Väylä aukeaa - Arktinen merijää ja ilmastonmuutos

Lyhyt kuvaus

Tässä kolmen tehtävän sarjassa oppilaat tutustuvat arktisen alueen merijään tärkeään rooliin maapallon ilmastojärjestelmässä. Tehtävät sijoittuvat Luoteisväylän yhteyteen. Ensimmäisessä tehtävässä tutkitaan matemaattisesti merijään sulamisnopeutta ja havainnollistetaan, mitä arktisella vahvistumisella tarkoitetaan. Käytännön tutkimus tarjoaa tilaisuuden keskustella siitä, miten malleja käytetään tieteessä, ja pohtia ilmastonmuutoksen vaikutusten mittaamisen ja ennustamisen vaikeuksia. Tämän jälkeen oppilaat käyttävät Climate from Space -verkkosovellusta tutkiakseen merijään laajuuden ja meren pintalämpötilojen kausittaisia ja pitkän aikavälin suuntauksia.

Aihe Maantiede, maantiede, fysiikka, kemia.

Oppimistavoitteet
  • selittää, miten jään ja valtameren erilainen albedo johtaa arktisen alueen vahvistumiseen ja tämän vaikutukseen ilmastonmuutokseen.
  • Käytä matemaattista mallia tutkiaksesi eri olosuhteiden vaikutusta merijään sulamiseen.
  • Kokeellisen mallin suhteuttaminen reaalimaailmaan ja mallin arviointi.
  • Analysoi kuvia saadaksesi tietoa jään sulamisesta.
  • Keskustellaan ilmastonmuutoksen vaikutuksia kuvaavien ja ennustavien tietojen keräämisen haasteista.
  • Tutustu arktisen alueen muutoksiin Climate from Space -verkkosovelluksen avulla.
  • Suhteuttaminen merijään laajuuden kausittaisten muutosten ja meren pintalämpötilojen muutosten välillä
  • Ehdota syitä muutoksille eri aikajänteillä.
Ikäjakauma
11 - 14-vuotiaat
Aika
noin 45 minuuttia per toiminto
Resurssi saatavilla osoitteessa:
Tehtävä 1: Kuinka nopeasti merijää sulaa?
Tässä toiminnassa oppilaat tutustuvat Luoteisväylän lyhyeen historiaan, jonka avulla he voivat tarkastella merijään roolia ilmastojärjestelmässä. Tämän jälkeen oppilaita ohjataan laskutoimitukseen, jossa käytetään energian säilymistä, albedon käsitettä ja latenttia sulamislämpöä (kaksi jälkimmäistä selitetään), jotta he voivat kehittää matemaattisen mallin, jonka avulla he voivat tutkia arktisen alueen vahvistumista.
Laitteet
  • Tiedote 1 (2 sivua)
  • Oppilaan työlehti 1 (2 sivua)
  • Ilmasto avaruudesta -verkkolähde: Breaking the Ice story (vapaaehtoinen)
  • Laskin ja/tai taulukkolaskentaohjelmiston käyttömahdollisuus
  • Graafinen paperi
Tehtävä 2: Valtamerten lämpötila ja jään sulamisnopeus
Tässä tehtävässä oppilaat tutkivat merten lämpötilan muutoksen vaikutusta jään sulamiseen älypuhelimen tai tabletin avulla mallintamalla merijäätä tarkkailevaa satelliittia. Tehtävän myöhemmät osat ovat avoimia, joten voit arvioida keskeisiä luonnontieteellisiä ja matemaattisia taitoja ja venyttää taitavampia oppilaita, kun he keskustelevat siitä, mitä heidän tutkimuksensa paljastaa siitä, miten vaikeaa on kerätä luotettavaa ilmastotietoa muutoksen mallintamiseksi.
Laitteet

Kukin ryhmä tarvitsee:

  • dekantterilasi, pieni tarjotin tai kulho
  • Kolme tai neljä eriväristä helmeä tai nappia.
  • Leikkitaikina, jolla merkit kiinnitetään paikoilleen.
  • Vähintään kolme jääkuutiota tai samankokoisia lohkoja värillisestä vedestä.
  • Juomalasi tai kannu
  • Kuuma ja kylmä vesi
  • Lämpömittari
  • Älypuhelin tai tabletti, jossa on kamera
  • Kirjapino tai puupalikka puhelimen/tabletin tueksi.
  • Kello tai ajastin (luokkahuoneen kello riittää).
  • Pyyhkeet märkiä käsiä varten ja mahdollisten roiskeiden käsittelyä varten.

