Главная причина изменчивости (перемен) погоды заключается в перемещении воздушных масс.
Например, летом холодные арктические воздушные массы, приходя на прогретую сушу, быстро нагреваются от земной поверхности, увлажняются от испарений.
В давние времена изменение погоды предсказали по местным признакам: форме дыма из труб, цвету закатного солнца, поведению животных.
Какие местные признаки предсказания погоды вы знаете? По каким народным приметам можно предсказывать погоду? Более 200 лет назад за погодой стали наблюдать систематически: регистрировали с помощью приборов температуру и влажность воздуха, атмосферное давление, направление и силу ветра и т. д.
Сейчас наша Земля покрыта сетью метеостанций, где за состоянием тропосферы наблюдают метеорологи, они прогнозируют погоду. Всю информацию они передают в Гидрометцентры в Москве (Россия), Вашингтон (США), Мельбурн (Австралия).
Огромную роль в предсказании погоды оказывают искусственные спутники Земли, с их помощью метеорологи следят за состоянием тропосферы и делают краткосрочный и долгосрочный прогнозы, с помощью компьютерных программ составляют «карту погоды». Во многих странах специалисты не только предсказывают погоду, но и воздействуют на неё (вызывают искусственный дождь, предотвращают выпадение града и т. д.).
Сегодня и мы с помощью космических технологий попробуем дать прогноз погоды для Европейской части России, для города Москвы и Московской области.
С помощью приёмного комплекса Космос М2 мы получим снимок из космоса, по нему попробуем вместе составить прогноз погоды на сегодняшний день по плану.
1. Дата, время наблюдения.
2. Долгота дня (по данным календаря).
3. Состояние неба (степень облачности и виды облаков).
4. Направление ветра и воздушные массы.
5. Атмосферное давление (по прогнозу погоды).
6. Температура воздуха на поверхности Земли (с помощью специальной программы).
7. Могут ли выпасть осадки и в виде чего?
8. Влияние погоды на здоровье людей. Какой тип погоды преобладал?
9. Записать в календарь погоды погоду сегодняшнего дня с помощью целевых знаков (форзац учебника).
Проанализировав космический снимок, свои наблюдения запишите в тетрадь.
Закрепление.
1. Что такое погода? Почему она часто меняется?
2. Назовите элементы погоды.
3. Что называется воздушной массой? Какие бывают воздушные массы? Каковы их свойства?
4. Как предсказывают погоду?
Тема урока: Атмосферные осадки (1 час)
Задачи урока. Сформировать у учащихся знания об атмосферных осадках и причинах их образования. Виды осадков. Методы их определения по космическим снимкам. Тепловые и инфракрасные снимки.
Опорные знания и умения. Понятия «температура, ветер, облака, атмосферные осадки.
Содержание и ход урока. Количество влаги в атмосфере играет огромную роль для жизни на Земле. Вспомните и нарисуйте на доске круговорот воды в природе.
«Путешествие капельки» стихотворение Сергея Шилкина.
Маленькая капелька в небе жила,
В серой тучке с сёстрами капелька спала.
Но однажды ветер капельки смешал,
И весёлый дождик на Землю упал.
Ну, а наша капелька упала в ручеёк.
А ручей игривый в озеро потёк.
Скоро солнце жаркое вышло из-за туч.
Испарилась капелька снова в небеса,
А наутро выпала крупная роса.
Какие вы знаете виды осадков? Основное количество осадков выпадает из облаков:
Слоистые облака – морось, снег, дождь
Кучевые облака – ливневые дожди
Кучево-дождевые – ливневые осадки
Осадки для Московского региона
Зима | Весна | Лето | Осень | Среднегодовая |
108мм | 118мм | 234мм | 160мм | 620мм |
Снег, туман, иней | Дождь, снег, туман | Дождь, роса, туман, град | Дождь, туман, снег | - |
Осадкомер – измеритель количества осадков (2 раза в сутки). Его устройство.
