Исследовательская работа Глобальное потепление. Парниковый эффект

Отдел образования администрации
Шатковского муниципального района
МОУ Смирновская СОШ
Исследовательская работа
-619760-381000Глобальное потепление:
парниковый эффект
607717
Нижегородская область
Шатковский район
с. Смирново, улица Советская, д. 40
Е-mail: smirnowo_shool@mail.ruТел: 8 (831) 90 48 844
Автор работы: Михеева Светлана Николаевна
Класс: 9.
Руководитель: Михеева Ирина Валентиновна,
учитель физики
с. Смирново
2013 год
Содержание:
Цели и задачи 1 стр.
Введение 2 стр.
Причины глобального потепления 3 стр.
Парниковый эффект 6 стр.
Последствия потепления 7 стр.
Наш вклад в защиту природы 13 стр.
Вывод 14 стр.
Цели и задачи:
1) Изучить материалы по глобальному потеплению;
2) Выяснить причины глобального потепления;
3) Экспериментально проверить парниковый эффект;
3) Определить: какое влияние эта проблема оказывает на жизнь людей.
Этапы работы:
Изучить причины, способствующие появлению «глобального потепления»;
Экспериментально проверить парниковый эффект;
Рассмотреть вопросы влияния глобального потепления на жизнь людей, городов, целых государств;
Провести опрос среди учащихся.

Введение.
Тема глобального потепления за последние десятилетия стала настолько обсуждаемой, что вопросы о температурных изменениях, ставших причиной многих климатических катаклизмов, в большинстве случаев уже не принимаются всерьёз. Однако этот актуальный на сегодня вопрос, важнейший, на мой взгляд, касается каждого жителя нашей планеты. Никого не могут оставить равнодушным бесчисленные жертвы природных катаклизмов, причиной которых является глобальное потепление. Кардинальные изменения климата затрагивают не только экономическую, культурную, но и другие сферы деятельности. Эта проблема наносит необратимый урон также и на экологию нашей планеты, унося тысячи человеческих жизней. Экономический ущерб от природных катаклизмов в мире в 2011 году составил 400 млрд долларов, в 2012 году 160 млрд долларов. Количество катастроф, напротив, выросло: 900 случаев против 820 в 2011 году. Число погибших в 2012 году в результате природных катаклизмов составило 9,5 тыс., что существенно меньше, чем в 2011 году, когда жертвами стали почти 30 тыс. человек. Ущерб России от стихийных бедствиях 250 млн руб.
Для того чтобы как можно лучше ознакомиться с данной темой и попытаться найти все возможные пути решения этой проблемы, в первую очередь надо правильно понять сам термин «Глобальное потепление», рассмотреть все причины, вызывающие эти ужасные катастрофы, с последствиями которых я и попытаюсь вас ознакомить. Одну из проблем глобального потепления, такую как «парниковый эффект», я рассмотрела подробнее.
Причины глобального потепления
Глобальное потепление — процесс постепенного роста средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана, вследствие всевозможных причин.
Основными методами отслеживания изменений являются:
- исторические документы и летописи,
- архивы метеорологических наблюдений,
- измерения площади полярных шапок, льдов, зон растительности и отслеживание атмосферных процессов благодаря спутниковой фотосъемке,
- анализ ископаемых животных и растений,
- радиологический анализ до древних полярных льдов,
- наблюдение за ледниками, особенно хорошо изменения климата видны, если посмотреть на фото ледников снятые в один месяц разных лет.

-92075011557000 Климатические индикаторы: изменение уровня океана (синий), концентрация 18O (озон) в морской воде, концентрация CO2 в антарктическом льду. Деление временной шкалы — 20 000 лет.
На диаграмме видно, что пики уровня моря, концентрации CO2 и минимумы 18O совпадают с межледниковыми температурными максимумами.
Климатические системы изменяются как в результате естественных внутренних процессов, так и в ответ на внешние воздействия (антропогенные и неантропогенные).
