Проект выполнен Крохичевым Сергеем членом объединения «Начинающий эколог»
 Скачать 349.56 Kb.
|
1 2
Кроме того, как результат человеческой деятельности в атмосферу попадают и другие парниковые газы, например, метан, оксиды азота и целый ряд хлорсодержащих веществ. Несмотря на то, что они производятся в меньших объемах, некоторые из них куда более эффективны с точки зрения глобального потепления, чем углекислый газ (9).Итак, рассмотрев причины и природу парникового эффекта, необходимо перейти к характеристике его роли в биосферных процессах. 3. Роль парникового эффекта в биосферных процессах Благодаря парниковому эффекту среднегодовая температура у поверхности Земли в последнее тысячелетие составляет примерно 15 °С (1). Без парникового эффекта эта температура опустилась бы до -18 °С и существование жизни на Земле стало бы невозможным. Основным парниковым газом атмосферы является водяной пар, задерживающий 60% теплового излучения Земли. Содержание водяного пара в атмосфере определяется планетарным круговоротом воды и (при сильных широтных и высотных колебаниях) практически постоянно. Примерно 40% теплового излучения Земли задерживается другими парниковыми газами, в том числе более 20% -углекислым газом. Основные природные источники СО2 в атмосфере - извержения вулканов и естественные лесные пожары. На заре геобиохимической эволюции Земли углекислый газ поступал в Мировой океан через подводные вулканы, насыщал его и выделялся в атмосферу (2). До сих пор нет точных оценок количества СО2 в атмосфере на ранних этапах ее развития. По результатам анализа базальтовых пород подводных хребтов в Тихом и Атлантическом океанах американский геохимик Д. Марэ сделал вывод, что содержание СО2 в атмосфере в первый миллиард лет ее существования было в тысячу раз больше, чем в настоящее время, - около 39%. Тогда температура воздуха в приземном слое достигала почти 100 °С, а температура воды в Мировом океане приближалась к точке кипения ("сверхпарниковый" эффект). С появлением фотосинтезируюших организмов и химических процессов связывания углекислого газа стал действовать мощный механизм изъятия СО2 из атмосферы и океана в осадочные породы. Парниковый эффект стал постепенно уменьшаться, пока не наступило то равновесие в биосфере, которое имело место до начала эпохи индустриализации и которому соответствует минимальное содержание углекислого газа в атмосфере - 0,03%. В отсутствие антропогенных выбросов углеродный цикл наземной и водной биоты,гидросферы, литосферы и атмосферы находился в равновесии. Поступление в атмосферу диоксида углерода за счет вулканической деятельности оценивается в 175 млн т в год. Осаждение в виде карбонатов связывает около 100 млн т. Велик океанический резерв углерода - он в 80 раз превышает атмосферный. Втрое больше, чем в атмосфере, углерода концентрируется в биоте, причем с увеличением СО2 возрастает продуктивность наземной растительности. Несмотря на негативные последствия, парниковый эффект может иметь положительные, в частности на лесные экосистемы и в целом на сельское хозяйство, что особенно важно с учетом демографического роста населения Земли. Так при глобальном потеплении климата будет отмечаться увеличение испарения с поверхности океана и связанное с ним увеличение увлажнение климата, особенно важное для аридных областей. Повышение концентрации СО2 в атмосфере может увеличить интенсивность фотосинтеза и, значит, способствовать увеличению продуктивности как естественных лесных формаций, так и культурных растений. Среди последних можно ожидать повышение продуктивности растений. 4. Последствия усиления парникового эффекта: экологическое прогнозирование Усиление парникового эффекта в индустриальную эпоху связано в первую очередь с возрастанием содержания в атмосфере техногенного диоксида углерода за счет сжигания ископаемых видов органического топлива предприятиями энергетики, металлургическими заводами, автомобильными двигателями: С + О = СО2, С3H8+ 502 = ЗСО2 + 4Н2О, 2С8Н18+25О2 = 16СО2 + 18Н2О. Количество техногенных выбросов СО2 в атмосферу значительно возросло во второй половине XX в." - отмечал Алексеев В.