Толщину снега измеряют снегомерной рейкой. Берётся участок 5м х 5м. Рейкой делается несколько промеров, затем определяется среднеарифметическая высота.
Количество осадков по месяцам для Москвы
Месяц | Количество осадков, мм |
Январь | 35 |
Февраль | 30 |
Март | 35 |
Апрель | 36 |
Май | 47 |
Июнь | 73 |
Июль | 92 |
Август | 69 |
Сентябрь | 58 |
Октябрь | 57 |
Ноябрь | 45 |
Декабрь | 43 |
Сравните с данными своего календаря погоды!
Остров Ява – из 365 дней – 322 с осадками.
Египет – 1 гроза в 200 лет.
Необыкновенные осадки и дожди (прочитать Муранов «Необыкновенное и грозное в природе»).
Практическая работа с космическими снимками.
1. Определить, как распределяется температура по космическому снимку. В инфракрасном диапазоне холодные объекты выглядят светлее, а тёплые – темнее. На снимках хорошо передаются температурные контрасты воды и суши, по-разному увлажнённых. Температурные аномалии видны на территории городских агломератов.
2. По программе APTView определить температуру поверхности (там, где находится курсор мыши). Температуру считывать в окне AVHRR-4.
3. Выявить температурные аномалии. Объяснить причины.
4. По снимку определить виды облаков и вероятность выпадения осадков в различных районах, их видов.
5. составить в тетради прогноз погоды на сегодняшний день.
Закрепление.
Назвать осадки, которые выпадают на земную поверхность в твёрдом и жидком виде. Какое значение имеют осадки для природы и хозяйственной деятельности человека? Какую роль играют космические спутники Земли в предсказании погоды?Тема урока: Погода. Практическая работа. «Прогнозирование одного элемента погоды (выпадения осадков) при дешифрировании облачности» (1 час)
Цели урока:
- Диагностика знаний по строению и свойству слоёв атмосферы, условиям формирования различных типов облачности. Научить различать типы облачности по космическим снимкам, первичным навыкам дешифрирования Определять свойства облачности (высоту, количество осадков), используя технологии прибора «Космос М-2»
Задание 1.
Выявить отличительные признаки разных типов облачности по космическим снимкам. Работа в группах.
1-2 группа выделила 2 типа облачности по цвету.
3 группа – 3 типа по цвету и степени плотности.
4 группа – 4 типа, к предыдущим критериям добавила степень разрывности облачности.
После обсуждения результатов работы групп, фиксируются три критерия визуального дешифрирования облачности: цвет, плотность, однородность или разрывность размещения по площади.
По просьбе учителя выделенную облачность пытаются сопоставить с известными типами облаков. Предполагают, что более плотная облачность состоит из высоко-кучевых дождевых облаков, ей соответствует большее количество осадков; менее плотная – из слоистых облаков, выпадает меньшее количество осадков. Прерывистая облачность может состоять из перистых или кучевых облаков, которые не образуют осадки.
При определении типа облачности и количества осадков возникли сомнения и были обозначены запросы о высоте облачности и количестве осадков. Результаты своих первичных наблюдений ребята занесли в таблицу.
2 задание.
Уточнение типов облачности с применением прибора «Космос М-2».
Используя технологии прибора «Космос М-2», 1-2 ученика проводят измерения по космическому снимку высоты верхней границы облачности, рассмотренных районов, и характерных для них количеств осадков. Снимок и результаты измерений демонстрируются на экране.
Результаты измерений согласуются с предположениями учащихся. Плотная облачность до высоты 12-14 км соответствует высоко-кучевым дождевым облакам с количеством осадков от 8 до 20 мм, а менее плотная облачность характерна для низких слоистых облаков до 1 км без осадков или слоисто-дождевым облакам высотой до 2-х км с осадками до 4 мм.
