tr-edu-sc18-zacmienie-slonca, edukacja, wykłady i notatki, Tryptyk warszawski
[ Pobierz całość w formacie PDF ]Warszawski Tryptyk Edukacyjny
Do wykorzystania na lekcjach:
zyki, geogra i, biologii,
języka polskiego, plastyki.
Zaćmienie Słońca nad Warszawą
Halina Binkiewicz, Maria Rowińska
Cele lekcji
-
rozwijanie umiejętności obserwacji przyrody, w tym praw rządzących mikro-
i makroświatem
-
nabywanie umiejętności stawiania pytań i opisywania obserwowanych zjawisk
-
doskonalenie umiejętności eksperymentowania
-
kształtowanie umiejętności poprawnego wnioskowania.
Środki dydaktyczne
-
zdjęcie lotnicze atmosfery w czasie zaćmienia Słońca:
Tryptyk Warszawski
, tom
Spoj-
rzenie Warsa
, s. 41
-
fotomapa Warszawy. Fotomapa jest dostępna pod adresem www.samper.pl
(ortofotomapa 2001 – Obrazowa Baza Danych Varsovia.pl)
-
materiały do prostych eksperymentów (naczynia z ciepłą wodą, szklane przykrywki,
karton, bezpieczne punktowe źródła ciepła – żarówka, świeczka).
Metody i formy pracy
-
praca zbiorowa
-
praca indywidualna
-
praca eksperymentalna laboratoryjna
-
praca w Internecie.
141
Zaćmienie Słońca nad Warszawą
Przebieg lekcji
Na zdjęciu górnym
widoczne są chmury rodzaju
cumulus
(kłębiasta) gatunków
mediocris
(o średniej rozciągłości pionowej) i
fractus
(postrzępiony), wyżej chmury piętra wysokiego
cirrus
(pierzasta) gatunku głównie
fi bratus
(włóknisty). Są to chmury pięknej pogody wyżowej, a ich roz-
wój w pionie zależy od intensywności prądów konwekcyjnych, które powstają w wyniku silnego
nagrzewania powierzchni czynnej.
Na zdjęciu środkowym
są chmury rodzaju
cumulus
i gatunku
congestus
(o dużej rozciągłości
pionowej), widoczne są też pojedyncze chmury
cumulus fractus
, a wyżej chmury
cirrus
(pierzaste).
Chmury te powstały w wyniku silnych prądów konwekcyjnych uwarunkowanych termicznie.
Na zdjęciu dolnym
widoczne są chmury rodzaju
cumulus
gatunku
humilis
(płaski – o małej
rozciągłości pionowej) – słabsze prądy konwekcyjne nie pozwoliły na ich wypiętrzenie, tylko na
„spłaszczenie”.
Cumulus humilis
przechodzi w chmurę
stratocumulus
(warstwowo-kłębiastą) po-
chodzącą z rozpościerania się chmur
cumulus
– jest to
stratocumulus cumulogenitus
(powstały
z
cumulusa
).
Rozpoznanie: Jolanta Wawer
142
Warszawski Tryptyk Edukacyjny
WIDZĘ
Nauczyciel prosi o spontaniczny opis zdjęcia.
Uczeń: Zestawiono trzy zdjęcia chmur nad miastem, jedno pod drugim. Na górnym zdjęciu,
odczytywanym jako pierwsze, widzę duże dość jednorodne i gęste zamglenie w całej obserwo-
wanej przestrzeni spowodowane nagromadzeniem pary wodnej, jakie towarzyszy zwykle ciepłej,
parnej pogodzie. W takiej atmosferze para zaczyna się kondensować i wykształcają się pierwsze
pojedyncze chmury. Na zdjęciu poniżej widzę parę wodną skondensowaną w warstwę chmur,
w której pojawia się wiele lokalnych wypiętrzeń w postaci kominów. Na trzecim zdjęciu warstwa
chmur jest również wydzielona, ale ma zupełnie inny wygląd – jest równomiernie spłaszczona na
całej swojej powierzchni bez lokalnych wypiętrzeń.
ANALIZUJĘ
Nauczyciel zwraca uwagę na sposób wizualizacji. Nie jest to jedno zdjęcie, ale trzy, które
tworzą ciąg tematyczny. Ich układ jednego pod drugim sugeruje konsekwentną ciągłość zdarzeń.
Tematem zdjęć są różne formy kumulacji pary wodnej w atmosferze.