 

Opiskelijat tarvitsevat myös:

  • Kopio oppilaan työlehdestä 2 (2 sivua) jokaiselle oppilaalle.
  • mahdollisuus käyttää heille tuttuja kuvankäsittelyohjelmia.
  • Tulostin (valinnainen)
  • Asetaattilevyt, joihin on painettu ruudukko (valinnainen).
  • Ruutupaperi (valinnainen)
  • kuultopaperi (valinnainen) 
Tehtävä 3: Luoteisväylä
Tässä tehtävässä opiskelijat käyttävät Climate from Space -verkkosovellusta tutkiakseen satelliittitietoja merijään laajuudesta ja meren pintalämpötilasta ja tarkastellakseen vuosittaisia ja pitkän aikavälin suuntauksia Luoteisväylällä ja laajemmin arktisella alueella. Sitä voidaan käyttää vahvistamaan heidän ymmärrystään arktisen alueen keskeisistä ilmastoprosesseista. Vaihtoehtoisesti voit käyttää sitä ilmastonmuutosta tai arktista aluetta käsittelevän aiheen alussa, jotta oppilaat voivat kertoa olemassa olevasta tietämyksestään ja ehdottaa tutkittavia kysymyksiä.

Tiesitkö?

  • Luoteisväylä on noin 1900 kilometriä lyhyempi kuin Panaman kanavan kautta kulkeva reitti.
  • Tuoreen lumen albedo voi olla jopa 0,90. Se pienenee, kun lumi vanhenee ja muuttuu jääkiteiksi.
  • Jää kelluu, koska sen tiheys on pienempi kuin veden. Tämä on epätavallista, koska useimmat aineet ovat kiinteinä tiheämpiä kuin nestemäisinä.
  • Merijään pitoisuutta voidaan mitata satelliittivälineillä, jotka havaitsevat mikroaaltosäteilyä.
  • Mikroaaltosatelliitteja, jotka pystyvät mittaamaan merijään pitoisuutta, on ollut toiminnassa jo yli neljän vuosikymmenen ajan.
  • Monet kaukokartoitussatelliitit ovat sellaisilla kiertoradoilla, että ne eivät voi tehdä mittauksia suoraan pohjois- tai etelänavan yläpuolelta - vaikka ne "näkevät" kaikkialle muualle maapallolla.

Ilmastonmuutospakkaus

Tutustu ESAn interaktiiviseen ilmastonmuutospakkaukseen Climate Change from Space Kit on interaktiivinen PDF-tiedosto, joka vie lukijan läpi...

Sähkömagneettinen spektri - Edistyneet

Tutki, mitä satelliitit näkevät antureidensa avulla, ja tutustu sähkömagneettisten aaltojen ominaisuuksiin. ESERO Germanyn video (englanniksi).

Paikkatietoerotuskyky

Planeettamme havainnointi satelliittien avulla riippuu suurelta osin niiden antureiden erilaisista ominaisuuksista. Paikkatietoresoluutio, joka selitetään tässä videossa, on yksi näistä ominaisuuksista. Video by...

Spektrinen erotuskyky

Maanhavainnointisatelliitit ovat planeettamme vartijoita. Kaukokartoitustekniikan ja päivittäisen tiedonkeruun ansiosta tutkijat voivat seurata planeetan valtameriä ja merenpinnan nousua paremmin avaruudesta käsin. ESA:n vanhempi neuvonantaja...