Ученики на Учителя.com


Исследовательская работа "Глубина, плотность и температура снега" 3 класс

МКОУ «Краснооктябрьская СОШ»
Каргапольского района Курганской области
Глубина, плотность и температура снега
Исследование провели
ученики 3 «В» класса
МКОУ «Краснооктябрьская СОШ»
Скворцова Ирина,
Колесников Савелий.
Руководитель
Рыжкова Лариса Григорьевна,
учитель начальных классов
МКОУ «Краснооктябрьская СОШ»
Красный Октябрь
2014
2
1
Оглавление:
1. Введение.
3
2. Цель работы.
3
3. Обзор литературы.
3
4. Методика исследования, оборудование и материалы.
4-5
5. Результаты исследования.
5-9
6. Заключение.
10
7. Литература.
10
8. Приложение 11-17
3
Введение
Вы, наверное, слышали, что снег согревает землю. От этого зимой зависит
благополучие живущих в почве организмов, а весной – скорость пробуждения и роста
полевых растений и природных экосистем. Выясним, где и как он сберегает тепло? Как
изменяется снег?
Цель работы: Выяснить, как изменяется плотность и температура снега в разных слоях.
Задачи:
1. Составить план местности, а по нему сделать снегосъёмку.
2. Сравнить температуру в разных слоях снега в разное время.
3. Составить словесный портрет снега.
4. Сравнить плотность снега в феврале и марте.
5. Разместить результаты на сайте ГлобалЛаб.
Методы исследований:
- работа с литературой;
- личные наблюдения, измерения;
- сравнение результатов.
Обзор литературы
Работая над нашей темой мы изучили статью С.Н. Ловягина на сайте Глобальной
школьной лаборатории – ГлобалЛаб [1] Снежинки – это кристаллики льда разной формы.
Учёные, десятилетиями фотографировали снежинки, утверждают, что их форма почти
никогда не повторяется. Мы изучили международную классификацию снежинок [6]. Теперь
мы знаем, как правильно рассматривать снежинку. Рассматривая снежинки, мы надевали
маску на лицо, чтобы своим дыханием не повредить снежинку. Ловили снежинки на
холодный металлический предмет. Мы дали названия своим снежинкам по классификации
(пластинка, звезда, столбик), а снежинки в толще снега (неправильный кристалл, снежная
крупа) [6]. Снежинки даже на морозе могут постепенно превращаться в пар. Снежинки
испаряются даже в толще снега.
Снегопады могут сделать дороги и железнодорожные пути непроезжими. Мы
обсудили задания и предложили, что использовать рельеф местности можно при
проектировании дорог. Дороги лучше строить на возвышенностях, в таких участках ветер
поможет расчистить дорогу. Деревья и кустарники также могут защитить дорогу от заносов.
Дорожники принимают меры, чтобы уменьшить засыпание снегом транспортных путей, на
этапе проектирования дорог, и на этапе эксплуатации.
4
Оборудование и материалы
• Снегомерная рейка — прочный деревянный брусок 4х4 см и длиной 150 см,
заострённый с одной стороны и размеченный несмываемым маркером через каждые 5
см.
• Лопата для копания снега.
• Литровая мерная кружка.
• Сосуд для измерения объёма жидкости.
• Плоский совок или твердая пластинка из жести или крепкой пластмассы размером
10х10 см для вырезания снежных кубиков.
• Ведра для оттаивания снега.
• Твёрдый метр или рулетка.
• Термометр цилиндрической формы (спиртовой или цифровой датчик).
• Палочка для проминания снега, по толщине равная термометру или чуть толще (ею
вы будете проминать ямку в снегу, чтобы не сломать термометр).
• Зонтик.
Методика исследования
Для проведения исследовательской работы мы использовали методику, предложенную на
сайте ГлобалЛаб [2].
Место измерений
Исследование проводится на участке размером не менее 10х10 м, на котором снег не утоптан
и на который не сваливали снег с дорожек.
Ход наблюдения
А) Снегосъёмка
Отметьте и пронумеруйте на плане опытного участка (места, где вы измеряете толщину
снежного покрова). Вонзите рейку в снег, чтобы она достала до земли в каждом отмеченном
на плане месте. Запишите результаты в бланк.
