Времето е една от темите, които често обсъждаме. Климатичните условия, до голяма степен, определят ежедневните ни дейности, влияят върху производството на хранителните суровини и упражняването на редица професии. Именно във връзка с важността им за човешкото битие, през вековете са се утвърдили множество алтернативни схващания за метеорологичните явления и начините за тяхното предсказване.
Много от тези метеорологични митове се оказват много точни и подкрепени с научни доказателства, докато други се основават на неразбиране на явленията, съвпадения или просто истории, създадени с цел разпространяване на противоречия, или дори всяване на страх.
Някои алтернативни схващания за климата са достатъчно безобидни и могат бързо да бъдат опровергани. Има обаче и такива, които могат да бъдат потенциално опасни и трябва да бъдат разгледани и коригирани.
В тази статия ще ви предложим някои схващания, свързани с климата, които учениците често възприемат, както и дейности, чрез които лесно да ги опровергаете.
1. Светкавицата никога не удря два пъти на едно и също място
Това твърдение е напълно невярно и за това има много доказателства. Всъщност мълнията може да удря на едно и също място многократно и често го прави – особено при наличието на висок и изолиран обект. Именно по тази причина, най-опасните места по време на гръмотевична буря са откритите пространства и високите дървета.
Високите структури като радио кули и небостъргачи стават лесни мишени и могат да бъдат удряни няколко пъти по време на една гръмотевична буря. Няма причина и не може да се докаже научно, че мълнията не би ударила един и същ обект повече от веднъж.
2. Слънчевото изгаряне е възможно само през лятото
В действителност, вредните UV (ултравиолетови) лъчи на слънцето присъстват през цялата година. Въпреки че интензитетът на UV радиацията е много по-малък през зимата, прекарването на цял ден на слънце все пак може да доведе до слънчево изгаряне.
Облачното небе също не предпазва от вредното UV лъчение на слънцето. До 80% от UV лъчите могат да преминат директно през облак. Същото се отнася и за прекарването на времето на сянка. UV радиацията може да се отрази от близките повърхности върху кожата и да причини слънчево изгаряне.
3. Облаците са направени от памук
Облаците са съставени от водни капки или ледени кристали. В небето има огромни количества вода в различни агрегатни състояния. През повечето време обаче, тя не е видима, защото капките вода и ледените кристали са твърде малки. Изпарявайки се от земната повърхност, течната вода се превръща във водна пара и се издига по-високо в атмосферата, където въздухът става по-хладен. При тази по-ниска температура водните пари кондензират върху твърди прахови частици, ледени кристалчета или морска сол, които се носят във въздуха. В зависимост от височината, на която се случва този процес, облаците могат да се формират на различно разстояние от земната повърхност. Всъщност ниските облаци могат дори да докоснат земята. Тези облаци се наричат мъгла.
4. Винаги, когато има облаци вали дъжд
Водната пара, която е кондензирала в малки капчици и е образувала облаци е на път да се превърне в дъжд, но капчиците са толкова малки, че въздушните течения ги задържат в атмосферата, подобно на праховите частици. За да стане облакът дъждовен, условията трябва да са подходящи и водните капки да се слеят с други капчици. Така те стават по-тежки и падат обратно на земята под формата на дъжд или сняг. Ако в облака няма достатъчно капчици вода, за да се сблъскат и образуват големи капки, малките капчици ще продължат да се носят във въздуха и няма да вали.
5. В полярните области има само един сезон и там вали много сняг
Поради наклона и орбитата на Земята около Слънцето, полюсите получават по-малко слънчева енергия и топлина. Това е причината на полюсите да има само два сезона – лято и зима.
През лятото Северното полукълбо се накланя към Слънцето и така регионите около Северния полюс получават много часове слънчева светлина всеки ден. През зимата се накланя в обратна на Слънцето посока и в този случай регионите около Северния полюс получават много малко слънчева светлина. Полярните региони в Южното полукълбо претърпяват същите тези сезонни промени в противоположните периоди от годината. Например през юни е лято в Северното полукълбо и зима в Южното полукълбо. На някои места близо до полюсите Слънцето не изгрява в продължение на много седмици през зимата и не залязва много седмици през лятото.
