Исследовательско-проектная работа по физике
творческая работа учащихся по физике

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Мочильская средняя общеобразовательная школа»

                      с. Мочилы  городского округа Серебряные Пруды Московской области

                     Исследовательско - проектная работа по физике

Глобальное потепление: парниковый эффект

                                                   «Изменения климата уже начались –

                                                                       всё хуже, чем мы   думали»

                                                                                                 Дж. Хансен,

                                                     директор института  Годдарда NASA

                                                    Выполнили: учащиеся 10 класса

                                                       Александрова Алина, Бузулуцкий Денис,      

                                                       Панова Екатерина

                                                       Руководитель: учитель физики

                                                       Вяткина Ирина Анатольевна

                                                   2017 г.

Исследовательский проект:

Глобальное  потепление: парниковый эффект.

                                                                    «Изменения климата уже начались –

                                                                                                  всё хуже, чем мы   думали»

                                                                                                                               Дж.Хансен,

                                                                                   директор института Годдарда NASA

Проблема исследования:

глобальное изменение климата на планете Земля.

Объект исследования:

возможность возникновения парникового эффекта на планете Земля.

Предмет исследования:

процесс парникового эффекта.

Актуальность работы состоит в том, что глобальное потепление – это проблема, которая касается каждого жителя планеты, так как ни один год нашего века не обходится без очередной экологической или климатической сенсации. Кардинальные изменения климата, к которым может привести глобальное потепление, затрагивают все сферы деятельности человека, нанося необратимый урон и принося бесчисленные жертвы. Природные катаклизмы меняют условия жизни на Земле, что может иметь смертельно опасные последствия  и угрозу жизни на нашей планете.

Методы исследования: наблюдение, измерение, эксперимент, анализ

Цели и задачи проекта:

1. Изучить материалы по глобальному потеплению.
2. Выяснить причины глобального потепления.
3. Определить понятие «парниковый эффект».
4. Смоделировать механизм и экспериментально проверить парниковый эффект.
5. Оценить возможности его возникновения на планете Земля.
6. Определить, какое влияние эта проблема оказывает на жизнь людей.

Этапы работы над проектом

1. Изучить причины, способствующие появлению «глобального потепления».
2. Экспериментально проверить парниковый эффект.
3. Обработать экспериментальные данные и представить их в графическом виде.
4. Рассмотреть вопросы влияния глобального потепления на жизнь людей, городов, целых государств.
5. Провести опрос среди учащихся

                                                   Содержание

1. Введение в проблему

2. Основная часть

Глава 1. Глобальное потепление

Теоретическая часть

1.1.Причины глобального потепления.

1.2.Парниковый эффект.

1.3.Последствия глобального потепления.

Глава 2. Моделирование механизма парникового эффекта

Практическая часть

1. Моделирование механизма парникового эффекта.

2. Анализ полученных результатов.

            2.3.Выводы.

Глава 3. Наш вклад в защиту природы

3. Заключение

4. Источники информации

5. Приложения

1. Введение

                                                           «… постоянная изменчивость погоды и кажущаяся

                                                          простота  происходящих в ней изменений наводят

                                                         на мысль о возможности обладания сакральными

                                                        знаниями, благодаря которым можно управлять

                                                       погодой». 

                                                                                В.А.Драбенко, кандидат экономических

                                                                                наук, заслуженный метеоролог РФ

  Тема глобального потепления за последние десятилетия стала настолько обсуждаема, что вопросы о температурных изменениях, ставших причиной многих климатических катаклизмов, в большинстве случаев уже не принимаются всерьёз.  Наряду с гипотетическими угрозами от смены магнитных полюсов Земли, колоссальных «солнечных штормов» и пробуждений супервулканов она постоянно обрастает различными легендами.

  Так что же в действительности происходит с погодой и климатом? Глобальное потепление, похолодание нового ледникового периода или периодическое воздействие фантастического климатического оружия? Однако это актуальный сегодня вопрос, важнейший, на наш взгляд, который касается каждого жителя нашей планеты.  Можно определённо заметить, что ни один год нашего века не обходится без очередной экологической или климатической сенсации. Так прошедшее лето 2016 года признано самым аномально жарким, побившем все предыдущие рекорды, а март этого года стал аномально тёплым за многолетние наблюдения Гидрометцентра. Никого не могут оставить равнодушным бесчисленные жертвы природных катаклизмов, причиной которых является глобальное потепление.

