Исследовательская работа на тему "Метеорологические исследования"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Конзаводская средняя общеобразовательная школа Зерноградского района имени Героя Российской федерации Зозули А.С.

Тема исследовательской работы: «Метеорологические исследования».

                                                                                Выполнили учащиеся 9 класса

Григорян Елизавета

                                                                                                    Дутенко Мария

                                                                                      Руководитель:        Ершова Р.Н

2015-2016 уч. год

                                         Метеорологические исследования

Многие явления, произошедшие в природе, в метеорологии очень интересны, и их можно объяснить, зная физические явления и законы. Нас заинтересовало: Можно ли самим предсказать погоду в нашем хуторе, Конзаводе? Так как предсказания непогоды поможет спасти урожай и уменьшить потери. Мы предлагаем простейший самодельный барометр (который мы видим на слайде), с помощью которого можно увидеть изменения погоды.

Для изготовления этого барометра нужна бутылка из светлого стекла, стеклянная трубка длинной 250-300 мм с внешним диаметром 2-3 мм, а внутренним 0,2-0,8 мм и мягкая пробка, которая плотно входит в горлышко бутылки. В пробке шилом протыкают отверстие и в него пропускают трубку. В бутылку до половины наливают подкрашенную воду и плотно вставляют пробку с трубкой так, чтобы ее конец не доходил до дна. Края пробки и место ее соприкосновения с трубкой целесообразно загерметизировать.  Когда давление воздуха понижается, столбик воды в трубке-капилляре поднимается вверх, это значит, что погода изменится - быть дождю. Если же вода в трубке опустится – будет хорошая погода.

Таким самодельным барометром со шкалой, проградуированной по показаниям промышленного барометра-анероида, можно пользоваться для измерения давления воздуха с целью предсказания возможных измерений погоды.

Для предсказания скорого наступления ненастья можно пользоваться таким прибором, который показан на слайде.  Для изготовления прибора мы использовали вышедшую из строя электрическую лампу, в цоколе которой просверлили небольшое отверстие. Через него колбу лампы (до половины) заполнили подкрашенной водой и отверстие залепили расплавленным воском.  На цоколь лампы намотали проволоку с крючком для подвешивания прибора.

К предстоящему ненастью окружающий воздух охлаждается. В результате охлаждается стеклянное тело лампы. Водяные пары, испаряемы с поверхности воды в лампе, соприкасается с ее холодным телом, конденсируется, и внутренняя поверхность лампы покрывается каплями воды. Такое явление предвестник скорого наступления плохой погоды.

Для определения масс выпавших осадков, мы предлагаем прибор-дождемер, который изображен на слайде. В отверстие стеклянного цилиндра вставляют стеклянную воронку, диаметр широкой части, который равен диаметру дна цилиндра. К цилиндру приклеивают измерительную ленту длиной -100мм. Высоту слоя выпавших осадков определяют по измерительной ленте. Массу выпавших осадков определяют по формуле, которую мы видим на очередном слайде. Где Р-плотность воды, S- площадь основания цилиндра, h-высота столба воды в цилиндре.  После этого мы определяем массу всей воды, выпавшей, например, на скотном дворе, приусадебном участке, в школьном саду и пр.

 В связи с большой сложностью некоторых явлений окружающей природы часто приходится ограничиваться наблюдением отдельных явлений без количественных измерений.  Эти явления зависят от многих факторов: прихода и расхода солнечной энергии, характера подстилающей поверхности, перераспределения тепла за счет восходящих и нисходящих потоков воздуха, наличия вихревых движений, конденсации и испарения влаги, местных физико-географических условий и т.п. Развивающиеся в атмосфере процессы никогда не повторяют друг друга, поэтому не существует «шаблонов», изучив которые можно было бы с большой надежностью прогнозировать погоду.

Наблюдая образование росы и инея, мы заметили, что с того момента, как солнце скрывается за горизонтом и приток энергии к земле прекращается, все предметы, находящиеся на земле, начинают терять запасенную энергию за счет излучения в атмосферу. Можно было бы предположить, что первым охладится воздух. Но наблюдается обратное. Количество излучаемой энергии зависит от рода вещества, которое ее излучает: прозрачное вещество мало поглощает энергии, поэтому мало ее и излучает, а потому воздух теряет излучением немного энергии, а поверхность земли и непрозрачные твердые тела теряют ее несравненно больше. Поэтому температура земли, травы и т.п. уменьшается гораздо быстрее, чем воздуха. Теплый воздух, прикасаясь к холодной траве образует росу-происходит конденсация.

Заморозки чаще бывают после ясных ночей, так как непрозрачные облака отражают часть энергии, излучаемой поверхностью Земли, и таким образом замедляют охлаждение, т.е. наблюдается «парниковый эффект».

Образование ледяных игольчатых кристаллов указывает на то, что влага осаждалась из воздуха. Первоначально собравшаяся капля воды потом замерзла; в таком виде она сохраняет форму шарика или эллипсоида. Иней образуется аналогично росе, но при температуре ниже 0 градусов.

Незначительное давление на очень нежные и ледяные кристаллики, осаждаемые на поверхности листьев, механически их разрушает и вызывает плавление, т.к. с увеличением давления температура плавления льда понижается. Поэтому при ходьбе по траве, покрытой инеем ясно виден зеленый след, даже если он оставлен очень маленьким животным.

Мы наблюдали опасное для живой и неживой природы физическое явление-молнию. Но при этом надо помнить, что во время грозы нельзя прятаться под деревянными или высоким предметами, стоящими отдельно в открытом поле. По статистическим данным, наиболее часто молния поражает дуб.

Очень часто при осмотре леса после грозы мы обнаруживали деревья, расколотые сверху вниз вдоль волокон. Это происходит по тому, что молния проходить по стволу дерева. При этом сок и влага, содержащиеся в стволе, нагреваются и превращаются в пар, который, сильно расширяясь, разрывает ствол огромного дерева.

Для защиты от молнии мы разработали молниеотводы - сравнительно простые устройства. Самым распространенным является стержневой молниеотвод. (его мы видим на слайде). Он представляет собой стальной стержень диаметром 80 мм, возвышающийся над защищенным сооружением. Стержень изолирован от сооружения и соединен с хорошо заземленной проволокой сечением 25-30 мм2. Одиночный стержневой молниеотвод защищает зону, лежащую внутри конуса с углом 45 градусов у вершины молниеотвода. Таким образом, горизонтальный радиус защищаемой зону равен высоте молниеотвода.

Мы с удовольствием проделали эту работу и будем продолжать наши дальнейшие исследования.