Влияние парникового эффекта

Влияние парникового эффекта

Greenhouse Effect by PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, licensed under CC-BY-4.0 (https://phet.colorado.edu)

Тема проекта: Влияние парникового эффекта

Эта виртуальная лаборатория предназначена для использования на уроках химии по следующим темам:

  • 8 класс. Глава VI. “Парниковый эффект”.
Цель виртуальной лабораторной работы:
  • Изучить влияние парниковых газов на температуру поверхности Земли.
  • Продемонстрировать, как парниковый эффект приводит к глобальному потеплению.
  • Повысить осведомленность о потенциальных последствиях изменения климата.

Практическая часть

  1. Запустите симуляцию. Вам доступны три режима: «Волны» («Waves»), «Фотоны» («Photons») и «Слоистая модель» («Layer Model»). Выберите режим «Фотоны». Нажмите кнопку «Начать освещение солнцем» («Start Sunlight»), чтобы начать эксперимент.

  1. Вы увидите поверхность Земли, небо с облаком и непрерывный поток красных и желтых фотонов. Желтые фотоны испускаются солнцем, а красные — инфракрасные фотоны, которые излучает поверхность Земли в ответ на солнечное излучение. Вы можете увеличить количество фотонов, а также замедлить их скорость.

  1. Слева находится термометр. Нажмите на стрелку, чтобы изменить единицу измерения температуры: градусы Цельсия (°C), градусы Фаренгейта (°F) или Кельвины (K). Вы также можете отобразить или убрать термометр с экрана.

  1. Отобразите на экране индикатор энергетического баланса и измеритель потока фотонов, установив флажки в секциях «Energy balance» и «Flux Meter». Цвет стрелок соответствует цветам фотонов. Вы можете перемещать измеритель сверху вниз, чтобы измерять поток фотонов вблизи земной поверхности или атмосферы.

  1. Справа на экране находится регулятор концентрации парниковых газов. Вы можете перемещать его сверху вниз, тем самым изменяя концентрацию газов.

  1. Рядом с ползунком нажмите на значок календаря. В этом режиме отображается история изменения температуры поверхности Земли в разные периоды, начиная с Ледникового периода (Ice Age) до наших дней.

  1. Внизу экрана представлены количественные данные о концентрации парниковых газов в миллионных (ppm) и миллиардных (ppb) долях.

Виртуальный эксперимент

  1. Нажмите кнопку и перезапустите симуляцию. Запишите начальное значение термометра. Если вы заметили, красные фотоны начинают делиться только после того, как желтые фотоны достигают поверхности Земли. Соответственно, показатель термометра также начинает подниматься.

  1. Установите флажок в отделах «Energy Balance» и «Flux Meter». Установите фотонный измеритель в атмосферу. А теперь переместите ближе к земной поверхности. Какие изменения вы заметили? Опишите наблюдаемые изменения.

  1. Теперь изучите влияние парниковых газов на температуру поверхности земли. Установите концентрацию газов на нулевой уровень, переместив ползунок вниз до значения «None». Обратите внимание на шкалу термометра. Какую температуру он показывает? Как изменились стрелки на фотонном измерителе?

  1. Теперь переместите ползунок вверх до значения «Lots». Взгляните на термометр. Какие изменения произошли? Обратите внимание на красные фотоны, как бы вы описали изменение в их поведении?
  1. Сделайте выводы о проделанном опыте.

Заключение

Виртуальная симуляция «Парниковый эффект» позволяет наглядно продемонстрировать, как парниковые газы влияют на температуру поверхности Земли. С помощью симуляции ученики могут:

  • Наблюдать за потоком фотонов от солнца и инфракрасных фотонов от Земли.
  • Измерять температуру поверхности Земли при различных концентрациях парниковых газов.
  • Сравнивать температуру в разные исторические периоды.
  • Оценивать потенциальные последствия изменения климата.

Словарь терминов

Energy — Энергия — Энергия

Photons —  Фотоны — Жарық фотондары

Sunlight — Солнечный свет — Күн сәулесі

Infrared — Инфракрасный — Инфрақызыл

Greenhouse gas concentration — Концентрация парниковых газов — Жылыжай газдарының концентрациясы

Energy balance — Энергетический баланс — Энергиялық тепе-теңдік

Flux meter — Измеритель потока — Ағым өлшеуіші

Surface thermometer — Поверхностный термометр — Бетік термометр

Solar intensity — Интенсивность солнечного излучения — Күн сәулесінің қарқындылығы

Surface albedo — Альбедо поверхности — Жер бетінің альбедосы

Absorbing layers — Поглощающие слои — Сіңіру қабаттары 

Infrared absorbance — Поглощение инфракрасного излучения — Инфрақызыл сәулелердің жұтылуы