III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ВЛИЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА НА ФОРМИРОВАНИЕ ОБЛАКОВ
Романенкова А.М.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Аннотация

Прежде чем выйти из дома человек выглядывает в окно и смотрит на облака, чтоб понять, какая будет погода, определить силу ветра. От этого зависит какую одежду надеть, брать ли зонт, идти в сапогах или туфлях. Оказывается, облака в некоторой мере влияют на жизнь человека. А может ли человек управлять облаками?

Мне захотелось узнать из чего состоят облака и, если нельзя покататься на облаках, то может ли человек управлять ими.

Актуальность работы заключается в том, что вмешательство человека в действия природы не всегда имеет хорошие последствия. Кроме того, 2017 год в России по указу президента объявлен годом экологии. Этот шаг сделан для того, чтоб привлечь внимание людей к проблемам, которые возникают при вмешательстве в природные явления.

Цель исследования: изучение формирования облаков как природного явления, выявление последствий влияния человека на формирование облаков.

Задачи исследования:

  1. узнать, как формируются облака и из каких веществ они состоят;

  2. познакомиться с различными видами облаков и научиться их различать;

  3. проанализировать различные способы для разгона и формирования облаков;

  4. выявить последствия, которые могут возникнуть после вмешательства человека в формирование облаков;

  5. подумать о безопасных способах влияния человека на формирование облаков, при которых не будет причиняться вред природе;

  6. изготовить наглядное пособие для определения видов облаков.

Объект исследования: формирование облаков.

Предмет исследования: влияние человека на формирование облаков.

Гипотеза исследования заключается в том, что влияние действий человека на формирование облаков может иметь плохие последствия для экологии.

Методы исследования:

1. собственные размышления;

2. беседа с родителями;

3. изучение литературы;

4. опрос учащихся школы;

5. поиск и анализ информации в Интернете;

6. моделирование ситуаций вмешательства человека в формирование облаков.

Практическая значимость заключается в сохранении экологии нашей Земли. Не напрасно текущий год объявлен Годом Экологии. Значит проблемы существуют, и они достаточно серьезные. Необходимо донести до каждого мысль о том, что лучше не вмешиваться в дела природы. Если человек все-таки решает повлиять на природные явления, то стоит это делать с особой осторожностью, потому что последствия могут быть опасные как для самой природы, так и для человека.

Научная статья

Образование облаков

Прежде всего необходимо разобраться, как образуются облака в атмосфере.

Как и туманы, облака возникают в результате конденсации водяного пара в жидкое и твёрдое состояния. Конденсация происходит или вследствие увеличения абсолютной влажности воздуха, или в результате понижения температуры воздуха. На практике в образовании облаков участвуют оба фактора.

Процесс образования облака начинается с того, что некоторая воздушная масса поднимается вверх. Причин, по которым это происходит, несколько. По мере подъёма будет происходить расширение воздуха и его охлаждение. Итак, поднимающийся вверх воздух будет охлаждаться.

Изучая это природное явление, мне захотелось попробовать смоделировать его в домашних условиях.

Опрос учащихся школы, в котором приняло участие 73 человека, показал, что не все разделяют мой оптимизм. 30 человек уверенно сказали, что подобный опыт провести нельзя, 25 человек высказали сомнение, только 18 человек меня поддержали (Приложение 1).

Прочитав литературу о разных экспериментах, которые можно проводить детям вместе с родителями дома, побеседовав с другими людьми, я решила попробовать смоделировать в домашних условиях процесс формирования облаков в атмосфере.

Ход эксперимента 1.

Оборудование: трехлитровая банка, ёмкость со льдом, горячая вода (500 гр).

Налить в банку горячую воду, которая только что кипела, поставить на горлышко банки ёмкость со льдом, подождать некоторое время. Можно наблюдать, как пар от горячего кипятка поднимается вверх. В верхней части тут же образовывается облако пара. На стекле сразу появляются капли, которые начинают стекать вниз. Как пар, образовавшийся при кипении, собирается на крышке посуды и падает обратно. Получилась модель образования облаков и выпадения осадков.