Макар да изглежда така, сякаш в полярните райони постоянно вали сняг, в действителност въздухът там е много сух. Това се дължи на много ниските температури. Тъй като във въздуха няма много влага, няма много облаци и рядко вали дъжд или сняг.
6. Глобално затопляне и парников ефект са едно и също
Парниковият ефект се отнася до факта, че Земята е по-топла с атмосфера, отколкото би била без нея. Парниковите газове се срещат естествено и са част от структурата на нашата атмосфера. Благодарение на тях, условията на Земята не са нито твърде горещи, нито твърде студени, а съвсем подходящи, за да позволят на живота (в това число и нашия) да процъфтява. Естественият парников ефект поддържа планетата при средни 15 °C (59 °F). Но през последните десетилетия хората се намесват все повече в енергийния баланс на Земята, главно чрез изгарянето на изкопаеми горива, при което се отделят големи количества въглероден диоксид във въздуха. Тези повишени количества парникови газове в земната атмосфера улавят допълнителна топлина близо до земната повърхност, в резултат на което тя става все по-гореща. Именно това явление наричаме глобално затопляне.
7. Въглеродният диоксид е нещо лошо и може да причини измирането на всички живи същества
Въглеродният диоксид е важен парников газ. Макар неговите повишени количества в атмосферата да са основна причина за глобалното затопляне, учените са установили, че затоплящият ефект на въглеродния диоксид спомага за стабилизирането на земната атмосфера. Ако премахнем въглеродния диоксид от въздуха, земният парников ефект ще изчезне. Без въглероден диоксид земната повърхност би била с около 33°C (59°F) по-хладна. Освен това този газ е необходим за протичане на процеса фотосинтеза, който е жизнено важен за растенията на Земята. На практика, както твърде големите количества въглероден диоксид в атмосферата, така и твърде ниските нива, биха довели до драстични промени по отношение на живота на Земята.
Учениците формират множество подобни алтернативни схващания по отношение на метеорологичните явления. Как да ги опровергаем в класната стая?
Ако и вие се чудите, продължавайте да четете! Ще ви предложим няколко дейности, с които можете да опровергаете някои от изброените алтернативни схващания.
Изследвайте мълниите с плазмена топка
Мълнията е естествено внезапно протичане на електрически ток между два обекта с различен електрически потенциал, в резултат на допир между тях или под въздействието на електрично поле. Обикновено възниква в атмосферата между различно заредени облаци или между самата атмосфера и земната повърхност. При протичането на електрическия ток във въздуха се създава плазмен канал с висока електропроводимост. По своята същност, създадените условия в плазмената топка възпроизвеждат в известна степен кълбовидните мълнии. Във вътрешността на топката има йонизиран газ, в който се отделят свободни електрони и се образуват електрически искри, които могат да се видят.
- Раздайте на всеки ученик по един работен лист за изследване на мълниите.
- В него те трябва да запишат какво според тях представлява мълнията и при какви обстоятелства се наблюдава.
- Покажете на класа плазмената топка и обяснете на какъв принцип работи.
- Включете топката и оставете на учениците 2-3 минути, в които да наблюдават електрическите искри. След това те трябва да опишат наблюденията си в работните листове.
- Проверете какво ще се случи ако докоснете повърхността на топката с пръст и отбележете наблюдаваните промени.
- Какви изводи могат да бъдат направени по отношение на местоположението на плазмените канали?
При докосване на стъклото, човешкото тяло действа като другата пластина на кондензатор с (изолиращо!) стъкло като диелектрик между човека и плазмата. Когато са близо до стъклото, върховете на пръстите променят модела на електрическото поле по такъв начин, че електрическите искри изглежда следват движението на пръстите и могат да се появят на едно и също място неограничен брой пъти. Аналогично, при гръмотевичните бури, мълниите могат да се случат на едно и също място повече от един път.
Направете облак в буркан
Формирането на облаците следва основните принципи на изпарението и кондензацията. Когато топлият въздух се издига, пренасяйки влага под формата на водна пара, той се разширява и охлажда. Когато това се случи, водната пара кондензира в течна форма върху малки частици прах, носещи се във въздуха. Милиарди от тези мокри прахови частици създават облак!
В този експеримент ще симулирате образуването на облак чрез бърза промяна на температурата на водата в стъклен буркан. С помощта на този опит можете лесно да определите кои са основните фактори за образуването на облаци в атмосферата и как различните условия могат да повлияят върху този процес.
- Разделете учениците в групи по трима и раздайте на всяка група по един работен лист за образуването на облаците.
- За начало, всеки екип трябва да налее половин чаша вода в своя буркан и да маркира нивото на водата в буркана с помощта на маркер или цветно тиксо.
- След това бурканите се изпразват и се оставят отворени на работното място.
- Затоплете вода в електрическа кана и по желание капнете в нея няколко капки боя за сладки. В друга кана сипете студена вода, която също можете да оцветите.
- Помогнете на учениците да приготвят всички необходими материали. Този експеримент изисква бързина, затова всички съставки трябва да са удобно разположени. Всяка група трябва да разполага със стъклен буркан с капак, съд със студена вода, няколко кубчета лед и аерозолен спрей (например лак за коса).
- Изсипете гореща вода в бурканите на всички групи.
- Ако нивото на водата не съвпада с предварително отбелязаното ниво, учениците трябва да направят корекция.
- Какви наблюдения могат да направят учениците?
- След това учениците трябва бързо да направят няколко пълни впръсквания от аерозолния флакон в буркана, след което да затворят буркана с капака.
- Наблюдават ли се някакви промени?
- В следващия етап от експеримента учениците трябва да поставят кубчетата лед върху капака на бурканите си.
- Отделете няколко минути, в които екипите да наблюдават какво се случва вътре в буркана и да запишат откритията си в работните листове.
- Преди да отворят отново капака, учениците трябва да отбележат дали нивото на водата се е променило. Каква може да е причината за това?
- След това всички групи трябва да отворят внимателно бурканите си и да наблюдават какво се случва. Наблюдава ли се нещо особено в съдържанието на буркана? Отбележете всички наблюдения в работните листове.
- Поставете кубчетата лед вътре в буркана. Промениха ли кубчетата лед това, което се случваше вътре в него? Ако е така, какво се е променило?
- Внимателно излейте водата и изплакнете буркана. Повторете експеримента със студената вода, като следвате същите стъпки.
- Различават ли се наблюдаваните процеси, спрямо проведените с гореща вода?
- Повторете този експеримент, като използвате различна течност (например: сок или сода). Проверете дали има течности, които дават различни резултати от водата. Какви са тези резултати и с какво, според учениците може да се обясни разликата?
- Можете също да повторите този експеримент, без да използвате аерозолния спрей. Все още ли се получава облак? Защо?
- Дискутирайте наблюденията и получените резултати. Направете изводи за процеса на формиране на облаците и необходимите за това условия.
С помощта на този лесен експеримент можете да онагледите процесите на изпарение и кондензация, и да покажете на учениците как се образуват облаците в действителност.
Изследвайте парниковия ефект и причините за глобалното затопляне
Макар да е предпоставка за глобалното затопляне, парниковият ефект е много важен за живота на Земята. Интересни дейности за изследване на парниковия ефект можете да намерите тук.
Глобалното затопляне е сериозен проблем, който води след себе си редица проблеми във всички сфери на живота. Причините за глобалното затопляне се крият в ежедневието на всеки един от нас. Затова е от значение да покажем на учениците колко е важно отговорното поведение и устойчивото използване на ресурсите. Необходимо е всички да бъдем в час с климатичните промени!
Познаването и правилното тълкуване на климатичните процеси е важно за разбирането на кръговрата на водата в природата, на факторите, които определят проявата на едно или друго явление, както и на предизвиканите от човека климатични промени. Затова опровергаването на алтернативните схващания на учениците е от голямо значение. Не се колебайте да опитате и вие!
За статията са използвани следните ресурси, допълнени с идеи от личния опит на автора:
22 Weather Myths And Misconceptions Debunked And Explained (ownyourweather.com)
Cumulus Maximus: Test WEATHER you can make your own cloud! | STEM Activity (sciencebuddies.org)
What Is A Lightning Bolt, How It Occurs & The Effects Of A Lightning Strike (ownyourweather.com)
Four Types of Rain (sciencing.com)
Climate: Polar Regions | Let’s Talk Science (letstalkscience.ca)
