XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Карманная метеостанция
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В далекие времена первые люди находились в большой зависимости от погодных явлений. Они не понимали, что происходит, и всё непонятное объясняли, как действие сверхъестественной силы. Из-за этих сил всходило солнце, шёл сильный дождь, возникали бури, наступала засуха и т.д. Поэтому люди обожествляли эти явления и молились им. До появления специальных приборов прогноз погоды основывался исключительно на визуальных наблюдениях за атмосферными явлениями. Все эти наблюдения люди записывали в течение многих веков и передавали их из поколения в поколение. В дальнейшем, новое поколение на основании этих данных стали видеть закономерности в природе и делать выводы. С дальнейшим, с развитием техники и науки, данные наблюдения стало делать гораздо проще и выводы о погодных изменениях стали более точными. В школе мы изучаем погодные явления и ведем наблюдения за погодой, а именно изменение температуры и давления. Это очень увлекательно, ведь мне всегда нравится наблюдать, как меняется погода день ото дня. И у меня возникла идея: «Как я могу использовать мультидатчик Рoluslab по экологии для проведения наблюдений за погодой.[2]
Актуальность
Наблюдения за погодой ведутся с древнейших времен. Однако, с появлением новых технологий, народные приметы отступают на второй план. Новые приборы дают более точные результаты и позволяют предсказывать погоду. Поэтому использование «карманной» метеостанции Рoluslab – это современное решение для мониторинга погоды. Объект исследования: погода. Предмет исследования: наблюдения за изменениями погоды. Мы поставили перед собой цель: использовать «карманную» метеостанцию» и понаблюдать за изменениями погоды. Для достижения цели сформулировали задачи:
-
Узнать что такое метеостанция.
-
Изучить строение метеостанции.
-
Изучить возможности мультидатчик Рoluslab по экологии.
-
Наблюдать за погодой и записывать результаты наблюдений в таблицу;
Методы исследования:
-
поисковый (сбор информации по теме)
-
наблюдения
-
практический (работа с мультидатчиком Рoluslab)
-
аналитический (сравнение результатов)
Гипотеза исследования:
Использование современных технологий делает наблюдение за погодой более простыми и позволяет определять метеорологические параметры в режиме реального времени.
Глава 1. Теоретическая часть
1.2. Из истории фенологии.
Фенология - наука о закономерностях сезонного развития природы. Развитие фенологии определяется запросами практики (сельского, рыбного, охотничьего, лесного хозяйства, охраны природы, здравоохранения и др.) .
Фенология позволяет прогнозировать сезонные явления и планировать хозяйственную деятельность (природоохранные мероприятия, сроки сельскохозяйственных работ и т. п.) в соответствии со сроками этих явлений.
Имеются свидетельства, что древнейшие народы земли — китайцы и египтяне — в своей земледельческой практике умели следить за сезонным развитием природы. Сезонные явления нашли отражение в ряде трудов античных авторов (например, у греческого философа Феофраста (372—287 г. до н. э.) и римского писателя Плиния Младшего (62—114 г. н. э.)).
В средние века в русских и зарубежных летописях и хрониках иногда велись записи о сроках наступления важнейших сезонных явлений (например, в монастыре Кракова за 1490— 1527 г., во дворце японского микадо с 812 г. и др.). Однако эти материалы оставались без систематизации и научной обработки.
В России самым старинным считается рукописный календарь, датированный 1670 годом, а первым печатным календарем следует считать «Святцы» или календарь, изданный Копиевским в Амстердаме и датированный 1702 годом.
Первая мысль о необходимости вести наблюдения за сезонными явлениями природы в России принадлежала Петру I.
В 1721 году Петр I писал из Москвы в Петербург А.Д. Менишкову: «Когда деревья станут раскидываться, тогда велите присылать нам весточки оных, понедельно, наклеивши на бумагу с подписями чисел, дабы узнать, где ранее началась весна». А указом государя, изданным 28 марта 1722 года, предписывалось адмиралу Крюйсу вести систематические записи о состоянии погоды в Петербурге.
Во второй половине XVIII века караульным у Кремлевской стены вменялось в обязанность отмечать состояние мороза, наступление метели, толщину снежного покрова, характер ветра, града, грозы и другие показатели погоды.
