionsprüfung im Anschluss an Immunology II als eine Lerneinheit geprüft.
752-6001-00LIntroduction to Nutritional Science Information W3 KP2VM. B. Zimmermann, C. Wolfrum
KurzbeschreibungDieser Kurs bietet eine Einführung in die Grundlagen der Mikro- und Makronährstoffe. Mikronährstoffe umfassen fett- und wasserlösliche Vitamine, Mineralien und Spurenelemente. Makronährstoffe umfassen Proteine, Fett und Kohlenhydrate. Der Kurs umfasst die Bereiche Verdauung, Bioverfügbarkeit, Metabolismus und Ausscheidung sowie die Kontrolle der Energie Homöostase.
LernzielEinführung der Studenten in die Bereiche Makro- und Mikronährstoffe im Bezug auf Ernährung und Metabolismus.
InhaltDer Kurs ist in zwei Teile unterteilt. Die Vorlesungen zu Mikronährstoffen werden von Prof. Zimmermann, die Vorlesungen zu Makronährstoffen werden von Prof. Wolfrum gegeben. Der Bereich Mikronährstoffe umfasst fett- und wasserlösliche Vitamine, Mineralien und Spurenelemente. Der Bereich Makronährstoffe dient der Einführung in die grundlegenden Aspekte der Nahrungswissenschaften in Bezug auf Proteine, Kohlenhydrate und Fette. Die Nährstoffe werden im Hinblick auf Verdauung, Absorption und Metabolismus besprochen. Spezielle Aspekte der Homöostase und Homeorhese werden ebenfalls behandelt.
SkriptEs gibt kein Skript, die Powerpoint Präsentationen werden zur Verfügung gestellt.
LiteraturElmadfa I & Leitzmann C: Ernährung des Menschen
UTB Ulmer, Stuttgart, 4. überarb. Ausgabe 2004
ISBN-10: 3825280365; ISBN-13: 978-3825280369

Garrow JS and James WPT: Human Nutrition and Dietetics
Churchill Livingstone, Edinburgh, 11th rev. ed. 2005
ISBN-10: 0443056277; ISBN-13: 978-0443056277
Bodenwissenschaften
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
701-0533-00LBodenchemieW3 KP2GR. Kretzschmar, D. I. Christl
KurzbeschreibungDieser Kurs behandelt chemische und biogeochemische Prozesse in Böden und deren Einfluss auf das Verhalten und Kreisläufe von Nähr- und Schadstoffen in terrestrischen Systemen. Konzeptionelle Ansätze zur quantitativen Beschreibung der Prozesse werden eingeführt.
LernzielVerständnis wichtiger chemischer Eigenschaften und Prozesse in Böden, und wie sie das Verhalten (z.B. chemische Bindungsform, Bioverfügbarkeit, Mobilität) von Nährstoffen und Schadstoffen beeinflussen.
InhaltWichtige Themen sind die Struktur und Eigenschaften von Tonmineralen und Oxiden, die Chemie der Bodenlösung, Gasgleichgewichte, Ausfällung und Auflösung von Mineralphasen, Kationenaustausch, Oberflächenkomplexierung, Chemie der organischen Substanz, Redoxreaktionen in überfluteten Böden, Bodenversauerung und Bodenversalzung.
SkriptHandouts in der Vorlesung.
Literatur- Ausgewählte Kapitel aus: Encyclopedia of Soils in the Environment, 2005.
- Kapitel 2 und 5 in Scheffer/Schachtschabel - Lehrbuch der Bodenkunde, 16. Auflage, Spektrum, 2010.
701-0535-00LEnvironmental Soil Physics/Vadose Zone Hydrology Information W3 KP2G + 2UD. Or
KurzbeschreibungThe course provides theoretical and practical foundations for understanding and characterizing physical and transport properties of soils/ near-surface earth materials, and quantifying hydrological processes and fluxes of mass and energy at multiple scales. Emphasis is given to land-atmosphere interactions, the role of plants on hydrological cycles, and biophysical processes in soils.
LernzielStudents are able to
- characterize quantitative knowledge needed to measure and parameterize structural, flow and transport properties of partially-saturated porous media.
- quantify driving forces and resulting fluxes of water, solute, and heat in soils.
- apply modern measurement methods and analytical tools for hydrological data collection
- conduct and interpret a limited number of experimental studies
- explain links between physical processes in the vadose-zone and major societal and environmental challenges
InhaltWeeks 1 to 3: Physical Properties of Soils and Other Porous Media – Units and dimensions, definitions and basic mass-volume relationships between the solid, liquid and gaseous phases; soil texture; particle size distributions; surface area; soil structure. Soil colloids and clay behavior

Soil Water Content and its Measurement - Definitions; measurement methods - gravimetric, neutron scattering, gamma attenuation; and time domain reflectometry; soil water storage and water balance.

Weeks 4 to 5: Soil Water Retention and Potential (Hydrostatics) - The energy state of soil water; total water potential and its components; properties of water (molecular, surface tension, and capillary rise); modern aspects of capillarity in porous media; units and calculations and measurement of equilibrium soil water potential components; soil water characteristic curves definitions and measurements; parametric models; hysteresis. Modern aspects of capillarity

Demo-Lab: Laboratory methods for determination of soil water characteristic curve (SWC), sensor pairing

Weeks 6 to 9: Water Flow in Soil - Hydrodynamics:
Part 1 - Laminar flow in tubes (Poiseuille's Law); Darcy's Law, conditions and states of flow; saturated flow; hydraulic conductivity and its measurement.

Lab #1: Measurement of saturated hydraulic conductivity in uniform and layered soil columns using the constant head method.

