Сочинение на тему Изучение поверхностного здоровья в атмосфере Земли

Процедура:

В лаборатории было пять частей, каждый эксперимент проводился небольшой группой студентов, которые собирали материалы, надевали все необходимое защитное снаряжение (а именно теплозащитные перчатки) и проводили эксперимент, записывая послушные подробные результаты и делать умные выводы.

В первом эксперименте студенты поместили сферический объект, предназначенный для представления Земли, и поместили его перед лампой, вставив термометры на каждом полюсе и на экваторе. Эти студенты проверили характеристику широты, также известную как количество прямых солнечных лучей, и определили, что эта характеристика является одной из определяющих из температуры места и, соответственно, климата. Во втором эксперименте студенты нагревали две пробирки, одну заполненную водой, а другую песком, записывая скорость, с которой каждая из них остывала. Эти студенты проверили характеристику способности поверхности удерживать тепло, известное также как поглощающие свойства, и определили, что вода с ее высокой удельной теплоемкостью удерживает больше тепла, чем вода, что делает ее температуру намного труднее изменять, в отличие от земли, представленной. у песка. В третьем эксперименте ученики наполнили две кастрюли, одну водой и одну песком, записывая скорость нагрева каждого из них. Эти ученики, как и в предыдущем эксперименте, проверили способность поверхности изменять температуру, непосредственно связанную с высокой удельной теплоемкостью воды. В четвертом эксперименте ученики наполнили две сковороды, одну сухой ненасыщенным песком, а другую влажным насыщенным песком, записав скорость нагрева каждого из них. Эти студенты проверили характеристику влияния на скорость нагрева в непосредственной близости от океанов, и было обнаружено, что внутренние районы нагреваются намного быстрее, чем прибрежные районы, в очередной раз из-за высокой удельной теплоемкости воды. В пятом и последнем эксперименте учащиеся наполнили две кастрюли, одна из которых была светлой песком, а другая – темным песком, записывая скорость нагрева каждого из них. Эти студенты проверили характеристику отражающих свойств поверхностей в отношении того, сколько тепла они поглощают, и обнаружили, что области с высокой склонностью к отражению света, такие как лед и снег, нагреваются гораздо медленнее, чем поверхность с высоким тенденция поглощать свет, например, асфальт.

Обсуждение

Есть много факторов, которые влияют на температуру планеты. Процент тепла, отраженного от планеты (альбедо), степень влияния парникового эффекта на эту конкретную планету (изоляция;), количество прямого солнечного света (с учетом эксцентриситета орбиты), количество излучения, определяемое проводимостью / эффективностью или количество озона, толщина атмосферы планеты, ее отсутствие (если атмосферы нет, то ничто не мешает удару тепла от поверхности и удаляется так же быстро, как Луна, которая получает на треть больше тепла, чем Земля в течение дня, но теряет все это в течение ночи, в то время как Земля, благодаря парниковому эффекту, сохраняет значительную часть тепла, которое она получает), эффективность ветров, циркулирующих тепло, и сдерживание экстремальных температур (оба основаны на толщине атмосферы), все решающие факторы для температуры планеты. Температура Земли, после всех этих аспектов, глядя на общую картину, называется эффектом Златовласки, не слишком горячим, как Венера, и не слишком холодным, как Марс.

Рисунок 1: Инфракрасная карта температур на планете Земля

Используя инфракрасную карту, самые горячие температуры находятся на экваторе (0 градусов широты), так как это место на Земле, которое получает самый прямой солнечный свет (экватор представляет собой небольшую выпуклость на Земле). Самые холодные температуры в середине Южного полюса, Антарктида. Оба полюса очень холодные, потому что они получают намного меньше излучения от солнца, чем остальная часть Земли, и, кроме того, ярко-белая поверхность льда отражает большую часть солнечного света, который достигает полярных регионов. Однако Южный полюс / Антарктида холоднее, чем Северный полюс, потому что толстый ледяной покров Южного полюса поднимает его на полторы мили над уровнем моря, а под ним – континент. Высота влияет на температуру, делая окружающие районы более холодными (причина того, что в горах снег и очень холодно). Кроме того, Северный Ледовитый океан вокруг и на Северном полюсе задерживает тепло из атмосферы летом, нагревая его зимой. Этот логический вывод подтверждается первым экспериментом в лаборатории (Широта-Северный полюс до Боготы), который обнаружил, что широта действительно влияет на температуру, и, более конкретно, что у экваторов была самая высокая температура, и что у полюсов была самая низкая, с Южный полюс имеет возрастающую разницу в меньшей температуре.

