Μετάφραση από Τζουλιάννα Φωτοπούλου (Julianna Photopoulos).
Η Karen Bultitude προτείνει μια σειρά απλών,διασκεδαστικών και αξέχαστων επιδείξεων για να εξηγήσει μετεωρολογικά φαινόμενα, χρησιμοποιώντας καθημερινά υλικά.
Bryngelzon / iStockphoto
Κατανοώντας την επίδρασή μας στο περιβάλλον είναι όλο και πιο σημαντικό, τώρα που οι επιστημονικές και κοινωνικές επιπτώσεις καλύπτονται σε διάφορα τμήματα της διδακτικής ύλης του σχολείου. Με τόση συζήτηση περί κλιματικών αλλαγών είναι χρήσιμο να μάθουμε για μερικά ατμοσφαιρικά φαινόμενα που πράγματι επηρεάζουν το κλίμα.
Οι παρακάτω επιδείξεις βοηθούν στη διευκρίνιση μερικών χαρακτηριστικών αυτών των φαινομένων και ζωντανεύουν έννοιες με έναν διασκεδαστικό και αξέχαστο τρόπο. Αναπτύχθηκαν στο πλαίσιο της εκστρατείας του Βρετανικού Συμβουλίου ZeroCarbonCityw1 για να βοηθήσουν διδάσκοντες και επιστήμονες σε όλο τον κόσμο στην εξήγηση βασικών εννοιών της περιβαλλοντολογικής επιστήμης. Οι επιδείξεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν με διάφορους τρόπους: ατομικά για να δοθεί έμφαση σε συγκεκριμένες έννοιες κατά τη διάρκεια ενός μαθήματος, ως μια ομάδα σαν εργαστήρι ή διάλεξη επιδείξεων, ή ως ασκήσεις για τους μαθητές για να λύσουν μόνοι τους. Περαιτέρω προτάσεις για ασκήσεις σχετιζόμενες με την περιβαλλοντολογική επιστήμη μπορούν να βρεθούν στο διαδίκτυοw2.
Δημιουργήστε το δικό σας μικρό σύννεφο.
Μπορείτε να δείτε και ένα βίντεο της άσκησης στο διαδίκτυοw3.
Bryngelzon / iStockphoto
Τα σύννεφα σχηματίζονται όταν οι υδρατμοί στην ατμόσφαιρα κρυώσουν λόγω διαστολής ανερχόμενης αέριας μάζας και έπειτα συμπυκνωθούν σε σταγονίδια πάνω σε πυρήνες συμπύκνωσης, όπως σωματίδια σκόνης, πάγος ή αλάτι. Σε αυτή την επίδειξη, οι πυρήνες συμπύκνωσης προέρχονται από τον καπνό του σπίρτου, ο οποίος περιέχει σωματίδια άκαυστων υδρογονανθράκων. Η θερμοκρασία αλλάζει με τη συμπίεση στο μπουκάλι: η ποσότητα του αέρα μέσα στο μπουκάλι είναι σταθερή, αλλά συμπιέζοντάς το, μειώνεται ο όγκος του αερίου και αυξάνεται ελαφρώς η θερμοκρασία. Όταν σταματάς τη συμπίεση στο μπουκάλι, ο όγκος αυξάνεται και έτσι μειώνεται ελαφρώς η θερμοκρασία. Αν ο αέρας μέσα στο μπουκάλι έχει σχετικά υψηλή υγρασία (το οποίο εξασφαλίζεται βάζοντας μία κουταλιά του τσαγιού νερό στην αρχή), τότε η πτώση θερμοκρασίας είναι αρκετή για να υπάρξει συμπύκνωση του νερού πάνω στα σωματίδια σκόνης, σχηματίζοντας ένα σύννεφο
Την επόμενη φορά που θα δείτε ένα εντυπωσιακό ηλιοβασίλεμα σε μια αστική περιοχή, να κάτσετε μία στιγμή να σκεφτείτε τι είναι αυτό που δημιουργεί τα πανέμορφα χρώματα. Πράγματι, προέρχονται από μικροσκοπικά σωματίδια καπνού και άλλων ρυπαντικών ουσιών που έχουν βρεθεί στην ατμόσφαιρα. Όπως και στο πλαστικό μπουκάλι, αυτά τα σωματίδια καπνού βοηθούν στην συμπύκνωση υδροσταγονιδίων, σχηματίζοντας σύννεφα. Οι ακτίνες του ηλίου που πέφτουν στα σύννεφα είναι ο λόγος του πανέμορφου ηλιοβασιλέματος. Υπάρχουν κάποιες ανησυχίες ότι η ατμοσφαιρική ρύπανση θα έχει αρνητικές συνέπειες για τις καιρικές συνθήκες, επειδή περισσότερη ατμοσφαιρική ρύπανση οδηγεί σε αυξανόμενο σχηματισμό σύννεφων, το οποίο μπορεί να αυξήσει τις βροχές σε κάποιες περιοχές και να υπάρξει σημαντική αλλαγή σε ευρύτερα πρότυπα καιρικών συνθηκών (πλημμύρες σε κάποιες περιοχές, ξηρασία σε άλλες).