На данный момент никто из ученых с полной достоверностью не может сказать, какие именно причины вызывают долгосрочные климатические изменения. Существует определенное количество наиболее достоверных предположений, признанных как рабочие гипотезы исследовательскими центрами США, России и Европы. Перечислим их здесь.
Первая гипотеза: Солнечная активность
Солнце единственный и главный источник тепла для нашей планеты, и даже самые малые цикличные изменения его активности сильно влияют на колебания температур. Ученые считают, что солнце имеет как минимум три различных цикла активности: 11, 22-летний и примерно 90 летний. Совпадения и несовпадения этих циклов и объясняют колебания температур. Кроме того предполагается – но не доказано, что существует и гораздо более длительный, примерно тысячелетний цикл роста активности солнца. Таким образом, климатические изменения естественны, и со временем сами пойдут на убыль.
Вторая гипотеза: смещение угла вращения земли и постепенное изменение орбиты.По предположению автора гипотезы, эти астрономические изменения вызывают постепенное смещение радиационного баланса планеты, а следовательно и климата. Астроном Миланкович, руководствуясь этой теорией вполне точно (по данным палеонтологов) рассчитал даты и длительность прошлых ледниковых периодов нашей планеты. По этой гипотезе, изменения будут происходить на протяжении десятков, а возможно и сотен тысяч лет, но вряд ли эта гипотеза имеет отношение к относительно быстрому глобальному потеплению последнего века.
Гипотеза третья, океаническая.
Океаны занимают три четверти площади поверхности планеты, и являются самым мощным фактором, влияющим на климат и его изменения. В настоящее время природа этого влияния изучена довольно слабо, так, к примеру, средняя температура океанической толщи 3,5°С, а поверхности земли - 15°С, поэтому скорость и темпы теплообмена между океаном и нижними слоями атмосферы может являться причиной значительных климатических подвижек. Кроме того количество углекислого газа растворенного в водах океана более чем в 60 раз превышает общее его количество в атмосфере, и как следствие некоторых природных процессов парниковые газы могут из океана поступать в атмосферу существенно меняя климат Земли.
Гипотеза четвертая: Вулканы.
Каждое извержение вулкана выбрасывает в верхние слои атмосферы столько же аэрозолей, газа и пыли, сколько производит все человечество за несколько лет. Все зарегистрированные случаи вулканической активности сопровождались кратковременным похолоданием вследствие выброса пыли, и впоследствии долговременным ростом среднегодичной температуры за счет выброшенного в атмосферу углекислого газа.
Пятая и самая обсуждаемая гипотеза рассматривает как основную причину глобального потепления деятельность человека.
Одной из наиболее широко обсуждаемых причин является антропогенный парниковый эффект.
Парниковый эффект
Это процесс, при котором поглощение и испускание инфракрасного излучения атмосферными газами вызывает нагрев атмосферы и поверхности планеты.
Парниковый эффект был обнаружен Жозефом Фурье в 1824 году. Он предположил, что атмосфера земли выполняет функцию своего рода стекла в теплице: воздух пропускает солнечное тепло, не давая ему при этом испариться обратно в космос. То же самое происходит в парниках, в связи с чем и произошел термин «парниковый эффект». Этот эффект достигается благодаря некоторым атмосферным газам второстепенного значения, например, водяные испарения и углекислый газ. Они пропускают видимый и «ближний» инфракрасный свет, излучаемый солнцем, но поглощают «далекое» инфракрасное излучение, имеющее более низкую частоту и образующееся при нагревании земной поверхности солнечными лучами. Если бы этого не происходило, Земля была бы примерно на 30°  холоднее, чем сейчас, и жизнь бы на ней практически замерла. Значит, чем больше в атмосфере углекислого газа, тем больше инфракрасных лучей будет поглощено, тем теплее она станет.[4]
В природной биосфере содержание газа в воздухе поддерживалось на одном уровне, так как его поступление равнялось удалению. В настоящее время люди нарушают это равновесие, сводя леса и используя ископаемое топливо.
