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Umweltnaturwissenschaften Master Information
Auflagen-Lerneinheiten
Das untenstehende Lehrangebot gilt nur für Master-Studierende mit Zulassungsauflagen.
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
406-0253-AALMathematics I & II Information
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
E-13 KP28RA. Cannas da Silva
KurzbeschreibungMathematics I covers mathematical concepts and techniques necessary to model, solve and discuss scientific problems - notably through ordinary differential equations.
Main focus of Mathematics II: multivariable calculus and partial differential equations.
LernzielMathematics is of ever increasing importance to the Natural Sciences and Engineering. The key is the so-called mathematical modelling cycle, i.e. the translation of problems from outside of mathematics into mathematics, the study of the mathematical problems (often with the help of high level mathematical software packages) and the interpretation of the results in the original environment.

The goal of Mathematics I and II is to provide the mathematical foundations relevant for this paradigm. Differential equations are by far the most important tool for modelling and are therefore a main focus of both of these courses.
Inhalt1. Linear Algebra and Complex Numbers:
systems of linear equations, Gauss-Jordan elimination, matrices, determinants, eigenvalues and eigenvectors, cartesian and polar forms for complex numbers, complex powers, complex roots, fundamental theorem of algebra.

2. Single-Variable Calculus:
review of differentiation, linearisation, Taylor polynomials, maxima and minima, antiderivative, fundamental theorem of calculus, integration methods, improper integrals.

3. Ordinary Differential Equations:
separable ordinary differential equations (ODEs), integration by substitution, 1st and 2nd order linear ODEs, homogeneous systems of linear ODEs with constant coefficients, introduction to 2-dimensional dynamical systems.

4. Multivariable Differential Calculus:
functions of several variables, partial differentiation, curves and surfaces in space, scalar and vector fields, gradient, curl and divergence.

5. Multivariable Integral Calculus:
multiple integrals, line and surface integrals, work and flow, Green, Gauss and Stokes theorems, applications.

6. Partial Differential Equations:
separation of variables, Fourier series, heat equation, wave equation, Laplace equation, Fourier transform.
Literatur- Bretscher, O.: Linear Algebra with Applications (Pearson Prentice Hall).
- Thomas, G. B.: Thomas' Calculus, Part 1 - Early Transcendentals (Pearson Addison-Wesley).
- Thomas, G. B.: Thomas' Calculus, Parts 2 (Pearson Addison-Wesley).
- Kreyszig, E.: Advanced Engineering Mathematics (John Wiley & Sons).
Voraussetzungen / BesonderesPrerequisites: familiarity with the basic notions from Calculus, in particular those of function and derivative.

Assistance:
Tuesdays and Wednesdays 17-19h, in Room HG E 41.
406-0603-AALStochastics (Probability and Statistics)
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
E-4 KP9RM. Kalisch
KurzbeschreibungIntroduction to basic methods and fundamental concepts of statistics and probability theory for non-mathematicians. The concepts are presented on the basis of some descriptive examples. Learning the statistical program R for applying the acquired concepts will be a central theme.
LernzielThe objective of this course is to build a solid fundament in probability and statistics. The student should understand some fundamental concepts and be able to apply these concepts to applications in the real world. Furthermore, the student should have a basic knowledge of the statistical programming language "R".
InhaltFrom "Statistics for research" (online)
Ch 1: The Role of Statistics
Ch 2: Populations, Samples, and Probability Distributions
Ch 3: Binomial Distributions
Ch 6: Sampling Distribution of Averages
Ch 7: Normal Distributions
Ch 8: Student's t Distribution
Ch 9: Distributions of Two Variables

From "Introductory Statistics with R (online)"
Ch 1: Basics
Ch 2: The R Environment
Ch 3: Probability and distributions
Ch 4: Descriptive statistics and tables
Ch 5: One- and two-sample tests
Ch 6: Regression and correlation
Literatur- "Statistics for research" by S. Dowdy et. al. (3rd
edition); Print ISBN: 9780471267355; Online ISBN: 9780471477433; DOI:
10.1002/0471477435
From within the ETH, this book is freely available online under:
http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.1002/0471477435