Part 2 - Unsaturated steady state flow; unsaturated hydraulic conductivity models and applications; non-steady flow and Richard’s Eq.; approximate solutions to infiltration (Green-Ampt, Philip); field methods for estimating soil hydraulic properties.
Midterm exam

Lab #2: Measurement of vertical infiltration into dry soil column - Green-Ampt, and Philip's approximations; infiltration rates and wetting front propagation.

Part 3 - Use of Hydrus model for simulation of unsaturated flow


Week 10 to 11: Energy Balance and Land Atmosphere Interactions - Radiation and energy balance; evapotranspiration definitions and estimation; transpiration, plant development and transpirtation coefficients – small and large scale influences on hydrological cycle; surface evaporation.

Week 12 to 13: Solute Transport in Soils – Transport mechanisms of solutes in porous media; breakthrough curves; convection-dispersion eq.; solutions for pulse and step solute application; parameter estimation; salt balance.

Lab #3: Miscible displacement and breakthrough curves for a conservative tracer through a column; data analysis and transport parameter estimation.

Additional topics:

Temperature and Heat Flow in Porous Media - Soil thermal properties; steady state heat flow; nonsteady heat flow; estimation of thermal properties; engineering applications.

Biological Processes in the Vaodse Zone – An overview of below-ground biological activity (plant roots, microbial, etc.); interplay between physical and biological processes. Focus on soil-atmosphere gaseous exchange; and challenges for bio- and phytoremediation.
SkriptClassnotes on website: Vadose Zone Hydrology, by Or D., J.M. Wraith, and M. Tuller
(available at the beginning of the semester)
http://www.step.ethz.ch/education/active-courses/vadose-zone-hydrology
LiteraturSupplemental textbook (not mandatory) -Environmental Soil Physics, by: D. Hillel
651-3525-00LIngenieurgeologieW3 KP3GS. Löw
KurzbeschreibungDiese Lehrveranstaltung behandelt in einem ersten Block die geologisch-geotechnische Charakterisierung und das Verhalten der Locker- und Festgesteine, sowie die Ermittlung der entsprechenden Eigenschaften in Feld- und Laborversuchen. Anschliessend werden diese Grundlagen auf Problemstellungen im Grundbau, Untertagebau und geologische Naturgefahren angewendet.
LernzielKennenlernen und Anwenden der Grundlagen der Ingenieurgeologie in Lockergesteinen und Fels.
InhaltKlassifikation von Lockergesteinen, bodenmechanische Gesteinskennwerte und ihre Ermittlung. Spannungen, Setzungen und Grundbrüche in Lockergesteinen. Geotechnische Kennwerte von Diskontinuitäten und Störzonen und ihre Ermittlung. Massstabseffekte, Verhalten und Klassifikation von Festgesteinen. Natürliche Spannungen, Spannungsumlagerungen und Spannungsmessungen in Festgesteinen. Stabilität von Böschungen und in Locker- und Festgesteinen. Eigenschaften und mechanische Prozesse von Locker- und Festgesteinen im Untertagebau. Geologische Massenbewegungen.
SkriptSkriptum und Übungsaufgaben stehen als Download zur Verfügung (unter Kursunterlagen).
LiteraturPRINZ, H. & R. Strauss (2006): Abriss der Ingenieurgeologie. - 671 S., 4. Aufl., Elsevier GmbH (Spektrum Verlag).

CADUTO, D.C. (1999): Geotechnical Engineering, Principles and Practices. 759 S., 1. Aufl., (Prentice Hall)

LANG, H.-J., HUDER, J. & AMMAN, P. (1996): Bodenmechanik und Grundbau. Das Verhalten von Böden und die wichtigsten grundbaulichen Konzepte. - 320 S., 5.Aufl., Berlin, Heidelberg etc. (Springer).

HOEK, E. (2007): Practical Rock Engineering - Course Notes. http://www.rocscience.com/hoek/PracticalRockEngineering.asp

HUDSON, J.A. & HARRISON, J.P. (1997): Engineering Rock Mechanics. An Introduction to the Principles. - 444 S. (Pergamon).
Methoden der statistischen Datenanalyse
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
701-0105-00LMathematik VI: Angewandte Statistik für UmweltnaturwissenschaftenW3 KP2GC. Bigler, U. Brändle, M. Kalisch, L. Meier
KurzbeschreibungStatistische Verfahren aus aktuellen Publikationen der Umweltnaturwissenschaften werden vorgestellt und angewendet. Die Teilnehmenden können Methoden nachvollziehen und beschreiben, Datensätze bereinigen, diese mit dem Softwarepaket R analysieren und Resultate in geeigneter Form darstellen. Sie können Stärken und Schwächen behandelter Verfahren für gegebene Anwendungsgebiete beschreiben.
LernzielDie Studierenden können
- geeignete statistische Methoden für die Datenanalyse in ihrem Fachgebiet nutzen.
- Datensätze mit Hilfe von explorativen Methoden charakterisieren.
- Datensätze auf ihre Tauglichkeit für die Beantwortung einer gegebenen Fragestellung prüfen, für den Import in ein Statistikprogramm aufbereiten und die Analyse durchführen.
- statistische Auswertungen interpretieren und für Präsentationen und Publikationen grafisch aufbereiten.
- Grundlagen von statistischen Methoden in aktuellen Papers beschreiben.
- das Softwarepaket R für statistische Analysen anwenden
InhaltStatistische Methoden: Regression (lineare Modelle; generalisierte lineare Modelle; GLMs); Varianzanalyse; gemischte Modelle für gruppierte Daten (mixed-effects models); Fragebogenstatistik; Tests (t Test; Chiquadrat Test; Fisher Test); Power-Analyse

Werkzeuge: Explorative Datenanalyse für Hypothesenbildung; Auswahlverfahren für geeignete statistische Verfahren; Datenaufbereitung (Excel -> R; Datenbereinigung); graphische Darstellung von Resultaten; statistische Verfahren in Publikationen erkennen
Wir arbeiten mit dem Softwarepaket R.