Ход эксперимента 2.

Оборудование: полуторалитровая бутылка, вода (200-300 гр), спички.

Налить в бутылку воду, зажечь спичку и бросить ее в воду, сразу закрыть крышкой. Несколько раз надавить на стенки бутылки, создав дополнительное давление внутри ёмкости. Открыв крышку можно наблюдать, как из бутылки выходит пар.

Можно изобразить модель облака с помощью, впитавшей воду, губки.

Вывод: в домашних условиях можно смоделировать процесс образования облаков в атмосфере. Проведение данного эксперимента позволяет предположить, что подобные действия можно проводить и в большем масштабе.

Состав облаков

Теперь, когда понятно, как формируются в атмосфере облака, можно выяснить из каких веществ они состоят, потому что облака являются источником осадков, которые выпадают на землю. Осадки имеют очень важное значение для земли. Выпадающая на землю вода влияет на уровень грунтовых вод и уровень воды в водоёмах. Без воды не могут жить ни растения, ни животные. Для земледельцев тоже очень существенно знать количество осадков. Но также важно знать и состав осадков, который напрямую связан с тем, какие вещества входят в состав облаков.

При ответе на вопрос: из чего состоят осадки, многие ребята, 47 опрошенных, сказали, что осадки состоят из чистой воды. Но 30 человек понимают, что осадки состоят из различных примесей, и это является действительностью (Приложение 1).

Кроме атмосферных газов, в воздух местами могут проникать другие газы, особенно соединения, возникающие при сгорании топлива.

Наиболее заражается такими примесями воздух больших городов и промышленных районов. В состав атмосферы входят также твердые и жидкие частички, взвешенные в атмосферном воздухе.

Кроме водяных капелек и кристаллов, возникающих в атмосфере при конденсации водяного пара, в атмосфере можно обнаружить:

  • пыль почвенного и органического происхождения;

  • твердые частички дыма, сажи, пепла и капельки кислот, попадающие в воздух при лесных пожарах, при сжигании топлива, при вулканических извержениях;

  • частички морской соли, попадающие в воздух при разбрызгивании морской воды во время волнения (обычно мельчайшие капельки насыщенного раствора соли в воде);

  • микроорганизмы (бактерии), пыльца, споры;

  • наконец, космическая пыль, попадающая в атмосферу (около миллиона тонн в год) из межпланетного пространства, а также возникающая при сгорании метеоров в атмосфере.

Особое место среди атмосферных примесей занимают продукты искусственного радиоактивного распада, заражающие воздух при испытательных взрывах бомб.

Теперь стали известны ответы на многие вопросы. Почему идет дождь? Из чего дождь состоит? Из чего состоят облака? Осадки появляются тогда, когда находящийся в облаках водяной пар сгущается в капельки. Когда капельки становятся больше, они начинают падать. Как образуются капли дождя можно увидеть в ходе следующего опыта.

Оборудование: 2 листа бумаги для рисования, стаканчик с водой и краски.

Прежде всего, дети обмакивают кисточку в жёлтую краску и наносят на один лист много маленьких жёлтых капелек. Затем споласкивают кисть и осторожно наносят между жёлтыми капельками большие синие капли. Надо следить за тем, чтобы капли разных цветов не смешались.

Второй лист кладут на стол и затем поднимаем лист с капельками вертикально так, чтобы капли могли стекать с бумаги. Капли падают на лежащий лист и смешиваются. Получаются зелёные капли. На листе, лежащем на столе, образуется зеленая лужица.