В. в научной статье «Рост концентрации СО2 в атмосфере — всеобщее благо?». Основной причиной этого стала колоссальная зависимость мировой экономики от ископаемых видов топлива. Индустриализация, урбанизация и стремительные темпы роста населения планеты обусловили увеличение мирового спроса на электроэнергию, удовлетворяющегося главным образом за счет сжигания горючих ископаемых. Рост потребления энергии всегда считался не только важным условием технического прогресса, но и благоприятным фактором существования и развития человеческой цивилизации. Когда человек научился добывать огонь, произошел первый скачок в изменении уровня жизни, энергоресурсами были мускульная сила человека и дрова. Следующий скачок был связан с изобретением колеса, созданием различных механизмов, развитием простейшего кузнечного производства (8). К XV в. список энергоресурсов значительно расширился - к собственной мускульной силе и дровам прибавились мускульная сила рабочего скота, энергия ветра, воды и угля. Энергопотребление возросло в 10 раз. Дальнейший технический процесс шел по пути совершенствования методов использования энергии и освоения новых ее источников. XIX век был назван веком пара. Затем наступила эпоха электричества, альтернативы которой пока не видно. Рост потребления энергии в настоящее время составляет около 5% в год, что при росте населения чуть менее 2% в год означает более чем двукратное увеличение душевого потребления. В 2000 г. мир израсходовал более 16- 109 кВт-ч энергии, четверть этого количества пришлась на США и столько же - на развивающиеся страны вместе с Китаем (доля России - около 6%). В настоящее время ископаемые виды органического топлива составляют более 90% всех первичных энергоресурсов, обеспечивая 75% мирового производства электрической энергии. В результате сжигания органического топлива только на тепловых электростанциях (ТЭС), не считая работу автомобильных двигателей и металлургических предприятий, в атмосферу ежегодно поступает более 5 млрд т углекислого газа (25% техногенных выбросов диоксида углерода в атмосферу дают США и страны Евросоюза, 11% - Китай, 9% - Россия). Дополнительно 1-2 млрд т СО2 поступает в атмосферу за счет сжигания лесов, главным образом тропических. Леса вообще исчезают с поверхности планеты с катастрофической скоростью, за два последних века площадь лесов сократилась вдвое. Влажные тропические леса начали интенсивно сжигаться с середины прошлого, XX в. (в среднем эти леса исчезают со скоростью 1 га в минуту или 5 тыс. км2 в год). С начала XX в., по оценкам экспертов ООН, увеличение выбросов углекислого газа составляло от 0,5 до 5% в год. В результате за последние сто лет только за счет сжигания топлива в атмосферу поступило 400 млрд. т углекислого газа. Сведение для этих же целей огромных лесных массивов, а также лесные и степные пожары, вызванные человеком, дополнительно увеличивают содержание СО2 в атмосфере - непосредственно, а также за счет уменьшения его поглощения! в процессе фотосинтеза вследствие уничтожения растительности. Сейчас атмосфера содержит на 25% больше углекислого газа, чем было накоплено в ней за последние 160 тыс. лет (!). Отметим еще одну проблему, которая оказалась "незамеченной" при анализе усиления парникового эффекта за счет выбросов в атмосферу диоксида углерода при сжигании органического топлива: в реакциях горения газа или нефтепродуктов образуется вода, вернее, разогретый водяной пар. Подсчитано, что выбросы водяного пара в атмосферу нефтегазовым топливно-энергетическим комплексом мира по количеству на порядок превосходят выбросы диоксида углерода, а ведь водяной пар является главным парниковым газом на Земле! - Другими парниковыми газами, появление которых в атмосфере в значительном количестве обусловлено