Прерывистую облачность рекомендуется рассмотреть при большом увеличении, иногда она может быть представлена локальными слоистыми облаками, иногда низкими кучевыми без осадков.
3 задание.
«Ловушка». Создание ситуации разрыва, при которой учащиеся затрудняются применить полученные знания.
Учитель просит произвести замер показаний температуры на уровне верхней границы плотной облачности, высоту облачности и количество осадков.
Прибор фиксирует облачность на высоте 50км, с температурой -2730С и количеством осадков около 600мм.
Вопрос учителя: «Какой тип облачности здесь представлен?»
Учитель создаёт ситуацию, в которой учащимся необходимо применение своих знаний, полученных на предыдущих уроках.
Мнения учащихся разделились.
1. Очень мощные высоко-кучевые дождевые облака, возможно грозовые. Только в них может выпадать такое большое количество осадков.
2. Такого не может быть, возможно, показания прибора зашкалили, им нельзя доверять.
3. На высоте 50 км не могут образовываться облака.
Рассматриваем ситуацию о возможности формирования облаков на высоте 50 км.
Из чего состоят облака? Из водяного пара.
В каком слое атмосферы содержится основная часть водяного пара? В нижнем, самом плотном слое, тропосфере, содержится более 80 процентов. Здесь формируются облака, из которых выпадают осадки.
До какой высоты простирается тропосфера? До 18 км на экваторе, 8-9 км на полюсах. Москва находится в умеренных широтах, где граница тропосферы простирается до 14 км.
Мы фиксировали мощные высоко-кучевые облака до высоты 14 км.
Какой слой атмосферы находится на высоте 50км? Стратосферы.
Здесь присутствует озоновый слой и, практически, нет облаков.
Посмотрите по атласу облаков, какие облака, с какими свойствами могут быть характерны для стратосферы.
В нижнем слое стратосферы образуются перламутровые облака, в верхнем - серебристые. Перечисленные облака не дают осадков, прозрачные, через них ночью видны звёзды.
Итак, на высоте 50км могут образовываться облака, но для них не свойственны осадки, не достаточно водяного пара.
Может ли температура в стратосфере на высоте 50 км достигать значения -2730С?
Как с высотой изменяется температура. На каждый километр подъёма уменьшается на 60С.
Ребята делают вычисления.
Если температура у поверхности 00С, то на высоте 50 км, её показания могут равняться - 3000С. На первый взгляд значения -2730С могут иметь место.
Мы с вами определились, что 50 км это слой стратосферы. Одинаково ли изменяется ход температуры с высотой в тропосфере и стратосфере. Если ребята забыли, можно напомнить и продемонстрировать схему, где видно, что в тропосфере температура с высотой понижается, а в стратосфере – повышается. После соответствующих вычислений, учащиеся приходят к выводу, что температура на уровне 50 км не может быть ниже значений - 1200С. Показания прибора поддаются сомнению. Возможно, не совершенна программа.
Какие же облака фиксирует прибор на высоте 50 км?
Варианты ответов учащихся:
Высококучевые, которые дают осадки, не могут подниматься на такую высоту. Перламутровые или серебристые, возможно могут на такой высоте формироваться, но они не дают осадков. А может здесь прибор фиксирует несколько типов облаков. Верхнюю границу облачности фиксирует по верхнему облаку, которое не даёт осадков, а большое количество осадков фиксирует по более низким облакам тропосферы.На этом этапе целесообразно показать слайды с изображениями разных типов облаков, закрепить основные их свойства, размещение в слоях атмосферы.
После обсуждения, ребята приходят к выводу о возможном наложении нескольких типов облаков.
Результатом работы является заполненная таблица.
Таблица выявление свойств облачности по космическим снимкам
№ | Цвет облачности | Мои типы облаков | Верхняя граница облачности в км | Температура верхней облачности | Наличие количество осадков мм | Реальные типы облаков | Слои тропо- сферы |
1 |
Колонки, выделенные курсивом, заполняются ребятами по внешнему виду снимка, перед работой с инструментарием программы APTViewer.
