Исследовательская работа по краеведению "Может ли сосновая шишка предсказывать погоду?"

Введение.

В начальной школе мы постоянно ездим на занятия в Музей деревянного зодчества Малые Карелы, что находится на территории Приморского района. На этих занятиях нам рассказывают о поморских промыслах, жизни северного крестьянина, об обычаях и традициях поморов. Эти занятия всегда очень интересные. В одном из рассказов меня заинтересовало, что, оказывается, опытные поморы-промысловики часто определяли и предсказывали погоду по разным приметам. Например, они отмечали, что на бурю, сосна звенит, если внимательно слушать;  хвойные деревья опускают свои ветви перед дождем и поднимают вверх перед ясной погодой. 

        С первого класса я и моя сестра занимаемся исследовательскими работами. Совсем недавно Таня изучала  целебные свойства сосны обыкновенной. Прочитала много разной литературы, а вот о  свойствах сосны предсказывать погоду ничего не знает. А я решила восполнить этот пробел в наших знаниях. Так появилась моя новая исследовательская работа.

Объект исследования: сосновая шишка.

Предмет исследования: способность сосновой шишки предсказывать погоду.

Научная  гипотеза: предположим, что сосновая шишка точно предсказывает изменение погоды.

Цель исследования: выявить, как реагирует на изменение погоды сосновая шишка.

Задачи:

1. Изучить литературу по теме исследования.

2. Экспериментальным путём доказать, что сосновая шишка может реагировать  на изменение влажности.

3. Изготовить самодельный прибор - гигрометр из шишки сосны.

4. Провести наблюдения за работой изготовленного гигрометра.

5. Сравнить показания самодельного гигрометра из шишки сосны с прогнозом погоды в интернете и собственными наблюдениями.

6. Сделать выводы по результатам исследования.

Использованные методы: наблюдение, сравнение, эксперимент.

1. Теоретические основы исследования

1. Как люди предсказывают погоду [1, 2, 3,10]

Ничто в природе Земли не оказывает столь заметного влияния на жизнь каждого человека, как погода, ведь погода и климат - это условия обитания человека. Человек не властен над погодой. Единственное, что он может сделать - прогнозировать ее. Точное прогнозирование погоды - одна из древних проблем. Она так же стара, как само человечество. В результате длительных наблюдений люди установили еще задолго до нашей эры ряд взаимосвязанных процессов между отдельными атмосферными явлениями. Например, если растёт атмосферное давление, то влажность воздуха падает, а температура летом повышается, а зимой понижается. И, наоборот, если атмосферное давление падает, то влажность воздуха растёт, а температура становится летом ниже, зимой выше. Возникло много примет о погоде, обычно в виде кратких правил. Их можно найти в сочинениях Аристотеля, Вергилия, Катона, Плиния и других древнегреческих и римских деятелей. У греков были даже особые календари, высеченные на каменных дощечках, указывающие средний характер погоды для каждого дня года. Эти календари-отметчики - парапегмы - прикреплялись на рынках, площадях и в других общественных местах приморских городов. Они пользовались большим доверием мореплавателей и сельских жителей. Ориентируясь по ним, люди выходили на рыбную ловлю, на охоту, отправлялись в дальнее плавание, проводили сельскохозяйственные работы. Парапегмы давным-давно стали достоянием музеев.

Сегодня проблема предсказания погоды  стоит не менее остро. Прогноз погоды позволяет скорректировать планы на проведение разных мероприятий, посевную кампанию, планировать перелеты и выходы в море (а точнее - учесть возможность отмены рейса из-за непогоды). Кроме того, выходя утром из дома в легкой одежде без зонта, вряд ли кто-то будет рад попасть под дождь или  замерзнуть, не догадываясь о грядущих изменениях погоды. Прогнозированием погоды занимается большое количество людей во всем мире. Для этого используются разные приборы: термометры для определения температуры, барометры  для измерения атмосферного давления, гигрометры для определения влажности. Однако, даже при помощи этих приборов не всегда точно можно предсказать все изменения погоды.