Αυτή είναι μια όμορφη και συναρπαστική επίδειξη των επιπτώσεων θυελλωδών καιρικών συνθηκών.
Στριφογυρίζοντας το μπουκάλι, το μείγμα σαπουνιού και νερού κουνιέται. Η στεατική γλυκερίνη κάνει ορατά τα πρότυπα ροής, ώστε να μπορείτε να δείτε την κατεύθυνση προς την οποία κινούνται διάφορα τμήματα του μείγματος. Οι λείες γραμμές που σχηματίζονται στο υγρό υποδεικνύουν στρωτή ροή, η οποία προκύπτει όταν το υγρό κινείται αργά. Αν κάνετε το υγρό να κινηθεί πιο γρήγορα (ή αν αλλάξετε την κατεύθυνση απότομα), τότε οι παρατηρούμενες γραμμές του ρευστού γίνονται πιο περίπλοκες: αυτή είναι η τυρβώδης ροή.
Η ατμόσφαιρα της γης είναι είδος ρευστού που κινείται σαν το υγρό μέσα στη περιστρεφόμενη σφαίρα. Οι άνεμοι αλληλεπιδρούν με την ατμόσφαιρα και δημιουργούν σύνθετα πρότυπα κυκλοφορίας. Η κατανόηση της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας είναι θεμελιώδης για τη δουλειά πολλών διαφορετικών τομέων της επιστήμης της κλιματικής αλλαγής. Για παράδειγμα, στην κατανόηση και τη μείωση των επιπτώσεων τόσο των τυφώνων όσο και της ρύπανσης.
Αυτή είναι μια καλή οπτική επίδειξη θερμικών – ανοδικά ρεύματα θερμού αέρα.
Το φακελάκι τσαγιού που καίγεται ζεσταίνει τον αέρα ακριβώς από πάνω του. Ο θερμός αέρας ανεβαίνει, γι’αυτό ο πιο ζεστός αέρας θα ανέβει σταδιακά πιο πάνω από το φακελάκι τσαγιού, δημιουργώντας ένα ανοδικό ρεύμα θερμού αέρα - ένα θερμικό. Όταν το φακελάκι τσαγιού έχει καεί αρκετά, η απόσπαση του θερμικού από το έδαφος θα είναι αρκετή για να ξεπεράσει τη δύναμη της βαρύτητας, διατηρώντας το φακελάκι τσαγιού στο πιάτο, και έτσι θα απογειωθεί.
Τα θερμικά αποτελούν τη βάση για διάφορα πρότυπα καιρικών συνθηκών. Ο ήλιος ζεσταίνει τη γη, προκαλώντας τα θερμικά να μετακινούνται ανοδικά σαν έλικας. Οι καταιγίδες είναι τεράστια θερμικά συστήματα, και ο σχηματισμός δίνης ανεμοστρόβιλων και τυφώνων βασίζεται επίσης στα θερμικά. Ως επίπτωση της υπερθέρμανσης του πλανήτη, αναμένονται πιο πολλές καταιγίδες.
Αυτή είναι μια καλή οπτική επίδειξη που δείχνει πώς σχηματίζονται οι ανεμοστρόβιλοι.
Μπορείτε να δείτε και ένα βίντεο της άσκησης στο διαδίκτυοw5.
Η επίδειξη αυτή παράγει μια δίνη παρόμοια με αυτές που έχουν παρατηρηθεί σε κυκλώνες, ανεμοστρόβιλους και υδροστρόβιλους. Καθώς το νερό γυρίζει στο μπουκάλι, σχηματίζεται μία έλξη προς τα κάτω λόγω του νερού που περνάει μέσα από το άνοιγμα, κάτω στο άδειο μπουκάλι. Η αρχική μικρή περιστροφή που προκαλείται γυρίζοντας τα μπουκάλια, κερδίζει ταχύτητα καθώς το νερό απορροφάται από το άνοιγμα. Καθώς η περιστροφή επιταχύνεται, έτσι σχηματίζεται η δίνη.
Μία από τις προβλέψιμες επιπτώσεις της αλλαγής του κλίματος είναι η υπερθέρμανση του πλανήτη: υψηλότερες θερμοκρασίες του αέρα σημαίνει ότι είναι πιο πιθανό να σχηματιστούν καταιγίδες, και οι ανεμοστρόβιλοι σχηματίζονται σε καταιγίδες, όπου ο αέρας αρχίζει να κινείται κυκλικά. Ανοδικά και καθοδικά ρεύματα στην καταιγίδα αναγκάζουν την περιστρεφόμενη στήλη του αέρα να γίνει κάθετη, δημιουργώντας τον ανεμοστρόβιλο. Ένας αυξημένος αριθμός καταιγίδων είναι πιθανόν να προκαλέσει περισσότερους τυφώνες και ανεμοστρόβιλους σε όλο τον κόσμο.