Диагностика понимания разных типов облачности и приуроченности их к разным слоям атмосферы производится по рисункам учащихся.
По просьбе учителя ребята зарисовывают схему вертикального расположения облаков с верхней границей облачности – 50 км. В тропосфере располагаются снизу вверх: самые низкие – слоистые (морось), кучевые (признак хорошей погоды), слоисто-кучевые (могут быть без осадков), слоисто-дождевые (затяжные дожди), кучево-дождевые (самые мощные до верхней границы тропосферы – грозы, ливни), перистые на границе тропосферы (тонкие, не дают осадков). В стратосфере – перламутровые и на верхней переходной к мезосфере – серебристые облака. Оба вида не дают осадки.
Работая с космическими снимками, учащиеся несколько раз проверили и дополнили свои знания по свойствам слоёв атмосферы и условиям формирования различных типов облачности.
Тема урока: Температура воздуха (1 час)
Задачи урока. Расширять знания учащихся об основном источнике тепла на Земле – Солнце. Доказать, что решающую роль в нагревании поверхности Земли играет его высота над горизонтом, то есть угол падения солнечных лучей. По материалам наблюдения установить взаимосвязь между высотой Солнца над горизонтом и температурой воздуха в течение суток. Закрепить знания об определении средних температур за сутки, месяц, год. Сформировать понятие «амплитуда».
Опорные знания и умения. Понятие температура воздуха, термометр.
Содержание и ход урока.
Основным источником тепла на Земле является Солнце, температура на его поверхности достигает 6000оС (луна светит отражённым светом, от других звёзд тепло не доходит), на Землю от Солнца доходит одна двухмиллиардная доля тепла. Почему на Земле в одних местах бывает вечное лето, а в других местах его нет или оно очень короткое? (Зависит от нагревания атмосферы и угла падения солнечных лучей).
Потрогайте стекло в окне, оно холодное, а парта нагрелась. Почему? Воздух, как и стекло прозрачен, он нагревается от поверхности земли и океанов.
Наблюдение за температурой воздуха имеет огромное значение для жизни на Земле! Термометр – измеритель температуры. Как устроен термометр? Какие бывают термометры? (Уличный, комнатный, водный).
Правила установки термометра. Как мы отмечаем температуру воздуха в календаре погоды?
7 часов – 6оС, 14 часов – 8оС, 19 часов – 7оС. Получаем среднюю температуру за день – 7оС.
Определить среднегодовую температуру воздуха для Москвы.
Месяц | Т, оС |
Январь | -10 |
Февраль | -9 |
Март | -4 |
Апрель | +4 |
Май | +13 |
Июнь | +16 |
Июль | +19 |
Август | +18 |
Сентябрь | +12 |
Октябрь | +5 |
Ноябрь | -2 |
Декабрь | -8 |
Средняя температура для Москвы +4,4оС.
График годового хода температур
При поднятии на 1 км температура понижается на 6оС.
Задачи:
1. Температура у поверхности Земли +17оС. Определить температуру за бортом самолёта, летящего на высоте 11км. (Ответ -49оС).
2. Температура воздуха за бортом самолёта -53оС. Какая температура у поверхности земли, если самолёт летит на высоте 8км? (Ответ -5оС).
Вопросы:
1. Почему вершины высоких гор всегда покрыты снегами и ледниками?
2. Почему на метеостанциях термометр установлен на высоте 2м?
Практическая работа Определение температуры воздуха на поверхности Земли по космическим снимкам.
Цель работы: познакомить учащихся с тепловыми инфракрасными снимками. Проанализировать распределение температур, выявить основные аномалии и их причины.
Порядок выполнения работы:
1. Выполнить территориальную привязку снимка. На контуре отметить города, водоёмы и т. д.