хозяйственной деятельностью, являются: метан СН4, поступающий с рисовых полей (около 110 млн. т), в результате утечек природного газа при его добыче и попутного газа при нефтедобыче, на угольных шахтах (до 50 млн. т ежегодно), а также жизнедеятельности растущего поголовья домашнего скота (74% метана дает крупный рогатый скот, 13% - овцы и козы). В последние годы отмечается постепенное возрастание содержания в атмосфере этих парниковых газов: метана на 1% в год, оксидов азота на 0,3% в год. До 1990-х гг. происходили значительные поступления различных видов хлорфторуглеродов в атмосферу - до 1,4 млн т в год (7). Возможные последствия изменения климата 1. Изменение частоты и интенсивности выпадения осадков. В целом климат на планете станет более влажным. Но количество осадков не распространится по Земле равномерно. В регионах, которые и так на сегодняшний день получают достаточное количество осадков, их выпадение станет интенсивнее. А в регионах с недостаточным увлажнением участятся засушливые периоды. 2. Повышение уровня моря. В течение ХХ века средний уровень моря повысился на 0,1-0,2 м. По прогнозам ученых, за XXI век повышение уровня моря составит до 1 м. В этом случае наиболее уязвимыми окажутся прибрежные территории и небольшие острова. Такие государства как Нидерланды, Великобритания, а также малые островные государства Океании и Карибского бассейна первыми подпадут под опасность затопления. Кроме этого участятся высокие приливы, усилится эрозия береговой линии. 3. Угроза для экосистем и биоразнообразия. Существуют прогнозы исчезновения до 30 40% видов растений и животных, поскольку их среда обитания будет изменяться быстрее, чем они могут приспособиться к этим изменениям. При повышении температуры на 1 градус прогнозируется изменение видового состава леса. Леса являются естественным накопителем углерода (80% всего углерода в земной растительности и около 40% углерода в почве). Переход от одного типа леса к другому будет сопровождаться выделением большого количества углерода. 4. Таяние ледников. Современное оледенение Земли можно считать одним из самых чутких индикаторов происходящих глобальных изменений. Спутниковые данные показывают, что начиная с 1960-х годов произошло уменьшение площади снежного покрова примерно на 10%. С 1950-х годов в Северном полушарии площадь морского льда сократилась почти на 10-15%, а толщина уменьшилась на 40%. По прогнозам экспертов Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (Санкт-Петербург), уже через 30 лет Северный ледовитый океан в течение теплого периода года будет полностью вскрываться из под льда. По данных ученых, толща Гималайских льдов тает со скоростью 10-15 м в год. При нынешней скорости этих процессов две трети ледников исчезнут к 2060 году, а к 2100 все ледники растают окончательно. Ускоренное таяние ледников создает ряд непосредственных угроз человеческому развитию. Для густонаселенных горных и предгорных территорий особую опасность представляют лавины, затопления или, наоборот, снижение полноводности рек, а как следствие сокращение запасов пресной воды. 5. Сельское хозяйство. Влияние потепления на продуктивность сельского хозяйства неоднозначно. В некоторых районах с умеренным климатом урожайность может увеличиться в случае небольшого увеличения температуры, но снизится в случае значительных температурных изменений. В тропических и субтропических регионах урожайность в целом, по прогнозам, будет снижаться. Самый серьезный удар может быть нанесен беднейшим странам, наименее всего готовым приспособиться к изменениям климата. По данным МГЭИК, к 2080 г. число людей, сталкивающихся с угрозой голода, может увеличиться на 600 млн.чел., что вдвое больше числа людей, которые сегодня живут в бедности в Африке к югу от Сахары. 