Интересен тот факт, что в природе насчитывается около 400 видов растений и 600 видов животных, выступающих в качестве живых барометров и  гигрометров. Например, перед дождем раки и крабы выходят на сушу из воды, муравьи закрывают все входы в муравейник (хотя небо чистое), пчелы сидят в улье, не летают за нектаром, бабочки тоже укрываются, стрекозы летают низко стайками (в хорошую погоду – высоко), воробьи купаются в пыли. По кошкам, а точнее по ее позе во время сна, можно судить об изменениях погоды: если спит брюшком кверху, раскинув лапы, будет тепло, а если свернулась калачиком – холодно. Многие растения перед дождем закрывают свои лепестки (вьюнок полевой, ноготки и мальвы, чистотел, мокрица), меняют положение и форму ветвей, стеблей и листьев (костяника, луговой клевер), начинают издавать сильный аромат, чтобы успеть привлечь больше насекомых до дождя (белая дрема, акация). Некоторые деревья чувствительны к изменению погоды, особенно хвойные. Из них выделяют ель, сосну,  можжевельник. Эта особенность проявляется в том, что с увеличением влажности (а значит приближением плохой погоды) веточки опускаются вдоль ствола, а с ее уменьшением (улучшением погоды) поднимаются вверх. У раскрытых шишек сосны, перед дождем чешуйки приподнимаются и шишка закрывается, а к солнышку чешуйки опять раскрываются.

2. Особенности строения шишки сосны [7,8]

Шишка сосны имеет любопытное строение. Зрелая сосновая шишка яйцевидно-конической формы. Она имеет созревшее семя с прозрачным крылышком. С раздвиганием чешуек шишки становится видно, что семена расположены попарно наверху чешуек. На чешуйках хорошо заметны утолщения серого цвета – своеобразные щитки ромбовидной формы с 4-6 гранями, которые загнуты вниз. У каждого семени имеется крылышко, необходимое для переноса его ветром. Чешуйки шишки защищают семя от внешних воздействий. При рассмотрении поперечного среза семенной чешуи в средней части можно увидеть  клетки эпидермиса с обеих сторон, овальные, толстостенные, покрытые толстым слоем кутикулы. На поверхности чешуи, особенно на ее внутренней стороне, часто встречаются простые одноклеточные волоски. Под эпидермисом с обеих сторон расположены 1-4 слоя механических клеток с сильно утолщенными одревесневшими оболочками, пронизанными тонкими порами. Через эти поры происходит поступление влаги. Таким образом, каждое "перышко" шишки состоит из двух слоев. При медленном впитывании влаги нижняя сторона каждой чешуи разбухает сильнее, чем ее верхняя сторона, и, поэтому чешуя изгибается в сторону средней оси шишки до тех пор, пока все чешуи плотно не покроют друг друга и вся шишка не окажется закрытой.  Именно эта особенность сосновой шишки завоевала ей репутацию одного из наиболее надежных предсказателей погоды. Получается, что, в сухом воздухе чешуйки рассыхаются и торчат, а когда воздух влажный, чешуйки поглощают влагу, и шишка принимает обычный вид. В хорошую погоду чешуйки шишки раскрываются, а если они закрыты - будет дождь.
                        2. Экспериментальная часть исследования

1.  Опыт, доказывающий изменение шишки сосны от влажности.

На сухих шишках чешуйки широко растопырены в разные стороны. Чем суше воздух и почва, тем сильнее растопыриваются чешуи шишки, образуя с осью шишки угол в 90° и больше.

Я решила убедиться с том, что сосновая шишка действительно реагирует на изменение влажности. Для этого я провела эксперимент: опустила сухую раскрытую шишку в воду. Стала наблюдать.

Вывод: растопыренная, раскрытая шишка находилась в воде в течение 3,5 часов. В течение этого времени она полностью закрылась.

Затем я достала закрытую шишку из банки с водой, оставила на подоконнике  и снова стала наблюдать.

Вывод: шишка, положенная на подоконник для высыхания, раскрыла свои чешуи приблизительно через 35,5  часов. Раскрытие чешуи закрытой шишки требует значительно больше времени, чем обратное движение.  Внешний вид раскрытой и закрытой шишки совершенно разный.

По результатам проведённого эксперимента я сделала следующий вывод: сосновая шишка действительно реагирует на изменение влажности. На повышение влажности быстрее, на уменьшение гораздо медленнее. Раз одной из характеристик погоды является влажность воздуха, вероятно, что шишка сосны будет реагировать на изменение  погоды.

2.2.  Изготовление самодельного  гигрометра из шишки сосны[9]

Для изготовления природного гигрометра я использовала ту же шишку  обыкновенной сосны. Взяла две дощечки, склеила их между собой.  Шишку прикрепила  к одной из дощечек (основе). К одной из чешуек приклеила былинку («стрелку-указатель»).  Затем изготовленный гигрометр вынесла на открытый балкон. Когда гигрометр показал свои "способности", я  сделала  на вертикальной дощечке  пометки "ясно"(внизу), "дождь"(вверху). Затем я стала снимать показания со своего гигрометра, а также записывать для сравнения прогноз погоды по интернету и свои наблюдения за реальной погодой.

