.
Поэт говорит: «Мороз и солнце — день чудесный», о метеочувствительный человек жалуется на холод и головную боль. И таких примеров можно привести сколько угодно. А потому не стоит судить о состоянии атмосферы по самочувствию людей и их отношению к временам года. В метеорологии погода определяется как физическое состояние атмосферы в данный момент времени (о том, что подразумевается под «данным моментом времени», скажем позже). Физическое состояние атмосферы характеризуют такие метеорологические величины, как температура, давление, влажность воздуха, скорость и направление ветра, количество облаков и выпавших осадков (дождя, снега, града), и такие атмосферные явления, как , туман, пыльная буря. Сюда же относятся и оптические явления - голубой цвет неба, радуга, гало, венцы. Воздух все время движется, и его физическое состояние непрерывно меняется. А это значит, что непрерывно меняются и метеорологические величины в каждой точке Земли, т. е. меняется погода. Иными словами, непрерывно меняются температура, давление и влажность воздуха, скорость и направление ветра, количество и форма облаков, осадков. Обычно людей интересует , диапазон величин которой на Земле очень велик: абсолютный максимум +5S°C зафиксирован в , а абсолютный минимум -89°С - на станции «Восток» в (это полюс холода земного шара). Наиболее приятны для человека в средних широтах температуры от +20° до +25°С, но ощущение тепла зависит не только от температуры, но и от влажности воздуха, и от скорости ветра. Давление воздуха то растет, то падает величина его зависит и от географической широты местности. Наибольшее давление 1086 гПа было измерено в Сибири, а самое низкое давление 860 гПа - в центре тропического циклона над . В умеренных широтах от суток к суткам давление может меняться на 20 - 30 гПа, а в тропиках - от I до 150 гПа. Давление воздуха имеет важнейшее значение, потому что от его распределения поземному шару в каждый данный момент зависит движение воздуха относительно земной поверхности, т. е. ветер. Небольшой ветер (10- 12 м/с) - друг человека: ветер очищает города от загрязнения, надувает паруса судна, вращает лопасти ветродвигателей, несет прохладу в душный жаркий день. Однако как только его скорость превышает 15 м/с. ветер становится опасным и даже разрушительным.
Воздух содержит водяной пар. Облака, кроме , состоят или из плавающих мельчайших капелек воды, или из ледяных кристалликов, или же из капелек и кристалликов вместе. Влажность воздуха важна для теплоощущения человека. Именно температура, влажность воздуха и ветер определяют комфортность, когда человек чувствует себя хорошо.
Для характеристики погоды важна и облачность, т. е. степень закрытости неба облаками, а также формы облаков, которые являются своего рода поплавками, показывающими движение воздуха.
Осадки - дождь и снег - необходимое условие жизни на суше. Это важнейшие характеристики погоды. Когда осадков мало, образуются пустыни и степи, а интенсивные и продолжительные осадки вызывают наводнения, сели. Вот почему важно знать количество осадков за сутки, или за 12 ч, или за 6 ч в зависимости от потребностей хозяйства. Все эти метеорологические величины характеризуют погоду, т. е. физическое состояние атмосферы в данный момент. Что же это значит — «данный момент»? Частота наблюдений за погодой зависит от того, насколько быстро меняются метеорологические величины и атмосферные явления и как влияют эти изменения на человеческую деятельность. Теперь существуют самопишущие приборы, непрерывно фиксирующие величины давления, температуры и . Однако невозможно, да и не нужно передавать каждую секунду значения этих величин. Регулярно и наиболее часто наблюдают погоду на аэродромах. Там наблюдения за погодой производят каждые 15 мин. Ясно, что для аэродромов «данный момент» времени — это 15 мин. На метеорологических станциях всего земного шара принято вести наблюдения за погодой каждые 3 ч, считая от 00 ч по Гринвичскому среднему времени. Наблюдатели всей Земли в 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 и 21 ч выходят на метеорологические площадки и делают отсчет по приборам, измеряющим вышеуказанные метеорологические величины. Таким образом, для наблюдений за погодой у поверхности Земли «данный момент» - это 3 ч.
Непрерывно происходящие изменения в состоянии погоды обусловлены в первую очередь процессами общей . Смена дня и ночи определяет суточный ход метеорологических элементов. Однако для погоды гораздо более характерны резкие и нерегулярные изменения в результате смены воздушных масс, прохождения атмосферных фронтов и эволюции циклонов и антициклонов. Например, днем вместо потепления, нормального для суточного хода температуры, может наступить похолодание. Ночью, напротив, температура может сильно повыситься. Осадки и усиление ветра также возможны в любое время суток.
Воздушные массы, как и атмосферные вихри (циклоны и антициклоны), захватывают сразу большие районы: их горизонтальные размеры - тысячи километров, поэтому погода в пределах одной и той же воздушной массы на довольно значительном пространстве будет иметь сходный характер. Если на территорию вторгается новая , то соответствующие изменения погоды происходят одновременно во многих районах. Следовательно, погода на данной территории связана с предшествовавшим и последующим состояниями погоды в других районах. Наблюдения в одном пункте не могут дать полного представления ни о причинах, ни о сущности изменений погоды.