Form: Im Wochenrhythmus finden alternierend Einführungen in eine neue Methode und Übungsstunden zum Thema statt.
Voraussetzungen / BesonderesBesuch von "Mathematik IV: Statistik" oder vergleichbare Lehrveranstaltung
701-1671-00LSampling Techniques for Forest InventoriesW3 KP2VD. Mandallaz
KurzbeschreibungIntroduction to design and model assisted sampling theory for finite populations as well as to the infinite population model for forest inventory. Two-phase two-stage forest inventories with simple or cluster sampling. Small area estimation. Presentation of the Swiss National Inventory.
Short introduction to Kriging techniques.
LernzielStudents should have a good understanding of the concepts of general sampling theory in a modern framework. They should also master the specific problems arising in forest inventory and be able, if necessary, to read more specialized books or research papers.
InhaltInclusion probabilities. Horwitz-Thompson estimates. Simple random sampling. Stratified sampling. PPS sampling and multi-stage sampling. Model assisted procedures. Formalism of sampling theory in forest inventory. One-phase simple and cluster sampling schemes. Two-phase two-sampling schemes. Model-dependent and model assisted procedures. Small area estimation. Kriging techniques. The Swiss National Forest Inventory.
SkriptSampling techniques for forest inventories. Daniel Mandallaz, Chapman and Hall. A free electronic copy of the book is also available. A PDF file containing parts of the book will be mailed to the participants
LiteraturSampling methods for multiresource forest inventory. H.T. Schreuder, T.G. Gregoire, G.B. Wood, 1993, Wiley.
Model assisted survey sampling, C.E. Särndal, B. Swenson, J. Wretman, 2003, Springer.
Sampling methods, remote sensing and GIS multisource forest inventory
M. Köhl, S. Magnussen, M. Marchetti, 2006, Springer.
Sampling techniques for forest inventories, Daniel Mandallaz, 2007, Chapman and Hall.
T.G. Gregoire, H.T. Valentine. Sampling strategies for natural resources and the environment, Chapman and Hall.
Voraussetzungen / BesonderesA simulation software will be used throughtout the lectures to illustrate the theoretical developments. Upon request a half day field demonstration can be organized at the WSL outside the lecture time. A repetitorium for the exam is also offered.
401-0625-01LApplied Analysis of Variance and Experimental Design Information W5 KP2V + 1UL. Meier
KurzbeschreibungPrinciples of experimental design. One-way analysis of variance. Multi-factor experiments and analysis of variance. Block designs. Latin square designs. Split-plot and strip-plot designs. Random effects and mixed effects models. Full factorials and fractional designs.
LernzielParticipants will be able to plan and analyze efficient experiments in the fields of natural sciences. They will gain practical experience by using the software R.
InhaltPrinciples of experimental design. One-way analysis of variance. Multi-factor experiments and analysis of variance. Block designs. Latin square designs. Split-plot and strip-plot designs. Random effects and mixed effects models. Full factorials and fractional designs.
LiteraturG. Oehlert: A First Course in Design and Analysis of Experiments, W.H. Freeman and Company, New York, 2000.
Voraussetzungen / BesonderesThe exercises, but also the classes will be based on procedures from the freely available, open-source statistical software R, for which an introduction will be held.
401-0649-00LApplied Statistical Regression Information W5 KP2V + 1UM. Dettling
KurzbeschreibungThis course offers a practically oriented introduction into regression modeling methods. The basic concepts and some mathematical background are included, with the emphasis lying in learning "good practice" that can be applied in every student's own projects and daily work life. A special focus will be laid in the use of the statistical software package R for regression analysis.
LernzielThe students acquire advanced practical skills in linear regression analysis and are also familiar with its extensions to generalized linear modeling.
InhaltThe course starts with the basics of linear modeling, and then proceeds to parameter estimation, tests, confidence intervals, residual analysis, model choice, and prediction. More rarely touched but practically relevant topics that will be covered include variable transformations, multicollinearity problems and model interpretation, as well as general modeling strategies.

The last third of the course is dedicated to an introduction to generalized linear models: this includes the generalized additive model, logistic regression for binary response variables, binomial regression for grouped data and poisson regression for count data.
SkriptA script will be available.
LiteraturFaraway (2005): Linear Models with R
Faraway (2006): Extending the Linear Model with R
Draper & Smith (1998): Applied Regression Analysis
Fox (2008): Applied Regression Analysis and GLMs
Montgomery et al. (2006): Introduction to Linear Regression Analysis
Voraussetzungen / BesonderesThe exercises, but also the classes will be based on procedures from the freely available, open-source statistical software package R, for which an introduction will be held.

In the Mathematics Bachelor and Master programmes, the two course units 401-0649-00L "Applied Statistical Regression" and 401-3622-00L "Regression" are mutually exclusive. Registration for the examination of one of these two course units is only allowed if you have not registered for the examination of the other course unit.
401-6215-00LUsing R for Data Analysis and Graphics (Part I) Information W1 KP1GA. Drewek, A. J. Papritz
KurzbeschreibungThe course provides the first part an introduction to the statistical software R for scientists. Topics covered are data generation and selection, graphical and basic statistical functions, creating simple functions, basic types of objects.
LernzielThe students will be able to use the software R for simple data analysis.
InhaltThe course provides the first part of an introduction to the statistical software R for scientists. R is free software that contains a huge collection of functions with focus on statistics and graphics. If one wants to use R one has to learn the programming language R - on very rudimentary level. The course aims to facilitate this by providing a basic introduction to R.

