Planetarne pompy ciepła

Krótki opis

W tym zestawie trzech ćwiczeń uczniowie dowiedzą się, w jaki sposób cyrkulacja oceaniczna wpływa na klimat. W ćwiczeniu wprowadzającym uczniowie wykonują obliczenia, aby porównać względny wpływ globalnego ocieplenia na atmosferę i oceany. Ćwiczenie praktyczne z wykorzystaniem łatwo dostępnego sprzętu pozwala uczniom zobaczyć, w jaki sposób woda o różnych temperaturach może tworzyć warstwy w oceanie i zastanowić się, w jaki sposób można to wykorzystać do zbadania wpływu zmian zasolenia. W ostatnim ćwiczeniu uczniowie korzystają z aplikacji internetowej Climate from Space, aby dowiedzieć się więcej o Prądzie Zatokowym.

Przedmiot Geografia, Nauki ścisłe, Nauki o Ziemi

Cele nauczania
  • Przeprowadzenie obliczeń w celu porównania roli oceanów i atmosfery w regulowaniu klimatu.
  • Wyjaśnij, w jaki sposób powstaje globalna cyrkulacja termohalinowa
  • Opisać, w jaki sposób prądy oceaniczne transportują wodę i energię wokół Ziemi.
  • Użyj modelu, aby zbadać ruch wody o różnych temperaturach i wyjaśnić stratyfikację w oceanie.
  • Zaprojektowanie praktycznych metod badania kwestii ruchu wody w oceanach.
  • Opisanie zachowania Prądu Zatokowego przy użyciu informacji pochodzących z danych klimatycznych
  • Synteza danych z zapisów co najmniej dwóch istotnych zmiennych klimatycznych w celu wyjaśnienia zaobserwowanej korelacji lub trendu.
Przedział wiekowy
14-16 lat
Czas
około 45 minut na ćwiczenie
Zasób dostępny w:
Ćwiczenie 1: Planetarne pompy ciepła
W tym ćwiczeniu opartym na czytaniu uczniowie zostaną poprowadzeni do obliczeń z wykorzystaniem pojemności cieplnej właściwej. Odpowiednie równanie jest podane, więc uczniowie nie potrzebują żadnej wcześniejszej wiedzy na temat tego terminu. Jedną lub obie części ćwiczenia (czytanie i obliczenia) można zadać jako pracę domową, w zależności od umiejętności klasy. 
Ćwiczenie 2: Podnosząca się i opadająca woda 
W tym praktycznym ćwiczeniu uczniowie odtwarzają termodynamikę oceanu w pojemniku, używając kolorowej wody do śledzenia przepływów i sprawdzania, w jaki sposób powstają i utrzymują się warstwy wody o różnych temperaturach. Uczniowie zastanawiają się, w jaki sposób mogą wykorzystać model do zademonstrowania innych aspektów cyrkulacji oceanicznej. 
Sprzęt
  • Duży przezroczysty pojemnik na grupę
  • Mały pojemnik na grupę do zanurzenia w większym pojemniku
  • Torby plastikowe
  • Gumki lub sznurek
  • Barwnik spożywczy lub atrament
  • Lód w wiadrze do chłodzenia lub schłodzona woda
  • Dostęp do ciepłej i zimnej wody
  • Stoper lub zegar na grupę (opcjonalnie)
  • Aparat fotograficzny lub smartfon na grupę (opcjonalnie)
  • Termometry (opcjonalnie)
  • Ściereczki lub ręczniki papierowe
  • Arkusz roboczy ucznia 2 (2 strony)
  • Materiały do tworzenia plakatów lub oprogramowanie do tworzenia filmów lub prezentacji
  • Klimat z kosmosu - źródło online: Historia planetarnych pomp ciepła (opcjonalnie)
Ćwiczenie 3: Prąd Zatokowy 
W tym ćwiczeniu uczniowie korzystają z aplikacji internetowej Climate from Space, aby przyjrzeć się temperaturom powierzchni morza wzdłuż trasy Prądu Zatokowego i pobranym danym w celu porównania wzorców i trendów w Prądzie Zatokowym z tymi obserwowanymi w innych częściach Północnego Atlantyku. Następnie badają i wyjaśniają powiązania między temperaturą powierzchni morza a inną zmienną klimatyczną, wykorzystując wiedzę zdobytą podczas studiowania tematu. 

Czy wiesz, że?

Przed erą satelitów temperaturę oceanu można było mierzyć tylko za pomocą termometrów połączonych z brzegiem, opuszczanych ze statków lub przymocowanych do boi lub łodzi podwodnych. Oznaczało to oczywiście, że pomiary były niejednolite i istniały ciągłe zapisy dla bardzo niewielu miejsc. Kamery termowizyjne na satelitach mogą wykrywać temperaturę powierzchni oceanu na całym świecie w regularnych odstępach czasu. Satelita na orbicie geostacjonarnej może zobaczyć każdą część morza na danej półkuli raz na około piętnaście minut; jeden na orbicie polarnej, bliżej Ziemi, może zobaczyć więcej szczegółów i pokryć całą planetę, ale będzie mierzył temperaturę w określonym miejscu tylko co około dziesięć dni.

Cykl wodny

Krótki opis W tym zestawie sześciu ćwiczeń uczniowie dowiedzą się o obiegu wody, a w szczególności o tym, jak woda...

Sentinel-3 dla oceanów

Dowiedz się, jak misja Copernicus Sentinel-3 pomaga naukowcom zrozumieć ogólny stan zdrowia naszej planety.

Widok na ocean

Lód i śnieg mogą być gorącym tematem, gdy mówimy o klimacie. Regiony polarne są bardzo wrażliwe i mogą nam wiele powiedzieć o tym, jak zmienia się klimat Ziemi. Andrew Shepherd z Uniwersytetu...

Globalne podsumowanie: jak przestrzeń napędza działania na rzecz klimatu

Prawie 200 krajów zbiera się w Dubaju, aby wziąć udział w największym wydarzeniu klimatycznym roku. COP28 - szczyt klimatyczny ONZ w 2023 r. - nie jest jednak tylko kolejną konferencją. Po raz pierwszy...