Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit der Bedeutung dunkler Farben auf der Erdoberfläche auseinander, welche durch die Eisschmelze freigelegt werden. Sie untersuchen die unterschiedliche Erwärmung heller und dunkler Flächen durch die Sonne in einem Experiment und übertragen das Ergebnis auf die Albedo-Rückkopplung im Zusammenhang mit dem Klimawandel.

In der vorausgegangenen Unterrichtssequenz wurden bereits Experimente geplant und durchgeführt, wodurch alle Kinder Vorerfahrungen mitbringen. Inhaltlich kann davon ausgegangen werden, dass der Effekt dunkler und heller Kleidung bei sonnigem Wetter teilweise aus eigener Erfahrung bekannt ist. Der Zusammenhang zur durch die Eisschmelze freigelegten, dunkleren Erdoberfläche ist jedoch wahrscheinlich nur in Ausnahmefällen geläufig.

Einstieg im Sitzkreis

• Als Einstieg wiederholen die Kinder die Ergebnisse ihrer selbst geplanten und durchgeführten Experimente zur Eisschmelze. Als Anregung liegen die verwendeten Materialien oder ein aufgebautes Experiment in der Kreismitte.
• Das Ergebnis des Experiments wird zusammengefasst: „Wenn Inlandeis schmilzt, steigt der Meeresspiegel an, wenn Meereis schmilzt, bleibt der Meeresspiegel gleich.“
• Die Lehrkraft erklärt, dass das Steigen des Meeresspiegels nicht die einzige Folge von schmelzendem Eis durch die Erderwärmung ist. Wenn Eis schmilzt, verschwindet auch die weiße Farbe des Eises auf der Erdoberfläche.
• Die Lehrkraft zeigt Bilder (an der digitalen Tafel), die diesen Effekt veranschaulichen.
• Die Schülerinnen und Schüler sammeln gemeinsam Farben, die durch die Eisschmelze auf der Erdoberfläche sichtbar werden. Dies sind vorwiegend dunkle Farben (grau und braun auf Bergen, dunkles Wasser, …).
• Die Lehrkraft zeigt den Kindern zwei mitgebrachte T-Shirts in den Farben Weiß und Schwarz und fragt nach den Vorerfahrungen der Kinder: „Wie fühlt es sich an, wenn du in der Sonne eines dieser T-Shirts trägst?“ Je nach Vorerfahrungen wird die unterschiedlich schnelle Erwärmung schwarzer und weißer Stoffe in der Sonne herausgearbeitet.
• Die Lehrkraft leitet zum Experiment über: „Wir wollen mit dem Thermometer messen, ob sich die T-Shirts in den verschiedenen Farben wirklich unterschiedlich schnell erwärmen. Wie können wir das herausfinden? Wie könnte ein geeignetes Experiment aussehen?“
• Der Aufbau des Experiments wird gemeinsam erarbeitet. Zum Beispiel: Beide T-Shirts werden in die Sonne gelegt und ein Thermometer wird hineingelegt. Nach kurzer Zeit vergleicht man die Temperatur beider Thermometer.
• Die Kriterien für ein gutes Experiment werden an dieser Stelle kontrolliert (siehe Plakat „Kriterien für ein gutes Experiment“).

• Optional: Die Schülerinnen und Schüler füllen den Protokollbogen zum T-Shirt-Experiment aus und halten ihre Planungen und Vermutungen dort schriftlich fest.
• Die Klasse geht gemeinsam auf den Schulhof. Vor der Durchführung werden Vermutungen gesammelt. Anschließend wird das Experiment durchgeführt. Bei direkter Sonneneinstrahlung ist das deutliche Ergebnis nach 5-10 Minuten ablesbar.

