Πλανητικές αντλίες θερμότητας

Σύντομη περιγραφή

Σε αυτό το σύνολο τριών δραστηριοτήτων, οι μαθητές θα μάθουν πώς η κυκλοφορία των ωκεανών επηρεάζει το κλίμα. Στην εισαγωγική δραστηριότητα, πραγματοποιούν υπολογισμούς για να συγκρίνουν τις σχετικές επιπτώσεις της υπερθέρμανσης του πλανήτη στην ατμόσφαιρα και τους ωκεανούς. Μια πρακτική δραστηριότητα που χρησιμοποιεί άμεσα διαθέσιμο εξοπλισμό επιτρέπει στους μαθητές να δουν πώς το νερό διαφορετικών θερμοκρασιών μπορεί να σχηματίσει στρώματα στον ωκεανό και να εξετάσουν πώς θα μπορούσαν να το χρησιμοποιήσουν αυτό για να διερευνήσουν την επίδραση των αλλαγών στην αλατότητα. Στην τελική δραστηριότητα, οι μαθητές χρησιμοποιούν την εφαρμογή Climate from Space για να μάθουν περισσότερα για το ρεύμα του Κόλπου.

Θέμα Γεωγραφία, Επιστήμη, Επιστήμη της Γης

Μαθησιακοί στόχοι
  • Να κάνετε υπολογισμούς για να συγκρίνετε το ρόλο των ωκεανών και της ατμόσφαιρας στη ρύθμιση του κλίματος.
  • Εξηγήστε πώς δημιουργείται η παγκόσμια θερμοχαλίνια κυκλοφορία
  • Περιγράψτε πώς τα ωκεάνια ρεύματα μεταφέρουν νερό και ενέργεια γύρω από τη Γη.
  • Χρησιμοποιήστε ένα μοντέλο για να εξετάσετε την κίνηση του νερού διαφορετικών θερμοκρασιών και να εξηγήσετε τη διαστρωμάτωση στον ωκεανό.
  • Σχεδιάστε πρακτικές μεθόδους για τη διερεύνηση ενός ερωτήματος σχετικά με τον τρόπο κίνησης του νερού στους ωκεανούς.
  • Περιγράψτε τη συμπεριφορά του ρεύματος του Κόλπου χρησιμοποιώντας πληροφορίες από κλιματικά δεδομένα
  • Σύνθεση δεδομένων από καταγραφές δύο τουλάχιστον βασικών κλιματικών μεταβλητών για την εξήγηση μιας παρατηρούμενης συσχέτισης ή τάσης
Εύρος ηλικίας
14 - 16 ετών
Χρόνος
περίπου 45 λεπτά ανά δραστηριότητα
Διαθέσιμος πόρος σε:
Δραστηριότητα 1: Πλανητικές αντλίες θερμότητας
Σε αυτή τη δραστηριότητα που βασίζεται στην ανάγνωση, οι μαθητές θα οδηγηθούν σε υπολογισμούς χρησιμοποιώντας την ειδική θερμοχωρητικότητα. Η σχετική εξίσωση δίνεται, οπότε οι μαθητές δεν χρειάζονται προηγούμενη γνώση του όρου. Ένα από τα δύο ή και τα δύο μέρη της δραστηριότητας (η ανάγνωση και οι υπολογισμοί) θα μπορούσαν να ανατεθούν ως εργασία για το σπίτι ανάλογα με την ικανότητα της τάξης. 
Δραστηριότητα 2: Νερό που ανεβαίνει και πέφτει 
Σε αυτή την πρακτική δραστηριότητα, οι μαθητές αναπαράγουν τη θερμοδυναμική των ωκεανών σε ένα δοχείο, χρησιμοποιώντας χρωματιστό νερό για να παρακολουθήσουν τις ροές και να δουν πώς σχηματίζεται και διατηρείται ένα στρώμα νερού σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Καλούνται να σκεφτούν πώς μπορούν να χρησιμοποιήσουν το μοντέλο για να καταδείξουν άλλες πτυχές της ωκεάνιας κυκλοφορίας. 
Εξοπλισμός
  • Μεγάλο διαφανές δοχείο ανά ομάδα
  • Μικρό δοχείο ανά ομάδα για να βυθιστεί στο μεγαλύτερο δοχείο
  • Πλαστικές σακούλες
  • Λαστιχένιες ταινίες ή σπάγκο
  • Χρώματα τροφίμων ή μελάνι
  • Πάγος σε κουβά για ψύξη ή νερό στο ψυγείο
  • Πρόσβαση σε ζεστό και κρύο νερό
  • Χρονόμετρο ή ρολόι ανά ομάδα (προαιρετικά)
  • Φωτογραφική μηχανή ή smartphone ανά ομάδα (προαιρετικά)
  • Θερμόμετρα (προαιρετικά)
  • Πανιά ή χαρτοπετσέτες
  • Φύλλο εργασίας μαθητή 2 (2 σελίδες)
  • Υλικά για τη δημιουργία αφισών ή λογισμικό για τη δημιουργία βίντεο ή παρουσιάσεων
  • Κλίμα από το Διάστημα: (προαιρετικά)
Δραστηριότητα 3: Το ρεύμα του Κόλπου 
Σε αυτή τη δραστηριότητα, οι μαθητές χρησιμοποιούν τη διαδικτυακή εφαρμογή Climate from Space για να εξετάσουν τις επιφανειακές θερμοκρασίες της θάλασσας κατά μήκος της διαδρομής του Ρεύματος του Κόλπου και να μεταφορτώσουν δεδομένα για να συγκρίνουν μοτίβα και τάσεις κατά μήκος του Ρεύματος του Κόλπου με εκείνες που παρατηρούνται αλλού στον Βόρειο Ατλαντικό. Στη συνέχεια, ερευνούν και εξηγούν τους δεσμούς μεταξύ της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας και μιας άλλης κλιματικής μεταβλητής χρησιμοποιώντας την κατανόηση που ανέπτυξαν κατά τη μελέτη του θέματος. 

Το ξέρατε;

Πριν από την εποχή των δορυφόρων, η θερμοκρασία του ωκεανού μπορούσε να μετρηθεί μόνο με θερμόμετρα που συνδέονταν με την ακτή, που κατέβαιναν από πλοία ή που ήταν προσαρτημένα σε σημαδούρες ή υποβρύχια. Αυτό, φυσικά, σήμαινε ότι οι μετρήσεις ήταν αποσπασματικές και υπήρχαν συνεχείς καταγραφές για πολύ λίγα μέρη. Οι θερμικές κάμερες σε δορυφόρους μπορούν να ανιχνεύουν την επιφανειακή θερμοκρασία του ωκεανού σε ολόκληρο τον κόσμο σε τακτά χρονικά διαστήματα. Ένας δορυφόρος σε γεωστατική τροχιά μπορεί να δει κάθε τμήμα της θάλασσας σε ένα συγκεκριμένο ημισφαίριο μία φορά κάθε δεκαπέντε λεπτά περίπου- ένας δορυφόρος σε πολική τροχιά, πιο κοντά στη Γη, μπορεί να δει περισσότερες λεπτομέρειες και να καλύψει ολόκληρο τον πλανήτη, αλλά θα μετράει τη θερμοκρασία σε ένα συγκεκριμένο μέρος μόνο κάθε δέκα ημέρες περίπου.

Αστικά Hotspots

Σύντομη περιγραφή Σε αυτό το σύνολο τριών δραστηριοτήτων, οι μαθητές θα μάθουν πώς το δομημένο περιβάλλον οδηγεί στην αστική θερμότητα...