  Кардинальные изменения климата затрагивают не только экономическую, культурную, но и другие сферы деятельности. Эта проблема наносит необратимый урон и экологии нашей планеты, унося тысячи человеческих жизней. Экономический ущерб от природных катаклизмов в мире в 2011 году составил 400 млрд. долларов, в 2012 году – 160 млрд. долларов. Количество катастроф, напротив, выросло: 900 случаев против 820 в 2011 году. Число погибших в 2012 году в результате природных катаклизмов составило 9,5 тыс., что существенно меньше, чем в 2011 году, когда жертвами стали почти 30 тыс. человек. Ущерб России от стихийных бедствий – 250 млн. рублей.

  Для того, чтобы как можно лучше ознакомиться с данной темой и попытаться найти все возможные пути решения этой проблемы, в первую очередь надо правильно понять сам термин «глобальное потепление», рассмотреть все причины, вызывающие эти ужасные катастрофы, с последствиями которых мы и попытаемся  вас ознакомить. Одну из проблем глобального потепления, такую как «парниковый эффект», мы рассмотрели более подробно.

2. Основная часть

Глава 1. Глобальное потепление

Теоретическая часть

1.1. Причины глобального потепления

                                                 «Вероятность того, что эти аномалии вызваны

                                                         естественной изменчивостью, ничтожно мала».

                                                                                                  Дж. Хансен

   Глобальное потепление – процесс постепенного роста средней годовой температуры поверхностного слоя  атмосферы Земли и Мирового океана вследствие всевозможных причин.

  Основными методами отслеживания изменений являются:

*исторические документы и летописи;

*архивы метеорологических наблюдений;

*измерение площади полярных шапок, льдов, зон растительности  и отслеживание атмосферных процессов благодаря спутниковой фотосъёмке;

*анализ ископаемых животных и растений;

*радиологический анализ до древних полярных льдов;

*наблюдение за ледниками (особенно хорошо изменения климата видны, если посмотреть на фото ледников, снятые в один месяц разных лет).

  Климатические индикаторы: изменение уровня океана (синий), концентрация 18О (озон) в морской воде, концентрация СО2 в антарктическом льду. Деление временной шкалы –

20 000 лет.

 На диаграмме видно, что пики уровня моря, концентрации СО2 и минимумы 18О совпадают с межледниковыми температурными максимумами.

  Климатические системы изменяются как в результате естественных внутренних процессов, так и в ответ на внешние воздействия (антропогенные  и неантропогенные).

  На данный момент необходимо признать – потепление существует. С начала ХХ столетия средняя температура воздуха возросла на 0,74°С, и примерно две трети этого приходятся на период после 1980 года. Каждое из последних трёх десятилетий было теплее предыдущего. Последнее лето 2016 года признано самым аномально жарким, побившем все предыдущие рекорды. К такому выводу пришли исследователи из Метеорологической службы Великобритании, объяснив этот факт «глобальным потеплением вследствие воздействия парниковых газов и феномену Эль-Ниньо (пока необъяснимое эпизодически возникающее тёплое течение в Тихом океане)». По их прогнозам в 2017 году погода более-менее выровняется, и климат стабилизируется, но ненадолго. Впрочем, март этого, 2017,  года уже признан аномально тёплым за многолетние наблюдения Гидрометцентра России.

Однако, никто из учёных с полной уверенностью не может сказать, какие именно причины вызывают долгосрочные климатические  изменения. Существует определённое количество наиболее достоверных предположений, признанных как рабочие гипотезы исследовательскими центрами России, Европы и США. Перечислим их здесь.

 Первая гипотеза: солнечная активность.

  Солнце – единственный и главный источник тепла для нашей планеты, и даже самые малые цикличные изменения его активности сильно влияют на колебания температур. Учёные считают, что Солнце имеет как минимум три различных цикла активности: 11-, 22- и примерно 90-летний. Совпадения и несовпадения этих циклов и объясняют колебания температур. Кроме того, предполагается, но не доказано, что существует и гораздо более длительный, примерно 1000-летний цикл роста активности Солнца.

  Таким образом, климатические изменения естественны, и со временем сами пойдут на убыль.

Вторая гипотеза: смещение угла вращения Земли и постепенное изменение орбиты.

  По предположению автора гипотезы, эти астрономические изменения вызывают постепенное смещение радиационного баланса планеты, а, следовательно, и климата. Астроном Миланкович, руководствуясь этой  теорией, вполне точно (по данным палеонтологов) рассчитал даты и длительность прошлых ледниковых периодов нашей планеты. По этой гипотезе, изменения будут происходить на протяжении десятков, а возможно, и сотен тысяч лет, но вряд ли эта гипотеза имеет отношение к относительно быстрому глобальному потеплению последнего века.

Третья гипотеза: океаническая.