Сейчас человечество сжигает ежегодно 4,5 млрд. т угля, 3,2 млрд. т нефти и нефтепродуктов, а также природный газ, торф, горючие сланцы и дрова. Все это превращается в углекислый газ, содержание которого в атмосфере возросло с 0,029% в начале 20 века до 0,035% в настоящее время. Кроме того, резко увеличились выбросы в атмосферу другого парникового газа— метана (концентрация в атмосфере увеличилась на 140% по сравнению с началом 20 века), а так же хлорфторуглеродов (ХФУ) и оксидов углерода, поглощающих инфракрасные излучения в 50-100 раз сильнее, чем СО2. Следовательно, хотя их содержание в воздухе значительно ниже, они влияют на температурный режим планеты почти так же.[1]
414655012128500
Чтобы понять суть парникового эффекта, я выполнила практическую работу ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ (приложение 1).
Цель работы:
Понять суть парникового эффекта,
Построить демонстрирующую модель,
Выяснить, как поглощают тепловую энергию поверхности из различных материалов.
Вот результаты моей работы.
-8426451524000 В закрытых сосудах воздух прогрелся до более высокой температуры. Таким образом, стекло пропускает солнечное тепло, не давая ему испариться обратно в окружающую среду.
В природе такой эффект проявляется, когда облачность увеличивается ближе к вечеру. Ночью тепло не уходит в космическое пространство, нет сильного перепада температур. При этом темный грунт нагревается сильнее светлого, так как более темные поверхности поглощают энергию больше. Это явление просматривается по графикам температур.
12731752286000
Рост населения и производства заметно изменяют химический состав атмосферы, увеличивая количество парниковых газов в ней.
За последний век средняя зафиксированная температура приземной атмосферы выросла на 0.8°С, что не объясняется ни одной из «естественных» гипотез, тем более что изменения такого масштаба обычно происходили в течении многих сотен лет. А за последние 20 лет темпы еще увеличились – 0.3-0.4°С.
Наиболее правдоподобным выглядит предположение, что глобальное потепление, которое мы наблюдаем, является результатом совпадения сразу большого числа факторов, тем более что планета Земля – это огромный живой организм, который мы еще слишком мало изучили.
Последствия глобального потепления
-10604504445000Глобальное потепление начинается с таянья ледников. Это заставляет уровень морей повыситься, тем самым выводя экосистемы из баланса и повышая земную температуру. На первый взгляд не так уж и страшно, однако все это сопровождается с некоторыми последствиями, которые нужно рассматривать как смертельно опасные.
Вот десять самых страшных эффектов глобального потепления.
1. Распространение болезней.
-7207254254500Среда обитания опасных насекомых становится все жарче, а климат северных стран более теплым и умеренным, идеально подходящим для их существования. Насекомые двинуться на север, принося с собой все болезни, которыми могут заразиться сами. Этот эффект нельзя будет остановить, ведь фактически ученым не удалось уничтожить опасные вирусы в странах в которых они уже присутствуют, не говоря о тех, которые ещё могут заразиться.
2. Наводнения.
-77279511049000Когда повысился уровень воды в океанах, наводнения стали первым символов глобального потепления. Повышение хотя бы еще на метр приведет к неимоверным последствиям. Например, сможет с легкостью убрать одну шестую целой территории Бангладеш, многие острова станут историей, даже самые высокие дамбы не в силах будут противостоять стремительному потоку, поэтому значительная часть береговой линии материков исчезнет. Кроме того, повышение температуры вызывает более интенсивное водное испарение, делая ливни более частыми и сильными.
3. Ураганы.
-9963151714500Глобальное потепление вызывает повышение не только атмосферной температуры, но и океанической. Силу ураганам дают теплые воды. Поскольку эффекты глобального потепления становятся все хуже за последние несколько лет, в этот период мы стали свидетелями несколько таких ураганных бедствий, которые доказывают, что наше плохое отношение к планете не останется бесследным.