• Die Schülerinnen und Schüler fassen die Ergebnisse aus dem Experiment zusammen: Das schwarze T-Shirt wird schneller erwärmt, als das weiße.
• Die Lehrkraft erklärt diesen Vorgang: „Das liegt daran, dass helle Oberflächen so ähnlich wie ein Spiegel wirken. Sie strahlen große Teile des Lichtes wieder zurück (reflektieren). Bei dunklen Oberflächen ist es anders: Sie nehmen große Mengen der Lichtenergie auf (absorbieren) und wandeln sie in Wärme um.“
• Dieses Ergebnis wird auf den Vorgang der Eisschmelze übertragen: „Was bedeutet es für die Erde, wenn immer mehr Eis schmilzt?“ Damit leitet die Lehrkraft zur Fragestellung auf die kommende Erarbeitungsphase über.

Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten dazu die Seiten 33 und 34 im Entdeckungsheft. Dabei malen sie die Bilder zur Situation vor und nach der Eisschmelze in passenden Farben aus und vergleichen, wie viele helle und dunkle Farben zu sehen sind. Am Ende erklären sie den sich daraus ergebenden, selbstverstärkenden Effekt (Teufelskreis).

Die Schülerinnen und Schüler erklären den selbstverstärkenden Effekt (Teufelskreis), der durch die Eisschmelze in Gang gesetzt wird: Durch die Eisschmelze wird immer mehr dunkle Erdoberfläche sichtbar, diese erhitzt sich mehr als weiße und dadurch schmilzt wiederum das Eis schneller, wodurch noch mehr dunkle Oberfläche sichtbar wird usw..

• Die Lehrkraft überträgt die Zusammenfassung auf ein Abschlussexperiment: „Wenn das so stimmt, müsste Eis ja auf einem dunklen Untergrund schneller schmelzen, als auf einem hellen.“ (vgl. Materialien Pindactica).
• Die Klasse überprüft diese These in einem Abschlussexperiment auf dem Schulhof. Dazu werden eine weiße und eine schwarze Pappe in die Sonne gelegt und je eine Petrischale (oder ein Glas) mit jeweils ein bis zwei Eiswürfeln daraufgestellt. Die Schülerinnen und Schüler beobachten, ob das Eis tatsächlich unterschiedlich schnell schmilzt.
• Hinweis: Dieses Experiment dauert mindestens 30 Minuten (bei warmem Wetter). Daher ist es sinnvoll, es parallel zum weiteren Unterricht durchzuführen und den Verlauf des Experiments wiederholt durch Kleingruppen kontrollieren und per Foto dokumentieren zu lassen. Die Foto-Dokumentation kann abschließend gemeinsam (auf der digitalen Tafel bzw. auf einem Tablet oder ausgedruckt) angeschaut werden.
• Optional kann gemeinsam noch ein Schaubild betrachtet werden, das den Rückgang des arktischen Meereises zeigt

Die Schülerinnen und Schülern erkennen den Teufelskreis, der durch die Freilegung dunkler Erdoberfläche mit der Eisschmelze verbunden ist und können diesen beschreiben und erklären.

Alternative für den Distanzunterricht:

Im Distanzunterricht bietet sich zur Durchführung eines Experiments zuhause vor allem das Experiment an, bei dem eine weiße und eine schwarze Pappe (oder T-Shirts) in die Sonne gelegt werden und die Kinder den Temperaturunterschied „nur“ erfühlen. In diesem Fall benötigen die Kinder kein weiteres Material, wie beispielsweise Thermometer. In einer Videokonferenz sollte daher dieses Experiment erarbeitet und erklärt werden. Parallel dazu bietet sich, analog zum Präsenzunterricht, die Arbeit mit den Seiten des Entdeckungshefts an. Das erarbeitete Experiment kann im Anschluss an die Videokonferenz von den Kindern (bei gutem Wetter) selbstständig durchgeführt werden. Die Ergebnisse sollten in einer weiteren Videokonferenz besprochen und reflektiert werden. Die Aufgabe, auf unterschiedlich farbige Pappe Eiswürfel in einem Gefäß zu stellen, um deren Schmelzverhalten zu beobachten, kann von einigen Kindern freiwillig übernommen werden. Diese können dann im Anschluss über die Ergebnisse des Experiments berichten.