Б) Составление словесного портрета снега
Какими словами можно описать каждый из слоёв снега? (Варианты: пушистый, плотный,
слежавшийся, рассыпчатый, ноздреватый, колючий, сухой, мокрый, сырой, рыхлый,
пескообразный, зернистый, мучнистый). Сверху снег может быть покрыт настом –
образовавшейся в оттепель коркой льда. Погребённый наст может оказаться и в толще снега.
В) Измерение температуры снега на разной глубине
Выройте яму в снегу размером 1х1 м. Выбранный из ямы снег отбрасывайте в сторону,
чтобы передняя стенка ямы была ровной и отвесной, и на поверхность снега за этой стенкой
не попадал снег, выброшенный вами из ямы. Отметьте на стенке границы между слоями
мощностью по 10 см; это можно сделать, например, втыкая в снег спички. Промните
5
посредине каждого слоя горизонтальный канал для вкладывания термометра. Измерьте
температуру снега в каждом слое, удерживая термометр в снегу в течение 3 минут.
Г) Измерение плотности снега
Совком или пластинкой вырежьте сверху вниз по снежному кирпичу размером 10х10х10 см.
Впишите в бланк описание этого снега, используя шаблон словесного портрета, и положите
снег в ведро или другую ёмкость. Если в каких-то слоях снег сыпучий, отмеряйте его мерной
кружкой так, чтобы каждый образец занимал 1 литр. В результате у вас должно оказаться
несколько сосудов со снегом из разных слоёв. Поставьте эти сосуды в отапливаемом
помещении (не забудьте пометить, из какого слоя снег в каждом сосуде). Когда снег растает,
измерьте объём талой воды из каждого сосуда в мерной кружке, а результаты запишите в
бланк.
Результаты исследования
Свои измерения мы проводили трижды. В феврале 2013 года изучали глубину снега. 5
февраля и 12 марта 2014 года провели снегосъёмку, измерили глубину снега, температуру и
плотность снега, описали и измерили снежинки. Заполнили по материалам исследования
бланки для сайта ГлобалЛаб. Эти измерения нам нужны, чтобы сравнить свои результаты
исследования с результатами других участников проекта в ГлобалЛаб.
1. Снегосъёмка
Измерение глубины снега мы проводили в феврале 2013 года и в феврале-марте 2014
года. Для проведения исследования мы выбрали участок на школьном дворе в цветнике
возле здания школы. План участка мы нарисовали заранее, слева на плане спортивная
площадка, справа дорожка (рис. 1). Отметили галочкой участки, на которых измеряли
глубину снега. Измерения проводили 5 февраля на 4 и 5 уроке первой смены.
З С
34см
37см
40см
35см
38см
32см
6
Ю В
Рисунок 1. Схема исследуемого участка.
Семь ребят нашего класса выполняли эту работу. Сначала мы на снегу отметили
колышками квадрат 10х10 метров, а потом отсчитывали по мерной линейке нужные
квадраты по плану. Две девочки держали ленту, а третья выполняла измерения (рис. 2).
Рисунок 2. Проведение замеров на участке
Изучив результаты измерений, проведенных в феврале 2014 года (рис. 1), мы
заметили, что самая большая глубина снега - 40 см оказалась в небольшой ямке, а самая
маленькая глубина снега 32 см оказалась на клумбе. Сложив все результаты, мы разделили
сумму на количество измерений и вычислили среднюю глубину снега 36 см. Сравнив наши
измерения с 2013 годом (63 – 75 см), мы пришли к выводу, что в 2014 году снега выпало в
два раза меньше. Измерения, которые мы провели в марте, показали, что наибольшая
глубина снега на площадке (см) – 45 см, наименьшая глубина снега на площадке (см) – 34 см,
средняя глубина снега на площадке (см) – 37, 5 см.
Снегопады в феврале были обильными, с 5 февраля 2014 года по 12 марта 2014 года
тринадцать дней шел снег. Почему же глубина снега почти не изменилась? Это объяснить
можно тем, что снег таял, а потом выпал снова. Чтобы проверить свою догадку, мы спросили
учителя географии, где можно узнать, какой была погода в феврале и марте? Нам дали адрес
сайта «Погода и климат. Курган». С помощью Рыжковой Ларисы Григорьевны из данных
Архива погоды мы узнали, что 16 по 20 февраля, 25-28 февраля, 1,6,8,9,10 марта было
необычно тепло. Днем температура поднималась в феврале до +1,5°С, в марте до +2,5°С.
Снег стал быстро таять. Поэтому разница в средней глубине снега февраля и марта
оказалась всего 1,5 см.