6. Водопотребление и водоснабжение. Одним из последствий климатических изменений может стать нехватка питьевой воды. В регионах с засушливым климатом (Центральная Азия, Средиземноморье, Южная Африка, Австралия и т. п.) ситуация еще более усугубиться из-за сокращения уровня выпадения осадков. Из-за таяния ледников существенно снизиться сток крупнейших водных артерий Азии – Брахмапутры, Ганга, Хуанхэ, Инда, Меконга, Салуэна и Янцзы. Недостаток пресной воды коснется не только здоровья людей и развития сельского хозяйства, но также повысит риск политических разногласий и конфликтов за доступ к водным ресурсам. 7. Здоровье человека. Изменение климата, по прогнозам ученых, приведет к повышению рисков для здоровья людей, прежде всего менее обеспеченных слоев населения. Так, сокращение производства продуктов питания неизбежно приведет к недоеданию и голоду. Аномально высокие температуры могут привести к обострению сердечнососудистых, респираторных и других заболеваний.  5. Пути снижения парникового эффекта на состояние климата Земли Главную меру по предупреждению глобального потепления можно сформулировать так: найти новый вид топлива или поменять технологию использования нынешних видов топлива (3). Это означает, что необходимо: - уменьшить потребление ископаемого топлива. Резко сократить использование угля и нефти, которые выделяют на 60 % больше диоксида углерода на единицу производимой энергии, чем любое другое ископаемое топливо в целом; - использовать вещества (фильтры, катализаторы) для удаления диоксида углерода из выброса дымовых труб углесжигающих электростанций и заводских топок, а также автомобильных выхлопов; - повысить энергетический коэффициент полезного действия;- требовать, чтобы в новых домах использовались более эффективные системы отопления и охлаждения;- увеличить использование солнечной, ветровой и геотермальной энергии;- существенно замедлить вырубку и деградацию лесных массивов;- удалить с прибрежных территорий резервуары для хранения опасных веществ;- расширить площади существующих заповедников и парков;- создать законы, обеспечивающие предупреждение глобального потепления;- выявлять причины глобального потепления, наблюдать за ними и устранять их последствия. Полностью уничтожить парниковый эффект нельзя. Полагают, что если бы не парниковый эффект, средняя температура на земной поверхности составила бы - 15 градусов по Цельсию.В научных журналах разных стран также стали появляться просто фантастические предложения. Например, предлагалось разместить вокруг Земли миллионы линз диаметром 60 см и весом несколько граммов, которые будут способны отражать солнечные лучи. Или создать вокруг Земли кольцо мелких частиц или космических кораблей, которыми можно затенить тропики и, тем самым, смягчить климат, а отражающие частицы можно брать из горных разработок на Земле, Луне или на астероидах. А можно производить соленый пар при помощи специальных устройств, которые будут забирать морскую воду и превращать ее в самые настоящие облака, насыщенные хлоридом натрия. Еще одна идея — построить в морских зонах и пустынях искусственные белые острова с отражающей поверхностью, чтобы снизить эффект солнечных лучей. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Время | Температура воздуха в теплице (в градусах по Цельсию) | Температура воздуха на улице | Время | Температура воздуха в теплице | Температура воздуха на улице |
| 8.00 | 20 | 14 | 21.00 | 27 | 16 |
| 9.00 | 23 | 16 | 22.00 | 26 | 15 |
| 10.00 | 24 | 17 | 23.00 | 24 | 13 |
| 11.00 | 26 | 17 | 24.00 | 22 | 13 |
| 12.00 | 28 | 18 | 3.00 | 21 | 12 |
| 13.00 | 31 | 20 | 6.00 | 19 | 11 |
| 14.00 | 36 | 21 | 8.00 | 20 | 13 |
| 15.00 | 38 | 23 | Итоги: Среднесуточная температура воздуха в теплице - 25 , на улице – 17. | ||
| 16.00 | 37 | 24 | |||
| 17.00 | 37 | 24 | |||
| 18.00 | 35 | 20 | |||
| 19.00 | 34 | 20 | |||
| 20.00 | 31 | 18 | |||
Коротковолновое излучение солнечного диска попадает сквозь стекло, разогревая почву и стены. Это явление усиливается с подъемом солнца и изменением угла падения солнечных лучей. Поэтому особенно жарко в теплице в полдень.