Пространственный масштаб процессов, формирующих погоду, таков, что их лучше всего изучать с помощью географических карт. На карту в точках расположения метеорологических станций цифрами и наносят результаты наблюдений, сделанные в один момент времени. Такая карта называется синоптической (т. е. обзорной) картой погоды, она характеризует состояние погоды одновременно на большой территории, например в или во всем Северном полушарии. Синоптические карты составляются через определенные промежутки времени (например, через каждые 12, 6 или 3 ч) и дают представление о развертывании процессов во времени.
Синоптические карты составляются как для поверхности Земли (приземные карты погоды), так и для различных слоев атмосферы (высотные карты погоды). Вместе с вертикальными разрезами атмосферы и с графиками, построенными поданным радиозондирований, они дают представление о трехмерной структуре атмосферы до высоты 25 - 30 км. Прослеживая по синоптическим картам, как и куда двигались раньше и движутся сейчас воздушные массы, фронты, циклоны и антициклоны и что с ними происходит, синоптик может составить представление об общем характере и механизме погоды во всем географическом районе и на основе своих заключений сформировать предварительный прогноз будущей погоды.
На карте погоды в виде цифр и значков синоптики наносят огромное количество метеорологических данных. «Читать» необработанную (непроанализированную) карту трудно. Делать какие-либо заключения о развитии атмосферных процессов и составлять прогнозы погоды по таким картам практически невозможно, поэтому первое, что необходимо сделать при анализе, это придать карте погоды наглядность. Для этого на карте проводят изобары - линии равного давления, а также изолинии тенденций его изменения за последние 3 ч, затем выделяют зоны осадков, намечают линии атмосферных фронтов. В современном мире для этого широко используются компьютеры и Метео MapMaker, которые позволяют анализировать условия и погоды в пределах земного шара в режиме реального времени.
Основные изменения погоды в умеренных широтах обусловлены циклонической деятельностью, т. е. возникновением, развитием и перемещением циклонов и антициклонов. Подавляющее число циклонов внетропических широт возникает на главных (арктическом и полярном), и вся их дальнейшая жизнь неразрывно связана с этим фронтом.
Если рассматривать эволюцию циклона от момента его возникновения до полного исчезновения, то можно выделить следующие стадии развития.
Начальная стадия циклона - стадия фронтальной волны. На главном фронте возникают огромные волны длиной 1000 км и более. С их появлением теплый воздух начинает продвигаться к высоким широтам в сторону холодного воздуха в передней части волны, а холодный воздух - к низким широтам в сторону теплого воздуха в тыловой части. При этом давление у вершины волны понижается, что приводит к формированию начального циклонического возмущения, как правило, с одной замкнутой изобарой на приземной карте погоды. Это вызывает деформацию (искривление) главного фронта и образование на нем участков теплого и холодного фронтов. Начало зарождения циклона на приземных картах погоды можно заметить по падению давления, увеличению и выпадению осадков.
Стадия молодого циклона. В этой стадии число замкнутых изобар в циклоне возрастает (до двух-трех), а давление в центре циклона продолжает заметно понижаться, что приводит к усилению ветров и осадков. Теплый воздух образует теплый сектор циклона, и на приземной карте отмечаются самые высокие температуры воздуха. Обычно теплый сектор занимает южную и юго-восточную части циклона. Самые низкие температуры в циклоне наблюдаются за холодным фронтом в его северо-западной и северной частях. Весь циклон как единая система обычно быстро (30-50 км/ч) движется на восток или северо-восток.
Стадия максимального развития. Стадия молодого циклона - кратковременный промежуток в развитии циклона: он длится обычно не дольше, суток (чаше 12 ч). Холодный фронт в циклоне всегда движется быстрее, чем теплый, поэтому он постепенно догоняет теплый фронт и смыкается с ним. Происходит так называемое окклюдирование циклона (от лат. occlusio — запирание) и образование фронта окклюзии.
К началу окклюдирования давление в центре циклона падает до самых низких значений (обычно до 980 - 990 гПа, но иногда и ниже). Скорости ветра в центре циклона достигают максимальных значений. Циклоническая циркуляция захватывает до 5 - 7 км. Облачные системы и зоны осадков холодного и теплого фронтов сливаются и приобретают вид огромной спирали, закручивающейся около центра циклона.
Стадия заполнения (разрушения) циклона. В процессе окклюдирования циклона холодный воздух продолжает распространяться к югу и постепенно занимает всю область циклонической циркуляции. Теплый сектор на приземной карте быстро сокращается, а теплый воздух вытесняется в верхние слои тропосферы, где он затем охлаждается. Циклон постепенно замедляет свое движение, давление в его центре начинает расти, ветер ослабевает, а системы облачности и осадков размываются. Наконец циклон полностью исчезает. Таким образом, весь жизненный цикл циклона продолжается 5 - 7 дней.