Вывод: в состав облаков входят не только вещества воды, но и различные примеси, которые являются вредными для растений, животных и человека. Это стало возможно, так как попадание большей части этих веществ в атмосферу является результатом деятельности человека. Об этом стоит серьезно задуматься особенно тем, кто пользуется дождевой водой вблизи больших городов и крупных промышленных предприятий, а также ребятам, которые упорно продолжают кушать снег, считая, что он «чистый».

Виды облаков

В зависимости от высоты, на которой облако образовалось и той температуры, которая там есть, облака делятся на несколько видов.

Облака классифицируют по условиям образования и по морфологическим признакам в зависимости от высоты образования.

В 1-ом классе на уроке окружающего мира рассматриваются три вида облаков: кучевые, перистые, слоистые.

Для того, чтобы детям было легче определять виды облаков, я изготовила два наглядных пособия (Приложение 2).

1 пособие: позволяет ребятам самостоятельно создать облака различной формы из кусочков ваты.

2 пособие: помогает сравнивать движущиеся по небу облака с фотографиями и определять их вид.

Создание погоды

Иногда, выглядывая в окно и обнаруживая на небе густые толщи облаков, начинаешь думать о том, чтоб облака рассеялись, выглянуло солнце и не начался дождь.

При исследовании возможности управлять облаками я задала ребятам вопрос: может ли человек управлять облаками? 57 человек из 73-х однозначно сказали, что это невозможно (Приложение 1).

Первые попытки по "созданию" хорошей погоды предпринимались специалистами-метеорологами еще в 1970-х годах, для этого применяли специальные реактивные самолеты Ту-16 «Циклон». Российская служба по разгону облаков считается одной из лучших в мире.

В нашей стране впервые в мире были созданы научные учреждения, занимающиеся проблемами искусственного воздействия на облака. Коллектив советских ученых, возглавляемый профессором И. Н. Оболенским, впервые доказал, что в принципе человек может воздействовать на развитие облаков.

Для разгона облаков активно используются йодистое серебро, кристаллы парения жидкого азота, сухой лед и другие компоненты. Против слоистых форм нижнего облачного слоя с высоты в несколько тысяч метров распыляют сухой лед, гранулы углекислоты, которые рассыпаются с самолетов. При попадании на облако углекислота кристаллизует содержащуюся в нем влагу, облако "охлаждается" и постепенно рассасывается. Против слоисто-дождевой облачности применяется жидкий азот, а для пресечения формирования высоких кучевых облаков порошки цемента, талька или гипса, которые при рассеивании утяжеляют потоки восходящего воздуха и препятствуют формированию тучи. Йодистым серебром бомбардируют наиболее мощные дождевые облака.

Кроме того, учёные придумали способ, как сделать облака плотнее и увеличить количество дождей в засушливых местах.

Они распыляют с самолётов в воздух мельчайшие частицы (аэрозоль). Испарившийся с поверхности земли водяной пар оседает, скапливается на этих пылинках и образуются облака, из которых выпадают осадки.

Такой метод создания дождя был бы хорошей помощью земледельцам, в родных местах которых выпадает мало дождей.

Однако существует одна проблема. Дождь точно не пройдёт где-то в другом месте. Для решения подобной проблемы была смоделирована ситуация про двух фермеров и предложены вопросы для ее обсуждения (Приложение 3). Подобные ситуации можно рассматривать, используя методом «мозгового штурма». В ходе таких обсуждений можно прийти к решению проблем, связанных с вмешательством человека в природу.

Вывод: человек научился управлять облаками. Для этого используются авиация, с помощью которой в воздухе распыляются различные химические реагенты. При этом некоторые реагенты, попадая вместе с осадками на землю могут приносить вред растениям и животным. Разгоняя облака над одной частью территории провоцируется обильное выпадение осадков над другой территорией, и наоборот, что так же не может оказывать положительное влияние.

Заключение

Облака – очень интересное природное явление. Можно исследовать различные вопросы, связанные с формированием и движением облаков в атмосфере. А также стоит подумать, так ли уж необходимо вмешиваться человеку в этот процесс.