Потоки тепла отражаются от конструкций в виде так называемого длинноволнового излучения, не способного выйти наружу, поэтому сильно увеличивается температура и получается парниковый эффект.
Исследование 2. Изучение состояния растений томата в зависимости от температурного режима в теплице
Цель исследования: изучить состояние растений томата в зависимости от температурного режима.
Ход исследования
1. Определим три растения томата для наблюдения.
2. Объекты наблюдения – листья растений томата, состояние тургора и гуттации.
Справка.
Ту́ргор тка́ней — напряжённое состояние оболочек живых клеток. Тургорное давление — внутреннее давление, которое развивается в растительной клетке, когда в неё в результате осмоса входит вода и цитоплазма прижимается к клеточной стенке; это давление препятствует дальнейшему проникновению воды в клетку.
Тургор обуславливается тремя факторами: внутренним осмотическим давлением клетки, которое вызывает напряжение клеточной оболочки, внешним осмотическим давлением, а также упругостью клеточной оболочки.
Гуттация (от лат. gutta — капля), выделение листьями растений капельножидкой воды. Происходит, когда корнями поглощается воды больше, чем испаряется листьями. Г. наблюдается большей частью ночью, рано утром или при помещении растений во влажную атмосферу; часто отмечается у молодых проростков, например злаков, развитие корневой системы у которых обгоняет развитие испаряющей поверхности листьев. Капельки воды выделяются через водяные устьица под воздействием корневого давления, с силой нагнетающего воду в стебли и листья. Г. — физиологический процесс, связанный с жизнедеятельностью растения: если проростки пшеницы поместить под колпак, внутри которого находятся пары хлороформа, то Г. прекращается. Выделения при Г. всегда содержат ряд минеральных веществ. Очевидно, Г. освобождает растение от избытка солей, главным образом кальция.
3. Проводим наблюдения и фиксируем состояние листьев с 8.00 до 20.00.
4. Обрабатываем результаты и делаем выводы.
Итог работы. Состояние листьев томата различно в течение дня.
| Время | Состояние тургора | Состояние листьев | Гуттация |
| 8.00-11.00 | Повышенный тургор | Листья очень упругие, листовые пластинки подняты | Наличие гуттации на крупных, развивающихся листьях |
| 11.00-13.00 | Тургор средний | Листья средней упругости, края опускаются | Гуттация отсутствует |
| 13.00-17.00 | Тургор низкий | Листья увядающие, мягкие, опускаются в земле | Гуттация отсутствует |
| 17.00-20.00 | Тургор низкий | Листья чуть-чуть приподнимаются | Гуттация отсутствует |
| Полив растений | Тургор восстанавливается через 1,5-2 часа полива | Листья становятся упругими, листовые пластинки поднимаются | Гуттация проявляется около 6 часов утра |
Итак, в зависимости от времени суток и обогрева теплицы солнечными лучами, состояние растения изменяется в прямой зависимости.
Объяснение. Разное состояние листьев появляется в результате колебаний тургора, вызываемых изменениями в вязкости и проницаемости цитоплазмы.
Корни растения обеспечивают его питанием и водой. Корневые волоски адсорбируют воду в процессе осмоса. Если почва сухая, и если температура в теплице повышается от палящих лучей солнца, то будет происходить увядание листьев. Но оно временное, т.к. происходит потеря клетками растения воды, или по-научному, падение тургора. Ночью, с закатом солнца и смягчением условий, растительные клетки вновь наполняются водой.
Растения вновь выглядят здоровыми и крепкими. Временное увядание – не обязательно потеря жизненной активности. Если запас влаги возобновляется быстро, растение приобретает жизненную силу.
Рано утром в теплице можно увидеть удивительную картину, когда на листьях растений скапливаются миллионы микроскопических капель воды. Чаще всего, люди считают, что они видят перед собой обыкновенную росу, но это совершенно не так. Таким способом дары природы попросту избавляются от излишков влаги. С течением времени, эти капли воды всасываются порами самого же растения, но в утреннее время, когда температура воздуха еще не слишком высока и солнце не успевает испарить влагу, она капает на землю с листьев, словно настоящие слезы.