Возникновение и развитие антициклонов тесно связаны с развитием циклонов. Это единый процесс, происходящий на главном фронте, в результате которого в одном районе создается недостаток массы воздуха и возникает циклон, а в другом районе - избыток массы воздуха и возникает антициклон. В отличие от циклонов, в которых господствуют восходящие движения, для антициклонов характерна общая тенденция к нисходящему движению воздуха. Это происходит потому, что в нижнем слое антициклона воздух вытекает из центра к периферии. Благодаря оседанию воздух в антициклоне не насыщается влагой, и погода в антициклонах преобладает малооблачная и сухая. Только в нижних слоях в ночные часы и в холодную половину года возможно образование туманов и слоистых облаков. Ветры в антициклонах, как правило, слабые, преобладают штили.
Из всего сказанного следует, что наиболее сложные условия погоды на синоптической карте будут наблюдаться в циклонических областях вблизи атмосферных фронтов - в узких переходных зонах между теплым и холодным воздухом. Фронтальные поверхности располагаются в атмосфере наклонно, причем угол наклона фронта к поверхности Земли очень мал и составляет меньше одного углового градуса. Например, если линия теплого фронта у Земли проходит в районе Смоленска, то над Москвой этот фронт располагается на высоте всего нескольких сотен метров (700 - 900 м). При этом более плотный холодный воздух лежит под теплым воздухом в виде узкого клина, постепенно увеличивающего свою толщину по мере удаления от линии фронта.
А) по народным приметам
Б) за растениями и животными как «живыми барометрами».
Примерный план :
Введение
I . Теоретические основы проблемы использования наблюдения за «живыми барометрами» (народных примет) как метода формирования умений детей 6-7 лет предсказывать погоду
1.1 Прогнозирование погоды как метод экологического воспитания детей.
1.2 Характеристика умений дошкольников прогнозировать погоду
1.3 Методы и приемы обучения детей прогнозированию и определению погоды.
II. Особенности умений детей предсказывать погоду
2.1 Цель, задачи и методика выявления умений дошкольников прогнозировать погоду.
2.2 Особенности умений старших дошкольников прогнозировать и определять погоду.
Заключение.
Литература :
1. Пичугина Н.О., Айдашева Г.А., Ассаулова С.В. Дошкольная педагогика. Конспекты лекций. – М.: Феникс, 2004.- С. 25 - 30
2. Астапенко П.Д. Вопросы о погоде. – Л.: Гидрометеоиздат, 1982.- 240 с.
3. Л.Бобылева. Интерес к природе как средство экологического воспитания // Дошкольное воспитание. - 2005.- № 7.- С.10-15.
4. Виноградова Н.Ф., Куликова Т.А. Дети, взрослые и мир вокруг. М.: Просвещение, 1993. – С. 64-72.
5. Добро пожаловать в экологию! Часть 2. / Сост. О.А. Воронкевич. – СПб.: ДЕТСТВО – ПРЕСС, 2003. 336 с.
6. Заянчковский И.Ф. Живые барометры.- М.: Лесная промышленность, 1987.- 152 с.
7. Левина Р. Метеоцентр в ДОУ // Дошкольное воспитание. – 1998. – № 7. – С. 49-53.
8. Литинецкий Б. Живые барометры. – М.: Просвещение. – 1999.
9. Лучич М.В. Детям о природе. М.: Просвещение, 1973.- 160 с.
10. Оветисян Л.Формирование логического мышления детей в процессе ознакомления с природой // Дошкольное воспитание. – 1982. – № 7. – С. 22 - 25.
11. Программа воспитания и обучения в детском саду / Под ред. М.А. Васильевой, В.В. Гербовой, Т.С. Комаровой. – М.: Мозаика-Синтез, 2005. – 208 с.
12. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное и справочное пособие – М.: Финансы и статистика, 2000.- 672 с.
13. Соломенникова О.А. Экологическое воспитание в детском саду. Программа и методические рекомендации. – М.: Мозаика-Синтез, 2005. – 104 с.
В теоретической части необходимо показать изученность данной проблемы в современных психолого - педагогических и методических источниках, а также коротко обосновать важность выбранной вами темы для экологического развития детей. Определить цель, задачи работы. Анализируя литературу важно раскрыть понятие «Погода», какими факторами и совокупностью различных признаков характеризуется любое состояние погоды. Выделить значимость для человека знаний о состоянии погоды.
Выполняя работу с использованием народных примет, следует отметить роль народных примет в определении погоды для развития ребенка. Привести примеры народных примет связанных с предсказанием погоды по разным явлениям, которые являются наиболее правдоподобными и проверены жизненной практикой.
Выбирая второй вариант работы, необходимо обозначить растения и животных, относящихся к «живым барометрам», которые могут предсказывать погоду, ее изменения. Раскрыть поведенческие реакции живых организмов на различные факторы среды, вместе с тем дать научное объяснение механизмов предчувствия изменения погоды.
Далее необходимо доказать, что прогнозирование погоды может выступить методом экологического образования дошкольников. Изучив методическую литературу, указать те методы и приемы, которые предлагают исследователи для обучения дошкольников прогнозированию погоды.
Для выявления особенностей умений дошкольниками прогнозировать погоду с помощью «живых барометров» или народных примет, следует первоначально проанализировать план воспитательной работы в данной группе. При этом установить наличие (или отсутствие) работы по данной проблеме, разнообразие ее форм и методов, характер руководства самостоятельной деятельностью детей. Далее организуется и проводится индивидуальный (8-10 детей) констатирующий эксперимент, включающий несколько заданий. Методика исследования:
Задание 1 . Цель – выявить отражение работы по обучению детей прогнозированию погоды в календарных планах воспитателей.