Uczeń zastanawia się nad pojęciem chmury i podaje przykłady różnych chmur (chmura jest
sposobem organizacji zawiesiny cząstek w przestrzeni, np. pary wodnej, pyłu, piasku). Uczeń
określa, z czego są utworzone chmury widoczne na zdjęciach. Zastanawia się, jak powstają chmury,
jak zanikają i jaki jest ich udział w krążeniu wody w przyrodzie. Uczeń na podstawie samodzielnie
zebranych wcześniej informacji dokonuje podziału/klasy kacji chmur na różne typy i określa
ich cechy. Na tej podstawie uczeń potra rozpoznać i nazwać rodzaje chmur występujących na
zdjęciu. Kształt chmur zależy od parowania i stopnia skroplenia (a więc lokalnych warunków
atmosferycznych). Dlaczego niektóre chmury mają wypiętrzenia, a inne są płaskie?
Czy powstanie wypiętrzeń chmur jest spowodowane nierównomiernym parowaniem po-
wierzchni Ziemi, czy też strumieniami powietrza, które lokalnie wypiętrzają skupiska pary wodnej
w atmosferze?
W momencie wykonywania badań i dokumentacji zdjęciowej nad Warszawą występowały
chmury o stosunkowo niewielkiej grubości i małej gęstości pary wodnej, a więc wrażliwe na
prądy termalne. Dzięki temu stały się doskonałym wskaźnikiem zmian w atmosferze związanych
z konwekcją.
Zdjęcie jest też pretekstem do zastanowienia się, czym są ruchy konwekcyjne, co to są prądy
wznoszące i opadające, a także jak wygląda cyrkulacja powietrza w atmosferze i jakie są jej mecha-
nizmy. Uczeń wie, że strumienie prądów wstępujących potra ą wykorzystać również ptaki w locie
szybowym i dzięki temu wznosić się i unosić się w przestrzeni niewielkim kosztem energii.
Uczeń analizując układ zdjęć dostrzega, że między drugim a trzecim następuje zdarzenie za-
znaczone gra cznie jako zaćmienie Słońca, które sygnalizuje o pojawieniu się czynnika, mogącego
zaburzyć dotychczasową równowagę i znany przebieg procesu.
DZIAŁAM
Zadanie 1
Zbieram dodatkowe materiały dotyczące eksperymentu wykonanego przez M. Ostrowskiego.
Unikatowe zdjęcia zostały wykonane nad Warszawą na wysokości blisko 4000 m podczas zaćmienia
Słońca w sierpniu 1999 roku – dwa zdjęcia pochodzą sprzed zaćmienia, trzecie dokumentuje stan
w godzinę po maksymalnej fazie zaćmienia.
Dodatkowo korzystam z informacji przedstawionych na wykresie. Są to pomiary kilku pa-
rametrów (odczytuję – jakich) i rozkład ich wartości w zależności od wysokości. Zostały one
pomierzone przez sondę wypuszczoną w czasie zaćmienia z terenu Instytutu Meteorologii i Go-
spodarki Wodnej w Legionowie. Analizuję pionowy rozkład temperatury powietrza i odczytuję
warunki panujące na wysokości sfotografowanej warstwy chmur (3500-4000 m). Na tej wysokości
temperatura powietrza ma wartości ujemne, co ułatwia skraplanie się pary wodnej.
143
y
y
y
Zaćmienie Słońca nad Warszawą
W celu sprawdzenia przebiegu parowania i skraplania wody przeprowadzam prosty ekspe-
ryment.
Eksperyment I
Na szklance z gorącą wodą kładę zimny i suchy spodek szklany. Im chłodniejszy (im większa
różnica temperatury) – tym większy efekt. Zbyt duże ochłodzenie powoduje jednak kondensację
pary wodnej z atmosfery. Obserwuję, że szklany spodek pokrywa się najpierw mgiełką, a następnie
kondensują się na nim kropelki wody. Wnioskuję, że gorąca woda szybko paruje, niewidoczna
para wodna unosi się do góry i skrapla się w zetknięciu z zimnym spodkiem. Ten sam proces leży
u podłoża powstawania chmur.
Para wodna pochodząca z ogrzanej przez światło słoneczne powierzchni Ziemi i przyziem-
nych warstw atmosfery unosi się, ulega rozprężaniu, ponieważ w miarę wzrostu wysokości maleje
ciśnienie atmosferyczne. Para wodna skrapla się w zimnych warstwach atmosfery. Widoczne
chmury to skupiska bardzo małych kropelek wody unoszących się w powietrzu. Drobne kropelki
wody tworzące początkowo mgłę łączą się w większe krople i skupiają się w wyraźne struktury
chmur.