2. Сравнение температуры в разных слоях снега в разное время
Для изучения температуры в разных слоях снега мы выкопали яму в снегу
размером 1х1 м. Выбранный из ямы снег отбрасывали в сторону, чтобы передняя стенка ямы
была ровной и отвесной, и на поверхность снега за этой стенке не попадал снег,
выброшенный нами из ямы (рис.3).
7
Рисунок 3. Изучение слоев снега
Рисунок 4. Измерение температуры снега
Отметили на стенке границы между слоями мощностью по 10 см; это мы сделали при
помощи спичек. Промяли посредине каждого слоя горизонтальный канал для вкладывания
термометра (рис. 4). Измерили температуру снега в каждом слое, удерживая термометр в
снегу в течение 3 минут. Полученные в феврале и марте 2014 года измерения записали в
таблицу1.
Таблица 1
Температура снега в разных слоях, °С
Глубина слоя, см
Февраль 2014 года
Март 2014 года
0-10
- 11°С
- 2°С
10-20
- 11°С
0°С
20-30
- 10°С
0°С
30-40
- 9°С
нет
Можно сделать вывод, чем глубже слой, тем теплее снег.
3. Составление словесного портрета снега
Признаком присутствия влаги в снеге может быть его температура около 0°C. Такой
снег называется влажным. При температуре ниже 0°C снег называют холодным. Наиболее
нагретым является снег не на поверхности, а на небольшой глубине. На какой именно –
зависит от многих причин, но эта глубина изменяется в течение суток.
Наши измерения показали, что самый нагретый слой снега около земли.
Мы совочком срезали каждый слой снега и рассматривали его.
Слой 0 – 10 см – сухой, когда мы размяли комок, он рассыпался на льдинки, от половины до
одного миллиметра, пушистый.
Слой 10 – 20 см – сухой, рассыпчатый, мягкий, от половины до одного миллиметра.
Слой 20 – 30 см – сухой, зернистый, слежавшийся, от одного до двух миллиметров.
Слой 30 – 40 см – сухой, колючий, твёрдыми комочками, слежавшийся, от одного до двух
миллиметров.
А в марте этого же года в верхнем слое снег был сырой, а в среднем и нижнем – сухой.
При этом в верхнем слое снег был слежавшимся и липким, там же мы обнаружили слой
наста, которого в феврале не было. Мы думаем, что наст образовался, когда днем снег на
солнце таял, а ночью снова замерзал. Наста в других слоях снега мы не обнаружили, этой
зимой не было значительных оттепелей. В нижнем слое снег стал рассыпчатым (в феврале он
был слежавшимся). Величина снежных частиц не изменилась 1-2 мм.
8
4. Сравнение плотности снега в феврале и марте
Для измерения плотности снега мы приготовили литровую банку и ведёрки для сбора
снега, каждое ведёрко подписали. После описания снега, насыпали в литровую баночку, не
уплотняя, так мы заполнили 4 ведёрка. Эти ведёрки мы закрыли и оставили в шкафу таять
(рис.5).
Рисунок 5. Измерение плотности снега
На следующий день мы измерили при помощи мерной кружки массу талой воды из
пробы. Полученные данные записали в таблицу 2.
Таблица 2
Измерение плотности снега из разных слоев, масса талой воды из 1 литра снега, г
Слой (сверху вниз)
Масса талой воды в феврале
Масса талой воды в марте
0-10см
120 г
310 г
10-20см
180 г
340 г
20-30см
245 г
350 г
30 -40см
260 г
Плотность снега зависит не только от температуры воздуха и почвы, но и от
процессов которые происходят в толще снега. В толще снега кристаллы льда превращаются
в пар, пар свободно перемещается в просветах между кристаллами, а затем он оседает на
поверхности кристаллов. В тех слоях, где температура выше, больше молекул воды
переходит изо льда в пар, чем в тех слоях, где температура ниже. Выпавший свежий снег
быстро разрушается, часть снега сразу превращается в пар.
