Альбедо Земли Кемской

Муниципальное общеобразовательное учреждение

 «Рабочеостровская средняя общеобразовательная школа»

 Кемского муниципального района Республики Карелия

Альбедо Земли Кемской

Автор:

Коваленок Ульяна Юрьевна,

Самойлова Анастасия Владимировна,

МБОУ «Рабочеостровская СОШ»,

 9 «а» класс

Руководитель:

Капустина Анна Суловна

учитель физики высшей категории

МБОУ «Рабочеостровская СОШ»

Консультант:

Богданов Евгений Владимирович

учитель обществознания высшей категории МБОУ «Рабочеостровская СОШ», кандидат философских наук, доцент

посёлок Рабочеостровск

Кемский муниципальный район, Республика Карелия, Российская Федерация

2013г.

Содержание

Введение

В  познавательной игре «Кто хочет стать миллионером? »  был задан интересный вопрос: «Что такое альбедо?». Это – бабочка, имя, музыкальный инструмент, или что-то другое?

На уроке физики мы узнали, что альбедо – это физическая величина, равная отношению потока энергии отражённых солнечных лучей к потоку энергии падающих на поверхность солнечных лучей.

А каково альбедо земли кемской? Альбедо поверхности – это постоянная или изменяющаяся величина? А деятельность человека влияет на альбедо?

Исходя из того, что многие не знают ответы на вопросы про альбедо поверхности, можно говорить об актуальности исследуемой проблемы.

Исследуя природу альбедо, мы выполнили фотосъемку поверхности земли в зимний период. Изучив литературу и сетевые ресурсы, в которых объясняется физическое явление, узнали факторы, от которых зависит альбедо. Выполнили лабораторный эксперимент и составили рейтинговую таблицу «Влияние деятельности человека на чистоту снега».

Цель работы – выявление  влияния деятельности людей на альбедо поверхности земли.

Задачи:  

1. Выяснить, как изменяется снежный покров в городе Кеми и посёлке Рабочеостровск
2. Зафиксировать изменение вида поверхности снежного покрова в городе Кеми и посёлке Рабочеостровск
3. Сравнить вид поверхности снежного покрова
4. Найти объяснения  явления альбедо с точки зрения физики и экологии
5. Изучить факторы, от которых зависит альбедо поверхности
6. Выполнить лабораторный эксперимент «Как влияет  деятельность человека на чистоту снега?»
7. Выполнить социологическое исследование «Выявление осведомлённости людей об альбедо»  в форме познавательной игры «Кто хочет стать миллионером?»

Объект исследования: альбедо поверхности земли.

Предмет исследования: снег на поверхности земли.

Место исследования: г.Кемь, посёлок Рабочеостровск, Кемского муниципального района, Республики Карелия, Российской Федерации

Исследовательские площадки:

проспект Пролетарский, улицы Мосорина, Бланки, Кирпичная , Вицупа города Кеми;

улицы Вокзальная, Портовая, Октябрьская, 1-й Пятилетки, Советская, Новая, Юбилейная посёлка Рабочеостровск.

Сроки исследования: 2012г. –  2013г.  

Продолжительность исследования: два года.

Методика исследования

Работа по выявлению влияния деятельности людей на альбедо поверхности земли в поселке Рабочеостровск, городе Кеми Кемского муниципального района, выполнялась по нескольким направлениям:

• наблюдение  снежного покрова;
• наблюдение природного явлений, выявление объекта и предмета исследования;
• фиксирование результатов наблюдений с использованием фотосъёмки поверхности земли в зимний период;
• подбор литературы по теме, чтение описание физического явления; анализ литературных и сетевых первоисточников и сравнительный (компаративный) анализ результатов исследования;
• подбор научной литературы по теме, чтение объяснения природных явлений  в литературе по физике и экологии и самостоятельное объяснение результатов наблюдений за природным явлением;
• выполнение лабораторного эксперимента и сравнительный (компаративный) анализ результата исследования;
• сбор материала о проблеме в социуме – социологическое исследование в форме игры «Кто хочет стать миллионером?», анализ результата исследования.

Глава 1. Альбедо поверхности.