Методика: Анализ планов воспитательно - образовательной работы воспитателей по следующим направлениям:
· Периодичность планирования работы по обучению детей прогнозированию погоды с помощью а) «живых барометров», б) с использованием примет.
· Форма проведения данной работы, методы руководства.
Задание 2 . Цель – выяснить представления детей о прогнозе погоды на будущее. Беседа по вопросам:
1. С помощью чего ты можешь узнать, какая погода будет завтра?
2. Какие признаки хорошей погоды ты знаешь?
3. Какие признаки плохой погоды ты знаешь?
4. Кто тебе сможет помочь узнать погоду?
5. Как ты думаешь, растения (животные) могут предсказывать погоду?
6. Какие растения (животные) могут предсказывать погоду? Назови их.
7. Знаешь ли ты, как растения (животные) могут предсказывать погоду?
8. Можешь ли ты с помощью растений (животных) предсказать погоду на завтра?
9. Наблюдал(а) ли ты за состоянием растений (животных) перед изменением погоды?
Для определения знаний детей использовать следующие критерии для анализа:
· Знает или не знает признаки погоды;
· Знает или не знает растения, которые предсказывают погоду;
· Поясняет или не поясняет, как можно определить погоду по растениям.
Задание 3. Цель: выявить умения детей использовать наблюдение как способ познания, т.е. умения ребенка видеть изменения в состоянии растений (животных) для того, чтобы определить какая погода будет завтра. (Прежде, чем выполнять это задание, исследователь сам должен знать особенности поведения животных (растений) при ухудшении или улучшении погоды).
Методика: Ребенку задаются вопросы: «Ты часто рассматриваешь растения (наблюдаешь за животными)? Что интересного ты наблюдал в росте и развитии растения? (в поведении животного). Дополнительный вопрос: «Всегда ли у него расправлены листочки, больше ничего не появляется на листочках, стеблях?» «Кошки, собаки, птицы всегда веселы, может куда-то укрываются?»
Задание 4 . Цель: выявить умения детей выдвигать предположения о причинах и результатах наблюдаемых явлений природы. Методика: Перед ребенком выставляется комнатное растение и задается вопрос: «Как ты думаешь, почему появились капельки (скрутились листочки)? На картинках показать, как кошка скрутилась клубочком на печке, птица купаются в лужах: «Почему кошки, птицы так себя ведут?» Может это связано с состоянием погоды?». Выслушать предположения детей и записать их. Предложить запомнить версии, высказанные детьми.
Задание 5 . Цель: выявить умение детей использовать различные способы проверки предположений (опыты, рассуждения, сравнительные наблюдения). Методика: ребенку задается следующий вопрос: «Как ты думаешь можно ли проверить, что растения (животные) предсказывают погоду на завтра. Что для этого надо сделать?».
Для определения умений детей использовать следующие критерии для анализа :
· умеют или не умеют дети использовать наблюдение как способ познания;
· умеют или не умеют выдвигать предположения о причинах и результатах наблюдаемых явлений;
· умеют или не умеют использовать различные способы проверки.
Задание 6 (для второго варианта работы) . Цель – определить понимание детьми народных примет.
Методика: Воспитатель читает детям первую часть приметы, которая в тексте выделена курсивом (можно воспользоваться предложенными приметами, либо подобрать новые, соответственно сезону, в который будет проводится исследование). Достаточно использовать 5 примет.
Вопрос: Ты когда-нибудь видел в природе такое явление, о чем я прочитала? Как ты думаешь, что означает данное явление?
· ярко сверкают звезды - к морозу;
· собаки валяются на снегу – к метели;
· воробей нахохлился – к морозу, перышки приглажены – к теплу;
· снег идет большими хлопьями – к ненастью и мокроте;
· воробьи задорно чирикают – чувствуют прибавку света;
· перед ненастьем вороны уселись на ночлег головами в одну сторону ;
· кошка жмется к теплу - к морозу;
· иней на деревьях – к морозу, туман – к оттепели;
· облака идут низко – скоро похолодает;
Пояснить, что это приметы, по которым люди узнают погоду на будущее. Предложить проверить 1 – 2 краткосрочные приметы, записать ответы и поведение детей.
Задание 7 . Цель – выявить, могут ли дети получить представления о прогнозировании погоды от родителей. Для этого предложить детям побеседовать с родителями по данной проблеме: Какие приметы знают родители? Какие приметы они проверяли?
Примечание : Для контрольной работы варианта А выполняются задания 1, 6,7; для варианта Б – задания 1, 2, 3, 4, 5.
В процессе обследования следует вести протокол по форме:
Протокол обследования
| № п/п | Ф.И. ребенка | № задания, вопросы | Ответы и высказывания ребенка | Поведенческие особенности |
Анализируя полученные данные в результате эксперимента, определите особенности умений детей прогнозировать и определять погоду на завтра. Каждую особенность подтвердить ответами и поведенческими реакциями детей.