Part I of the course covers the following topics:
- What is R?
- R Basics: reading and writing data from/to files, creating vectors & matrices, selecting elements of dataframes, vectors and matrices, arithmetics;
- Types of data: numeric, character, logical and categorical data, missing values;
- Simple (statistical) functions: summary, mean, var, etc., simple statistical tests;
- Writing simple functions;
- Introduction to graphics: scatter-, boxplots and other high-level plotting functions, embellishing plots by title, axis labels, etc., adding elements (lines, points) to existing plots.

The course focuses on practical work at the computer. We will make use of the graphical user interface RStudio: www.rstudio.org

Note: Part I of UsingR is complemented and extended by Part II, which is offered during the second part of the semester and which can be taken independently from Part I.
SkriptAn Introduction to R. http://stat.ethz.ch/CRAN/doc/contrib/Lam-IntroductionToR_LHL.pdf
Voraussetzungen / BesonderesThe course resources will be provided via the Moodle web learning platform
Please login (with your ETH (or other University) username+password) at
https://moodle-app2.let.ethz.ch/enrol/users.php?id=1145
Choose the course "Using R for Data Analysis and Graphics" and follow the instructions for registration.
401-6217-00LUsing R for Data Analysis and Graphics (Part II) Information W1 KP1GA. Drewek, A. J. Papritz
KurzbeschreibungThe course provides the second part an introduction to the statistical software R for scientists. Topics are data generation and selection, graphical functions, important statistical functions, types of objects, models, programming and writing functions.
Note: This part builds on "Using R... (Part I)", but can be taken independently if the basics of R are already known.
LernzielThe students will be able to use the software R efficiently for data analysis.
InhaltThe course provides the second part of an introduction to the statistical software R for scientists. R is free software that contains a huge collection of functions with focus on statistics and graphics. If one wants to use R one has to learn the programming language R - on very rudimentary level. The course aims to facilitate this by providing a basic introduction to R.

Part II of the course builds on part I and covers the following additional topics:
- Elements of the R language: control structures (if, else, loops), lists, overview of R objects, attributes of R objects;
- More on R functions;
- Applying functions to elements of vectors, matrices and lists;
- Object oriented programming with R: classes and methods;
- Tayloring R: options
- Extending basic R: packages

The course focuses on practical work at the computer. We will make use of the graphical user interface RStudio: www.rstudio.org
SkriptAn Introduction to R. http://stat.ethz.ch/CRAN/doc/contrib/Lam-IntroductionToR_LHL.pdf
Voraussetzungen / BesonderesBasic knowledge of R equivalent to "Using R .. (part 1)" ( = 401-6215-00L ) is a prerequisite for this course.

The course resources will be provided via the Moodle web learning platform
Please login (with your ETH (or other University) username+password) at
https://moodle-app2.let.ethz.ch/enrol/users.php?id=1145
Choose the course "Using R for Data Analysis and Graphics" and follow the instructions for registration.
Ökologie und Naturschutz
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
701-0305-00LÖkologie der WirbeltiereW2 KP2GW. Suter, J. Senn
KurzbeschreibungDer Kurs gibt einen Überblick über Ökologie und Naturschutzbiologie der Vögel und Säugetiere. Wichtige Konzepte aus Physiologie, Verhaltensökologie, Populationsbiologie, Biogeographie und Community Ecology werden bezüglich der Anwendung in Schutz und Nutzung diskutiert. Neben dem globalen Blickwinkel wird ein Schwergewicht auf die mitteleuropäische Fauna und ihre Dynamik gelegt.
LernzielDie Teilnehmenden kennen wichtige Themen der Tierökologie, wie sie vor allem für Vögel und Säugetiere Geltung haben. Sie sind in der Lage, Verbindungen zwischen theoretischen Konzepten und beobachtbaren ökologischen Phänomenen herzustellen, und sie vor einem evolutionsbiologischen Hintergrund zu interpretieren. Damit können sie wichtige angewandte Aspekte zu Schutz und Nutzung von Tieren beurteilen, wie z.B. der Einfluss von grösseren Prädatoren auf Beutetiere oder von Herbivoren auf Vegetation, oder die Auswirkungen von Bejagung, Landschaftsveränderungen und anderen anthropogenen Einflüssen auf Tierpopulationen. Sie verstehen die biogeographischen Eigenheiten der mitteleuropäischen Wirbeltierfauna und ihre Dynamik in Raum und Zeit.
InhaltDer Kurs bewegt sich inhaltlich um die Schwerpunktthemen Ernährung und Ressourcennutzung, Raumnutzung und Wanderverhalten, Fortpflanzung, Populationsdynamik, Konkurrenz und Prädation, Biodiversität und Verbreitung, sowie die Dynamik der mitteleuropäischen Fauna. Ein wichtiges Anliegen ist die Verknüpfung der Theorie mit praktischen Fragen rund um Gefährdung, Schutz und Nutzung von Wildtierpopulationen. In der ersten Hälfte wird der Blickwinkel global sein, in der zweiten steht stärker die Fauna Mitteleuropas und speziell der Alpen im Mittelpunkt. Artenkenntnisse werden im Kurs nicht vermittelt, doch wird darauf geachtet, dass die Themen die gesamte taxonomische Breite der einheimischen Vögel und Säugetiere abdecken. Es wird erwartet, dass die Studierenden während des Kurses eine wissenschaftliche Arbeit lesen und im Plenum vorstellen. Es werden zudem 2 freiwillige Exkursionen an Wochenenden während des Semesters angeboten: in den Nationalpark (vorauss. Sa 10.- So 11. Okt.) und in ein Wasservogelgebiet (Sa im Nov./Dez. n. Vereinb.). Einschreibung in der ersten Semesterstunde.