Известно, что альбе́до (лат. Albus - белый) - характеристика отражательной (рассеивающей) способности поверхности.(3) Альбедо (от лат. albedo белизна) – число, показывающее какую часть падающего света отражает данная поверхность. Альбедо Земли – отношение количества света, отражённого Землёй, ко всему количеству света, которое падает на Землю от Солнца. Альбедо Земли равно приблизительно 0,45.(4)

На уроке физики мы узнали, что альбедо – это физическая величина, равная отношению потока энергии отражённых солнечных лучей к потоку энергии падающих на поверхность солнечных лучей.

Одной из характеристик, которыми обладает любое материальное тело является альбедо. Альбедо характеризует отражательные свойства поверхности тела. И представляет собой отношение потока излучения, рассеиваемого поверхностью, к потоку на нее падающему. А произошло слово от латинского albus -- белый. Можно догадаться, что величина безразмерная. Но о каком излучении идет речь? Вообще то, она может идти об излучении в разных диапазонах -  оптическом, инфракрасном и ультрафиолетовом. Соответственно, для каждого диапазона будет определяться свое альбедо. Например, характеристика свойств отражения конкретно инфракрасных лучей. Для оптического же диапазона, разделяют несколько видов альбедо. Истинное - отношение потока, которое рассеивается плоской поверхностью по всем направлениям, к потоку, падающему на эту поверхность. Видимое альбедо — отношение яркости поверхности, освещенной параллельным пучком лучей, к яркости абсолютно белой поверхности. В астрономии используются еще понятия геометрического и сферического альбедо. А интегральным или энергетическим альбедо называют характеристику для всего потока излучения разных диапазонов. Величина альбедо зависит от свойств поверхностей. Материала, цвета. А различное альбедо разных материалов и тел, в свою очередь может влиять на многое. Наиболее высоко оно у облаков и снега -- 0.9. То есть до 90% излучения рассеивается. Поэтому чистый снег медленно тает даже при ярком солнце. Напротив, у воды и вспаханного чернозема альбедо очень мало - около 0.05 -- это теплоемкие поверхности. Между этими значениями находятся альбедо деревьев, травы и песка. А, вообще, наша планета отражает порядка 40% поступающего излучения. Наверное, поэтому она так ярко и красиво выглядит с Луны. У самой Луны и других планет без атмосферы альбедо довольно низкое -- 0.07. А у планет с атмосферой значительно выше - около 0.6. Как уже стало понятно, понятие альбедо активно используется в астрономии, для познания других планет. А так же в науке о климате. А мы не задумываясь, в жаркий солнечный день выбираем из гардероба одежду с максимально высоким альбедо, т.е. самую светлую - чтобы в ней было не так жарко.(5) 

Измерения с помощью альбедометров, располагаемых на высоте 1—2 м над земной поверхностью, позволяют определить альбедо небольших участков. Величины альбедо участков большой протяженности, используемые при расчетах радиационного баланса, определяются с самолета или со спутника. Типичные значения альбедо: влажная почва 5—10%, чернозем 15%, сухая глинистая почва 30%, светлый песок 35—40%, полевые культуры 10-25%, травяной покров 20-25%, лес – 5-20%, свежевыпавший снег 70-90%; водная поверхность для прямой радиации от 70-80%, загрязнённый снег30-50% .(6)

Вывод: Альбедо поверхности – характеристика отражательной (рассеивающей) способности поверхности. Альбедо поверхности Земли зависит от свойств поверхностей, а значит, может изменяться.

Глава 2. Лабораторный эксперимент «Как влияет  деятельность человека на чистоту снега?»

Цель опыта: выявление влияния деятельности человека, на отражательные свойства поверхности покрытой снегом.

Оборудование: образцы снега, стеклянные колбы, воронка, фильтры.

Указание к работе:

Выполнить сбор образцов (проб) снега в г.Кеми и п.Рабочеостровск. Взять стеклянные колбы и наполнить их снегом. Когда снег растает, выполнить фильтрование воды. Рассмотреть и сравнить фильтры. Выявить факторы, от которых зависит чистота фильтра. Проанализировать влияние деятельности человека на чистоту снега.

Результаты наблюдений

Таблица 1. Наблюдения «Влияние деятельности человека на чистоту снега»

Анализ результатов наблюдений. «Рейтинг образцов по чистоте снега»

Таблица 2. Анализ наблюдений «Влияние деятельности человека на чистоту снега»

Описание результата наблюдений:

Чистый снег у школы в п.Рабочеостровск. (образцы 10,1)

Единичные мелкие частицы есть в образцах, взятых в г.Кеми в жилой зоне у котельной №2 и в жилой зоне в п.Рабочеостровск (ул.Заводская, ул.Ручьевая, ул.Пионерская). Жители близлежащие домов пользуются отоплением котельной №2 на жидком топливе или печным отоплением. (образцы 2,7,9,5).