4. Засуха.
-92392515176500Питьевая вода – уже роскошь в некоторых частях Африки, но худшее все еще впереди. Этот континент больше всего пострадает от большого изменения климата, так же как и южная часть Европы. Нехватка пресной воды может стать причиной конфликтов и воин. По всему миру исчезнут мелкие реки и озера. А это настоящая катастрофа для живых организмов, которые в них жили. С потерей среды обитания они так же бесследно исчезнут.
5. Лесные пожары.
-113030012319000В засушливых регионах с последствиями лесных пожаров справляются каждое лето. Калифорния, Австралия и Греция пострадали больше всего в прошлое десятилетие. Однако они не будут единственными, если изменение климата будет продолжаться. С каждым годов весна приходит все раньше, заставляя снег быстрее таять, тем самым лишая землю влаги на длительный период времени. Именно поэтому лесные пожары становятся все более частым явлением с каждым годом.
6. Суровые зимы.
-106616512255500Глобальное потепление заставляет климат выглядеть очень странным. В то время как некоторая часть света страдает от засухи, другая от наводнения, некоторые страдают от суровых зим. Например, такие страны как Германия, Польша и Словакия перенесли самые холодные зимы за последние несколько лет.
-1087120224155007. Смог.
Когда кто-то умрет от смога – это определенно будет означать, что поведение человечества по отношению к планете достигло пика. К счастью, мы еще не достигли этого, но смог постепенно подбирается к своим жертвам. Смешение в воздухе множество загрязняющих веществ (оксиды азота, тропосферный озон, летучие органические вещества и т.п) делают крупные города ужасным местом для людей, которые страдают от астмы или других респираторных заболеваний.
-1083310272415008. Увеличение вулканической активности.
Стремительное таянье ледников, находящихся на вершинах гор, будут способствовать их росту. Дело в том, что лед, который миллионы лет придавливал горы к поверхности Земли, исчез, тем самым позволяя им устремляться выше. В результате чего проснутся множество вулканов, которые будут выбрасывать твердые частицы в атмосферу, помогая глобальному потеплению и парализуя воздушное движение. Однако самым опасным в этом случае будет смертельный эффект лавы для людей, которые живут около вулканов.
-92646522860000Опасные грозы.
Ученые выяснили, что глобальное потепление может вызвать опасные для человека грозы. Они будут появляться чаще, и ударять с большей силой. Наблюдать их можно в засушливых районах, но они не будут приносить с собой ливни, а просто ударять в землю, вызывая пожары.
10. Потеря биоразнообразия.
-84645514478000Если средняя температура будет повышаться, человечество рискует потерять целых 30% видов животных и растений. Это произойдет из-за опустынивания, потери воды, обезлесения, а так же из-за неспособности к адаптации живых организмов. Ученые отметили, что некоторые более устойчивые виды мигрировали на полюса, чтобы поддержать необходимую им среду обитания. От этой угрозы не защищен и человек.[2]
Наш вклад в защиту природы
Во-первых. Мне хотелось узнать мнение ребят нашей школы о глобальном потеплении. Я провела опрос (приложение 2).
В моем опросе 78% респондентов согласились с гипотезой глобального потепления, однако 14% отрицают факт глобального потепления. (диаграмма № 1)
Далее был задан вопрос о том, какое же влияние оказывает глобальное потепление. Однако тема глобального потепления обсуждалась, естественно, уже только с теми, кто считает, что оно действительно происходит. Большинство из них 82% полагают, что глобальное потепление негативно влияет на жизнь человечества, и лишь немногие считают его влияние позитивным 5% либо отрицают какое-либо влияние этого процесса на жизнь людей 12%. (диаграмма № 2)
Затем респондентам был задан вопрос о причинах глобального потепления. При этом половина считающих глобальное потепление реальным рассматривает его исключительно как результат человеческой деятельности 70%, как результат сочетания действия антропогенных и природных факторов 24% , и лишь некоторые 6% полагают, что изменение климата всецело обусловлено естественными природными процессами. (диаграмма №3)
И последним был задан вопрос, сможет ли человек остановить процесс изменения климата. В моем опросе 30% респондентов считают ,что предотвращение не возможно, у 70% обратная точка зрения.( диаграмма №4)
Тем, кто считает противостояние потеплению возможным, был задан открытый вопрос о том, что именно может сделать человечество. Респонденты говорили о необходимости бережного отношения к природе в целом (88%), об ограничении и контроле производственных выбросов и внедрении новых систем очистки (65%), прекращение вырубки лесов (94%), необходимо «всем странам серьезно отнестись к этой проблеме и объединить усилия» для решения проблемы глобального потепления на международном уровне (98%).