С1864 года начал издаваться «Киевский народный календарь» с предсказаниями погоды на каждый месяц. Его целью было «дать народу знание в популярной форме на строго научно изложенных статьях и в справочном отделе, приноровленном к нуждам народа». Теперь эта задача метеорологии - науки о погоде. Она получила свое название от греческого слова «метеора»- «нечто в небе».
После революции 1917 года метеорология продолжала совершенствоваться. В настоящее время гидрометеорологическая служба располагается тысячами наблюдательных станций, множеством обсерваторий и целым рядом научно-исследовательских учреждений. Работники метеослужбы стремятся дать информацию не только на ближайшую, но и на отдаленную перспективу.[1]
-
-
Понятие метеостанции, её состав.
-
Метеостанция — совокупность различных приборов для метеорологических измерений (наблюдения за погодой).
В узком смысле метеостанция — учреждение, проводящее метеорологические наблюдения. В России большинство метеостанций находятся в ведении Росгидромета.
Различают аналоговые и цифровые метеорологические станции.
На классической (аналоговой) метеостанции имеется:
1.Термометр для измерения температуры воздуха и почвы.
2. Барометр для измерения давления.
3. Анемометр для направления ветра.
4. Осадкомер (плювиограф) для измерения осадков.
5. Гигрометр для измерения влажности воздуха
6.Снегомерная рейка - рейка, предназначенная для измерения толщины снежного покрова при метеонаблюдениях.
7.Термограф - самописец, непрерывно регистрирующий температуру воздуха.[4]
Глава 2. Практическая часть.
2.1. Анкетирование
Мы провели опрос среди учеников 7, 8, 9-ых классов: «Знаете ли вы, что такое метеостанция?»
Было опрошено 50 учеников. Среди них ответили «да» -44 «нет»-6.
На вопрос «Любите ли вы вести дневник наблюдений за изменениями погоды?» Ответили «да»-13 «нет» -37
На вопрос «Были ли вы на метеостанции?» Ответили «да»-0, «нет»-50
Хотели бы вы иметь при себе «Карманную метеостанцию»? Ответили «да»-36, «нет»-14
По результатам опроса был сделан вывод, что большинство детей не любит наблюдать и фиксировать изменение погоды, но хотят иметь иметь «карманную» метеостанцию, которая будет показывать данные о погоде.
2.2. Мультидатчик Рoluslab по экологии.
Цифровая лаборатория по экологии предназначена для проведения учебных экспериментов в рамках проектной и исследовательской деятельности учащихся. Цифровые лаборатории Polus, представляют собой комплекты, выполненные на базе многофункциональных устройств регистрации и сбора данных LFS, содержащих встроенные сенсорные устройства, подключаемые внешние датчики, содержащих цифровые интерфейсы для подключения внешних устройств, в том числе для коммуникации со внешними программируемыми контроллерами. Таким образом, комплекты цифровых лабораторий могут применяться как учебно-лабораторное оборудование. Беспроводной мультидатчик LFS представляет собой многофункциональное устройство регистрации и сбора данных. Он оснащен цветным сенсорным экраном для отображения числовой и графической информации о результатах измерения. Экран позволяет представить результаты измерения в наглядной форме и обеспечивает возможность использования цифровых лабораторий автономно, без какого-либо дополнительного цифрового оборудования. Для передачи результатов измерений на внешние ПК или мобильные устройства применяется беспроводной протокол Bluetooth. Состав комплекта:
-
Беспроводной мультидатчик со встроенными датчиками:
-
Датчик атмосферного давления воздуха
-
Датчик освещенности (люксметр)
-
Датчик относительной влажности
-
Датчик УФ излучения и ИК излучения
-
Датчик температуры воздуха
-
Датчик температуры
-
Датчик pH
-
Датчик нитрат-ионов
-
Датчик хлорид-ионов
-
Электрод сравнения
-
Датчик электрической проводимости
-
Датчик влажности
-
Датчик мутности и оптической плотности (колориметр)
-
Датчик содержания СО (окиси углерода)
-
Датчик звука (микрофон)
-
-
Набор лабораторной оснастки
-
Аксессуары для работы с цифровой лабораторией
-
Справочно-методические материалы
-
Графический интерфейс для работы с беспроводными мультидатчиками
-
Виртуальный лабораторный практикум
-
Дополнительные материалы
2.3. Проведение измерений
Проведение измерений проводилось в п. Начало во дворе МКОУ «Приволжской ООШ», 5.12.2025 год в 14:05 часов. Приложение 1.
