XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ВЛИЯНИЕ МЕСТНЫХ УСЛОВИЙ НА СОСТОЯНИЕ ПОГОДЫ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Дмитриева Д.Д. 1

---

1ГБОУ Школа №15

Гололобова Н.И. 1Дмитриев Д.В. 2

---

1ГБОУ Школа № 15

2ООО "Авиационные лакокрасочные технологии"

Работа в формате PDF

2.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

Существует множество определений слова погода. Часто погодой называется состояние нижнего слоя атмосферы в данном месте в данное время. Погода и погодные явления оказывает значительное влияние на хозяйственную деятельность человека, его здоровье и самочувствие, а иногда даже на жизни людей [1]. Изучением погоды занимаются синоптики (делают прогнозы на основе метеоданных) и метеорологи (собирают и обрабатывают метеоданные) [2]. Когда мы собираемся на дачу или в поход нам приходится смотреть прогнозы погоды и планировать, как мы будем одеваться, нужно ли брать с собой зонт или теплые вещи рис.1 [3]. Существуют разные службы погоды, они предоставляют данные о текущей погоде и прогнозы на основе метеоданных, полученных с разных метеостанций. Эти метеостанции объединены в сети. Однако свои метеостанции есть, в основном, у крупных городов, у аэропортов, в портах, то есть там, где погода оказывает непосредственное влияние на деятельность людей. В маленьких населенных пунктах, деревнях, лесах, дачных поселках таких метеостанций нет, и приходится ориентироваться на прогнозы погоды, составленные для ближайших крупных городов. Поэтому мы решили изучить, будут ли наблюдаться различия в показателях погоды на садовом участке, расположенном в лесной местности от показателей погоды, полученных с

Цели и задачи работы

Цели: изучить начальные сведения о погоде и ее основных показателях (температура, влажность, давление). Научиться вести дневник погоды, провести запись метеорологических данных в течение двух летних месяцев. Научиться обрабатывать и анализировать метеорологические данные. Сравнить полученные данные с данными ближайших метеостанций, сделать выводы о влиянии местных условий на показатели погоды.

Задачи:

1. Узнать что такое погода, какие показатели ее характеризуют. Как изучают погоду.

2. Познакомится с различными метеорологическими приборами.

3. Научится вести дневник погоды.

4. Провести запись показаний погоды на садовом участке в течении двух летних месяцев.

5. Научиться обрабатывать и сравнивать метеорологические данные.

6. С помощью родителей найти в интернете ближайшие к садовому участку метеостанции. Найти и изучить сайты, на которых представлены архивы метеоданных с различных метеостанций.

7. Сравнить данные с ближайших метеостанций с полученными данными на садовом участке.

8. Проанализировать влияние местных условий на основные показатели погоды. Установить какие показатели зависят от местных условий сильнее, какие в меньшей степени. Предложить этому объяснение. Под местными условиями мы понимаем: месторасположение, высоту над уровнем моря, наличие и тип окружающей растительности, наличие водоемов поблизости.

Методика выполнения работы

Оборудование:

Для записи метеорологических показаний использовали учебную метеостанцию Edustrong. Она включала в себя:

- метеорологическую будку, расположенную на высоте 1 м над землей;

- спиртовой термометр;

- стрелочный гигрометр;

- стрелочный барометр;

- осадкомер в виде стакана с воронкой;

- компас для определения направления ветра;

- флюгер для определения направления и приблизительной скорости ветра.

Для определения температуры поверхностей использовали:

- пирометр с лазерным указателем.

Наблюдения проводили с 01 июля 2024 г. по 15 сентября 2024 г. на участке расположенном в непосредственной близости от населенного пункта Шарапова Охота (ГО Серпухов).

Высота участка над уровнем моря 186 м [4].

Показания приборов снимали от 2х до 5 раз в день: утром (9-11 час), в полдень (12-13 час), к вечеру (15-18 час) и вечером (20-23 час) и записывали в дневник наблюдений. Также записывали наблюдаемые атмосферные и погодные явления, осадки, состояние атмосферы.

Результаты и их обсуждение

Перед началом нашей работы после знакомства с общими понятиями о метеорологии были изучены приборы, которые используют для записи основных погодных показателей (Таблица 1). Крайне важно, чтобы все приборы были помещены в метеорологическую будку (рис.2).

Флюгер и осадкомер размещают на крыше будки, остальные приборы вешают на крючки внутри будки.

Таблица 1 Приборы, используемые для записи основных погодных показателей.