Как показала мое исследование, гипотеза, выдвинутая в начале работы, подтвердилась. Вмешательство человека в процесс формирования облаков может негативно сказываться на экологии нашей земли.

Споры вокруг воздействия на экологию и здоровье человека химических соединений, используемых при рассеивании облаков, продолжаются уже давно. Экологи утверждают, что использование реагентов для разгона туч в праздничные дни может нести значительный вред здоровью людей, а также нарушать экологический баланс в городе, когда после праздничного дня наблюдаются нехарактерные для сезона длительные проливные дожди. Чиновники отвечают, что в качестве реагентов используются экологически чистые материалы, которые не приносят вреда экологии и не опасны для граждан.

С этой темой я выступила перед одноклассниками. Вместе с ребятами 1-ого класса мы выполнили модель облаков, а также провели опыт, раскрывающий процесс образования капель. Надеюсь, что дети сделают правильные выводы: перестанут есть снег на улице, а когда станут взрослыми, смогут сделать так, чтоб влияние человека на проявления различных природных явлений не причиняли вред экологии.

Список литературы:

  1. Гэвин Претор-Пинней. Занимательное облаковедение. Учебник любителя облаков. - Издательство: «Лайвбук», 2015г.

  2. Девид Митчел. Облачный атлас. – Издательство: Иностранка, 2016 г.

  3. Крилен Линеа. Облака. - Издательство: Манн, Иванов и Фербер, 2016 г.

  4. Облака. Образование облаков. Анализ погоды. 2014 г. http://deltaplan.

kz/content/114-tema_3_oblaka_obrazovanie_oblakov_analiz_pogodyi - [электронный ресурс]

  1. Рункевич Д, Рункевич Е. Использование реагентов для разгона облаков хотят запретить. 2015г. http://izvestia.ru/news/591151 - [электронный ресурс]

  2. Ступаков Н. Как разгонять облака? Чем разгоняют дождевые облака? 2015г. http://fb.ru/article/212094/kak-razgonyat-oblaka-chem-razgonyayut-dojdevyie-oblaka - [электронный ресурс]

Приложение 1

Вопрос 1. Можно ли создать облака в домашних условиях?

Вопрос 2. Из чего состоят осадки?

Вопрос 3: Может ли человек управлять облаками?

Приложение 2

Пособие 1. Виды облаков

Пособие 2. Виды облаков.

Приложение 3.

Метод «мозгового штурма»

Моделирование ситуации:

У Петра была ферма уже много лет, но однажды наступило очень засушливое лето. Стоит сильная засуха. Со момента посадки растений за два месяца выпало буквально несколько капель воды.

Пётр беспокоится, что, если не начнется дождь, то растения на полях высохнут и у него не вырастит урожай, нечем буде торговать. А тогда не будет денег на одежду и еду для семьи. Пётр боится, что ему придётся продавать технику, если урожай пропадет.

И тогда фермер узнаёт о новой технологии создания дождя. Он решает нанять самолёт и распылить над полями аэрозоль, чтобы образовались облака, надеясь, что тогда начнётся дождь и растения будут расти.

Михаил - хороший друг и сосед Петра. На поля Михаила этим летом дождь выпадал чаще, чем на поля Петра. Его полям тоже не хватало немного влаги, однако дела не настолько плохи, как на земле соседа. Всё же и его урожай этим летом обещает быть более низким, чем раньше.

Если Михаил узнает о планах Петра, он начнёт беспокоиться, что если Петру удастся собрать в облака немного влаги, то на его полях дождь вообще больше не выпадет. И об урожае можно будет забыть.

Вопросы для анализа ситуации:

  1. Правильно ли поступает Пётр, создавая облака над своими полями с помощью аэрозоли, если он знает, что это может нанести ущерб полям его соседа?

  2. Можно ли найти такое решение, которое подошло бы одновременно как Петру, так и Михаилу?