- "Introductory Statistics with R" by Peter Dalgaard; ISBN
978-0-387-79053-4; DOI: 10.1007/978-0-387-79054-1
From within the ETH, this book is freely available online under:
http://www.springerlink.com/content/m17578/
529-2001-AALChemistry I and II Information
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
E-9 KP19RH. Grützmacher, W. Uhlig
KurzbeschreibungChemie I und II: Chemische Bindung und Molekülstruktur, chemische Thermodynamik, chemisches Gleichgewicht, Kinetik, Säuren und Basen, Fällung, Elektrochemie
LernzielErarbeiten von Grundlagen zur Beschreibung von Aufbau, Zusammensetzung und Umwandlungen der materiellen Welt. Einführung in thermodynamisch bedingte chemisch-physikalische Prozesse. Mittels Modellvorstellungen zeigen, wie makroskopische Phänomene anhand atomarer und molekularer Eigenschaften verstanden werden können. Anwendungen der Theorie zum qualitativen und quantitativen Lösen einfacher chemischer und umweltrelevanter Probleme.
Inhalt1. Stöchiometrie

2. Atombau

3. Chemische Bindung

4. Grundlagen der chemischen Thermodynamik

5. Kinetik

6. Chemisches Gleichgewicht (Säure-Base, Fällung)

7. Elektrochemie
SkriptNivaldo J. Tro
Chemistry - A molecular Approach (Pearson), Kap. 1-18
LiteraturBrown, LeMay, Bursten CHEMIE (deutsch)
Mortimer, Müller CHEMIE (deutsch)
Housecroft and Constable, CHEMISTRY (englisch)
Oxtoby, Gillis, Nachtrieb, MODERN CHEMISTRY (englisch)
551-0001-AALGeneral Biology I
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Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
E-3 KP6RU. Sauer, O. Y. Martin, A. Widmer
KurzbeschreibungOrganismische Biologie um die Grundlagen der klassischen und molekularen Genetik, der Evolutionsbiologie und der Phylogenie zu vermitteln.
Dies ist eine virtuelle Selbststudiumsvorlesung für nicht deutschsprachige der "Allgemeine Biology I (551-0001-00L). Die Prüfung wird gemeinsam mit den anderen Teilnehmern schriftlich abgelegt.
LernzielVerständnis einiger grundlegender Konzepte der Biologie: die Hierarchie der strukturellen Ebenen der biologischen Organisation, mit dem Schwerpunkt auf der Zelle und ihren Funktionen, dem Stoffwechsel, der Vererbung und der Evolution.
InhaltDiese Vorlesung fokussiert auf organismische Biologie mit Genetik, Evolution, and unterschiedliche Lebensformen mit dem Campbell Kapiteln 12-34.

Woche 1-7 von Alex Widmer, Kapitel 12-25
12 Cell biology Mitosis
13 Genetics Sexual life cycles and meiosis
14 Genetics Mendelian genetics
15 Genetics Linkage and chromosomes
20 Genetics Evolution of genomes
21 Evolution How evolution works
22 Evolution Phylogentic reconstructions
23 Evolution Microevolution
24 Evolution Species and speciation
25 Evolution Macroevolution

Woche 8-14 von Oliver Martin, Kapitel 26-34
26 Diversity of Life Introdution to viruses
27 Diversity of Life Prokaryotes
28 Diversity of Life Origin & evolution of eukaryotes
29 Diversity of Life Nonvascular&seedless vascular plants
30 Diversity of Life Seed plants
31 Diversity of Life Introduction to fungi
32 Diversity of Life Overview of animal diversity
33 Diversity of Life Introduction to invertebrates
34 Diversity of Life Origin & evolution of vertebrates
SkriptKein Skript
LiteraturCampbell et al. (2015) Biology - A Global Approach. 10th Edition (Global Edition)
551-0002-AALGeneral Biology II
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Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
E-4 KP6RU. Sauer, R. Aebersold, H.‑M. Fischer, W. Gruissem
KurzbeschreibungMolecular biology approach to teach the basic principles of biochemistry, cell biology, cgenetics, evolutionary biology and form and function of vacular plants.