Вопросы для анализа :
· проявление интереса к заданию,
· эмоциональное отношение к заданию, т.е. разнообразие эмоций, вызываемых предложенным заданием (удивление, недоумение, лукавство, озабоченность и др.),
· поддержание беседы, задает вопросы (какие, привести примеры),
· характер вопросов – репродуктивные или познавательные,
· как используют наблюдение как способ познания,
· разнообразие предположений о причинах и результатах наблюдаемых явлений,
· умения использовать различные способы проверки,
· выполняет задание воспитателя – спросить у родителей, без напоминания делится впечатлениями о том, что нового от них узнал.
Исходя из анализа результатов проведенного исследования, разработайте методические рекомендации для воспитателей, направленные на устранения выявившихся недостатков. Укажите, в каких видах деятельности, и с помощью каких методов и приемов возможно совершенствование работы по обучению детей прогнозированию и определению погоды.
©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20
3. МЕТОДИКА МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ
Простейшие понятия об атмосферных процессах и явлениях, за счет которых формируется погода, учащиеся средней школы получают при изучении курса природоведения. В этом курсе учащиеся приобретают определенные навыки наблюдений за погодой и сезонными изменениями в природе. Изучают условия формирования температуры и влажности воздуха, облачности и осадков, атмосферного давления, скорости и направления ветра. Проводят наблюдения, обрабатывают данные, строят графики и диаграммы изменений элементов погоды.
В начальном курсе географии (6 класс) программой предусматривается организация метеорологических наблюдений за погодой. Целью этих наблюдений является формирование у учащихся знаний о характеристиках погоды и климата, атмосферных процессах и их взаимосвязи, представлений о типах погоды своей местности и сезонных ее различиях. Учащиеся осваивают методику измерения основных метеорологических элементов, учатся их обрабатывать, рассчитывать средние значения элементов за сутки, месяц, год, определяют суточные и годовые амплитуды колебаний и т. д. Изучают местные признаки природы, на основе которых можно предсказывать погоду. Поэтому наблюдения за погодой необходимо сочетать с наблюдениями за сезонными изменениями состояния растительности и водоемов. Сочетание метеорологических и фенологических наблюдений способствует формированию системного и целостного представления об окружающем мире, учит учащихся понимать взаимосвязи и взаимодействия различных компонентов географической оболочки.
Погодой называется физическое состояние атмосферы вблизи земной поверхности за короткий промежуток времени: погода в данный момент, погода за день, сутки, месяц, сезон, год. Погода характеризуется количественными и качественными элементами. К наиболее доступным для школьных наблюдений за количественными элементами погоды относятся температура, влажность и давление воздуха, виды и количество атмосферных осадков, характер их выпадения, скорость и направление ветра, количество и формы облаков и др. Кроме того, определяют атмосферные явления или качественные элементы погоды: дождь, град, гроза, туман, роса, ливень, дымка, радуга, заморозки, снег, метель, гололед, изморозь, иней и др.
Метеорологические наблюдения могут проводиться на школьной географической площадке, учебно-исследовательском участке, а также в процессе исследовательских и краеведческих экскурсий.
Метеорологические наблюдения организуются в начале учебного года. В процессе организации наблюдений учитель проводит занятия с учащимися по освоению методики наблюдений. Учащиеся учатся правильно производить отсчеты по метеорологическим приборам, установленным на географической площадке , и записывать результаты отсчетов в книжку наблюдений.
Оборудование и приборы, установленные на географической площадке, позволяют проводить практические, внеурочные и факультативные занятия, а также занятия для учеников, которые занимаются углубленным изучением географии.
Географическая площадка разделяется на четыре части: астрономическую, метеорологическую, гидрогеоморфологическую и класс для занятий.
Остановимся на требованиях, которые предъявляются к размещению оборудования и приборов на метеорологической части географической площадки. На рис. 3.1 показан план метеорологической площадки и размещение на ней соответствующих приборов. Большинство этих приборов могут сделать учащиеся старших классов. Описание устройства необходимых приборов можно найти в литературе по метеорологии. Общий вид этих приборов дан на рисунках в учебнике для 6 класса «Начальный курс географии».
3.1. Измерения температуры почвы
Температура является одной из основных характеристик погоды и климата. Для измерения температуры воздуха и почвы используются преимущественно жидкостные термометры. Принцип действия жидкостных термометров основан на изменениях объема жидкости в зависимости от повышения или понижения температуры. В качестве термометрической жидкости используют ртуть и спирт. Для измерения низких температур целесообразно использовать спиртовые, а для измерения высоких температур – ртутные термометры.
Термометры для измерения температуры почвы. Наблюдения за температурой почвы осуществляются как на ее поверхности, так и на различных глубинах. Для этого выбирают площадку размером 2 х 2 м, которую освобождают от травяного покрова, а почву взрыхляют.
Для измерения температуры на поверхности почвы , а также температуры на поверхности снежного покрова, используют срочный, максимальный и минимальный термометры. Термометры устанавливаются в середине оголенной площадки на расстоянии 5–6 см один от другого резервуарами к востоку в следующем порядке: первый с севера – срочный, второй – минимальный, третий – максимальный.