  Океаны занимают три четверти площади поверхности  планеты и являются самым мощным фактором, влияющим на климат и его изменения. В настоящее время природа этого влияния изучена довольно слабо. Так, к примеру, средняя температура океанической толщи 3,5ºС, а поверхности Земли - 15ºС, поэтому скорость и темпы теплообмена между океаном и нижними слоями атмосферы может являться причиной значительных климатических подвижек. Кроме того, количество углекислого газа, растворённого в водах океана, более чем в 60 раз превышает общее его количество в атмосфере, и как следствие некоторых природных процессов парниковые газы могут из океана поступать в атмосферу, существенно меняя климат Земли.

Гипотеза четвёртая: вулканы.

  Каждое извержение вулкана выбрасывает в верхние слои атмосферы столько же аэрозолей, газа и пыли, сколько производит всё человечество за несколько лет. Все зарегистрированные случаи вулканической активности сопровождались кратковременным похолоданием  вследствие выброса пыли и впоследствии долговременным ростом среднегодичной температуры за счёт выброшенного в атмосферу углекислого газа.

  Пятая и самая обсуждаемая гипотеза рассматривает как основную причину глобального потепления – деятельность человека. Одной из самых наиболее широко обсуждаемых и общепринятых причин является антропогенный парниковый эффект. Человеческая деятельность увеличивает выбросы СО2 в атмосферу, провоцируя парниковый эффект.

 Большинство стран обеспокоено этими проблемами, и поэтому 195 стран в декабре 2015 года на конференции по климату в Париже подписали соглашение по климатическим вопросам, которое призвано бороться с парниковым эффектом, сокращая выработку углекислого газа и замедляя процессы глобального потепления. 195 участников форума условились не допустить повышения средней температуры на планете к 2100 году более чем на 2 градуса по Цельсию по сравнению с доиндустриальной эпохой. Ученые считают, что более значительный рост температуры, вызванный выбросом в атмосферу углекислого газа в результате сжигания ископаемого топлива, может привести к необратимым последствиям для экологии планеты. Парижское соглашение в рамках Рамочной конвенции ООН об изменении климата направлено на сокращение выбросов углекислого газа, замедление роста глобальных температур и оказание помощи странам в борьбе с последствиями изменения климата.

 Однако, у этой версии есть и свои критики, и оппоненты, которые апеллируют тем фактом, что природное производство СО2 превышает выбросы человека в...22 раза! И даже если полностью отказаться от промышленности, автомобилей и в идеале свести выбросы к нулю, то в планетарном масштабе это мало что изменит, так как на Земле есть более серьёзные источники, стимулирующие парниковый эффект, например, недавно российскими учёными были открыты огромные залежи метана в Арктике, который из-за таяния льда в последние годы стал подниматься в атмосферу.

 То, что антропогенный характер парникового эффекта пока ещё никто не сумел убедительно доказать, как и связь между самим углекислым газом и парниковым эффектом, повысило наш интерес к этому явлению -  парниковому эффекту, в целях изучения и исследования. Для этого мы изучили материалы по парниковому эффекту,  смоделировали механизм и экспериментально проверили парниковый эффект.

1.2. Парниковый  эффект

  Это процесс, при котором поглощение и испускание инфракрасного излучения атмосферными газами вызывает нагрев  атмосферы и поверхности планеты.

  Парниковый эффект был обнаружен Жозефом Фурье в 1824 году. Он предположил, что атмосфера Земли выполняет функцию своего рода стекла в теплице: воздушное тепло пропускает, не давая ему при этом «уйти» обратно в космос. То же самое происходит в парниках, в связи с чем и возник термин «парниковый эффект».  Идея о механизме парникового эффекта была впервые изложена Ж.Фурье в статье «Записки о температурах земного шара и других планет» в 1827 году. Фурье объяснил повышение температуры внутри такого «парника» по сравнению с внешней температурой действием двух факторов: блокирование конвективного переноса (стекло предотвращает отток нагретого воздуха изнутри и приток прохладного снаружи) и различной прозрачностью стекла в видимом и инфракрасном диапазоне. В атмосфере этот эффект достигается благодаря некоторым атмосферным газам второстепенного значения, например, водяным испарениям и углекислому газу. Они пропускают видимый и «ближний» инфракрасный свет, излучаемый Солнцем, но поглощают «далёкое» инфракрасное излучение, имеющее более низкую частоту и образующееся при нагревании земной поверхности солнечными лучами. Если бы этого не происходило, Земля была бы  примерно на 30ºС холоднее, чем сейчас, и жизнь бы на ней практически замерла. Значит, чем больше в атмосфере углекислого газа, тем больше инфракрасных лучей будет поглощено, тем теплее она станет.

