XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Школьный прогноз погоды

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Юрковец В.П. 1Козырь Э.И. 1

---

1СШ №1 имени Героя Светского союза П.А. Кривоноса города Кличева

Ольшевская А.В. 1

---

1СШ №1 имени Героя Советского Союза П.А. Кривоноса г. Кличева

Работа в формате PDF

2.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Два года назад мы со своей учительницей запустили в Instagram (социальная сеть, признанная экстремистской и запрещенной на территории России, заблокирована РКН) аккаунте нашей школы рубрику «Школьный прогноз погоды». Рубрика выходила каждый будний день в семь часов утра. В ней мы рассказывали, какая погода ожидается на сегодня в городе Кличеве. Неожиданно для нас она стала весьма популярной и собирала по 600-700 просмотров в день.

Для нашего «Школьного прогноза погоды» мы использовали данные, взятые на сайте Gismeteo.by.

Нам стало интересно, как же составляется прогноз погоды. С этим вопросом мы обратились к нашему учителю, и она предложила нам посетить метеорологическую станцию, которая функционирует в нашем городе.

После этой экскурсии мы решили создать свой метеорологический пункт и расположить его на школьном дворе, для того, чтобы в нашей рубрике использовать собственные полученные данные для описания погоды.

Гипотеза: Возможно создать собственную метеорологическую станцию из подручных средств, которая будет описывать и прогнозировать погоду на данной местности.

Цель: - создать метеорологическую станцию, используя подручные средства;

- описывать и прогнозировать с ее помощью погоду на территории нашего города.

Исходя из цели были поставлены следующие задачи:

- создать метеорологические приборы из подручных средств;

- определить точность наших приборов;

- определить, можно ли их использовать для описания и прогнозирования погоды.

Объект исследования: метеорологическая станция из подручных средств.

Предмет исследования: создание метеорологических приборов из подручных средств и определение их точности.

В ходе работы мы использовали следующие методы исследования:

- изучение литературы;

- поиск информации в Интернете;

- наблюдение и сравнение.

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

1.1 Возникновение метеорологической станции

С древнейших времен человек с особым интересом наблюдал за погодными явлениями, которые происходили в природе. Со временем он стал замечать, что некоторые из них повторяются при одинаковых обстоятельствах. Он стал их запоминать. Так и появились народные приметы. Несмотря на изменения климата, некоторыми из них мы пользуемся до сих пор.

В Средние века с развитием судоходства одних примет стало недостаточно. Люди стали нуждаться в прогнозе погоды. Это и привело к возникновению метеорологических станций.

Первая метеорологическая станция была создана в Италии в 1654 году сразу после изобретения термометра и ртутного барометра.

1.2 Кличевская метеорологическая станция №29

А на территории Беларуси первая станция появилась 213 лет назад в городе Могилеве. На сегодняшний день в нашей стране их 56. Для удобства метеостанции разделены по областям и каждая из них имеет свой порядковый номер.

Метеорологическая станция нашего города носит порядковый 29. Расположена она на северо-западной окраине Кличева на открытом ровном месте и работает по программе станций второго разряда (рисунок 1.1). В состав станции входит метеорологическая площадка, где находится большинство приборов. Это приборы для измерения направления и скорости ветра, осадкомер, почвенные термометры, а также психометрическая будка с термометрами, гигрометрами и другими приборами. В служебном здании ведется обработка наблюдений, а также находятся барометры, регистрирующие части дистанционных приборов, переносные приборы. Наблюдения проводят каждые три часа. Полученные данные передаются в государственную сеть наблюдений Белгидромет.

Рисунок 1.1 – Кличевская метеоролгическая станция №29

Сотрудники Кличевской метеорологической станции №29 познакомили нас с оборудованием, которое они используют, чтобы наблюдать за погодой и ее изменениями. А также рассказали о принципах их работы.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Мы решили создать для своего метеопункта следующие приборы: барометр, гигрометр, дождемер, флюгель, анемометр и термометр.

2.1 Барометр

Барометр – это прибор для измерения атмосферного давления.

Нам рассказали, что нормальное атмосферное давление – это давление воздуха, которое человек не ощущает. Потому что оно уравновешивается его внутренним давлением. За нормальное атмосферное на территории нашей страны давление принято считать величину в 740 миллиметров ртутного столба. Если атмосферное давление ниже этого значения, то ожидаются осадки. А если выше – погода будет ясная.

За основу барометра мы взяли пол-литровую банку стеклянную банку и воздушный шарик. Срезали часть шарика с отверстием для надувания и надели оставшуюся часть на горлышко банки. Закрепили шарик канцелярской резинкой, чтобы воздух из банки не выходил. Потом, чуть-чуть отступив от середины горлышка банки, мы приклеили на шарик трубочку для сока с помощью скотча. Это стрелка нашего прибора. Лист картона сложили пополам и установили его рядом с банкой. Это шкала нашего барометра (рисунок 2.1). Нанесли на шкалу отметку положения трубочки. Будем считать, что это нормальное атмосферное давление. Потому что внутри банки находится тот же воздух, что и в кабинете. Если на улице будет повышенное атмосферное давление, то шарик будет прогибаться внутрь, а стрелка подниматься вверх. Потому что давление воздуха на улице больше, чем в банке. Если атмосферное давление будет пониженным, то давление воздуха в банке будет больше, чем на улице. Значит шарик будет выгибаться, а стрелка опускаться.

Рисунок 2.1 – Барометр школьного метеопункта

2.2 Гигрометр

Гигрометр –это прибор, который измеряет влажность воздуха.

В качестве гигрометра мы решили использовать обыкновенную еловую шишку. На уроках биологии нам рассказывали, что когда на улице сухо, то шишка раскрывается. А когда сыро и влажно – закрывается.

С помощью лески мы повесили шишку на гвоздь, чтобы наблюдать за ее изменениями (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Гигрометр школьного метеопункта

2.3 Дождемер

Дождемер – это прибор, который определяет количество выпавших осадков.

Мы решили сделать дождемер из стеклянной банки и обрезанной литровой пластиковой бутылки. Из бутылки мы получили воронку, которая будет собирать выпавшие осадки в банку. На экскурсии нам рассказали, что количество выпавших за сутки осадков измеряется в миллиметрах. Поэтому к банке на двухсторонний скотч мы приклеили бумажную миллиметровую линейку (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 – Дождемер школьного метеопункта

2.4 Флюгель

Флюгель – это прибор, определяющий направление ветра.

У флюгеля два конца. Один узкий, в виде стрелки, который вращается и показывает направление ветра. Второй – более широкий. Он разворачивается в противоположную сторону.

Из картона мы вырезали одну стрелку шириной и длиной по 5 сантиметров, а другую шириной 5 сантиметров и длиной 2 сантиметра. В трубочке для сока с обоих ее концов сделали надрезы по 1 сантиметру и вставили наши стрелки. Простой карандаш с ластиком и трубочку соединили швейной булавкой. Для того, чтобы определить направление, мы вырезали из картона круг и нанесли на него 4 отметки: «север», «юг», «восток» и «запад». С помощью компаса повернули круг так, чтобы направление «юг» на нем и на компасе совпали (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 – Флюгель школьного метеопункта

2.5 Анемометр

Анемометр – это прибор для измерения скорости ветра.

Для создания анемометра нам понадобились четыре пластиковых стаканчика, один из которых мы обмотали черной изолентой. Из тонкого картона нами были сделаны две трубочки длиной 40 сантиметров. В обрезанной пластиковой бутылке мы сделали четыре отверстия и вставили туда трубочки. Их середины склеили, а потом соединили швейной булавкой с карандашом, имеющим на конце ластик. Далее мы сделали в каждом стаканчике надрез в одинаковом положении и вставили трубочки, закрепив их внутри пластилином. Стаканчики расположили в одинаковом направлении. Картон квадратной формы соединили с помощью пластилина с пустой катушкой для ниток, а в нее вставили карандаш.

Когда дует ветер, он приводит стаканчики в движение. Они начинают вращаться по кругу. Анемометр измеряет скорость ветра, а значит показывает, сколько метров «пробегает» каждый стаканчик за секунду (рисунок 2.5). Для удобства мы выделили один стаканчик изолентой, чтобы наблюдать за ним и измерять его скорость.

Рисунок 2.5 – Анемометр школьного метеопункта

Наша учительница рассказала нам, что, когда стаканчик пробегает круг, он проходит путь, который можно посчитать. Для этого нужно умножить 3,14 и длину одной трубочки от стаканчика и до стаканчика. Сделав это, мы получили величину, равную 100,4 сантиметра. А это примерно равно 1 метру (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 – Измерение пути, который проходит стаканчик, сделав один полный оборот

Испытать наш анемометр мы решили сразу в классе. Для этого использовали вентилятор. Когда наш прибор пришел в движение, мы засекли при помощи секундомера время и по стаканчику другого цвета отсчитали, когда он пробежит 5 кругов. Каждый круг – это 1 метр. Значит путь стаканчика 5 метров. А зная путь и время можно найти скорость (v = S: t) (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 – Измерение скорости ветра анемометром

2.6 Термометр

Для своего метеопункта мы решили сделать водный термометр. Для этого нам понадобилась литровая стеклянная бутылка, трубочка для сока и пластилин. В крышке от бутылки мы сделали отверстие, чтобы в него плотно входила трубочка. Пластилином закрепили трубочку у верхнего края крышки. Затем заполнили бутылку до краев водой, предварительно окрасив ее в черный цвет. Воду мы подкрасили для того, чтобы ее движение в трубочке было более заметным. Затем собрали нашу конструкцию (рисунок 2.8).

Рисунок 2.8 – Термометр школьного метеопункта

На картоне сделали отметку первоначального уровня воды в трубочке. Измерив температуру воды бытовым термометром, определили, что эта отметка соответствует 20 градусам Цельсия. Дальше мы стали наблюдать за движением воды в трубочке. Через некоторое время ее уровень стал немного выше. Вода нагрелась и стала такой же температуры, что и воздух в классе – 21 градус Цельсия. Мы сделали соответствующую отметку. Затем мы включили тепловентилятор, направив поток воздуха на нашу бутылку. Через некоторое время уровень воды в трубочке значительно повысился, и мы сделали соответствующую отметку. С помощью бытового термометра снова определили температуру воды. Она была 25 градусов Цельсия. Измерив расстояние от первой до последней отметки, мы разделили его на пять равных частей, каждая из которых соответствовала одному градусу. Так мы получили шкалу для нашего термометра, цена деления которой 1 градус Цельсия (рисунок 2.9).

Рисунок 2.9 – Определение цены деления шкалы термометра

ГЛАВА 3. ПРОВЕДЕНИЕ НАБЛЮДЕНИЙ И ИЗМЕРЕНИЙ

На протяжении десяти дней мы наблюдали за погодой, используя наши приборы, и записывали свои наблюдения (таблица 3.1). А потом сравнивали их с данными, полученными на сайте belgidromet.by (таблица 3.2).

Таблица 3.1 – Показания наших прибор за период 23.05 – 01.07. 2022 г.

Таблица 3.2 – Прогноз погоды, взятый на сайте belgidromet.by. за период 23.05 – 01.07. 2022 г.

Вывод: Показания в таблицах не одинаковые, но близкие по величине и значению. А это значит, что наши метеорологические приборы можно использовать для описания и прогнозирования погоды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Самым точным прибором оказался флюгель. Он всегда безошибочно определял направление ветра.

Менее точными приборами – гигрометр, дождемер, анемометр и барометр. Последний хотя и не мог с точностью определить величину атмосферного давления, но всегда верно указывал его повышение или понижение. Благодаря чему мы могли спрогнозировать ясную погоду или выпадение осадков в ближайшее время.

А вот термометром мы смогли воспользоваться лишь тогда, когда температура воздуха была не ниже 20 градусов. В других случаях вода в трубочке не поднималась выше уровня крышки в бутылке. Именно поэтому нами было принято решение использовать наш термометр в летний период, а в остальное время определять температуру воздуха бытовым термометром.

Наша гипотеза подтвердилась: создать метеорологическую станцию из подручных средств возможно.

Теперь в нашей школе есть собственный метеопункт. А рубрика «Школьный прогноз погоды» уже скоро начнет работать в обновленном формате, где мы будем рассказывать о погоде в нашем городе, используя собственные наблюдения и измерения. Подписывайтесь на нас: sch1klitchew.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

«Научные эксперименты по физике для детей и взрослых» / Л.Д. Вайткене, К.С. Аниашвили. – Москва: Издательство АСТ, 2019. – 127.

«Занимательные опыты и эксперименты» / [Ф. Ола и др.]. – М.: Айрис-пресс, 2006. – 128с.

«Природа Беларуси: энциклопедия в 3 т. Т.2 Климат и вода» / редкол.: П77 Т.В. Белова [и др.]. – Минск: Беларус. Энцыкл. Імя П. Броўкі. – 2010. – 504 с.

http://www.belgidromet.by/ru/

https://ru.m.Wikipedia.org/wiki/История_мореплавания

https://www.belmeteo.net

https://ru.m.wikihow.com/изготовить-метеорологические приборы?amp=1