Сам процесс гуттации томатов является отличным показателем обеспеченности растения живительной влагой. Обильное выделение «слез» свидетельствует о том, что почва, в которой посажено растение, достаточна влажная.
Таким образом, парник или теплица – это сооружение, сохраняющее тепло и используемое человеком для выращивания теплолюбивых растений.
Исследование 3. Моделирование конструкции, демонстрирующей парниковый эффект
Цель исследования: с помощью имеющихся дома материалов и приборов, сконструировать модель, демонстрирующую парниковый эффект.
Ход работы
1. Изучив теоретический материал, выделим основные компоненты модели (лампа, стеклянный сосуд, термометр).
2. Исследуем предметы домашнего обихода. В качестве стеклянного сосуда возьмем аквариум. Источником света и тепла станет лампа мощностью 100ват. Будем использовать обычный бытовой термометр для измерения температуры воздуха.
3. Соберем модель из перечисленных предметов.
Итог работы. Итак, созданная нами модель, демонстрирующая парниковый эффект, представляет собой прозрачный сосуд в виде аквариума из стекла размером 40см х 20см х 35см, внутри которого на стеклянном упоре установлен термометр, с ценой деления 10 С. Внутри сосуда находится воздух. Сверху сосуд закрыт стеклом.
При помощи подставки в 10 см прямо над сосудом установлена лампа (100Вт, 220В) так, чтобы свет падал на резервуар термометра.
Представленная модель будет использована мною для изучения влияния особенностей поглощения тепловой энергии поверхностями из различных материалов.
Исследование 4. Изучение парникового эффекта в условиях смены грунта
Цель исследования: изучить проявление парникового эффекта в условиях смены грунта.
Ход исследования
1. Подберем три различных вида грунта: темную почву из приусадебного участка, рыжий песок, белую соль.
2. На дно сосуда поочередно для исследования насыпали увлажненные грунты слоем 3 см, проводив замеры температуры при их нагреве.
3. На грунт устанавливали термометр, сосуд закрывали прозрачной крышкой.
4. В 15 см прямо над сосудом устанавливалась лампа так, чтобы свет падал на резервуар термометра.
5. Включалась лампа, и снимались показания термометра каждые две минуты в течение 30 минут.
6. Строился график изменения температуры воздуха внутри сосуда.
7. Полученные результаты подвергались анализу.
Итог работы.
В ходе эксперимента были получены следующие результаты:
парниковый эффект над черным грунтом выражен сильнее, чем над рыжим песком и белой солью.
При включенной лампе видимые лучи, энергия которых составляет значительную часть излучения лампы, свободно проникают сквозь прозрачную стеклянную крышку сосуда, частично поглощаясь поверхностями, частично отражаясь от них.
Энергия, поглощенная поверхностями, расходуется на их нагревание. Рост температуры поверхностей приводит к увеличению интенсивности инфракрасного излучения и скорости испарения влаги с поверхностей.
Крышка, задерживая инфракрасное излучение, способствует уменьшению потерь тепла поверхностями. Действие крышки сходно с действием водяного пара и парниковых газов, находящихся в атмосфере Земли. Благодаря тому, что в воздухе есть водяной пар, инфракрасное излучение с поверхностей частично поглощается водяным паром, что приводит к нагреванию атмосферы и уменьшению потерь тепла поверхностями. Атмосфера играет роль ловушки для энергии солнечных лучей.