Срочный и минимальный термометры необходимо устанавливать строго горизонтально, а максимальный – с небольшим наклоном в сторону резервуара. Резервуар и внешняя оболочка термометров должны быть наполовину погружены в почву и плотно прилегать к ней.
Срочный ртутный напочвенный термометр служит для измерения температуры поверхности почвы и снежного покрова в срок наблюдений. Он имеет шкалу с делениями через 0,5 о (рис. 3.2).
Минимальный спиртовой термометр используется для измерения самой низкой температуры между сроками наблюдений с ценой деления 0,5 о (рис. 3). Минимальную температуру термометр сохраняет благодаря штифту-указателю 1 , который находится в капилляре 2 в столбике спирта. При повышении температуры спирт, поступающий с резервуара в капилляр, обтекает штифт 1 , не сдвигая его с места. При понижении температуры спирт из капилляра уходит в резервуар и перемещает штифт в сторону более низких температур. Достигнув минимальной температуры, мениск спирта вместе со штифтом останавливают свое движение. Когда температура повысится, мениск столбика спирта оставляет штифт, который сохраняет самую низкую температуру. Для приведения в рабочее состояние минимальный термометр направляют резервуаром вверх и держат до тех пор, пока штифт не дойдет до конца столбика спирта и не достигнет мениска.
Рис. 3.1. План метеорологической площадки и размещение на ней приборов:
1 – осадкомер; 2 – снегомерная рейка; 3 – метеорологическая будка для измерения температуры и влажности воздуха; 4 – флюгер; 5 – стойка для ручного анемометра высотой 1,5 м; 6 – барометр-анероид; 7 – нефоскоп; 8 – метеорологическая будка для установки термографа и гигрографа; 9 и 10 – оголённая площадка размером 2 х 2 м для установки напочвенных и почвенных термометров-щупов
Максимальный ртутный термометр служит для измерения самой высокой (максимальной) температуры между сроками наблюдений (рис. 3.4). Он имеет шкалу с ценой деления 0,5 о. Показания максимальных значений температуры сохраняются благодаря наличию штифта, который закреплен в середине резервуара и создает сужение в капилляре. При повышении температуры ртуть преодолевает сужение, поступает в капилляр и остается в нем даже тогда, когда температура понижается. Таким образом, термометр сохраняет свое максимальное показание. После отсчета показания термометр встряхивают 2–3 раза.
Рис. 3.2 . Срочный Рис.3. 3 . Минимальный Рис. 3.4 . Максимальный
напочвенный термометр термометр: термометр:
а – общий вид; б – штифт, а – общий вид; б –
который сохраняет штифт в средине
минимальную температуру резервуара
Температура почвы измеряется на глубинах 5 и 15 см с помощью термометра – щупа (рис. 3.5). Он состоит с термометра 1 и пластмассовой оправы 2 с ценой деления шкалы 1 о. Сверху оправы имеется ручка 3 , с помощью которой термометр погружается в почву. Для отсчета температуры в верхней части оправы имеется прорез, против которого находится шкала термометра. На противоположной стороне оправы нанесены сантиметровые деления для определения глубины погружения термометра в почву. Перед измерением температуры в почве делают скважину, в которую опускают термометр на необходимую глубину. В скважине термометр выдерживают 6 мин, затем отсчитывают его показания.
Отсчеты по метеорологическим термометрам производятся с точностью до 0,1 о. В ртутных термометрах отсчитывается крайнее положение вершины мениска, а в спиртовых – положение низшей точки вогнутой поверхности мениска. Глаз наблюдателя при отсчете должен находиться на одном уровне с концом столбика жидкости в капилляре. Вначале отсчитываются десятые доли, а затем целые градусы.
Рис. 3.5 . Термометр–щуп
3.2. Измерение температуры и влажности воздуха
Температура воздуха в срок наблюдений измеряется с помощью сухого термометра, который является частью психрометров (станционного и аспирационного), а также минимальным и максимальным термометрами, установленными в метеорологической будке. Будка помещается на подставке (рис.3.6) так, чтобы резервуары установленных в ней термометров были на высоте 2 м от поверхности почвы. С северной стороны будки устанавливается лесенка с площадкой.
Минимальный и максимальный термометры устанавливаются в метеорологической будке в горизонтальном положении вместе со станционным психрометром и гигрометром (рис. 3.7).
Психрометры предназначены не только для измерения температуры, но и для определения характеристик влажности воздуха. Психрометры
состоят с двух термометров: левый термометр – «сухой», служит для определения температуры воздуха, а правый – «смоченный», показывающий температуру собственного резервуара. Резервуар смоченного термометра обернут батистом и поддерживается в увлажненном состоянии. С поверхности резервуара смоченного термометра происходит испарение влаги, на которое расходуется тепло. Таким образом, температура смоченного термометра зависит от интенсивности испарения, которое, в свою очередь, определяется дефицитом влажности воздуха.
Станционный психрометр состоит с двух одинаковых термометров с ценой деления 0,2 о, установленных вертикально на штативе в метеорологической будке (рис. 3.7, 3.8), и стаканчика для дистиллированной воды (рис. 3.9). Резервуар правого термометра обернут батистом, конец которого опущен в стаканчик с водой.