Все места на суше на одной и той же широте не обязательно имеют одинаковую температуру, что показано (на инфракрасной карте) тем, что западная Мексика и Нижняя Калифорния имеют более высокую температуру, чем земля к востоку от нее, на одной широте , Хотя количество прямого солнечного света, получаемого прямо пропорционально уменьшению широты, все земли на одной широте не все имеют одинаковую температуру. Это выявлено в четвертом и пятом экспериментах в лаборатории («Нагрев сухого песка в сравнении с подогревом влажного песчано-миртового пляжа» и «Нагревание песков разной окраски – пустыня Калахари, соответственно)», где было установлено, что влажный песок (представляющий прибрежный области вдоль берега) нагреваются гораздо медленнее, чем сухой песок (представляющий внутренние районы), опять же из-за высокой удельной теплоемкости воды. Примером этого на инфракрасной карте является северная Австралия, где внутренние районы имели более высокую температуру, чем прибрежные районы. Эксперименты также обнаружили, что легкий песок (представляющий поверхности, такие как снег, который отражает много света) нагревается с гораздо меньшей скоростью, чем темный песок (представляющий все поверхности, которые не отражают много света), потому что легкий песок отражал подавляющее большинство, если свет во время темный песок поглощал большую часть света, нагревая темный песок. Примером этого на инфракрасной карте является то, как полюса (особенно Антарктида, см. Первый абзац обсуждения) намного, намного холоднее, чем такая область, как Аравийский полуостров. Хотя разница в широте играет важную роль, она не учитывает существенного расхождения температур. Это связано с отражающими свойствами или их отсутствием на поверхностях вышеупомянутых участков земли.

Используя инфракрасную карту, континенты и океаны по-разному нагреваются и охлаждаются. Континенты нагреваются быстрее (потому что их состав минералов, металлов и тому подобное имеет меньшую удельную теплоемкость, чем океанская вода) и быстрее остывают (поскольку вода удерживает тепло больше, требуется больше энергии, чтобы поднять ее на один градус в температура, и уменьшить его на один градус температуры). Континенты жарче летом и прохладнее зимой, чем океаны. Например, на инфракрасной карте земля в западной части Мексики и Нижней Калифорнии, Северной Африке и Сахаре, на Аравийском полуострове, в Индии и на севере Австралии теплее, чем окружающие океаны, как показано цветным ключом. Этот вывод был подтвержден вторым и третьим экспериментами в лаборатории («Охлаждение воды» и «Песчаные Багамы» и «Подогрев воды» и «Песчано-Таити» соответственно), которые обнаружили, что вода из-за своих высоких / низких удельных теплот нагревается и охлаждается медленнее, чем песок (вода точно представляет океаны, а песок – континенты).

Эксперименты в целом показали, что в n-области имеется очень много факторов (как указано в кратком изложении в цели, гипотезе, процедуре и в предыдущем разделе обсуждения). В частности, статистика скорости изменения для разных веществ в разных условиях оказалась весьма интригующей. В первом эксперименте скорость изменения составляла 25% для северного и южного полюсов и 133% для экватора, что доказывает, что широта влияет на температуру Земли так, что чем дальше от экватора, тем холоднее она, как правило, из-за количества прямых солнечных лучей. Во втором эксперименте скорость изменения составляла -2,92 ° F / 12 минут для песка и -2,33 ° F / 12 минут для воды, а в третьем эксперименте 0,67 ° C / минуту для песка и 0,5 ° C /. минута для воды, доказывающая, что континенты и океаны по-разному нагреваются и охлаждаются из-за высокой удельной теплоемкости воды, что делает ее устойчивой к перепадам температуры, намного больше, чем суша. Для четвертого эксперимента скорость изменения составляла 0,98583333333 ° C / мин для сухого ненасыщенного песка и 0,375 ° C / мин для мокрого, насыщенного песка, доказывая, что прибрежные районы нагреваются медленнее, чем внутренние районы, один раз снова из-за высокой удельной теплоемкости воды. В пятом и последнем эксперименте скорость изменения составляла 2,4166 ° C / мин для темного песка и 0,5 ° C / мин для светлого песка, что доказывает, что отражающие / поглощающие свойства поверхности также играют основную роль в быстроте скорости он нагревается.

Было много источников ошибок, но по большей части они были учтены, и были предложены идеи по устранению этих несоответствий в данных и процедуре эксперимента (источники абзацев приведены в абзаце втором и предложены растворы). Некоторые факторы, определяющие температуру области, оказались более решающими, чем другие (в частности, количество прямых солнечных лучей), но все они были учтены в окончательных выводах групп, и в целом эта лаборатория действительно способствовала знаниям участвующих студентов о предмет под рукой.

Вывод:

Цель лаборатории была достигнута. Все участники лаборатории обнаружили, сравнили и проанализировали различные факторы температуры Земли, а также углубили свои знания об атмосфере Земли, климате и общем понимании науки в целом. Гипотеза была принята, потому что факторы, как ранее предсказывалось в гипотезе, которые влияют на температуру места (например, высоту), оказались правдивыми.

Некоторые способы сделать лабораторию более надежной – точные измерительные приборы (для точного измерения расстояния до ламп), автоматические показания термометра в определенное время (чтобы исключить человеческую ошибку из уравнений), система обработки камней в песок перед экспериментом (чтобы убрать нежелательный вес, который может нарушить результаты эксперимента), способ учета веса и / или температуры воды и / или других материалов для лаборатории перед началом эксперимента (чтобы максимизировать количество неучтенных переменных) и, наконец, способ измерить вес песка, превышающий одну десятую грамма (предел предоставленных весов).

В этой лаборатории и включенных в нее экспериментах участники обнаружили, сравнили и проанализировали различные факторы температуры Земли и развили свои знания об атмосфере Земли, климате и общем понимании науки в целом.