2. Выбрать произвольную шкалу для определения температур по фотофону изображения. Программа APTView позволяет определить температуру поверхности Земли в любой точку снимка (там, где находится курсор мыши). Температура считывается в окне AVHRR-4, записывается в тетрадь и обозначается на контуре.
3. Пользуясь выбранной шкалой, выявить распределение температур и их основные аномалии и объясните причины таких аномалий.
Закрепление.
Как происходит нагревание воздуха? Какая существует связь между высотой Солнца и нагреванием земной поверхности? Почему с поднятием вверх температура воздуха понижается?Тема урока: Ветер (1 час)
Задачи урока. Сформировать понятие ветер и причины его возникновения. Типы ветров, их скорость и сила. Роль ветра в жизни людей. Научить составлять розу ветров и определять по космическим снимкам их направление.
Опорные знания и умения. В качестве вспомогательного материала необходимо вспомнить атмосферное давление.
Содержание и ход урока.
Представьте, что вы находитесь в загородном доме. Тихий зимний вечер, за окнами вьюга. В печке горят дрова. Куда девается дым? Почему дым не заходит в комнату? Почему дым вытягивается в трубу? (Разность давления). Из области высокого давления в область низкого давления воздух движется не только в вертикальном направлении, но и в горизонтальном. Что же такое ветер?
Ветер – это горизонтальное движение воздуха.
Там где тепло, давление низкое, где холодно, давление высокое.
Ветер всегда дует из области высокого давления в область низкого. Чем больше разность давлений, тем сильнее ветер и больше его скорость.
760мм | 740мм |
Шкала Бофорта
Сила ветра (баллы) | Скорость ветра, м/с (км/ч) | Влияние ветра на наземные предметы |
0 Полный штиль | 0,0-0,6 (0) | Дым поднимается вертикально. Вымпелы и листья на деревьях неподвижны. |
1 Очень лёгкий (тихий) | 0,6-1,7 (4) | Дым поднимается наклонно, указывая направление ветра. Вымпелы и листья на деревьях неподвижны. |
2 Лёгкий ветер | 1,8-3,3 (9) | Слегка колеблется вымпел; листья шелестят. Ощущается лицом как лёгкое дуновение. |
3 Слабый ветер | 3,4-5,2 (16) | Колеблет флаги и небольшие ветки с листьями; рябит поверхность стоячих вод. |
4 Умеренный ветер | 5,3-7,4 (23) | Вытягивает вымпелы, колеблет ветки деревьев и без листвы; поднимает с земли пыль, обрывки бумаг. |
5 Свежий ветер | 7,5-9,8 (31) | Вытягивает большие флаги, начинает колебать большие деревья; образует небольшие волны на поверхности стоячих вод. Свистит в ушах. |
6 Сильный ветер | 9,9-12,4 (40) | Колеблет большие голые сучья, свистит около домов и других неподвижных предметов. На гребнях волн в стоячих водах образуются отдельные барашки. Слышно гудение телеграфных проводов. |
7 Крепкий ветер | 12,5-15,2 (50) | Колеблет стволы небольших деревьев; на гребнях волн в стоячих водах многочисленные «барашки». Ходьба против ветра затруднена. |
8 Шторм | 15,3-18,2 (60) | Колеблет большие деревья, ломает ветки и сучья; заметно задерживает всякое движение против ветра. |
9 Сильный шторм | 18,3-21,5 (72) | Ломает большие голые сучья деревьев, сдвигает с места лёгкие предметы, повреждает крыши. |
10 Крепкий шторм | 21,6-25,1 (84) | Вырывает с корнем деревья, производит значительные разрушения. |
11 Жестокий шторм | 25,2-29,0 (97) | Производит большие разрушения. |
12 Ураган | Более 29,0 (более 105) | Производит опустошение. |
Шкала Бофорта
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 |