Увеличение температуры воздуха над различными поверхностями
| Время, мин | Температура воздуха, 0С | ||
| Черный грунт | Рыжий песок | Белая соль | |
| 0 | 24 | 24 | 24 |
| 2 | 36 | 32 | 30 |
| 4 | 41 | 38 | 32,5 |
| 6 | 44 | 42 | 34 |
| 8 | 46,5 | 44,5 | 35,5 |
| 10 | 48 | 46 | 37 |
| 12 | 49 | 46 | 38 |
| 14 | 50 | 48 | 39 |
| 16 | 50,5 | 48,5 | 40 |
| 18 | 51 | 48,5 | 40 |
| 20 | 51 | 49 | 41 |
| 22 | 51 | 49 | 41 |
| 24 | 51,5 | 50 | 42 |
| 26 | 52 | 50,5 | 42 |
| 28 | 52 | 50,5 | 42,5 |
| 30 | 52,5 | 51 | 43 |
При включенной лампе, температура воздуха над поверхностями увеличивается за счет количества теплоты, получаемого от лампы и энергии, излучаемой с поверхностей. Так как количество теплоты, получаемое воздухом от лампы одинаково (расстояние между сосудом и лампой не изменялось, мощность лампы не изменялась, продолжительность освещения поверхностей была одинаковой), то можно сделать вывод о том, что на увеличение температуры воздуха влияет энергия, излучаемая с поверхностей.
Наибольшее увеличение температуры воздуха происходит над черным грунтом; наименьшее увеличение температуры воздуха наблюдается над белой солью.
Время,
мин
Температура, 0С
Динамика увеличения температуры воздуха над различными поверхностями
Это явление объясняется тем, что черная поверхность нагревается быстрее и, следовательно, испускает инфракрасное излучение активнее, чем светлая, так как большую часть света поглощает и меньшую часть света отражает. Парниковый эффект над светлой поверхностью выражен слабее, так как она поглощая меньшую часть энергии и отражая большую ее часть, нагревается медленнее и испускает инфракрасное излучение менее активно.
Исследование 5. Изучение скорости таяния льда в условиях парникового эффекта
Цель исследования: установить скорость таяния льда в различных условиях.
Ход работы
1. Приготовим 2 куска льда, используя прямоугольную форму размером 15Х17 см, каждый кусок льда весит 0,5 кг.
2. Разместим куски льда: а.) в модель, демонстрирующую парниковый эффект, и заполненную темным грунтом; б.) в стеклянном сосуде, оставив на открытом пространстве.
3. Включив лампу, и приведя модель в действие, наблюдаем таяние льда и фиксируем время для этого процесса.
4. Наблюдаем за таянием льда на открытом пространстве.
Итог работы.
Безусловно, температура окружающего воздуха и субстрата влияет на скорость таяния льда. Данные наблюдений следующие.
| Время таяния льда с использованием модели парникового эффекта (грунт темный, аквариум накрыт стеклом) | Таяние льда на открытом пространстве аквариум открыт (грунт отсутствует, аквариум открыт) |
| 1 замер (стартовый) – лед размером 15х17 см и толщиной 2 см | |
| 2 замер (промежуточный) через 60 минут толщина льда уменьшилась практически вдвое | 2 замер (промежуточный) через 60 минут – лед по своей толщине уменьшился на 2-3 мл. |
| 3 замер (финишный) через 2 час 25 минут с момента закладки опыта – лед представляет собой тонкую пластину | 3 замер (финишный) через 2 часа 25 минут с момента закладки опыта – кусок льда уменьшился примерно вдвое |
Результаты работы подтверждают, что таяние льда происходит быстрее в условиях парникового эффекта, в этом мы убедились, сравнив скорость его таяния в разных условиях.
Заключение
Действительно, конец ХХ века характеризуется мощным рывком научно- технического прогресса, ростом социальных противоречий, резким демографическим взрывом, ухудшением состояния окружающей человека природной среды.
Поистине, наша планета никогда раньше не подвергалась таким физическим перегрузкам, какие она испытывает сейчас.
Человек никогда ранее не взимал с природы столько дани и не оказывался столь уязвимым перед мощью, которую сам же и создал. Рост населения, интенсификация выбросов, загрязняющих Землю, приводят к коренным изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распространена, что возникают глобальные экологические проблемы. Да, имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв), кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утраты отдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов, обезлесения и опустынивания территорий.