Eksperyment II
Przeprowadzam następny eksperyment w celu sprawdzenia krą-
żenia ogrzewanego powietrza.
Z kółka papieru o średnicy 4 cm wykonuję wiatraczek przez na-
cięcie go na 6 równych skrzydełek (tak jak na rysunku).
Formuję łopatki wiatraczka, zaginając skrzydełka pod niewiel-
kim kątem, wszystkie w tę samą stronę. Wiatraczek umieszczam na
zaostrzonym ołówku, pręcie lub szpilce. Pod nim ustawiam dwie małe
lampki lub świeczki i zapalam je. W miarę ogrzewania się powietrza
obserwuję coraz szybszy ruch obrotowy wiatraczka. Ruch wiatraczka
wymuszony jest lokalnym unoszeniem się ciepłego powietrza nad punktowym źródłem ciepła.
Zjawisko pionowego przenoszenia energii cieplnej nazywane jest konwekcją. W tym wypadku
mówimy o konwekcji termicznej.
144
Warszawski Tryptyk Edukacyjny
Wypiętrzenia cumulusów na drugim zdjęciu są spowodowane silniejszą lokalną konwekcją
powietrza w tych obszarach, gdzie widzimy ich kominy.
Zadanie 2
Uczeń stara się wymienić potencjalne źródła ciepła w rzeczywistej przestrzeni miasta, które
wymuszają ruch powietrza i inicjują wznoszenie się strumieni powietrza (na przykład blok cie-
płowniczy elektrociepłowni, nagrzewająca się powierzchnia ciemnego asfaltu pokrywająca plac
parkingu lub boiska; płat ciemnej gleby lub zgrupowanie bloków). Zadaniem ucznia jest znalezienie
tych obiektów na fotomapie Warszawy w rejonie swojej szkoły i wykonanie mapy potencjalnych
źródeł prądów konwekcyjnych.
biologia
.
Uczeń zna rolę i udział energii słonecznej w życiu na Ziemi (m.in. w procesie fotosyntezy); potra
wymienić inne źródła energii niezbędnej do życia (np. chemicznej, wykorzystywanej przez orga-
nizmy żyjące na dnie oceanów).
Zadaniem ucznia jest dociekanie przyczyn niespodziewanego wypłaszczenia chmur widocz-
nego na ostatnim, trzecim zdjęciu. Wyciągnięte wnioski są podstawą dokonania oceny wpływu
energii słonecznej na środowisko (więcej w
Spojrzeniu Warsa
, s. 40). Uczeń potra wskazać inne
przyczyny ograniczające stale dopływ promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi (za-
nieczyszczenie atmosfery). Nauczyciel wspólnie z uczniami wpisuje przykłady zanieczyszczeń
i źródła ich pochodzenia według tabeli.
V
Rodzaj zanieczyszczenia atmosfery
Źródło zanieczyszczenia
Zapylenie
Polne, nieutwardzone drogi
niezabezpieczone hałdy odpadów pylistych
Produkty spalania
Dymy z kominów
Wyziewy
Rozgrzany asfalt
plastyka
Zadaniem uczniów jest interdyscyplinarne
spojrzenie na chmury i rolę chmur w pejzażach malarskich, gra kach, fotogra i jako elementu
występującego samodzielnie lub będącego istotnym elementem krajobrazu. Jakie informacje o zja-
wiskach atmosferycznych można uzyskać z obrazów malarskich? W jakiej roli występują chmury
w literaturze i poezji, dawniej i współcześnie?
V
język polski
V
język polski
Na następnej stronie opis chmur w poemacie
Pan Tadeusz
Adama Mickiewicza.
145
Uczeń podsumowuje dotychczasowe wiadomości zdobyte przed i podczas lekcji i na podsta-
wie ostatniego zdjęcia omawia wpływ energii słonecznej na środowisko przyrodnicze
Zadanie 3
Na chmury, zwłaszcza na ich formy przestrzenne, można też spojrzeć poprzez emocje, wywo-
ływane odczucia i skojarzenia. Chmury są motywem lub wręcz głównym bohaterem wielu dzieł
literackich i plastycznych.
V
[ Pobierz całość w formacie PDF ]