Во-вторых: Что мы делаем для защиты природы? И вот, что ответили ученики моей школы.
Ежегодно мы принимаем участие в районной акции «Сделаем мир чище». Школьники и учителя очищают от мусора прилегающие и закрепленные территории, шефствуют над памятником воинам, погибшим в годы Великой Отечественной войны.
Успешно прошла природоохранительная операция «Чистый пруд», в рамках которой ребята-старшеклассники очистили берега самого большого в Смирнове Барского пруда. Во время операций «Школьный сад» и «Сельский парк» школьниками было высажено около 1000 саженцев плодово-ягодных и других растений.
Очень интересно прошла в школе операция «Кормушка», в которой приняли участие школьники 1 – 6 классов, воспитанники ДОУ и их родители.
Очень активно участвуют школьники в исследовательской деятельности экологической направленности. Исследования выполняются как на уроках, так и во внеурочное время. Под руководством учителей ребята подробно исследовали водные объекты сел Смирнова, Костянки, Алемаева, Вечкусова; изучили с точки зрения этно-экологии праздник Троицу; к проблемам охраны лесных растений нашли не только экологический подход, но и поэтический. Ко многим исследовательским работам дополнительно оформлены альбомы с картинами художников или с собственными иллюстрациями.
Активно работает наша школа и с населением. В различных общественных местах регулярно появляются экологические листовки и памятки с призывом не мусорить, беречь окружающую природу и т. д.
В течение 10 последних лет МОУ Смирновская СОШ тесно сотрудничает со Всемирной организацией по охране природы ГРИНПИС. Так в мае 2012 года участвовали в акции «Зеленый уикенд», в рамках которой были проведены интересные мероприятия, экологические проекты. В ходе этой акции была приведена в порядок территория вокруг школы, организована ярмарка «ненужных» вещей.
По предложению ГРИНПИС многие школьники и педагоги приняли участие в конкурсе «Вторая жизнь вещей». Были представлены фотографии вещей, сделанных из мусора. Победителем в конкурсе объявлен Дедаев Михаил, собравший велосипед из металлолома. Все участники были награждены грамотами, значками, а победители – подарками.
Во время акции «Зеленый уикенд» школа вела переписку с организаторами. Мы получили много теплых слов за работу, которую делаем.
Мне очень приятно вносить свою хоть и маленькую лепту в решение проблемы, которая сейчас является проблемой №1 в мире. Мы не зря стараемся поправить положение, чтобы нам жить было легче и лучше.
Вывод
В своей работе я попыталась осветить все важнейшие стороны всем известной и важной для каждого из нас проблемы. К сожалению, не все ещё понимают всю угрозу нынешних кардинальных изменений. Температурные изменения, вызывающие природные катаклизмы, ежегодно уносящие более 100 тысяч жизней ни в чём неповинных людей, таяние льдов Антарктиды, которое, в свою очередь, может высвободить заключенные в них химикаты, могут унести тысячи человеческих жизней, а нарушение экосистемы Байкала (которое является главным источником пресной воды в будущем) в ближайшее время станет губительно для уникального бассейна, и конечно же другие изменения флоры и фауны отрицательно скажется на общем состоянии всей планеты. Я считаю, что все государства должны немедленно начать искать решения данной проблемы.