This is a virtual self-study lecture for non-German speakers of the "Allgemeine Biology II (551-0002-00L) lecture. The exam will be written jointly with the participants of this lecture.
LernzielThe understanding basic concepts of biology: the hierarchy of the structural levels of biological organisation, with particular emphasis on the cell and its molecular functions, the fundamentals of metabolism and molecular genetics, as well as form and function of vascular plants.
InhaltThe structure and function of biomacromolecules; basics of metabolism; tour of the cell; membrane structure and function; basic energetics of cellular processes; respiration, photosynthesis; cell cycle, from gene to protein; structure and growth of vascular plants, resource acquisition and transport, soil and plant nutrition.

Specifically the following Campbell chapters will be covered:
3 Biochemistry Chemistry of water
4 Biochemistry Carbon: the basis of molecular diversity
5 Biochemistry Biological macromolecules and lipids
7 Cell biology Cell structure and function
8 Cell biology Cell membranes
10 Cell biology Respiration: introduction to metabolism
10 Cell biology Cell respiration
11 Cell biology Photosynthetic processes
16 Genetics Nucleic acids and inheritance
17 Genetics Expression of genes
18 Genetics Control of gene expression
19 Genetics DNA Technology
35 Plant structure&function Plant Structure and Growth
36 Plant structure&function Transport in vascular plants
37 Plant structure&function Plant nutrition
38 Plant structure&function Reproduction of flowering plants
39 Plant structure&function Plants signal and behavior
SkriptNo script
LiteraturCampbell et al. (2015) Biology - A Global Approach. 10th Edition (Global Edition)
Voraussetzungen / BesonderesBasic general and organic chemistry

PLEASE NOTE This lecture is newly conceived and will be held for the first time in the spring semester 2017.
701-0023-AALAtmosphere Information
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
E-3 KP6RH. Wernli, T. Peter
KurzbeschreibungGrundlagen der Atmosphäre, physikalischer Aufbau und chemische Zusammensetzung, Spurengase, Kreisläufe in der Atmosphäre, Zirkulation, Stabilität, Strahlung, Kondensation, Wolken, Oxidationspotential und Ozonschicht.
LernzielVerständnis grundlegender physikalischer und chemischer Prozesse in der Atmosphäre. Kenntnis über die Mechanismen und Zusammenhänge von: Wetter - Klima, Atmosphäre - Ozeane - Kontinente, Troposphäre - Stratosphäre. Verständnis von umweltrelevanten Strukturen und Vorgängen in sehr unterschiedlichem Massstab. Grundlagen für eine modellmässige Darstellung komplexer Zusammenhänge in der Atmosphäre.
InhaltGrundlagen der Atmosphäre, physikalischer Aufbau und chemische Zusammensetzung, Spurengase, Kreisläufe in der Atmosphäre, Zirkulation, Stabilität, Strahlung, Kondensation, Wolken, Oxidationspotential und Ozonschicht.
SkriptSchriftliche Unterlagen werden abgegeben.
Literatur- John H. Seinfeld and Spyros N. Pandis, Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change, Wiley, New York, 1998.
- Gösta H. Liljequist, Allgemeine Meteorologie, Vieweg, Braunschweig, 1974.
701-0243-AALBiology III: Essentials of Ecology
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

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E-3 KP6RJ. Levine
KurzbeschreibungThis course assigns reading for students needing further background for understanding ecological processes. Central problems in ecology, including population growth and regulation, the dynamics of species interactions, the influence of spatial structure, the controls over species invasions, and community responses to environmental change will be explored from basic and applied perspectives.
LernzielOriginal language Students will understand how ecological processes operate in natural communities. They will appreciate how mathematical theory, field experimentation, and observational studies combine to generate a predictive science of ecological processes.

Upon completing the course, students will be able to:

Understand the factors determining the outcome of species interactions in communities, and how this information informs management.

Apply theoretical knowledge on species interactions to predict the potential outcomes of novel species introductions.

Understanding the role of spatial structure in mediating population dynamics and persistence, species interactions, and patterns of species diversity.

Use population and community models to predict the stability of interactions between predators and prey and between different competitors.

Understand the conceptual basis of predictions concerning how ecological communities will respond to climate change.
InhaltReadings from a text book will focus on understanding central processes in community ecology. Topics will include demographic and spatial structure, consumer resource interactions, food webs, competition, invasion, and the maintenance of species diversity. Each of these more conceptual topics will be discussed in concert with their applications to the conservation and management of species and communities in a changing world.
701-0401-AALHydrosphere Information
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
E-3 KP6RR. Kipfer, C. Roques
KurzbeschreibungQualitatives und quantitatives Verständnis für die Prozesse, welche den Wasserkreislauf der Erde, die Energieflüsse sowie die Mischungs- und Transportprozesse in aquatischen Systemen bestimmen. Inhaltliche und methodische Zusammenhänge zwischen Hydrospäre, Atmosphäre und Pedosphäre werden aufgezeigt.
LernzielQualitatives und quantitatives Verständnis für die Prozesse, welche den Wasserkreislauf der Erde, die Energieflüsse sowie die Mischungs- und Transportprozesse in aquatischen Systemen bestimmen. Inhaltliche und methodische Zusammenhänge zwischen Hydrospäre, Atmosphäre und Pedosphäre werden aufgezeigt.
InhaltThemen der Vorlesung.
Physikalische Eigenschaften des Wassers (Dichte und Zustandsgleichung)
- Globale Wasserresourcen
Prozesse an Grenzflächen
- Energieflüsse (thermisch, kinetisch)
- Verdunstung, Gasaustausch
Stehende Oberflächengewässer (Meer, Seen)
- Wärmebilanz
- vertikale Schichtung und globale thermohaline Zirkulation / grossskalige Strömungen
- Turbulenz und Mischung
- Mischprozesse in Fliessgewässern
Grundwasser und seine Dynamik.
- Grundwasser als Teil des hydrologischen Kreislaufs
- Einzugsgebiete, Wasserbilanzen
- Grundwasserströmung: Darcy-Gesetz, Fliessnetze
- hydraulische Eigenschaften
Grundwasserleiter und ihre Eigenschaften
- Hydrogeochemie: Grundwasser und seine Inhaltsstoffe, Tracer
- Wassernutzung: Trinkwasser, Energiegewinnung, Bewässerung
Fallbeispiele: 1. Wasser als Ressource, 2. Wasser und Klima
SkriptErgänzend zu den Lehrmitteln werden Unterlagen abgegeben.
LiteraturLehrmittel zum Selbstudium

Oberflächengewässer.
'Physics and Chemistry in Lakes', ed: Lerman, A., Imboden, D.M., and Gat, J., Springer Verlag, 1995:
Chapter 4: Imboden, D.M., and Wüest, A. 'Mixing Mechanisms in Lakes'
'Environmental Organic Chemistry', ed: Schwarzenbach, R., Imboden, D. M., and Gschwend, Ph., Willey, 2002:
Chapter 6.4: Air-Water Partitioning
Chapter 19.2: Bottleneck Boundaries

Grundwasser:
Fetter, C.W. 'Applied Hydrogeology', Prentice Hall, 2002 (4th edition):
Chapters 1 - 6, 8, 10, 11.

Zusätzliche, nicht-obligatorische Lehrmittel:
a) Park, Ch., 2001, The Environment, Routledge, 2001
b) Price, M., 1996. Introducing groundwater. Chapman & Hall, London u.a.
701-0501-AALPedosphere
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
E-3 KP6RR. Kretzschmar
KurzbeschreibungEinführung in die Entstehung und Eigenschaften von Böden in Abhängigkeit von Ausgangsgestein, Relief, Klima und Bodenorganismen. Komplexe Zusammenhänge zwischen den bodenbildenden Prozessen, den physikalischen und chemischen Bodeneigenschaften, Bodenorganismen, und ökologischen Standortseigenschaften von Böden.
LernzielEinführung in die Entstehung und Eigenschaften von Böden in Abhängigkeit von Ausgangsgestein, Relief, Klima und Bodenorganismen. Komplexe Zusammenhänge zwischen den bodenbildenden Prozessen, den physikalischen und chemischen Bodeneigenschaften, Bodenorganismen, und ökologischen Standortseigenschaften von Böden.
InhaltDefinition der Pedosphäre, Bodenfunktionen, Gesteine, Minerale und Verwitterung, Bodenorganismen, organische Bodensubstanz, physikalische Eigenschaften und Funktionen, chemische Eigenschaften und Funktionen, Bodenbildung und Bodenverbreitung, Grundzüge der Bodenklassifikation, Bodenzonen der Erde, Bodenfruchtbarkeit, Bodennutzung und Bodengefährdung.
Literatur- Scheffer/Schachtschabel - Soil Science, Springer, Heidelberg, 2016.

- Brady N.C. and Weil, R.R. The Nature and Properties of Soils. 14th ed. Prentice Hall, 2007.
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen: Grundlagen in Chemie, Biologie und Geologie.
701-0721-AALPsychology Information
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
E-3 KP6RM. Siegrist
KurzbeschreibungDieser Kurs gibt eine Einführung in die psychologische Forschung und Modellbildung. Schwerpunkte des Kurses sind die kognitive Psychologie und das psychologische Experiment.
LernzielKenntnis der wissenschaftlichen Psychologie und ihrer Abgrenzung zur "Alltags"-Psychologie; Verständnis des Verhältnisses von Theorie und Experiment in der Psychologie.

Ziele: ein Seitenwechsel

Wissen:
- Gebiete der Psychologie
- Begriffe der Psychologie
- Theorien der Psychologie
- Methoden der Psychologie
- Ergebnisse der Psychologie

Können:
- Formulierung einer psychologisch untersuchbaren Fragestellung
- Grundformen des Experiments

Verstehen:
Psychologie als Wissenschaft vom Erleben und Verhalten der Menschen
InhaltEinführung in die psychologische Forschung und Modellbildung unter besonderer Berücksichtigung der kognitiven Psychologie und des psychologischen Experiments. Themen sind u.a.: Wahrnehmung; Lernen und Entwicklung; Denken und Problemlösen; Kognitive Sozialpsychologie; Risiko und Entscheidung.
LiteraturEnglisches Original von Zimbardo (Link)

Scholz, R. W. (2011). Environmental Literacy in Science and Society: From Knowledge to Decisions. Cambridge: Cambridge University Press.
Voraussetzungen / BesonderesZusammen mit Prof. Dr. Michael Siegrist Buch "Zimbardo" durchgehen und Kapitel bestimmen, die als Pflichtlektüre vorgegeben werden

Die zwei Psychologiekapitel (6 + 7) aus dem Buch von Prof. Dr. Roland W. Scholz lesen
701-0757-AALPrinciples of Economics Information
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
E-3 KP6RR. Schubert
KurzbeschreibungVerständnis der grundlegenden mikro- und makroökonomischen Problemstellungen und Theorien; Fähigkeit, wirtschaftspolitisch zu argumentieren und entsprechende Massnahmen zu beurteilen
LernzielVerständnis der grundlegenden mikro- und makroökonomischen Problemstellungen und Theorien; Fähigkeit, ökonomisch zu argumentieren und entsprechende Massnahmen zu beurteilen
InhaltVerhalten von Unternehmen und Haushalten an Märkten; Marktgleichgewicht und Besteuerung; Sozialprodukt und Wirtschaftsindikatoren; Arbeitslosigkeit; Wirtschaftswachstum; Wirtschaftspolitik
SkriptHerunterladen von Internetplattform
LiteraturMankiw, N.G.: "Principles of Economics", forth edition, South-Western College/West, Mason 2006.

Deutsche Übersetzung: Mankiw, N.G. : Grundzüge der Volkswirtschaftslehre, 3. Aufl., Stuttgart 2004.
Voraussetzungen / BesonderesInternetplattform
701-1901-AALSystems Analysis
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
E-4 KP6RN. Gruber
KurzbeschreibungSelf study course in Systems Analysis to fulfill requirements for enrollment into the master program. Topics covered include linear box models with one and several variables; non-linear box models with one or several variables; discrete-time models; and continuous models in space and time.
LernzielThe aim of this course is to develop an understanding of the dynamical behavior of environmental systems and how this behavior can be captured and understood using mathematical concepts.
SkriptFor English Speaking students:
R.P. Schwarzenbach, P.M.Gschwend, D.M.Imboden, Environmental Organic Chemistry, Wiley-Interscience, Second Edition, 2003
Chapters 12.3, 12.4, 18.2, 21, 22.1 and 22.2

Für Deutschsprachige: D.M. Imboden und S. Koch, Systemanalyse, Springer-Verlag 2003
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