Аспирационный психрометр по принципу действия не отличается от станционного психрометра. У аспирационного психрометра (рис. 3.10) сухой 1 и смоченный 2 термометры помещены в металлическую оправу 4. Резервуары термометров 10 , 11 защищены двойными металлическими трубочками 5 и 6 , которые через раструб соединены в одну центральную трубку 3 . На верхний конец центральной трубки навинчены аспиратор 7 , имеющий пружинный механизм 13 , который вращает вентилятор и обеспечивает обдувание резервуаров воздухом. Пружинный механизм аспиратора заводится ключом 8 .
Психрометр подвешивается на столбике на необходимую высоту за 15 мин до срока наблюдений. Батист правого термометра смачивают пипеткой 9 с зажимом 12. При скорости ветра более 3 м/с на аспиратор надевают с наветренной стороны защиту 13 .
После смачивания термометра ключом 8 заводят аспиратор и выдерживают его в рабочем состоянии не менее 4 мин, после чего производят отсчеты по сухому и смоченному термометрам.
Определение влажности воздуха. По данным станционного и аспирационного психрометров определяют упругость водяного пара е , относительную влажность f , дефицит влажности (недостаток насыщения) d , точку росы t d и упругость максимального насыщения Е при данной температуре. Для определения характеристик влажности воздуха существуют психрометрические таблицы .
Однако характеристики влажности воздуха могут вычисляться по психрометрическим формулам. Для вычисления упругости водяного пара е на основании показаний станционного психрометра служит формула:
е = Е– 0,0007947(t – t ´ ) р ,
а на основании показаний аспирационного психрометра формула имеет следующий вид:
е = Е– 0,000662(t – t ´ ) р ,
где t и t ´ – соответственно температура воздуха, отсчитаная по сухому и смоченному термометрам.
В метеорологической будке вместе со станционным психрометром устанавливается волосной гигрометр , который служит для измерения относительной влажности воздуха (рис. 3.11). Его действие основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину в зависимости от изменения относительной влажности воздуха.
Волос 1 , который воспринимает колебания относительной влажности, закреплен в металлической рамке 2 . Верхний конец волоса закреплен регулировочным винтом 3 , а нижний – соединен с кулачком 4 , насаженным на стержень 5 , на конце которого имеется грузик 6.
Стержень 5 входит в отверстие оси 8 вращения стрелки 7 и закрепляется винтом 10. Стрелка 7 перемещается вдоль шкалы 9, установленной по середине рамки 2. На шкалу 9 нанесены 100 делений от 0 до 100 %. Отсчеты по гигрометру производят с точностью до 1 % после отсчета по психрометру.
Непрерывная регистрация температуры и относительной влажности воздуха .
Такая регистрация дает возможность непрерывно получать значения температуры и относительной влажности воздуха на протяжении суток, что имеет большое значение для изучения различных условий погоды, а также для изучения сезонных явлений, совершающихся на поверхности земли, в растительном и животном мире.
Для непрерывной регистрации температуры воздуха служат термографы , а относительной влажности – гигрографы , установленные в метеорологической будке (рис. 3.12). Для того, чтобы получить абсолютные значения температуры и относительной влажности, производится обработка, основанная на сравнении записей термографа и гигрографа с показаниями станционного или аспирационного психрометров.
Термограф и гигрограф состоит из трех частей: приемника , передаточного механизма и пишущей части . Приемной частью термографа (рис. 3.13) служит изогнутая биметаллическая пластинка 1 , один конец которой неподвижно закреплен, а другой – свободный конец, поднимаясь или опускаясь при изменении температуры, с помощью передаточного механизма сообщает колебания температуры перу 2 . Пишущей частью термографа является барабан 3 , на который надевается бумажная лента (рис. 14), вращающаяся при помощи часового механизма 4. Перо 2 , наполненное специальным чернилом, записывает на бумажной ленте кривую линию, соответствующую ходу температуры воздуха.
Гигрограф (рис. 3.15). Приемной частью гигрографа служит пучок обезжиренных человеческих волос 1 , закрепленный в рамке 2. Изменения длины пучка волос передаются через систему рычагов 3 и 4 на стрелку 5 , на конце которой находится перо 6 . Перо, касающееся ленты, одетой на барабан с часовым механизмом, вычерчивает график, соответствующий изменениям относительной влажности воздуха.
Рис. 3.12. Термограф и гигрограф в метеорологической будке
В зависимости от скорости вращения барабана самописцы бывают недельные и суточные .
Облачность и скорость ее движения определяют с помощью прибора – нефоскопа . Прибор делают из проволочного обруча диаметром 1,5–2 м, подвешенного на столбах на высоте 2 м над поверхностью земли (рис. 3.16). Внутри обруча натянуты две проволоки, ориентированные по основным сторонам горизонта. На концах проволок прикрепляют обозначения сторон горизонта – С, Ю, В, З. При наблюдениях учащийся становится в центр под обруч нефоскопа и по секторам, заключенным между проволоками, определяет, какая часть неба покрыта облаками, т. е. какова облачность в баллах.
|
|
Рис. 3.13. Термограф | Рис. 3. 14. Лента термографа |
|
Рис. 3.15. Гигрограф. |
3.3. Наблюдения за облачностью, атмосферными явлениями и осадками
При определении формы облаков пользуются международной классификацией, в основу которой положены морфологические признаки или их внешний вид. Морфологическая классификация облаков и их характеристика приведена в «Атласе облаков».