Programm (WS: W. Suter, JS: J. Senn):
26.9.2016 - Vögel und Säugetiere: Gemeinsamkeiten & Unterschiede, Evolution, Mauser der Vögel (WS)
3.10. - Ernährung I: Nahrung, Metabolismus (WS)
10.10. - Ernährung II: Herbivorie, Foraging
17.10. - Fortpflanzung (WS)
24.10. - Das Tier im Raum (WS)
31.10. - Populationsdynamik (WS)
7.11. - Prädation (WS)
14.11. - Konkurrenz (JS)
21.11. - Biogeographie der Vögel und Säuger Mitteleuropas (JS)
28.11. - Rezente Dynamik in der Fauna Mitteleuropas (JS)
5.12. - Herbivoren als Landschaftsgestalter (JS)
12.12. - Nutzung von Säugern und Vögeln (JS)
19.12. - Naturschutzbiologie ausgewählter Arten (WS/JS)
SkriptEin Skript (ca. 140 S.) wird erhältlich sein (ca. 15 CHF).
LiteraturWeiterführende Literatur wird im Skript erwähnt; Publikationen zum Vorstellen werden bei Bedarf abgegeben. Relevante Bücher (freiwillge Lektüre) zum Kurs sind:

- Fryxell, J.M., Sinclair, A.R.E., & Caughley, G. 2014. Wildlife Ecology, Conservation, and Management. 3rd ed. Wiley Blackwell, Chichester, UK.
- Boitani, L. & Fuller, T. editors. 2000. Research Techniques in Animal Ecology: Controversies and Consequences. Columbia University Press.
Voraussetzungen / Besonderes- Es wird erwartet, dass alle Teilnehmenden einmal ein wissenschaftliches Paper vorstellen, das aus einer Liste ausgelesen werden kann.
701-0405-00LBinnengewässer: Konzepte und Methoden für ein nachhaltiges Management Information W3 KP2GC. Scheidegger, C. Weber, V. Weitbrecht
KurzbeschreibungIn diesem Kurs werden die global wichtigsten Binnengewässer-Ökosysteme, ihre grundlegenden ökologischen Eigenschaften, sowie ihre anthropogenen Beeinflussungen und Veränderungen behandelt. Anhand von Fallbeispielen werden Konzepte und Methoden zum nachhaltigen Management vorgestellt und diskutiert.
Lernziel• Grundlagen zur Funktionsweise der wichtigsten Binnengewässer-Ökosysteme
• Grundlagen des nachhaltigen Managements aquatischer Ökosysteme
• Anwendung dieser Prinzipien auf Fallbeispiele
• Kritische Analysen, Organisation in Diskussionsgruppen
Inhalt1) Einführung, Gewässerschutzgesetz
2) Biodiversität
3) Sedimenthaushalt
4) Moore - Verbreitung, Schutz und Regeneration
5) Flussrevitalisierung
6) Flussaufweitungen und Blockrampen
7) Auenschutz und Revitalisierung
8) Schutz von Fliessgewässern
9) Pumpspeicherwerke
10) Sedimentdynamik
11) Fischwanderung und Kraftwerke
12) Wasser und Gesundheit, Auswirkungen des Klimawandels
13) Schlussdiskussion
Skriptthemenspezifische Unterlagen werden verteilt und auf
http://www.wsl.ch/info/mitarbeitende/scheideg/vorlesung_binnengewaesser_DE
zugänglich gemacht.
LiteraturLiteraturlisten zu den Fallbeispielen werden abgegeben und auf
http://www.wsl.ch/info/mitarbeitende/scheideg/vorlesung_binnengewaesser_DE
zugänglich gemacht.
Voraussetzungen / BesonderesGrundvorlesungen der Ökologie der ersten 4 Sem.
Die Studierenden organisieren sich in Diskussionsgruppen.
701-1663-00LExploring Resilience of Tropical Forest Landscapes
Dieser Kurs findet alternierend statt zu der Lehrveranstaltung 701-1661-00 Conservation and Development in Complex Landscapes.
W4 KP9GC. Kettle, C. D. Philipson
KurzbeschreibungA highly interactive learning experience with real world exposure to the challenges associated with conservation and management of tropical forest systems. Designed as a complementary course to Rain Forest Ecology 701-0324-00L. Students will gain first-hand experience of tropical forest landscapes and the challenges associated with conducting ecological research in this fascinating environment.
LernzielThe course will have four core learning objectives: 1) provide students with an understanding and experience of a range of tropical rainforest systems, and an appreciation of the challenges of managing these landscapes to provide multiple ecosystem services. 2) To develop their creative and critical scientific thinking and experimental design in the context of tropical field ecology. Specifically through design and implementation an Adaptive Management approach to tropical forest landscapes. 3) Students will develop their understanding of multiple stakeholders perspectives in the context of landscape management in SE Asian develop the knowledge to discuss this issues with experts in the field. Students will present their Adaptive Management Plans to senior Forest Researchers in the forest department at the FRC Sabah and engage in dialogue regarding diverse perspectives in forest and landscape management. 4) To develop their team building skills to work in culturally diverse groups and under sometimes challenging conditions to work toward a common research goal.
InhaltProposed topics to be covered within the scope of the projects and based upon the expertise of the course lecturers: Tropical Ecology, Forest Ecology and Forest Botany. Tropical Forest management and restoration. Conservation biology, Animal behaviour, tropical entomology. Biodiversity and ecosystem function. Resilience and Adaptive Management.
LiteraturLiterature presented in Tropical Rainforest Ecology
Voraussetzungen / Besonderes701-0324-00 G Rain Forest Ecology
Umweltchemie/Ökotoxikologie
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
701-0201-00LIntroduction to Environmental Organic ChemistryW5 KP4GM. Sander, K. McNeill
KurzbeschreibungWichtige organische Umweltschadstoffe werden vorgestellt. Die für das Verständnis des Umweltverhaltens solcher Schadstoffe benötigten physikalisch-chemischen Grundlagen werden vermittelt und in Übungen vertieft. Die wichtigsten analytischen Methoden für die qualitative und quantitative Bestimmung von organischen Schadstoffen in Umweltproben werden besprochen.
LernzielDie Studierenden können
- die wichtigsten Klassen von umweltrelevanten anthropogenen Chemikalien nennen und erkennen.
- die wichtigsten Prozesse, die das Umweltverhalten organischer Schadstoffe bestimmen, auf Basis physikalisch-chemischen Grundlagen erklären.
- grundlegende Methoden der Spurenanalytik organischer Schadstoffe in Umweltproben benennen.
- experimentelle Methoden zur Bestimmung substanzspezifischer Eigenschaften vorschlagen.
- aufgrund der chemischen Struktur die für das Umweltverhalten einer Verbindung relevanten Prozesse identifizieren
- publizierte Arbeiten und Daten kritisch beurteilen
Inhalt- Überblick über die wichtigsten Klassen von umweltrelevanten organischen Schadstoffen
- Molekulare Interaktionen welche das Verteilungsverhalten (Adsorption- und Absorptionsprozesse) von organischen Verbindungen zwischen verschiedenen Umweltphasen (gas, flüssig, fest) bestimmen
- Physikalisch-chemische Eigenschaften (Dampfdruck, Wasserlöslichkeit, Luft-Wasser-Verteilungskonstante, org. Lösemittel-Wasser-Verteilungskonstanten, etc.) und Verteilungsverhalten von organischen Verbindungen zwischen umweltrelevanten Phasen (Luft, Aerosole, Boden, Wasser, Pflanzen)
- Grundlagen der qualitativen und quantitativen Spurenanalytik von organischen Schadstoffen in Umweltproben (Anreicherung, Trennung (Chromatographie), Detektion, Identifikation)
- Chemische Transformationsreaktionen von organischen Schadstoffen in aquatischen und terrestrischen Systemen (Reaktion mit Nukleophilen, inkl. Hydrolyse, Elimination, Addition)
SkriptEs wird ein Skript abgegeben
LiteraturSchwarzenbach, R.P., P.M. Gschwend, and D.M. Imboden.
Environmental Organic Chemistry. 2nd Ed. Wiley, New York, 1313 pp. (2003)