Итак, анализ полученных литературных и экспериментальных данных позволяет заключить, что:
парниковый эффект – удержание значительной части тепловой энергии Солнца у земной поверхности существует и значительно влияет на климат Земли;
в результате хозяйственной деятельности человека происходит усиление естественного парникового эффекта, что влияет на изменение климата на планете;
изменение климата может привести к негативным последствиям;
к направлениям в изучении парникового эффекта относятся замеры температуры поверхности суши, океана, прилегающих слоев воздуха, нижних слоев атмосферы и тропосферы;
использование модели, демонстрирующей парниковый эффект, позволяет изучить влияние особенностей поглощения тепловой энергии поверхностями из различных грунтов;
парниковый эффект над черным грунтом выражен сильнее, чем над темным песком и белой солью, так как черная поверхность, поглощая большую часть света и отражая меньшую часть света, нагревается быстрее и, следовательно, испускает инфракрасное излучение активнее.
Считаю, что снизить риск глобального потепления помогут следующие мероприятия:
- повышение выработки и использование энергии(атомной);
- переход к использованию возобновляемых источников энергии;
- организация мероприятий по улавливанию и хранению углекислого газа;
- совершенствование ядерной энергетики;
- прекращение вырубки лесов;
- организация и поддержка кампаний по посадке деревьев.
При выполнении работы нам оказывалась следующая поддержка научным руководителем Куришкиной Л.А.:
- помощь в подборе литературы;
- помощь в структурировании материала;
- консультирование по созданию модели.
Работа в выбранном направлении может быть продолжена изучением влияния СО2 на проявление парникового эффекта.
В заключении отмечу, что мы своим отношением к природе уподобляемся рубящему сук под собой. Испортили, а потом начинаем кричать об этом. Я считаю, что сейчас необходимо работать над тем, чтобы на каждом производстве был разработан замкнутый цикл, чтобы ничего не выбрасывалось ни в воздух, ни в реки, а все перерабатывалось и использовалось. От этого все только выиграют. Государство получит дополнительную продукцию, а люди будут дышать чистым воздухом. Вероятно, перспектива парникового эффекта может стать катализатором всемирного осознания срочной необходимости начала действий по защите нашей Земли.
Работая над проектом, я расширил свой кругозор, на конкретном примере выяснил содержание понятия «экологический кризис», осознал сущность рационального отношения к природным богатствам и важности правильного использования ресурсов.
Список информационных источников
1. Алексеев В.В., Киселева С.В., Чернова Н.И. «Рост концентрации СО2 в атмосфере — всеобщее благо?» // Природа, № 9, 1999 г.
2. Заварзин Г.А. «Становление биосферы» // Вестник Российской Академии наук, том 71, № 11, с. 988—1001 (2001)
3. Монин А.С., Шишков Ю.А. «Климат как проблема физики» // УФН, том 170, № 4, 2000 г.
4. Мелешко В.П., Катцов В.М, Спорышев П.В., Вавулин С.В., Говоркова В.А., «Изучение возможных изменений климата с помощью моделей общей циркуляции атмосферы и океана» // Изменения климата и их последствия. — Спб.: Наука, 2002.
5. Померанц К.С. Города. Климат. Экология /К.С. Померанц //Природа. – 2006. - №1. – С. 85-86.
6. Пудов В.Д. Рождественские игры течений и ветров – XXI век /В.Д. Пудов //Химия и жизнь. – 2007. - №1. – С. 62-65.
7. Сорохтин О.Г. Эволюция климатов Земли /О.Г. Сорохтин //Физика. – 2007. - №9. – С. 29.
8. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность /Ю.Л. Хотунцев. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 480с.
9. Энгельн Х. Жизнь в парнике /Х. Энгельн //GЕО. – 2007. - №5. – С. 110-120.
10. Яншин А. «Опасен ли парниковый эффект» // Наука и жизнь. 1989. № 12.
1 2