Атмосферные явления наблюдаются визуально. Они обозначаются условными знаками. Это осадки и туманы различных видов; метели; электрические явления – гроза, зарница, полярное сияние; радуга, шквал, пыльная буря, вихрь, смерч, ледяные иглы, мгла, гололед, роса, изморозь, снежный покров.
Наблюдения за атмосферными осадками производятся визуально и с помощью осадкомера. Посредством визуальных наблюдений определяется вид осадков, их интенсивность, время начала и конца выпадения. При большой интенсивности осадков (града, ливня) необходимо описать как само явление выпадения осадков, так и размеры вызванных им повреждений, размывов, разливов, наводнений. В случае выпадения града необходимо записать размеры и средний вес градин.
Осадкомер (рис. 3.17, 3.18) состоит из приемного ведра, планочной защиты и измерительного стакана. Одно деление стакана соответствует слою воды в ведре высотой 0,1 мм. Измерение количества осадков производится два раза в сутки – утром и вечером.
Рис. 3.16. Нефоскоп |
|
| |
Рис. 3.17. Осадкомер | Рис. 3.18. Измерительный стакан осадкомера |
Наблюдения над высотой снежного покрова производятся с помощью снегомерной рейки (рис. 3.19). Такая рейка представляет собой деревянный брусок длиной 130–180 см, шириной 6 см и толщиной 2,5 см, окрашенный в белый цвет. На лицевой стороне рейки нанесена шкала в сантиметровых делениях. Рейка устанавливается с осени, примерно за один месяц до выпадения снега. Высота снежного покрова записывается в целых сантиметрах.
белорусской факультет, ОО "Белорусское географическое общество" , Белорусский ...
Iv изучение проблем окружающей среды в системе географических наук
ДокументМатериков Северного полушария / В. А. Шнитников // Записки Географического общества СССР. 1957. – Т. 16. – 340 с. Сычева... : ОАО «Мозырский НПЗ», РУП «Белорусский металлургический завод», Белорусский газоперерабатывающий завод, ОАО «Гомельстекло» ...
Запись результатов наблюдений за атмосферными явлениями производится в КМ-1 в графу «атмосферные явления». Начало атмосферных явлений отмечается в тот момент, когда обнаружены малейшие признаки явления. Чтобы не пропустить момент начала явлений наблюдатель должен знать характер погоды для каждого явления. Следить за изменением погоды. Сначала в книжке записывается знак атмосферного явления. Например: туман, ливневые осадки. Над этим знаком указывается интенсивность 0, 1, 2. Затем указывается время начало образования явления в часах и минутах и время окончания явлений.
Наблюдения за явлениями производится через каждые 3 часа. Если в следующий срок явлений не закончилось, то его снова записывают в этот срок до тех пор, пока оно не закончится. Иногда наблюдается возникновение нескольких явлений одновременно.
Гололедный станок
Установка служит для наблюдения за отложениями на проводах гололеда, мокрого снега, зернистой и кристаллической изморози. Эти явления могут привести к обрыву проводов и разрушению деревьев. Гололедный станок содержит 3 деревянные стойки высотой 220 см составляющий прямой угол, расстояние между стойками 90 см. Между стойками крепятся металлические провода, диаметр 5 мм. Всего 4 провода между стойками. Два из них съемные. Два постоянных. По съемным проводам определяют массу отложений. По постоянным наблюдениям за отложениями. Отложения могут иметь 3 стадии: начальная стадия нарастания, сохранение и разрушение. Если отложение находится в стадии нарастания, например гололед, то запись имеет вид. В стадии сохранения и разрушения запись имеет вид
Кроме этого могут наблюдаться несколько отложений одновременно. Такие отложения называются сложными Переход от 1 стадии к другой производится визуально и с помощью замера толщины. Замер толщины производит с помощью штангенциркуля и специального шаблона. В комплект гололедного станка входит принадлежности: штангенциркуль, шаблоны, пила, скребок и ванночка. Масса отложений определяется следующим образом. Снимают объемный повод с гололеда. Края гололеда отпиливают пилочкой, оставляют гололед длиной 25 см. Провод с гололедом опускают в цилиндрическую баночку, закрывают крышкой. В помещении гололед расплавляют и воду переливают в измерительный стакан. Масса отложений определяются по формуле М=8N – число деления стакана. Результаты наблюдений записывают в КМ-4. Сначала записывают № случая обледенения с начала сезона, дата случая, знак отложения, его студия, время и начало образования, и время окончания образования. Наблюдения за отложениями производится с интервалами не более полтора часа. Но если меняются стадии, наблюдения производятся чаще чтобы не пропустить момент начала отложения его окончания наблюдатель должен следить за характером погоды. Изменение стадии контролируется следующим образом: на постоянном проводе зачищают отдельные места до конца. Если после этого на защитном месте отложение не появилось, то наблюдается стадия сохранения или разрушения. Чтобы выявить одну из этих 2-х стадий делают замеры толщины отложений.