Goss, K.U. and Schwarzenbach, R.P. (2003). "Rules of thumb for assessing equilibrium partitioning of organic compounds-success and pitfalls", Journal of Chemical Education, 80, 4, 450-455.
Voraussetzungen / BesonderesDie Lehrveranstaltung richtet sich nicht nur an jene Studierenden, welche sich später chemisch vertiefen wollen, sondern ausdrücklich auch an alle jene, welche sich mit der Problematik von organischen Schadstoffen in der Umwelt vertraut machen wollen, um dieses Wissen in anderen Vertiefungen anzuwenden
701-0225-00LOrganic ChemistryW2 KP2VK. McNeill
KurzbeschreibungGrundlagen der Organischen Chemie.
Der Begriff der Isomerie wird repetiert.
Grundlegende Reaktionemechanismen in der Organischen Chemie werden vertieft behandelt:
Substitutionen, Additionen, Eliminationen, Kondensationen, Redox-Reaktionen, Umlagerungen und einfachste pericyclische Reaktionen.
Sekundärmetabolismus: Biosynthese von Terpenen.
LernzielDieser Kurs baut auf die Grundkurse Chemie I und II auf.
Die Studierenden sind in der Lage, Isomere (Konstitutions- und Stereoisomere) zu unterscheiden und in Reaktionen die Bildung von Isomeren abzuschätzen.
Die grundlegenden Reaktionsmechanismen in der organischen Chemie sind den Studierenden bekannt.
Sie sind in der Lage, einfachere biochemische Reaktionen zu verstehen und zu formulieren.
Sie wissen Bescheid über die Grundlagen der Biosynthese von Terpenen.
InhaltIsomerie (Konstitutionsisomerie, Stereoisomerie)
Reaktionsmechanismen (Substitutionen, Additionen, Eliminationen, Kondensationen)
Anwendungen: Citrat-cyclus, Glyoxylat-cyclus
Biosynthese von Terpenen.
Redox-Reaktionen
Pericyclische Reaktionen
LiteraturCarsten Schmuck, Basisbuch Organische Chemie, Pearson
Voraussetzungen / BesonderesDer Stoff der Basischemie wird vorausgesetzt.
701-0297-00LAngewandte ÖkotoxikologieW2 KP2VK. Fent
KurzbeschreibungDie Grundlagen der Ökotoxikologie und ihre Anwendung auf Umweltprobleme stehen im Zentrum. Grundlegende Konzepte der Wirkung von Chemikalien von der molekularen bis zur Ökosystem-Ebene werden ebenso betrachtet, wie ihre Anwendung in aktuellen Fallbeispielen. Dabei werden toxikologisch relevante Effekte besprochen, insbesondere die Wirkungen hormonaktiver Stoffe.
LernzielIn dieser Vorlesung werden Grundlagen der Ökotoxikologie betrachtet und diese für die Betrachtung praktischer Umweltprobleme angewendet. Dabei geht es um das Verständnis grundlegender Konzepte der Wirkung von Chemikalien auf Ökosysteme und deren Anwendung auf die Beurteilung von Schadstoffen und ihren ökotoxikologischen Wirkungen. Neben der Risikoanalyse von Schadstoffen und belasteten Standorten werden schwergewichtig die ökotoxikologischen Auswirkungen betrachtet. Im Weiteren werden Kenntnisse über die ökotoxikologische Fallbeispiele von Schadstoffen und Untersuchungsmethoden erläutert. Dabei werden besonders auch hormonaktive Stoffe und ihre Auswirkungen betrachtet.
InhaltEinige Grundlagen der Ökotoxikologie. Grundlegende Konzepte: Bioverfügbarkeit; Schicksal von Umweltchemikalien in Organismen; Toxikologische Wikungen auf molekularer, zellulärer Individual-, Populations- und Ökosystem-Ebene. Wirkungsmechanismen bei Pflanzen und Tieren. Methoden der Ökotoxikologie in der Praxis bei einzelnen Organismen und Modell-Ökosystemen. Aquatische und terrestrische Ökotoxikologie: Konzepte und Praxis. Umweltrisikobewertung von Chemikalien und kontaminierten Standorten aufgrund ökotoxikologischer Betrachtungen. Bioakkumulation von Chemikalien. Fallstudien zu kritischen Umweltchemikalien und kontaminierten Umweltsystemen. Hormonaktive Stoffe und ihre Auswirkungen.
SkriptHochschullehrbuch von K. Fent "Ökotoxikologie. Umweltchemie-Toxikologie-Ökologie" (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 2013, 4. Auflage).
LiteraturFent K. Ökotoxikologie. Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 2013. (4. Auflage)
529-0051-00LAnalytische Chemie IW3 KP3GD. Günther, M.‑O. Ebert, R. Zenobi
KurzbeschreibungVorstellung der wichtigsten spektroskopischen Methoden und ihre Anwendung in der Praxis der Strukturaufklärung.
LernzielKenntnis der notwendigen theoretischen Grundlagen und der Anwendungsmöglichkeiten für den Einsatz von relevanten spektroskopischen Methoden in der analytisch-chemischen Praxis.
InhaltAnwendungsorientierte Grundlagen der organischen und anorganischen Instrumentalanalytik und des empirischen Einsatzes von Methoden der Strukturaufklärung:
Massenspektrometrie: Ionisationsmethoden, Massentrennung, Aufnahmetechnik. Interpretation von Massenspektren: Isotopensignale, Fragmentierungsregeln, Umlagerungen.
NMR-Spektroskopie: Experimentelle Grundlagen, Chemische Verschiebung, Spin-Spin-Kopplung.
IR-Spektroskopie: Rekapitulation der Themen Harmonischer Oszillator, Normalschwingungen, gekoppelte Schwingungssysteme (Anknüpfen an Grundlagen aus der entsprechenden Vorlesung in physikalischer Chemie); Probenvorbereitung, Aufnahmetechnik, Lambert-Beer'sches Gesetz; Interpretation von IR-Spektren; Raman-Spektroskopie.
UV/VIS-Spektroskopie: Grundlagen, Interpretation von Elektronenspektren. Circulardichroismus (CD) und optische Rotations-Dispersion (ORD).
Atomabsorptions-, Emissions-, Röntgenfluoreszenz-Spektroskopie: Grundlagen, Probenvorbereitung.
SkriptEin Skript wird zum Selbstkostenpreis abgegeben.
Literatur- R. Kellner, J.-M. Mermet, M. Otto, H. M. Widmer (Eds.) Analytical Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 1998;
- D. A. Skoog und J. J. Leary, Instrumentelle Analytik, Springer, Heidelberg, 1996;
- M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh, Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie, 5. überarbeitete Auflage, Thieme, Stuttgart, 1995
- E. Pretsch, P. Bühlmann, C. Affolter, M. Badertscher, Spektroskopische Daten zur Strukturaufklärung organischer verbindungen, 4. Auflage, Springer, Berlin/Heidelberg, 2001-
Kläntschi N., Lienemann P., Richner P., Vonmont H: Elementanalytik. Instrumenteller Nachweis und Bestimmung von Elementen und deren Verbindungen. Spektrum Analytik, 1996, Hardcover, 339 S., ISBN 3-86025-134-1.
Voraussetzungen / BesonderesÜbungen sind in die Vorlesung integriert. Zusätzlich wird die Veranstaltung 529-0289-00 "Instrumentalanalyse organischer Verbindungen" (4. Semester) empfohlen.
Umweltphysik
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
701-0479-00LUmwelt-Fluiddynamik Information W3 KP2GH. Wernli, M. Croci-Maspoli
KurzbeschreibungDie physikalischen Grundbegriffe und mathematischen Grundgleichungen zur Beschreibung von Umweltfluidsystemen auf der rotierenden Erde werden vermittelt. Grundlegende Konzepte (z.B. Vorticity-Dynamik und Wellen) werden formal eingeführt, quantitativ angewendet und mit Beispielen illustriert. Übungen helfen, den Stoff zu vertiefen.
LernzielDie Studierenden können
- Grundlagen, Konzepte und Methoden der Umweltfluiddynamik nennen.
- die Komponenten der Grundgleichungen verstehen und diskutieren.
- physikalische Grundgleichungen zur Berechnung einfacher Problemstellungen der Umweltfluiddynamik anwenden.
InhaltPhysikalische Grundbegriffe und mathematische Grundgleichungen:
Kontinuumshypothese, Kräfte, Konstitutivgesetze, Zustandsgleichungen und Grundlagen der Thermodynamik, Kinematik, Sätze für Masse, Impuls auf der rotierenden Erde.
Konzepte und erläuternde Strömungssysteme: Vorticity-Dynamik, Grenzschichten, Instabilität, Turbulenz - in Bezug auf Umweltfluidsysteme.
Skalen-Analyse: Dimensionslose Variable und dynamische Ähnlichkeit, Vereinfachungen der Strömungssysteme, z.B. Flachwasserannahme, geostrophische Strömung.
Wellen in Umweltströmungssystemen.
SkriptWird abgegeben, in englischer Sprache.
LiteraturBesprechung im Kurs.
Siehe auch: web-Seite.
101-0203-01LHydraulik IW5 KP3V + 1UR. Stocker
KurzbeschreibungDie Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Hydromechanik, die für Bauingenieure und Umweltingenieure relevant sind.
LernzielVermittlung der Grundlagen der Hydromechanik der stationären Strömungen
InhaltEigenschaften des Wassers, Hydrostatik, Schwimmstabilität, Kontinuität, Eulersche Bewegungsleichungen, Navier-Stokes Gleichungen, Ähnlichkeitsgesetze, Bernoulli'sches Prinzip, Impulssatz für endliche Volumina, Potentialströmungen, ideale Fluide und reale Fluide, Grenzschicht, Rohrhydraulik, Gerinnehydraulik, Strömungsmessung, Vorführung von Versuchen in der Vorlesung
SkriptSkript und Aufgabensammlung vorhanden
LiteraturBollrich, Technische Hydromechanik 1, Verlag Bauwesen, Berlin
102-0455-01LGrundwasser IW3 KP2GM. Willmann
KurzbeschreibungDie Vorlesung gibt einen Einblick in die quantitavive Analyse von Strömung und Stofftransport im Grundwasser. Sie konzentriert sich auf die Formulierung von Strömungs- und Transportproblemen im Grundwasser, welche analytisch oder numerisch gelöst werden sollen.
Lernziela) Die Studentin/der Student versteht die grundlegenden Konzepte von Strömung und Stofftransport im Grundwasser sowie die vorherrschenden Randbedingungen.