Каждый день в течении июля и августа мы записывали показания всех приборов несколько раз в день в специальную тетрадь – дневник погоды. Если приходилось куда-то уезжать, то мы просили дедушку заполнять дневник показаний погоды вместо меня. Кроме показателей погоды мы отмечали дожди, появление росы, состояние неба, облака, появление радуги.

После того как все данные были собраны, мы занесли их в электронную таблицу. Для сравнения мы выбрали две ближайшие метеостанции на Яндекс-картах. Обе метеостанции находились на примерно одинаковом расстоянии от нашего участка (рис.3).

Рис.3. Карта с указанием расположения садового участка и ближайших метеостанций по данным поиска Яндекс карт [5]

Первая метеостанция расположена в селе Мелихово. Она расположена на территории сельской школы и представляет собой автоматическую метеостанцию, установленную на огороженном участке. Станция окружена высокими деревьями и находится в лесном массиве. Удалось найти её фотографию на Яндекс-картах (рис.4). По данным сайта «Погода и Климат»: местоположение метеостанции Мелихово (Московская область, Россия): широта 55.1200 долгота 37.6500 высота над уровнем моря 184 м. [6]

Рис.4. Фотография и вид со спутника на метеостанцию Мелихово [5]

Вторая метеостанция расположена в городе Серпухове (рис.5). Она расположена на открытом месте на окраине города. Ее фото мы нашли в интернете с помощью Яндекс-картинок, а на сайте Росгидромета узнали [7], что этой метеостанции уже более 135 лет.

Рис.5. Фотография и вид со спутника на метеостанцию в Серпухове [5]

По данным сайта «Погода и Климат»: местоположение метеостанции Серпухов (Московская область, Россия): широта 54.9225 долгота 37.4656 высота над уровнем моря 164 м. [8]

Наша метеостанция была расположена на садовом участке, с выкошенной травой. До ближайшего забора было не менее трех метров. Высота участка 186 метров над уровнем моря [4]. Участок с одной стороны примыкает к лесу (рис.6). С двух других сторон через несколько участков он также был окружен лесом, а с четвертой стороны находились другие садовые участки в направлении севера. В летнее время Солнце появляется в прямой видимости примерно к 10-11 часам на юго-востоке и скрывается за лесом около 18-19 часов. Большую часть дня метеостанция находилась в пределах прямого воздействия Солнца. Также мы отмечали, что по ощущения максимальная жара и духота наблюдалась около 14-16 часов дня. С утра было не так жарко, а к вечеру жара спадала после 18-19 часов. Практически каждый день выпадала роса (кроме дней и ночей, когда шли дожди) (рис.7).

Вначале мы сравнили данные об атмосферном давлении, полученные на трех метеостанциях. Они представлены на одном графике (рис.8). Видно, что давление в трех местоположениях меняется одинаково. И хотя в ряде случаев мы ошибочно снимали показания барометра (на это указывают прямые участки на кривой давления), тенденция к изменению давления полностью совпадает. Поскольку метеостанции расположены примерно на одной высоте, то давление у них практически не отличалось.

Рис. 8. График изменения давления за период июль-август 2024г.

Далее мы сравнивали температурные показатели для трех метеостанций (рис. 9, 10). Из графиков мы увидели, что дневные максимумы температуры, полученные на нашем участке на 3-5 градусов превышают данные для метеостанций в Серпухове и Мелихово. В самые жаркие дни в июле, в ночное время температура на нашем участке опускалась на 1-2 градуса ниже по сравнению с другими метеостанциями. В среднем же самые низкие ночные температуры в Мелихово были на 2 градуса ниже чем в Серпухове, а дневные температуры, наоборот, в Серпухове выше, чем в Мелихово. В июле перепад дневных и ночных температур составлял до 20 градусов.

В августе в ясные дни, самые высокие дневные температуры наблюдались на нашем участке, а самые низкие ночные температуры на метеостанции в Мелихово.

Рис. 9. Графики изменения температуры за июль 2024

Рис. 10. Графики изменения температуры за август 2024

В облачные или пасмурные дни, когда температура не поднималась до высоких предельных значений, дневные и ночные температуры на всех метеостанциях были примерно одинаковы. В августе разница между предельными температурами уменьшилась по сравнению с июлем, но месяц также был достаточно жарким.

Далее мы проанализировали показатели влажности на трех метеостанциях (рис.11).

Рис. 11. Графики изменения влажности за июль-август 2024

Из графика видно, что на всех трех метеостанциях влажность колеблется в пределах от 20 до 100%. Самая высокая влажность в ночное время наблюдалась в Мелихово. На нашем садовом участке в дневное время в солнечную погоду наблюдались минимальные значения влажности. Это, вероятно, связано с более сильным прогревом воздуха и ограниченным общим содержанием влаги из-за отсутствия водоемов поблизости. Лето 2024 года, можно сказать, было засушливым для данной местности. В Серпухове разница между дневными и ночными показателями была такой же как в Мелихово, однако общая влажность была на несколько процентов ниже.

На садовом участке рядом с Шараповой охотой в солнечные дни температура была самой высокой и на 2-5 градусов превышала показатели других метеостанций. В ясные ночи температура опускалась ниже всего. В пасмурные или облачные дни, такой разницы в температуре не наблюдалось. Влажность на садовом участке была самой низкой в солнечные дни по сравнению с другими метеостанциями. Жара во второй половине дня переносится хуже и необходимо находится в тени, по возможности в проветриваемом месте, чтобы чувствовать себя лучше.

Хочется также отметить, что дневные и ночные температуры были выше в Серпухове, по сравнению с Мелихово, а ночная влажность чуть ниже. Получается в городе летом немного теплее по сравнению с лесом.

Таким образом, однозначно расположение места влияет на микроклимат данной территории. В нашем случае мы связываем это с тем, что территория садового участка окружена лесом, а в солнечную погоду открыта Солнцу. Окружающие предметы на Солнце могут нагревать и аккумулировать тепло, как это происходит в городских условиях. Создается эффект «открытого» парника. Днем все нагревается сильнее, но быстро остужается ночью.

В ходе наших наблюдений в подтверждение предполагаемых выводов мы также измерили температуру различных поверхностей на садовом участке с помощью пирометра (рис. 12) в солнечный день и приводим их в Таблице 2.

Рис. 12. Измерение температуры поверхностей с помощью пирометра.

Таблица 2

Температура поверхностей, измеренных 07.07.2024г в 14ч.00мин.:

Т воздуха =29^оС, влажность 12%, давление 758мм.рт.ст

Поверхности из искусственных материалов нагреваются очень сильно по сравнению с окружающим воздухом. А вот земля, изделия из натуральных материалов, вода, нагревается не так сильно. Поэтому на территории дачных участков или в городе, подстилающие и окружающие поверхности нагреваются. А на природе в лесу или в городских парках такого разогрева не происходит. Вечером же, нагретые поверхности потихоньку отдают тепло, в то время как в лесу с наступлением сумерек сразу снижается температура, выпадает роса и становится комфортно и даже прохладно. Поэтому за городом, вблизи водоемов жара переносится легче.

Прогнозами погоды нужно руководствоваться с учетом местных особенностей. В заключении хотелось бы отметить, что интересно рассмотреть, как высота метеоприборов над землей влияет на их показания. Данные следует заносить в компьютер сразу после их получения. Это позволило бы скорректировать метод сбора метеоданных по ходу наблюдений и сэкономит время на обработку.

Выводы:

1. Изучены основные понятия о погоде, метеоданных, метеонаблюдениях.

2. Собраны метеоданные на дачном участке в период за два летних месяца.

3. Проведено сравнение полученных метеоданных с данными соседних метеостанций.

4. Установлено, что состояние погоды зависит от особенностей места наблюдения. Зная эти особенности можно более точно ориентироваться на прогнозы погоды предоставляемые различными сервисами в интернете.

Благодарности:

Благодарю всех за участие в моей работе. Дедушку за помочь в сборе метеоданных в мое отсутствие. Маму за помощь в оформлении, внесении данных в компьютер и в объяснении мне полученных результатов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дэйнс, К., Тэйт, Р. Погода и климат. [Текст] / К. Дэйнс, Р. Тэйт; ред. Д. Чисхолм; конс. по метеорологии Р. Тренд; пер. с англ. И. Маккински.- М.: Робинс, 2018. -15с.

2. Шванке, Карстен. Погода. Солнце, ветер, облака [Текст] / К. Шванке; науч. ред. С. Мирнова ; пер. с нем. Л. Калининой. - М.: Эксмо, 2021. -48с.

3. Волцит, П.М., Граубин, Г.Р. Что такое погода? [Текст] / П.М. Волцит, Г.Р. Граубин. - М.: АСТ, 2021. -63с.

4. Топографические карты [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru-ru.topographic-map.com.

5. Яндекс-карты [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://yandex.ru/maps.

6. Архив погоды в Мелихово (Московская область, Россия) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.pogodaiklimat.ru/weather.php?id=27609.

7. Сайт Росгидромета [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://meteorf.gov.ru.

8. Архив погоды в Серпухове (Московская область, Россия) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.pogodaiklimat.ru/weather.php?id=27618.