Наши измерения доказали, что чем ниже слой, тем снег более плотный, а верхние
слои менее плотные. В феврале плотность нижнего слоя снега была 260 г/л, а верхнего слоя –
120 г/л, в два раза меньше, чем верхнего. А весенний снег больше пропитан водой, он
9
плотнее. В марте верхний слой снега дал 310 г воды (на 190 г больше, чем в феврале),
нижний слой – 350 г (на 100 г больше, чем в феврале). Изменение плотности снега хорошо
видно на диаграмме (рис. 6):
120
180
245
260
310
340
350
0
50
100
150
200
250
300
350
февраль март
0 - 10 см 10-20 см 20-30 см 30-40 см
Рисунок 6. Плотность снега на разной глубине (февраль и март 2014 года)
К марту плотность снега во всех слоях увеличилась, особенно увеличилась плотность
верхнего слоя. Он слежался, превратился в наст, в некоторых местах снег выдерживал вес
наших ребят.
5. Размещение результатов на сайте ГлобалЛаб
Все результаты мы заносили в бланки, которые предложил автор проекта на ГлобалЛаб
(Приложения 1 и 2). Результаты исследований мы внесли на специальную страницу на сайте
ГлобалЛаб [3]. На этой странице на картах, диаграммах и в фотогалерее можно увидеть
результаты всех участников проекта (Приложение 3). В проекте «Глубина, плотность и
температура снега. Февральский стоп-кадр» участвовали ребята из Мурманска, Томска,
Казани и Тамбовской области. Больше всего снега выпало в Казани, меньше всего в
Тамбовской области. Ребята из других школ проводили исследование в марте, поэтому мы
для сравнения взяли свои измерения за март.
В день исследования в Курганской области было холоднее, чем у других участников
проекта (рис. 7 в приложении 3) . Мы сравнили температуру воздуха и температуру верхнего
слоя снега у других ребят. У нас получилась такая таблица (таблица 3):
Таблица 3
Взаимосвязь температуры воздуха и температуры верхнего слоя снега
Температура воздуха, °С
-10
-8
0
+3
Температура снега, °С
-6
-2
-2,5
-2
По таблице мы сделали вывод, чем холоднее температура воздуха, тем холоднее снег.
Плотность снега на нашем участке была в 6 раз меньше, чем у ребят из Казани, Тамбовской и
Липецкой области (рис. 9 в приложении 3). Описывая снег, все ребята отметили, что снег
сухой, не липнет (рис. 10 в приложении 3). Только в Курганской и Томской области верхний
слой был пушистым. У остальных ребят – ноздреватым или сыпучим. Наверное, это
произошло потому, что накануне у нас прошел снег (рис. 11 в приложении 3).
10
Мы посмотрели фотографии, которые разместили в фотогалерее другие ребята, и нашли свои
фотографии (рисунки 12-15 в приложении 3).
Заключение
Выполняя наш проект, мы научились делать снегосъёмку. Сравнив наши измерения с
2013 годом, мы пришли к выводу, что в 2014 году снега выпало в два раза меньше.
Изучая температуру в разных слоях снега в разное время, мы пришли к выводу, чем
глубже слой снега, тем он теплее.
Составляя словесный портрет снега, мы сделали вывод, что наиболее нагретым
является снег не на поверхности, а на небольшой глубине. На какой именно – зависит от
многих причин, но эта глубина изменяется в течение суток.
Наши измерения показали, что самый теплый слой около земли. Плотность снега зависит
не только от температуры воздуха и почвы, но и от процессов которые происходят в толще
снега.
К марту плотность снега во всех слоях увеличилась, особенно увеличилась плотность
верхнего слоя.
По результатам исследования мы заполнили два бланка, и разместили свою работу на
сайте ГлобалЛаб, это подтверждают скриншоты со страниц сайта.
Литература
1. Глобальная школьная лаборатория. Проект «Глубина, плотность и температура снега»
https://globallab.org/ru/project/cover/9503e769-9a34-44b7-8f59-54ae8d044348.ru.html
2. Глобальная школьная лаборатория. Проект «Глубина, плотность и температура снега».
Методика проекта https://globallab.org/ru/project/inquiry/9503e769-9a34-44b7-8f59-
54ae8d044348.ru.html
3. Глобальная школьная лаборатория. Проект «Глубина, плотность и температура снега».
Результаты проекта https://globallab.org/ru/project/results/9503e769-9a34-44b7-8f59-
54ae8d044348.ru.html
4. Дюнин А.К. В царстве снега. – М.: Наука, 1983
5. Погода и климат. Курган
http://www.pogodaiklimat.ru/weather.php?id=28661&bday=6&fday=28&amonth=2&ayear=2014
6. Глобальная школьная лаборатория. Проект «Глубина, плотность и температура снега»,
«Медиатека», Презентация «Как задержать снег»
https://globallab.org/ru/project/media/8c002565-82c4-4e0a-a965-fe614d7bee4c.ru.html#close
11
Приложение
Приложение 1
Бланк исследований (февраль 2014 г)
Класс 3 «В» МКОУ Краснооктябрьская СОШ пос. Красный Октябрь
Дата 5 февраля 2014г.