По результатам исследований Межправительственной комиссии ООН последствия глобального потепления неутешительны. Большая часть Европы будет затоплена в результате наводнений. Начнутся таяния горных ледников и районов вечной мерзлоты. Сельское хозяйство Южной Европы и Азии пострадает от небывалой засухи. В Африке уменьшится количество питьевой воды, участятся инфекционные болезни, разносимые комарами и другими насекомыми. Островные государства будут полностью затоплены.
Несмотря на столь пессимистические прогнозы, есть ученые, которые их не разделяют. Последние изображения со спутников Земли не подтверждают эти опасения, а, значит, есть надежда предотвратить надвигающуюся угрозу. Можно уменьшить выбросы парниковых газов, повышая эффективность использования энергоресурсов и перейдя на менее опасные виды топлива, такие как газ. Можно замедлить расходование такого невосполнимого природного ресурса, как ископаемое топливо. А использование энергии перевести на альтернативные экологически чистые технологии. Чем скорее человечество поймет о своей разрушительной деятельности, тем больше надежды на предотвращение глобальной катастрофы.
Литература:
А.В.Сахаров. Развитие познавательного интереса учащихся к изучению физики на основе экспериментальных заданий экологической направленности. г.Арзамас, 2000г.
www.poteplenie.ru/http://www.vzglyad.ru/newshttp://ru.wikipedia.org www.worldwarming.infoПриложение №1
Тема: Парниковый эффект
Цель:
Понять суть парникового эффекта.
Описать парниковый эффект.
Построить демонстрирующую модель.
Выяснить, как поглощают тепловую энергию поверхности из различных материалов.
337502511493500
Оборудование:
Сосуд с крышкой (стеклянная банка объемом 3 литра)
Термометр
Настольная лампа
Секундомер
Пульверизатор
Светлый и темный грунт
Ход работы:
-8896358763000Насыпать на дно сосуда темный грунт слоем 2-3 см.
Увлажните грунт с помощью пульверизатора.
Сделать из картона подставку для термометра.
Вкопать ее в грунт и установить на нее термометр, шариком вверх. Накрыть сосуд крышкой.
Установить лампу в 20-30 см прямо над сосудом так, чтобы свет падал на шарик термометра.
Выключить ее, дать температуре понизиться до комнатной. Записать эту температуру.
-88963515811500
Оставить крышку на сосуде, включить лампу и записывать температуру каждую минуту в течение 20 мин.
Выключить лампу. Дать температуре снизиться до комнатной. Снова увлажнить грунт и повторить опыт, сняв крышку сосуда.
36175955969000
Построить график, отложив по оси ординат температуру, а по оси абсцисс – время.
Снова проделать ту же работу, заменив темный грунт на светлый.
Таблица 1
Время (мин) Температура (0С)
С крышкойБез крышки
Темный грунт Светлый
грунт Темный грунт Светлый
грунт
1 28 27 26 26
2 29 27,5 26 26
3 30 27,5 27 26
4 30 27,5 27 27
5 30 28 27 27
6 30 28 28 27
7 31 28 28 28
8 31 29 28 28
9 31 29 28 28
10 32 29 28 28,5
11 32 29 28 29
12 32 29 28,5 29
13 32 29 29 29
14 32 29 29 29
15 32 29 29 29
16 32 29 29,5 29
17 33 29 29,5 29
18 33 30 30 30
19 33 30 30 30
20 33 30 30 30


Приложение 2
Согласны ли вы с гипотезой о глобальном потеплении.
-48958510414000
Рис. 1
Какое влияние на человечество оказывает глобальное потепление?
-489585317500
Рис.2
Каковы причины глобального потепления? Нужное подчеркнуть.
-489585444500
Рис. 3
-29908549720500Что именно может сделать человечество. Перечислите конкретные действия.
Рис. 4
Что делается в вашей школе для решения данной проблемы? Перечислите мероприятия.