 И это не безобидный процесс. Учёные доказали, что изменение климата в XX столетии является следствием повышения среднеглобальной приземной температуры воздуха. Потепление  объясняют тем, что в атмосфере возросли концентрации парниковых газов: углекислого газа, метана, хлорфторуглеродов, оксидов азота. Молекулы этих газов поглощают тепловое излучение поверхности Земли и частично направляют его обратно, создавая парниковый эффект, парник размером с планету.  

  В природной биосфере содержание газа в воздухе поддерживалось на одном уровне, так как его поступление равнялось удалению. В настоящее время люди нарушают это равновесие, вырубая леса и используя ископаемое топливо. По расчётам учёных, за период с 1860 по 1980 гг. за счёт сжигания ископаемого топлива в атмосферу поступило приблизительно 160 млрд тонн углерода. Как следствие, концентрация углекислого газа в воздухе с начала XX века стала расти и к настоящему времени увеличилась почти на 30%.

  В последнее десятилетие XX века масса углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу в основном при сжигании ископаемого топлива, составляла около 22 млрд тонн в год. Часть его поглощалась растениями и нейтрализовалась в результате физико-химических процессов, протекавших в основном в океане, но ежегодно к уже имевшемуся в атмосфере углекислому газу добавлялось ещё около 8-9 млрд тонн СО2.

  Сейчас человечество сжигает ежегодно 4,5 млрд тонн угля, 3,2 млрд тонн нефти и нефтепродуктов, а так же природный газ, торф, горючие сланцы и дрова. Всё это превращается в углекислый газ, содержание которого  в атмосфере возросло с 0,029% в начале XX века до 0,035% в настоящее время. Кроме того, резко увеличились выбросы в атмосферу другого парникового газа – метана (концентрация в атмосфере увеличилась на 140% по сравнению с началом  XX века), а также хлорфторуглеродов (ХФУ) и оксидов углерода, поглощающих инфракрасные излучения в 50-100 раз сильнее, чем СО2. Следовательно, хотя их содержание в воздухе значительно ниже, они влияют на температурный режим планеты почти так же.

  Рост населения и производства заметно изменяют химический состав атмосферы, увеличивая количество парниковых газов в ней.

  Однако температура  у поверхности Земли зависит не только от парниковых газов. В первую очередь она определяется отражательной способностью планеты – альбедо, т.е. величиной отражения потока солнечного тепла, поступающего к поверхности Земли. Уничтожение естественных экосистем на 63% поверхности суши и замена их сельскохозяйственными полями, обезлесение и тесно связанное с ним опустынивание  изменили альбедо планеты. Это не могло не повлиять на величину среднеглобальной температуры.

  За последний век средняя зафиксированная  температура приземной атмосферы выросла на 0,8ºС, что не объясняется ни одной из «естественных»  гипотез, тем более, что изменения такого масштаба обычно происходили в течение многих сотен лет. А за последние 20 лет темпы ещё значительно увеличились: 0,3 – 0,4ºС.

  В 90-х гг. XX века стала очевидна отрицательная роль аэрозолей – мельчайших твёрдых и жидких частиц в атмосфере. При сжигании топлива в воздух поступают газообразные оксиды серы и азота; соединяясь в атмосфере с капельками воды, они образуют серную, азотную кислоты и аммиак, которые превращаются потом в сульфатный и нитратный аэрозоли.

  Аэрозоли не только отражают солнечный свет, не пропуская часть его к поверхности Земли. Аэрозольные частицы служат ядрами конденсации атмосферной влаги при образовании облаков и тем самым способствуют увеличению облачности. А это, в свою очередь, уменьшает приток солнечного тепла к земной поверхности.

  Всё возрастающая концентрация парниковых газов и аэрозолей, изменение альбедо нашей планеты  нарушают устойчивость климата. Это проявляется в повышении среднеглобальной температуры приземного слоя воздуха, причём самые тёплые годы за всё  XX столетие приходятся на 90-е годы, однако среди учёных есть мнение, что начиная с 70-х годов прошлого века, температура увеличивается каждое десятилетие. Возросла частота и интенсивность экстремальных климатических явлений: необычный размах колебаний температуры, увеличение силы и частоты всех видов штормов, необычные и внесезонные осадки и т.д. Для оценки ущерба, причиняемого стихией, используется индекс экстремальных явлений. За последние 40 лет для 48 штатов США он вырос в 60 раз.

  Наиболее правдоподобным выглядит предположение, что глобальное потепление, которое мы наблюдаем, является результатом совпадения сразу большого числа факторов, тем более, что планета Земля – это огромный живой организм, который мы ещё слишком мало и недостаточно хорошо изучили.

1.3. Последствия глобального потепления

  Глобальное потепление начинается с таяния ледников. Это заставляет уровень морей повыситься, тем самым выводя экосистемы из баланса и повышая земную температуру. На первый взгляд не так уж и страшно, однако всё это сопровождается некоторыми последствиями, которые нужно рассматривать как смертельно опасные.

  Вот десять самых страшных эффектов глобального потепления.

1. Распространение болезней.

Среда обитания опасных насекомых становится всё жарче, а климат северных стран – более тёплым и умеренным, идеально подходящим для их существования. Насекомые движутся на север, принося с собой все болезни, которыми могут заразиться сами. Этот эффект нельзя будет остановить, ведь фактически учёным не удалось уничтожить опасные вирусы в странах, в которых они уже присутствуют, не говоря о тех, которые ещё могут заразиться.

2. Наводнения.

Когда повысился уровень воды в океанах, наводнения стали первым символом глобального потепления. Повышение хотя бы ещё на метр приведёт к неимоверным последствиям. Например, сможет  лёгкостью убрать одну шестую целой территории Бангладеш, многие острова станут историей, даже самые высокие дамбы не в силах противостоять стремительному потоку, поэтому значительная часть береговой линии материков исчезнет. Кроме того, повышение температуры вызывает более интенсивное водное испарение, делая ливни более частыми и сильными.

3. Ураганы.

Глобальное потепление вызывает повышение не только атмосферной температуры, но и океанической. Силу ураганам дают тёплые воды. Поскольку эффекты глобального потепления становятся всё чаще за последние несколько лет, в этот период мы стали свидетелями нескольких таких ураганных бедствий, происходящих в разных странах мира. Это  доказывает, что наше плохое отношение к планете не останется бесследным.

4. Засуха.

Питьевая вода – уже роскошь в некоторых частях Африки, но худшее всё ещё впереди. Этот континент больше всего пострадает от изменения климата, так же, как и южная часть Европы. Нехватка пресной воды может стать причиной конфликтов и войн. По всему миру исчезнут мелкие реки и озёра. А это настоящая катастрофа для живых организмов, которые в них жили. С потерей среды они так же бесследно исчезнут.

5. Лесные пожары.

В засушливых регионах с последствиями лесных пожаров справляются каждое лето. Калифорния, Австралия, Греция пострадали больше всего за последнее десятилетие. Однако они не будут единственными, если изменения климата будут продолжаться. С каждым годом весна приходит всё раньше, заставляя снег быстрее таять и тем самым лишая землю влаги на длительный период времени. Именно поэтому лесные пожары становятся всё более частым явлением с каждым годом. И в нашей стране горят леса Западной Сибири, центральных областей и, к сожалению, Московского региона тоже.

6. Суровые зимы.

Глобальное потепление заставляет климат быть очень странным. В то время как некоторая часть света страдает от засухи, другая – от наводнений, некоторые страдают от суровых зим. Например, такие страны, как Германия, Польша, Словакия, пережили самые холодные зимы за последние несколько лет. Да и зима этого года не так давно била все холодовые рекорды и в нашей стране также.

7. Смог.

Когда кто-то умрёт от смога – это определённо будет означать, что поведение человечества по отношению к планете достигло пика. К счастью, мы ещё не дошли до этого, но смог постепенно подбирается к своим жертвам. Смешение  в воздухе множества загрязняющих веществ (оксиды азота, тропосферный озон, летучие органические вещества и др.) делают крупные города ужасным местом для людей, которые страдают от астмы или других респираторных заболеваний.

8. Увеличение вулканической активности.

Стремительное таяние ледников, находящихся на вершинах гор, будет способствовать их росту. Дело в том, что лёд, который миллионы лет придавливал горы к поверхности Земли, исчез, тем самым позволяя им устремляться выше. В результате чего проснётся множество вулканов, которые будут выбрасывать в атмосферу твёрдые частицы, помогая глобальному потеплению и парализуя воздушное движение. Однако самым опасным в этом случае будет смертельный эффект лавы для людей, которые живут около вулканов.

9. Опасные грозы.

Учёные выяснили, что глобальное потепление может вызвать опасные для человека грозы. Они будут появляться чаще и ударять с большей силой. Наблюдать их можно в засушливых районах, но они не будут приносить с собой ливни, а просто ударять в землю, вызывая пожары.

10. Потеря биоразнообразия.

Если средняя температура будет повышаться, человечество рискует потерять целых 30% видов животных и растений. Это произойдёт из-за опустынивания, потери воды, обезлесения, а также из-за неспособности к адаптации живых организмов. Учёные отметили, что некоторые более устойчивые виды мигрировали на полюса, чтобы поддержать необходимую им среду обитания. От этой угрозы не защищён и человек.

Глава 2. Моделирование механизма парникового эффекта

Практическая часть

2.1.  Моделирование парникового эффекта

     Чтобы понять суть парникового эффекта, мы выполнили исследовательско-практическую работу по теме: «Парниковый эффект» (Приложение 1).

  Цели работы: понять суть парникового эффекта; построить демонстрирующую модель для проведения эксперимента; выяснить, как поглощают тепловую энергию поверхности из различных материалов.

  Результаты нашего исследования

В ходе эксперимента были получены следующие результаты:

- парниковый эффект над чёрным грунтом выражен сильнее, чем над светлым песком;

- парниковый эффект усиливает углекислый газ, содержащийся в воздухе.

2. Анализ полученных результатов

При включенной лампе  видимые лучи, энергия которых составляет значительную часть излучения лампы, свободно проникали сквозь прозрачную полиэтиленовую крышку сосуда, частично поглощаясь поверхностями, частично отражаясь от них. Энергия, поглощённая поверхностями, расходуется на их нагревание. Рост температуры поверхностей приводит к увеличению интенсивности инфракрасного излучения и скорости испарения влаги с поверхностей.

 Полиэтиленовая крышка, задерживающая инфракрасное излучение, способствовала уменьшению потерь тепла поверхностями. Действие полиэтиленовой крышки сходно с действием водяного пара и парниковых газов, находящихся в атмосфере Земли. Благодаря тому, что в воздухе есть водяной пар, инфракрасное излучение с поверхностей частично поглощается водяным паром, что приводит к нагреванию атмосферы и уменьшению потерь тепла поверхностями. Атмосфера играет роль ловушки для энергии солнечных  лучей.

 При включенной лампе температура воздуха над поверхностями увеличивается за счёт количества теплоты, полученного от лампы и энергии, излучённой с поверхностей. Так как количество теплоты, полученное воздухом от лампы, одинаково (расстояние между сосудом и лампой не изменялось, мощность лампы не изменялась, продолжительность освещения поверхностей была одинаковой), то можно сделать вывод о том, что на увеличение температуры воздуха влияет энергия, излучённая с поверхностей.

3. Выводы

  Выводы:

  - в закрытых сосудах воздух прогрелся до более высокой температуры.

Таким образом, стекло пропускает солнечное тепло, не давая ему испускаться обратно в окружающую среду. (В природе такой эффект проявляется, когда облачность увеличивается ближе к вечеру, ночью тепло не уходит в космическое пространство, нет сильного перепада температур).

-  тёмный грунт нагревается больше светлого, так как более тёмные поверхности поглощают энергию, а светлые частично отражают, что просматривается на графиках температур. (Приложение 3). 

Наибольшее увеличение температуры воздуха происходит над чёрным грунтом; наименьшее увеличение температуры воздуха наблюдается над светлым песком. Это явление объясняется тем, что чёрная поверхность нагревается быстрее, и, следовательно,  испускает инфракрасные лучи активнее, чем светлая, так как большую часть света поглощает и меньшую часть света отражает.

- парниковый эффект над светлой поверхностью выражен слабее, так как она, поглощая меньшую часть энергии и отражая большую её часть, нагревается медленнее и испускает инфракрасное излучение менее активно.

Глава 3. Наш вклад в защиту природы

Во-первых, нам хотелось привлечь внимание к этой проблеме и узнать мнение учеников нашей школы, их родителей и учителей о глобальном потеплении. Для этого  мы провели опрос, было опрошено 48 человек. (Приложение 4).

 При опросе 82 % респондентов согласились с гипотезой глобального потепления, однако  8% отрицают факт глобального потепления (диаграмма №1).

 На вопрос о том, какое же влияние оказывает глобальное потепление (тем, кто считал, что оно действительно происходит), большинство (78 %) ответили о его негативном влиянии на жизнь человечества, и лишь немногие считали, что этот процесс является позитивным (7 %), а  12 % отрицали какое-либо влияние глобального потепления на жизнь людей (диаграмма №2).

  Затем респондентам был задан вопрос о причинах глобального потепления. При этом половина считающих глобальное потепление реальным рассматривает его исключительно как результат человеческой деятельности ( 67 %), как результат сочетания действия антропогенных и природных факторов - 24 %, и лишь 9 % полагают, что изменение климата всецело обусловлено естественными природными процессами (диаграмма №3).

  Последним был задан вопрос: «Сможет ли человек остановить процесс изменения климата?». В нашем опросе 27% считают, что предотвращение невозможно, у  63% противоположная точка зрения  (диаграмма №4).

  Тем, кто считает противостояние потеплению возможным, был задан дополнительный         вопрос о том, что именно можно сделать? Респонденты говорили о необходимости бережного отношения к природе в целом (  88%), об ограничении и контроле производственных выбросов и внедрении новых систем очистки ( 65 %), прекращении вырубки лесов ( 93 %), что необходимо «всем странам серьёзно отнестись к этой проблеме и объединить усилия» для решения проблемы глобального потепления на международном уровне ( 96 %).

  Во-вторых, что конкретно мы делаем для защиты природы? Вот что отвечали ученики нашей школы.

  Ежегодно мы принимаем активное участие в районной акции «Сделаем мир чище». Школьники и учителя во время субботников очищают от мусора закреплённые и прилегающие территории, шефствуют над памятником воинам – нашим землякам, погибшим в годы Великой Отечественной войны.

  Во время акции «Школьный сад» нашими учащимися во главе с учителем технологии Б.И.Новиковым  было высажено около 50 саженцев плодово-ягодных деревьев и кустарников.

  Интересно проходят в школе акции «Поможем пернатым друзьям» и  «Кормушка», в которых принимают участие школьники начальных классов и среднего звена. Обучаясь ещё в 7 классе, мы подготовили и провели социально-экологический проект «Птицы России. Поможем пернатым  друзьям» и ежегодно проводим конкурс «Птичья столовая».

  Очень активно учащиеся нашей школы участвуют в исследовательской деятельности и проектах экологической направленности. Исследования выполняются как на уроках, так и во внеурочное время. Под руководством учителей физики и экологии ребята подготовили проект «Молекула жизни», исследовали водные объекты села, участвовали ежегодно  в экологической конференции «Вернём планете её цветы», к проблеме охраны лесных и полевых растений нашли не только экологический, но и творческий подход: оформили фотоэкспозицию, которая украшает рекреацию нашей школы. Ко многим исследовательским работам оформлены фотоальбомы или альбомы с собственными иллюстрациями.

 Не один год учащиеся нашей школы принимают участие в акции «Посади дерево». Территорию нашей школы украшают  «Аллея памяти  воинов- интернационалистов», «Аллея памяти учителей-ветеранов», где  высажены каштаны из нашего школьного питомника. Десятки  саженцев каштанов растут уже и на многих территориях нашего села.

  Активно работает наша школа с населением посёлка, в различных общественных местах регулярно появляются экологические  листовки и плакаты с призывами не мусорить, беречь окружающую природу и т.п.

  Нам очень приятно вносить свою лепту в решение проблемы, которая сейчас является проблемой №1 в мире.

3. Заключение

  В нашей работе мы попытались осветить все важнейшие стороны всем известной и очень актуальной для каждого из нас проблемы. К сожалению, не все ещё понимают всю угрозу нынешних кардинальных изменений. Температурные изменения, вызывающие природные катаклизмы, ежегодно уносящие более 100 тысяч жизней ни в чём не повинных людей; таяние льдов Антарктиды, которое, в свою очередь, может высвободить заключенные в них химикаты и радиоактивные вещества, способные унести тысячи человеческих жизней;  нарушение экосистемы Байкала (который является главным источником пресной воды в будущем) в ближайшее время станет губительно для уникального бассейна, и, конечно же, другие изменения флоры и фауны отрицательно скажутся на общем состоянии всей планеты.

Мы считаем, что все государства должны немедленно и более активно искать решения данной проблемы: от энергосберегающих технологий, так как борьба с изменением климата на 2/3 зависит от успехов в сфере энергосбережения, до проведения международных конференций по проблемам климата как Парижская конференция 2015 года,  международных акций, таких,  как прошедшая 19 марта 2016 года в 20.30 и 25 марта этого года в 21.00 международная акция «Час Земли», в ходе которой Всемирный фонд дикой природы (WWF) призывает всех неравнодушных к будущему планеты людей выключить свет и бытовые электроприборы на один час.

 Однако, 1 июня 2017 года президент США Дональд Трамп объявил о том, что Соединенные Штаты выйдут из Парижского соглашения по климату, так как «продолжение присутствия в соглашении нанесет ущерб экономике, препятствуя созданию рабочих мест в таких регионах, как Аппалачи и штаты Запада». Выход Соединенных Штатов, крупнейшей экономики мира и второго по величине загрязнителя атмосферы парниковыми газами, не приведет к расторжению соглашения (которое в 2016 году официально вступило в силу), но может привести к тому, что другие страны, которые неохотно присоединились к соглашению, откажутся от своих обязательств по защите климата или потребуют их пересмотра.

«Действия Соединенных Штатов могут привести к «эффекту домино» среди развивающихся стран, которые только начинают серьезно относиться к изменению климата. В частности, я говорю об Индии, Филиппинах, Малайзии и Индонезии. Мы увидим более сильную жару, разрушительные штормы, прибрежные наводнения и риски для продовольственной безопасности. И это не тот мир, в котором мы хотим жить», — это мнение  Майкла Оппенгеймера, профессора геофизики и международных отношений Принстонского университета и члена Межправительственной группы экспертов по изменению климата.

 Кроме того, выход США из соглашения может привести к тому, что в атмосферу ежегодно будет выделяться дополнительно 3 млрд т углекислого газа, что ускорит темпы таяния ледяных покровов и повышения уровня моря. К концу века решение США может увеличить глобальную среднюю температуру на 0,3°C. Поэтому многие политики и учёные считают такой шаг США колоссальной ошибкой американского руководства.

  По результатам исследований Межправительственной комиссии  ООН последствия глобального потепления неутешительны. Большая часть Европы будет затоплена в результате наводнений из-за таяния горных ледников и районов вечной мерзлоты. Сельское хозяйство Южной Европы и Азии пострадает от небывалой засухи. В Африке уменьшится количество питьевой воды, участятся инфекционные болезни, разносимые комарами и другими насекомыми. Островные государства  будут полностью затоплены.

Глобальное потепление, безусловно, представляет великую угрозу, но так же предоставляет большую возможность для создания инновационных технологий, энергосберегающих технологий, что в свою очередь приведёт к развитию и процветающему сообществу в ХХI веке.

  Глобальное потепление для нашей страны влечёт за собой как минусы, так и плюсы. Зимы станут менее суровыми, земли с пригодным для земледелия климатом продвинутся дальше на север (в Европейской части России до Белого и Карского морей, в Сибири до Северного полярного круга),  во многих регионах страны станет возможным выращивание более южных культур и раннее созревание прежних. Ожидается, что к 2060 году средняя температура в России достигнет 0ºС, сейчас она пока составляет -5,3ºС.

  Анализ изученных материалов и экспериментальных данных позволил заключить, что:

1. парниковый эффект – это удержание значительной части тепловой энергии Солнца у земной поверхности;
2. существуют два подхода к объяснению причин повышения средней температуры на земле. Одни учёные считают, что повышение средней температуры на Земле происходит вследствие разогрева земной атмосферы парниковыми газами, другие учёные повышение температуры связывают  колебаниями интенсивности солнечной активности;
3. в результате хозяйственной деятельности человека происходит усиление естественного парникового эффекта, что влияет на изменение климата на планете;.
4. изменение климата может привести к негативным последствиям;
5. использование модели, демонстрирующей парниковый эффект, позволяет изучить влияние особенностей поглощения тепловой энергии поверхностями из различных материалов и углекислым газом на парниковый эффект;
6. парниковый эффект над чёрным грунтом выражен сильнее, чем над тёмным песком и светлым песком, так как чёрная поверхность, поглощая большую часть света и отражая меньшую часть света, нагревается быстрее и, следовательно, испускает инфракрасное излучение активнее. Парниковый эффект усиливает углекислый газ, содержащийся в воздухе;
7. мы считаем, что снизить риск глобального потепления помогут следующие мероприятия:

- повышение выработки и использования энергии;

- переход к использованию альтернативных и возобновляемых источников энергии;

- организация мероприятий по улавливанию и хранению углекислого газа;

- совершенствование ядерной энергетики;

- прекращение вырубки лесов;

- организация и поддержка кампаний по посадке деревьев.

При выполнении работы нам оказана следующая поддержка руководителем проекта, учителем физики:

- помощь в подборе литературы и материалов по теме;

- помощь в структурировании материала;

- помощь в предоставлении оборудования для проведения эксперимента.

4. Используемые материалы и источники информации

1. А.В.Сахаров. Развитие познавательного интереса учащихся к изучению физики на основе экспериментальных заданий экологической направленности. – Арзамас, 2000.
2. Энциклопедия для детей. Том 19. Экология/глав. Ред. В.А.Володин. – М: Аванта+, 2001
3. Еженедельник. Тайны ХХ века. №27, 2015
4. http://ru.wikipedia/org.
5. www.knowledge.allbest.ru
6. www.worldwarming.info.
7. www.poteplenie.ru.
8. www.priroda.su/:tem/389