Составили описание
Колесников Савелий, Скворцова Ирина, Лапин Илья
Точка на плане №
Глубина снега (см)
1
34
2
37
3
40
4
35
5
38
6
32
7
9
Погода в день снегосъёмки
Осадки (дождь, снег, мокрый снег) - нет осадков
Характер облачности (сплошная, переменная, незначительная, отсутствует) -
переменная
Направление ветра – Ю
Температура воздуха - 16 °C (на высоте 150 см в тени)
Наибольшая глубина снега на площадке (см) - 40
Наименьшая глубина снега на площадке (см) – 32
Разница между наибольшей и наименьшей глубиной- 8см
Средняя глубина снега на площадке (см) – 36 см
Словесный портрет снега, плотность снега в разных слоях.
Слой
(cверху
вниз)
Масса
талой
воды из
пробы(г)
Наличие
корки в
слое +/-
t°C
Влаж-
ность
снега
Если снег
рассыпается,
каков размер
(меньше
0,5мм, от
0,5 до 1 мм,
от 1 до 2 мм)
Другие характеристики
(пушистый, колючий,
ноздреватый, сыпучий и т.д.)
0-10см
120 г
-
-11
сухой
от 0,5 до 1
пушистый
12
мм
10-20см
180 г
-
-11
сухой
от 0,5 до 1мм
рассыпчатый, мягкий
20-30см
245 г
-
-10
сухой
от 1 до 2 мм
зернистый, слежавшийся
30 -
40см
260 г
-
-9
сухой
от 1 до 2 мм
Комочками, слежавшийся
Приложение 2
Бланк исследований (март 2014 г)
Класс 3 «В» МКОУ Краснооктябрьская СОШ пос. Красный Октябрь
Дата 12 марта 2014г.
Составили описание
Колесников Савелий, Скворцова Ирина, Петухов Дима, Соколовский Артём.
Точка на плане №
Глубина снега (см)
1
34
2
40
3
35
4
35
5
37
6
36
7
38
9
45
Погода в день снегосъёмки
Осадки (дождь, снег, мокрый снег) - нет осадков
Характер облачности (сплошная, переменная, незначительная, отсутствует) - ясно
Направление ветра – ЮЗ
Температура воздуха +3 °C (на высоте 150 см в тени)
Наибольшая глубина снега на площадке (см) - 45
Наименьшая глубина снега на площадке (см) – 34
Разница между наибольшей и наименьшей глубиной- 11см
Средняя глубина снега на площадке (см) – 37, 5 см
Словесный портрет снега, плотность снега в разных слоях.
Слой
(cверху
вниз)
Масса
талой
воды из
пробы(г)
Наличие
корки в
слое +/-
t°C
Влаж-
ность
снега
Если снег
рассыпается,
каков размер
(меньше
0,5мм, от
0,5 до 1 мм,
от 1 до 2 мм)
Другие характеристики
(пушистый, колючий,
ноздреватый, сыпучий и т.д.)
0-10см
310 г
+
- 2
сырой
от 1 до 2 мм
слежавшийся, липкий, наст
10-20см
340 г
-
0
сухой
от 1 до 2 мм
колючий
20-30см
350 г
-
0
сухой
от 1 до 2 мм
зернистый, рассыпчатый
13
Приложение 3
Скриншоты страниц с сайта ГлобалЛаб.
Проект «Глубина, плотность и температура снега» Февральский стоп-кадр
Рисунок 7. Температура воздуха в день исследования
Рисунок 8. Температура снега на глубине 10 см
14
Рисунок 9. Плотность снега на глубине 10 см
Рисунок 10. Характеристика снега
15
Рисунок 11. Характеристика слоя снега
Рисунок 12. Фотографии ям в снегу, выполненные участниками проекта
16
Рисунок 13. Наша фотография ямы для изучения слоев снега
Рисунок 14. Фотографии участков, где проводились исследования всех участников проекта
17
Рисунок 15. Фотография нашего участка и девочек, которые проводили исследование
Скачать материал

Окружающий мир - еще материалы к урокам: