Nicolas Gruber: Katalogdaten im Herbstsemester 2024

NameHerr Prof. Dr. Nicolas Gruber
LehrgebietUmweltphysik
Adresse
I. f. Biogeochemie/Schadstoffdyn.
ETH Zürich, CHN E 31.2
Universitätstrasse 16
8092 Zürich
SWITZERLAND
Telefon+41 44 632 03 52
Fax+41 44 632 16 91
E-Mailnicolas.gruber@env.ethz.ch
URLhttps://up.ethz.ch/people/person-detail.NDU4Mzg=.TGlzdC8xNzUxLC0zMDYxNTA1MjU=.html
DepartementUmweltsystemwissenschaften
BeziehungOrdentlicher Professor

NummerTitelECTSUmfangDozierende
061-0101-00LClimate / Water / Soil Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 2 KP3GH. Joos, R. Kretzschmar, P. Molnar, A. Carminati, S. Dötterl, M. G. Fellin, A. Frossard, T. Galí-Izard, N. Gruber, J. P. Leitão Correia , V. Picotti, J. Riboldi, C. Steger
KurzbeschreibungLectures, exercises and excursions serve as an introduction to atmospheric sciences, soil science and hydrology. Students gain a broad vision of the cutting edge topics that are being researched and studied at the Department of Environmental Systems Science at ETH, Eawag, WSL a.o. This will be the base for a future dialog between the field of landscape architecture and the field of sciences.
LernzielStudents acquire basic knowledge in atmospheric sciences, hydrology and soil science:
- Understanding basic chemical and physical processes in the atmosphere that influence weather and climate
- Fundamentals about the classification of soils, soil-forming processes, physical and chemical soil properties, soil biology and ecology, soil degradation and protection
- Knowledge of water balance, principles of integral water management and climatic factors in the field of hydrology

Students develop an understanding of the relevance of these topics in the field of landscape architecture. Temporal and physical scale, research methods, units of measurement, lexicon, modes of representation and critical literature form the framework for the joint discourse.
InhaltThe course unit consists of the three courses "Climate", "Soil" and "Water", which are organized in modules.

Module 1 “Climate”, 23–27.09.2024
- Atmospheric dynamics: weather conditions, precipitation formation, weather forecast
- Carbon Cycle: atmospheric CO2 concentrations and its interaction with the physical climate system
- Land-climate dynamics: interaction between the land surface and the climate system
- Hydrology and water cycle: extreme precipitation, influence of climate change on the cryosphere
- Introduction to geology: formation of rocks, geologic times, structural geology


Module 2 “Soil”, 30.09.–04.10.24
- Introduction to soils: definition, function, formation, classification and mapping
- Soil physics: soil texture, soil structure, soil water potentials, hydraulic conductivity
- Soil chemistry and fertility: clay minerals and oxides, cation exange capacity, soil pH, essential plant nutrients
- Soil biology and ecology: soil fauna and microflora, fungi, bacteria, food web, organic matter
- Soil degradation and threats to soil resources: erosion, compactation, sealing, contamination, salinization


Module 3 “Water”, 11.11.–15.11.2024

Basics:
- Water supply: water balance, groundwater, water quality (water protection)
- River restoration
- Flooding, evapotranspiration/cooling of landscapes
- Hydropower (everything is managed - lake levels, water flows, pumping) - hydrology in the anthropocene
- Water management and storage
SkriptCourse material will be provided.
LiteraturThe course material includes a reading list.
Voraussetzungen / BesonderesThe courses "Climate", "Water" and "Soil" are organized with the Fundamental Studio I as joint one-week modules. The weekly schedules will be provided with the course materials.

Module 1 "Climate", 23.–27.09.2024
Module 2 "Soil", 30.09.–04.10.24
Module 3 "Water", 11–15.11.2024

- The courses are held in English
- The written session examination covers all three courses "Climate", "Soil" and "Water".
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggeprüft
Medien und digitale Technologiengeprüft
Soziale KompetenzenKommunikationgeprüft
Kooperation und Teamarbeitgeprüft
Persönliche KompetenzenKreatives Denkengeprüft
Kritisches Denkengeprüft
Integrität und Arbeitsethikgeprüft
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion geprüft
651-4095-01LColloquium Atmosphere and Climate 1 Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 1 KP1KH. Joos, S. I. Seneviratne, D. N. Bresch, D. Domeisen, E. Fischer, N. Gruber, C. Heald, R. Jnglin Wills, R. Knutti, U. Lohmann, C. Mohr, S. Schemm, H. Wernli, M. Wild
KurzbeschreibungThe colloquium is a series of scientific talks by prominent invited speakers assembling interested students and researchers from around Zürich. Students take part of the scientific discussions.
LernzielThe students are exposed to different atmospheric science topics and learn how to take part in scientific discussions.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengefördert
651-4095-02LColloquium Atmosphere and Climate 2 Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 1 KP1KH. Joos, S. I. Seneviratne, D. N. Bresch, D. Domeisen, E. Fischer, N. Gruber, C. Heald, R. Jnglin Wills, R. Knutti, U. Lohmann, C. Mohr, S. Schemm, H. Wernli, M. Wild
KurzbeschreibungThe colloquium is a series of scientific talks by prominent invited speakers assembling interested students and researchers from around Zürich. Students take part of the scientific discussions.
LernzielThe students are exposed to different atmospheric science topics and learn how to take part in scientific discussions.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengefördert
651-4095-03LColloquium Atmosphere and Climate 3 Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 1 KP1KH. Joos, S. I. Seneviratne, D. N. Bresch, D. Domeisen, E. Fischer, N. Gruber, C. Heald, R. Jnglin Wills, R. Knutti, U. Lohmann, C. Mohr, S. Schemm, H. Wernli, M. Wild
KurzbeschreibungThe colloquium is a series of scientific talks by prominent invited speakers assembling interested students and researchers from around Zürich. Students take part of the scientific discussions.
LernzielThe students are exposed to different atmospheric science topics and learn how to take part in scientific discussions.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengefördert
701-0029-00LUmweltsysteme II3 KP2VA. Patt, H. Bugmann, N. Gruber
KurzbeschreibungDie Vorlesung vermittelt eine wissenschaftliche Einführung in drei wichtige Umweltsysteme und ihre Nutzung: Gewässer, Wälder und Agrarsysteme.
LernzielDie Studierenden können wichtige Funktionen der drei Umweltsysteme erläutern, sie sind in der Lage kritische Entwicklungstrends und Nutzungskonflikte zu diskutieren und Lösungsansätze zu vergleichen.
InhaltGewässer als Ökosysteme, Wassernutzung und ihre Auswirkungen, Gefährdung und Sicherung der Wasserqualität, Wasser & Gesundheit, Wassertechnologien, Wasser & Energie

Waldökosysteme und ihre Nutzung, veränderte Landnutzung und Verlust an Waldfläche, nachhaltige Waldwirtschaft.

Die wichtigsten Funktionen, Trends und Herausforderungen von Agrar- und Food Systemen werden anhand der vier Dimensionen der Ernährungssicherheit (Verfügbarkeit, Zugang und Verwendung von Nahrungsmitteln, sowie Stabilität der Ernährungssysteme) diskutiert.
SkriptSkript bzw. Vorlesungsunterlagen werden durch Dozenten abgegeben und ist via moodle verfügbar.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Medien und digitale Technologiengefördert
Problemlösunggeprüft
Soziale KompetenzenKommunikationgefördert
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätgefördert
Kreatives Denkengeprüft
Kritisches Denkengeprüft
Integrität und Arbeitsethikgefördert
701-0033-00LPraktikum Physik für Studierende in Umweltnaturwissenschaften Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Zum Praktikum werden nur Studierende ab dem 3. Semester BSc UMNW zugelassen.
2 KP4PM. Münnich, A. Biland, A. Eggenberger, N. Gruber
KurzbeschreibungAuseinandersetzung mit den grundlegenden Problemen des Experimentes. Durch selbstständige Durchführung physikalischer Versuche aus Teilbereichen der Elementarphysik wird der Einsatz und der Umgang mit Messinstrumenten sowie die korrekte Auswertung und Bestimmung der Genauigkeit von Messresultaten erlernt.
LernzielDie Arbeit im Laboratorium bildet einen wichtigen Teil einer modernen naturwissenschaftlichen Ausbildung. Anhand einfacher, vorgegebenen Versuchsaufbauten soll das Praktikum folgendes vermitteln:
- Den Aufbau von Experimenten,
- die Kenntnis verschiedener Messmethoden,
- den Einsatz und Umgang von Messinstrumenten,
- die korrekte Durchführung von Experimenten,
- die Analyse der Genauigkeit der Messungen,
- die Auswertung und Beurteilung der Messungen.
Ausserdem vertieft der Kurs die Kenntnisse in Elementarphysik.

Neben aus dem Praktikum für Physiker ausgewählten Versuchen werdem im Kurs speziell für Studierende der Umweltnaturwissenschaften entwickelte Versuchen angeboten, die die wechselseitigen Beziehungen von physikalischer Prozesse zu chemischen und biologischen Phänomenen erleuchten.
InhaltDie Studierenden wählen sich 3 von 18 angebotenen Versuchen aus, die sie durchführen möchten. Nach der Durchführung dieser Versuche dokumentieren und analysieren die Studierenden ihre Messungen, schätzen die Genauigkeit ihrer Resultate ab und vergleichen diese mit der nach der physikalischen Gesetzen erwarteten Werten. Einführungsvorlesungen mit Übungen in Jupyter Notebooks als Auswertungswerkzeug und in die Genauigkeitsbestimmung von Messresultaten ("Fehlerrechnung") sowie ein Vorversuch zum Üben der Versuchsauswertung ergänzen das Praktikum.
SkriptVersuchsanleitungen und Jupyter Notebook Vorlagen werden auf den Moodle Kursseiten zur Verfügung gestellt.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengefördert
Verfahren und Technologiengefördert
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengefördert
Medien und digitale Technologiengefördert
Problemlösunggefördert
Soziale KompetenzenKommunikationgefördert
Kooperation und Teamarbeitgefördert
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahmegefördert
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätgefördert
Kreatives Denkengefördert
Kritisches Denkengefördert
Integrität und Arbeitsethikgefördert
Selbststeuerung und Selbstmanagement gefördert
701-1302-00LTerm Paper 2: Seminar Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Prerequisite: Term Paper 1: Writing (701-1303-00L).
2 KP1SL. Winkel, N. Casacuberta Arola, K. Deiner, N. Gruber, R. Kipfer, R. Kretzschmar, K. McNeill, D. Mitrano, M. Müller, M. Sander, M. Schölmerich, M. H. Schroth, C. Schubert, O. Schubert
KurzbeschreibungThis class is the 2nd part of a series and participation is conditional on the successful completion of "Term Paper 1: Writing". The results from the term paper written during the previous term are presented to the other students and advisors and discussed with the audience.
LernzielThe goal of the term paper seminars is to train the student's ability to communicate (scientific) results to a wider audience and the ability to respond to questions and comments.
InhaltEach student presents the results of their term paper to fellow students and advisors and responds to questions and comments from the audience.
SkriptGuidelines and supplementary material are distributed on the Moodle platform.
Voraussetzungen / BesonderesThere is no final exam. Grade is assigned based on the quality of the presentation and ensuing discussion.

To obtain the credits, it is mandatory to attend at least 60% of all seminar dates offered in the fall and spring semester. Active participation in discussion and feedback rounds is expected.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengefördert
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Medien und digitale Technologiengefördert
Soziale KompetenzenKommunikationgeprüft
Persönliche KompetenzenKreatives Denkengefördert
Kritisches Denkengeprüft
701-1303-00LTerm Paper 1: Writing Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 5 KP11AL. Winkel, N. Casacuberta Arola, K. Deiner, N. Gruber, R. Kipfer, R. Kretzschmar, K. McNeill, D. Mitrano, M. Müller, M. Sander, M. Schölmerich, M. H. Schroth, C. Schubert, O. Schubert
KurzbeschreibungThe ability to critically evaluate original (scientific) literature and to summarise the information in a succinct manner is an important skill for any student. This course aims to practice this ability, requiring each student to write a term paper of scientific quality on a topic of relevance for research in the areas of biogeochemistry and pollutant dynamics.
LernzielThe goal of the term paper is to train the student's ability to critically evaluate scientific literature and to summarise the findings concisely in a paper addressing a research question.

At the end of the course, students will be able to:
- narrow down a research question.
- identify relevant literature to address the research question.
- concisely summarise and critically evaluate their findings.
- formulate key outstanding questions.
InhaltEach student is expected to write a paper with a length of approximately 15-20 pages. The students can choose from a list of topics prepared by the tutors, but the final topic will be determined based on a balance of choice and availability. The students will be guided and advised by their tutors throughout the term.

The paper itself should contain the following elements:
- Motivation and context of the given topic (25%)
- Concise presentation and critical evaluation of the state of the science (50%)
- Identification of open questions and perhaps opportunities for further research (20%)
- Declaration and reflection on the use of technical tools (5%)

In addition, the accurate use of citations, attribution of ideas, and the judicious use of figures, tables, equations and references are critical components of a successful paper. Specialised knowledge is not expected, nor required; neither is new research.
SkriptGuidelines and supplementary material are distributed on the Moodle platform.
LiteraturOriginal scientific literature will be identified based on the chosen topic.
Voraussetzungen / BesonderesPlease enrol latest until the first week of the semester. Contact termpaper(at)env.ethz.ch if you don't yet have access to MyStudies.

The term paper course is primarily aimed at master students majoring in biogeochemistry & pollutant dynamics and ISTP students with a solid background in natural sciences and a strong interest in biogeochemistry & pollutant dynamics.

Each student submits a term paper that will be reviewed by one fellow student and one faculty. The submission of the term paper and a written review of another student's term paper are a condition for obtaining the credit points.

There is no final exam. The grade is assigned based on the quality of the term paper and the submitted review as well as on the presentation in the following term.

Results from the term paper will be presented to fellow students and involved faculty in the following semester ("Term Paper 2: Seminar").
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengefördert
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Soziale KompetenzenKommunikationgeprüft
Persönliche KompetenzenKritisches Denkengeprüft
Selbststeuerung und Selbstmanagement gefördert
701-1346-00LClimate Change Mitigation: Carbon Dioxide Removal Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 3 KP2GN. Gruber, C. Brunner
KurzbeschreibungFuture climate change can only kept within reasonable bounds when CO2 emissions are drastically reduced. In this course, we will discuss a portfolio of options involving the alteration of natural carbon sinks and carbon sequestration. The course includes introductory lectures, presentations from guest speakers from industry and the public sector, and final presentations by the students.
LernzielThe goal of this course is to investigate, as a group, a particular set of carbon mitigation/sequestration options and to evaluate their potential, their cost, and their consequences.
InhaltFrom the large number of carbon sequestration/mitigation options, a few options will be selected and then investigated in detail by the students. The results of this research will then be presented to the other students, the involved faculty, and discussed in detail by the whole group.
SkriptNone
LiteraturWill be identified based on the chosen topic.
Voraussetzungen / BesonderesExam: No final exam. Pass/No-Pass is assigned based on the quality of the presentation and ensuing discussion.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengefördert
Verfahren und Technologiengefördert
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengefördert
Entscheidungsfindunggefördert
Problemlösunggefördert
Projektmanagementgefördert
Soziale KompetenzenKommunikationgefördert
Kooperation und Teamarbeitgefördert
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahmegefördert
Sensibilität für Vielfalt gefördert
Verhandlunggefördert
Persönliche KompetenzenKreatives Denkengefördert
Kritisches Denkengefördert
Integrität und Arbeitsethikgefördert
701-5001-00LEthics and Scientific Integrity for Doctoral Students Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 1 KP1SN. Gruber, E. Lieberherr, A. Widmer
KurzbeschreibungThis course sensitises doctoral students to ethical issues that may arise during their doctorate. After an introduction to ethics and good scientific practice, students are familiarised with resources that can assist them with ethical decision-making. Students are given the opportunity to apply their knowledge and train their newly acquired skills in an interactive, discipline specific context.
LernzielDoctoral students learn how to identify, analyse and address ethical issues in their own scientific research. Furthermore, they are encouraged to reflect on their professional role as scientific researchers.
InhaltPart I
The self-paced e-learning course consists of 5 modules:

Module 1: Ethics
Introduction to moral theory (with emphasis on practical guidance regarding decision making)

Module 2: Ethics in scientific research
Introduction to ethical issues that occur within scientific research (i.e. regarding authorship, cooperation, data use and sharing, and other aspects that are subject to scientific integrity and good scientific practice).

Module 3: Collecting resources
A variety of tools and resources that help identify ethical issues are presented and explained

Module 4: Setting up a strategy
Example examination of a case regarding its ethical scope (students develop their own strategy to examine situations for their ethical implications).

Module 5: Making decisions
Different ways of addressing ethical issues are presented and explained (i.e. how to make hard choices or solve ethical dilemmas).

Part II
The second, face-to-face part of this course focuses on discipline-specific aspects in the general area of Environmental Sciences. It provides an interactive learning environment. Students get to apply their knowledge, and they are encouraged to reflect on ethical problems and to critically discuss them with fellow doctoral students.
Voraussetzungen / BesonderesFor doctoral students only
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenEntscheidungsfindunggeprüft
Problemlösunggeprüft
Persönliche KompetenzenKritisches Denkengeprüft
Integrität und Arbeitsethikgeprüft