2.3.  Наблюдение за показаниями самодельного прибора,  прогнозом погоды и реальной погодой.

Наблюдение за погодой проводила с 1 августа по 12 сентября. В таблицу записывала прогноз погоды с интернет-сайтов Яндекс погода[6] и Rp5. ru [5], показания своего гигрометра – шишки и реальную погоду в течение дня. Вот мой дневник наблюдений.

Вывод: по результатам своих наблюдений я сделала вывод, что мой самодельный гигрометр действительно реагирует на изменение погоды. Сравнивая показания своего прибора с прогнозом погоды в интернете и собственными наблюдениями я выявила, что гигрометр из сосновой шишки точно предсказывает наступление осадков (дождя), а иногда даже точнее, чем данные интернета (например, 1, 8, 12, 14, 21, 25, 29, 30 августа – выделены жирным шрифтом). Наступление сухой погоды при  помощи самодельного гигрометра из шишки сосны прогнозировать сложнее, так как на раскрытие шишки уходит гораздо больше времени.        

2. Выводы по результатам исследования

На основании проделанной работы я сделала следующие выводы.

1. Изучив литературу и другие источники по теме исследования, я пришла к выводу о том, что прогнозированием погоды люди занимаются давно, используя для этого специальные физические приборы и народные приметы.

2. Экспериментальным путём я доказала, что сосновая шишка реагирует на изменение влажности.

3. Используя описанные в литературе и источниках способы, изготовила самодельный гигрометр из сосновой шишки.

4. Провела наблюдения за работой самодельного гигрометра в сравнении с прогнозом погоды в интернете и собственными наблюдениями погоды.

5. Сравнив показания самодельного прибора с прогнозом погоды в интернете и собственными наблюдениями, я выявила, что гигрометр из сосновой шишки точно предсказывает наступление осадков, а иногда даже точнее, чем данные интернета.

6. Прогноз погоды по данным  интернет-сайтов Яндекс погода и Rp5/ не всегда соответствует реальной погоде. Меньше расхождений с реальной погодой прогноза погоды на сайте Rp5. Ru

        Таким образом, выдвинутая мною гипотеза подтвердилась частично: используя самодельный гигрометр из шишки сосны, можно точно предсказывать наступление осадков(дождя). Прогнозировать сухую погоду этим способом не совсем удобно.

4. Заключение.

В заключении я хочу сказать о практической значимости моего исследования. Действительно, специалисты предсказывают погоду, используя разные физические приборы – гигрометры, термометры, барометры. Мы всегда слушаем и надеемся на сводки погоды по радио и телевидению. Это удобно. Но часто в этих сводках идёт речь об огромных регионах: Северо-Западный, Центральный, Украина, Средняя Азия... А как узнать о погоде в конкретном месте, там, где мы находимся сейчас и где нет телефонной связи, телевизора… Например, на даче, в старой маленькой деревушке, в длительном походе, на рыбалке, на охоте в тайге или полевой практике… Вот в такой момент нам и  поможет самодельный природный гигрометр, например, из простой сосновой шишки.

А в прежние времена, когда никаких приборов не было вовсе, наблюдения за изменениями в природе были единственной возможностью предсказывать погоду.

  Материалы моей работы могут быть использованы при подготовке к урокам природоведения, биологии, физики.

5. Список литературы и источников.

1. Гаязова Т. «Секреты из бабушкиного сундучка». - Иркутск, 2004.-204с
2. Лютин А.Т., Бондаренко Г.А. «Народное наследие о приметах погоды» - Календарь.- Саранск, Мордовское книжное изд-во, 1993. -98 с.
3. Петров В.В. «Лес и его жизнь». - Москва, «Просвещение», 1986
4. интернет-сайт погоды http://rp5.ru
5. интернет-сайт погоды http://pogoda.yandex.ru/arhangelsk 
6. интернет- сайт http://www.udec.ru/derevo/sosna-shishki.php
7. интернет-сайт http://www.fito.nnov.ru/pharmacopaea/strobili_piceae_abietis/
8. интернет-сайт http://the-mostly.ru/misc/should_we_have_an_umbrella.html 
9. интернет-сайт http://www.clow.ru/a-zemlja2/2180.htm Познавательный портал Энциклопедия о строении Земли.