Много мелких частиц в образцах, взятых в г.Кеми, ул.Свободы в жилой зоне с печным отоплением где недалеко расположена городская свалка. (образец 6)

Очень много мелких частиц в образцах, взятых в г.Кеми, проспект Пролетарский у автомобильной дороги. (образец 3)

Много мелких и крупных частиц, есть угольки в образцах, взятых в п.Рабочеостровск, ул.Юбилейная, где рядом расположена котельная, использующая в качестве топлива древесину. (образец 8)

Замыкает рейтинговую таблицу образец, взятый в г.Кеми на ул.Бланки. Фильтр содержит большое количество мелких частиц – это частицы угольной сажи и пыли. Жилых домов вблизи загрязнённой зоны нет. (образец 4)

Вывод:

Снег загрязняют сажа печей, продукты горения городской свалки, вещества, которыми посыпают автомобильные дороги, сажа и продукты горения котельных на твёрдом топливе. Деятельность человека влияет  на чистоту и отражательную способность снега.

Глава 3. Социологическое исследование «Выявление осведомлённости людей об альбедо»  в форме познавательной игры «Кто хочет стать миллионером?»

Для получения информации об актуальности проблемы мы провели социологический опрос, продолжив игру «Кто хочет стать миллионером?»

Респондентам был задан вопрос: Во время опроса мы фиксировали возраст, пол, место жительства (город/посёлок) респондентов.

Было опрошено 147 респондентов, 104 в городе Кеми и 43 в посёлке Рабочеостровск.

Результаты опроса представлены в виде таблицы 3. «Альбедо – это…», диаграммы1.  «Осведомлённость людей об альбедо», диаграммы 2.  «Альбедо – это …».

Таблица3.  «Альбедо – это…»

Диаграмма 1. ««Осведомлённость людей об альбедо»

Диаграмма 2. «Альбедо – это …»

Как показал социологический опрос на вопрос «Альбедо – это …»  - 24% респондентов предполагают, что есть другой ответ  - верный ответ, а большая часть - 76% с интересом просто играет в познавательную игру «Кто хочет стать миллионером? ». Молодые люди в 14 лет предпочтение отдают ответу «Альбедо – это имя», а среди жителей г.Кеми ответ «Альбедо – это имя» самый непопулярный, ответ «Альбедо – это прибор» - популярный в п.Рабочеостовск, а также среди юношей и девушек.

Вывод: Социологическое исследование показало, что многие не знают ответ на вопрос про альбедо поверхности. Исследование доказало, что можно говорить об актуальности исследуемой проблемы.

Заключение

Наше исследование показало, что в результате деятельности людей альбедо поверхности земли изменяется. В прогнозе погоды, каждый из нас ждёт информацию об изменении температуры воздуха, о направлении и скорости ветра, о влажности. Сегодня далеко не все мы задумываемся, о том, что АЛЬБЕДО – это глобальная изменяющаяся характеристика погоды и состояния окружающей среды. Альбедо свежевыпавшего снега 70-90%, загрязнённого снега 30-50%. На кемской земле снежный покров  лежит с октября по апрель. В нашей местности есть зоны с загрязнённым снегом, а значит, в результате деятельности людей альбедо Земли Кемской уменьшается.

Многие люди не знают правильный ответ на вопрос «Альбедо – это …».

Наше предложение: включать в прогноз погоды информацию об изменении альбедо поверхность. Тогда каждый человек на Земле задумается об экологическом состоянии окружающей среды.

Список литературы и электронных ресурсов

1. Рыженков А.П. «Физика. Человек. Окружающая среда», Москва, Просвещение, 2001 – 54с.
2. Сергеева С.К., «Энергосбережение», Тверь, Альфа-Прес, 2004г. – 136с.
3. ru.wikipedia.org/wiki/Альбедо - сайт Википедия
4. http://booksha.ru/multimedia-knigi/17009slovari._bolshoy_slovar_inostrannih_slov.html – Большой словарь иностранных слов
5. http://www.youtube.com/watch?v=5U70u4qIJ6c – образовательный сайт ЧИП и ДИП
6. http://meteorologist.ru/albedo-estestvennoy-poverhnosti.html  - метеоэнциклопедия