-
Измеряемые показатели
Значение
Барометр (давление), мм. рт. ст.
775,5
Освещенность, кЛк
7,18
Влажность,
83
УФ-излучение, UV
1,3
Температура, С
12,50
Громкость, Па
0,201
Наблюдения за изменениями температуры.
Наблюдения за изменениями температуры вметеорологии — это инструментальные измерения и визуальные оценки метеорологических величин и явлений,
-
Дата
Температура, С
5.09.25.
+24
12.09.25.
+25
19.09.25.
+22
26.09.25.
+16
3.10.25.
+19
10.10.25.
+16
17.10.25.
+14
24.10.25.
+17
31.10.25.
+17
7.11.25.
+14
14.11.25.
+12
21.11.25.
+15
28.11.25.
+5
5.12.25.
+8
По результатам наблюдений можно сделать вывод, что температура воздуха с сентября по декабрь постепенно понижается. Средняя температура осенью составила 16,62 С.
Наблюдения за изменениями давления.
Давление переменчиво и связано с движением больших воздушных масс, которые оказывают прямое воздействие на температуру воздуха и осадки. Воздушным вихрем с низким или высоким давлением может быть циклон и антициклон.
-
Дата
Давление, мм. рт. ст.
5.09.25.
761
12.09.25.
763
19.09.25.
763
26.09.25.
764
3.10.25.
765
10.10.25.
765
17.10.25.
766
24.10.25.
766
31.10.25.
766
7.11.25.
768
14.11.25.
767
21.11.25.
766
28.11.25.
768
5.12.25.
768
Нормальное атмосферное давление — это давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °C на уровне моря. Наблюдения показали, что в период с сентября по ноябрь, в большинство дней преобладало повышенное атмосферное давление. Области с высоким атмосферным давлением несут ясную или малооблачную погоду, отсутствие ветра и осадков. Как правило, при антициклоне хорошие погодные условия устанавливаются надолго, поскольку масса воздуха движется медленно.
Наблюдения за изменением влажности.
-
Дата
Влажность, %
5.09.25.
56
12.09.25.
56
19.09.25.
60
26.09.25.
65
3.10.25.
63
10.10.25.
67
17.10.25.
71
24.10.25.
74
31.10.25.
76
7.11.25.
78
14.11.25.
81
21.11.25.
80
28.11.25.
83
5.12.25.
83
Влажность воздуха – величина, указывающая на содержание в воздухе водяного пара. Наблюдения показывают, что влажность воздуха осенью постепенно увеличивается с 56 до 83 %.
Заключение
В процессе работы над проектом, мы узнали, что такое метеостанция, какие функции она выполняет. Изучили возможности мультидатчика Рoluslab по экологии. И в течении всей осени наблюдали за изменениями погоды. Наша гипотеза подтвердилась. Использование современных технологий делает наблюдение за погодой более простыми и позволяет определять метеорологические параметры в режиме реального времени.
«Карманная» метеостанция-это очень полезная и интересная вещь, с помощью которой можно наблюдать за изменениями погоды в любом месте.
Список используемых ресурсов
-
А.А. Летягин. География. Начальный курс: 5 класс: учебник для учащихся общеобразовательных организаций/А.А. Летягин; под ред. В.П. Дронова.-3-еизд.,дораб. и доп.-М.: Вентана-Граф, 2015г.-160с.
-
Тетюрев В.А. « Рассказы о наблюдениях в природе». Издательство « Просвещение», Москва, 1971г.
-
«Русский национальный календарь. 2005 год» Москва, ООО «Мир книги», 2004г.
-
Энциклопедия для детей « Что есть что?» - « Погода». Издательство «Слава», Москва, 1994г.
Интернет ресурсы:
-
http://www.librero.ru/phenology/ictori4eckaa_cpravka
-
http://biofile.ru/bio/16646.html
-
http://wreferat.baza-referat.ru/
-
https://ru.wikipedia.org/wiki/Категория:Метеорологические_приборы
-
https://www.gismeteo.ru/city/daily/233867/
-
http://www.tavika.ru/2015/06/lapbook-meteostation.html
Приложение 1.