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:

Angielski, Francuski, Hiszpański, Niemiecki, Holenderski

Słowa kluczowe:

Gęstość, Obserwacja Ziemi, Prąd Zatokowy, Pojemność cieplna, Zasolenie, Satelity, Temperatura powierzchni morza, Stratyfikacja, Cyrkulacja termohalinowa

Klimat dla szkół

Jest to seria materiałów szkoleniowych opracowanych przez ESA's Climate Change Initiative (CCI), koncentrujących się na kluczowych aspektach systemu klimatycznego.

Odwiedź stronę internetową Climate for Schools

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.

Magia światła - wykorzystanie spektroskopów i kół barw do badania właściwości światła

Krótki opis W tym zestawie ośmiu ćwiczeń uczniowie pracują indywidualnie lub w grupach, aby zbudować spektroskop, który może...

Widmo elektromagnetyczne - zaawansowane

Dowiedz się, co satelity mogą zobaczyć za pomocą swoich czujników i poznaj właściwości fal elektromagnetycznych. Wideo ESERO Niemcy (w języku angielskim).

Klimat Obserwacja Ziemi Satelity

Potęga obserwacji Ziemi

Wszyscy jesteśmy misternie połączeni z naszą Ziemią - od drzew, które dostarczają nam tlen, po naturalne źródła, które kształtują nasz krajobraz. Program obserwacji Ziemi ESA jest liderem w monitorowaniu...

Zestaw dotyczący zmian klimatu

Poznaj interaktywny zestaw ESA Climate Change Kit Climate Change from Space Kit to interaktywny plik PDF, który prowadzi czytelnika przez...

Infrared Webcam Hack - Wykorzystanie światła podczerwonego do obserwowania świata w nowy sposób

Krótki opis Ten zestaw trzech ćwiczeń pozwoli uczniom zrozumieć widmo elektromagnetyczne i obserwować promieniowanie podczerwone poprzez...

Paxi odkrywa lód

Krótki opis:Dołącz do Paxi podczas przygody na biegunach północnym i południowym, aby dowiedzieć się więcej o lodzie i jego roli...