b) Die Studentin/der Student kann einfache praktische Strömungs- und Transportprobleme formulieren.

c) Die Studentin/der Student kann einfache analytische Lösungen zum Strömungs- und Transportproblem verstehen und anwenden.

d) Die Studentin/der Student kann einfache numerische Codes anwenden, um einfache Strömungs- (und Transport) Probleme zu lösen.
InhaltEinleitung, Aquifere, Nutzung, Nachhaltigkeit, Porosität.

Eigenschaften von porösen Medien.
Übungen: Nutzung, Porosität, Siebanalyse.

Fliessgesetze, Darcy-Gesetz, Bilanzen.
Übungen: Labor.

Kontinuität, Strömungsgleichungen, Randbedingungen.
Übungen: Darcy-Gesetz, Filter.

Strömungsgleichungen, Stromfunktion.
Übungen: Darcy-Gesetz.

Analytische Lösungen, gespannte Aquifere, stationäre Strömungen.
Übungen: Grundwasserisohypsen.

Superposition, instationäre Strömungen, freie Oberfläche.
Übungen: Analytische Lösungen Strömung.

Finite Differenzen Strömung I.
Übungen: Analytische Lösungen Strömung.

Finite Differenzen Strömung II.
Übungen: Finite Differenzen Strömung.

Transportprozesse.
Übungen: Computer-Workshop mit PMWIN.

Analytische Lösungen Transport I.
Übungen: Computer-Workshop mit PMWIN.

Analytische Lösungen Transport II.
Übungen: Analytische Lösungen Transport.

Bahnlinien, Schutzgebiete.
Übungen: Analytische Lösungen Transport.

Sanierung, Bewirtschaftung.
Übungen: Hydraulische Sanierung.
SkriptFolien auf Internet unter www.ihw.ethz.ch/GWH/education/index

Altes Skript auf Internet www.ihw.ethz.ch/GWH/education/index

Weitere Texte auf Internet www.ihw.ethz.ch/GWH/education/index

Didaktische Software auf Internet unter www.ihw.ethz.ch/GWH/education/index
LiteraturJ. Bear, Hydraulics of Groundwater, McGraw-Hill, New York, 1979

P.A. Domenico, F.W. Schwartz, Physical and Chemical Hydrogeology, J. Wilson & Sons, New York, 1990

W. Kinzelbach, R. Rausch, Grundwassermodellierung, Gebrüder Bornträger, Stuttgart, 1995

Krusemann, de Ridder, Untersuchung und Anwendung von Pumpversuchen, Verl. R. Müller, Köln, 1970

G. de Marsily, Quantitative Hydrogeology, Academic Press, 1986
651-3561-00LKryosphäre Information W3 KP2VM. Funk, M. Huss, K. Steffen
KurzbeschreibungDie verschiedenen Teile der Kryosphäre - Schnee, Gletscher, Meereis, Permafrost - und ihre Rolle im Klimasystem werden eingeführt. An jedem Teilsystem wird dabei ein wesentlicher physikalischer Aspekte betont.
Absolvierende können die Dynamik der Kryosphärenkomponenten formal und anhand von Beispielen beschreiben.
LernzielDie Studierenden können
- die wichtigsten Komponenten der Kryosphäre und ihre Rolle im Klimasystem qualitativ beschreiben
- die relevanten physikalischen Prozesse, welche den Zustand der Kryosphären-Komponenten bestimmen, formal beschreiben
InhaltEinführung in die verschiedenen Teile der Kryosphäre: Schnee, Gletscher, Meereis, Permafrost, und ihre Rolle im Klimasystem. An jedem Teilsystem wird ein wesentlicher physikalischer Aspekte betont: Materialeigenschaften bei Eis, Massenbilanz und Dynamik bei Gletschern und Energiebilanz bei Meereis.
SkriptUnterlagen werden im Semester verteilt