XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ТАЙНА ВОЗДУШНОГО ВЕЛИКАНА. ЧТО ТАКОЕ ТОРНАДО?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Петушин И.А. 1

---

1МКОУ "Марковская школа №1"

Бодрышева О.Ю. 1

---

1МКОУ "Марковская школа №1"

Работа в формате PDF

1.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Однажды, рассматривая, картинки в телефоне, я увидел необычный столб ветра в виде воронки, и мне захотелось его слепить. Я выполнил макет земли и добавил такую воронку, а мама сказала, что это ураган. И мне захотелось узнать о нем больше.

Как-то раз, в детском саду нам читали сказку «Волшебник Изумрудного города», где девочку Элли унес мощный торнадо. Это ещё больше вызвало интерес к этому явлению. Я смотрел много разных передач, узнал значение, виды и классификацию торнадо. Это оказалось очень занимательно и интересно.

Он очаровывает своей красотой и устрашает сокрушительной мощью, может быть легким, а может вырвать с корнем деревья и снести дома. И если раньше смерч, или торнадо был больше характерен для США, то сейчас это явление добралось и до России. Так из-за чего возникают торнадо? Как образуется воронка, которая всасывает все на своем пути?

Актуальность. Торнадо до конца не изучено метеорологами, в связи с опасностью и невозможность приблизиться к самому торнадо.

Проблема: Возможно ли такое природное явление, как торнадо в нашем регионе.

Цель: рассмотрение торнадо как интересное явление природы.

Задачи:

1. Изучить литературу по данной теме.

2. Выделить причины возникновения, местоположение, виды и меры предосторожности

3. Представить наглядно возникновение торнадо.

Гипотеза:

Мы выдвинули гипотезу, что торнадо можно изобразить самостоятельно в домашних условиях.

Сроки разработки проекта:

1. Определение темы проекта, поиск и анализ проблемы, постановка цели и задач проекта (октябрь 2025);

2. Сбор и анализ информации по теме работы (ноябрь- декабрь 2026);

3. Сбор и анализ результатов анкетирования (январь 2026);

4. Подготовка презентации работы (февраль 2026);

5. Анализ результатов выполнения проектной работы.

Ресурсы: две прозрачные пластиковые бутылки, вода, пластиковый соединитель (можно купить в отделах для творчества или использовать плотную изоленту), блестки или мелко нарезанная фольга (чтобы было лучше видно), жидкое мыло, механический торнадо с пенопластовыми шариками.

Планирование проекта: анкетирование, поиск информации по теме, практическая работа.

Объект исследования: торнадо, как природное явление

Предмет исследования: особенности возникновения и развития торнадо, интерес одноклассников к изучению темы.

Методы исследования:

1. изучение литературы;

2. анкетирование;

3. практическая работа;

4. повторное анкетирование;

5. анализ результата.

1 Теоретическая часть

1.1 Что такое торнадо

В метеорологии смерчами (от древнерусского «смърчь» — «облако, чёрная туча») называют вихри, сформировавшиеся над морем. А те, что возникают над сушей, — тромбами (от итальянского tromba — «труба»), или торнадо (от испанского tornar — «вертеть, крутить»). Но неспециалисты в большинстве случаев используют эти термины как синонимы.

Торнадо — это мощные атмосферные вихри, имеющие форму воронки, достигающей земной поверхности. И они являются одними из самых разрушительных, но при этом впечатляющих природных явлений на нашей планете.

Те, кто увидел торнадо, вряд ли смогут такое забыть. Вихрь вращается с огромной скоростью — порядка 400 км/ч., разрушая всё на своём пути.

Это явление можно встретить по всему миру. Чаще всего такие смерчи образуются в Северной Америке — из –за географических особенностей этого континента. На так называемой Аллее торнадо — в регионе, который включает в себя территорию штатов Южная Дакота, Небраска, Канзас, Оклахома, север Техаса и восток Колорадо.

Как же образуются торнадо? На самом деле, учёные сами не до конца разобрались, но общая картина выглядит примерно так. Самые мощные воронкообразные вихри зарождаются в больших грозовых тучах, в которых вращаются сильные ветры. Такое облако называют суперъячейкой, и становится ей примерно одна из тысячи гроз. А каждая пятая или шестая из них порождает торнадо.

1.2 Причина возникновения

Причиной возникновения торнадо является разница в температуре и влажности воздуха на разных высотах суперъячейки.

Когда поднимающийся тёплый и влажный воздух сталкивается с опускающимся холодным и сухим, происходит передача тепла потоками ветра.

По мере движения грозовой тучи вращающийся восходящий поток, который называют мезоциклоном, втягивает всё больше тёплого воздуха и увеличивает скорость своего вращения. Из него образуются капли воды, создавая воронкообразное облако. Оно продолжает разрастаться и, наконец, касается земли, превращаясь в торнадо.

1.3 Виды торнадо

Огненный торнадо - может возникнуть в результате пожара, извержения вулкана. Воздух сильно нагревается и начинает подниматься вверх. В этот процесс втягиваются холодные воздушные массы.

Водяной торнадо — воронкообразный вихрь воздуха и воды, образующийся над поверхностью большого водоема и соединённый с кучевым облаком. Водяной смерч может образоваться в случае прохождения обычного смерча над водной поверхностью.

Составной торнадо - состоит из двух и более смерчей, образующихся вокруг основного центрального. Мощность таких торнадо бывает разной, и, как правило, она очень велика.

Бичеподобный торнадо — наиболее распространенный тип торнадо с тонкой, гладкой, временами довольно извилистой воронкой малого диаметра.

Механизм образования торнадо

Торнадо возникают обычно летом в жаркую погоду при наличии грозовых облаков. Для появления торнадо необходимо, чтобы внизу у земли или воды было очень жарко, а вверху — сильно холодно. Тогда из грозового кучевого облака к земле начинает тянуться воздушная воронка, похожая на хобот слона (ее так и называют «хобот смерча») — это холодный воздух с огромной скоростью устремляется вниз.

Торнадо в своём развитии проходят три основных стадии:

На первой стадии из грозового облака появляется воронка, висящая над землей. Холодные слои воздуха, находящиеся непосредственно под облаком, устремляются вниз на смену тёплым, которые, в свою очередь, поднимаются вверх.

На второй стадии вращательная скорость растет с течением времени, при этом в центре торнадо воздух начинает интенсивно подниматься вверх. Смерч полностью оформляется и движется в различных направлениях.

Третья стадия - разрушение вихря. Мощность торнадо ослабевает, воронка сужается и отрывается от поверхности земли, постепенно обратно поднимаясь в материнское облако.

Оценить мощность торнадо проблематично, а потому учёные ограничиваются приблизительными расчётами. Причина проста: вблизи мощного смерча метеорологические приборы просто срываются с места и улетают в неизвестном направлении. А это, как вы понимаете, немного затрудняет исследования.

Поэтому мощность торнадо принято измерять не скоростью ветра в нём, а по количеству причинённых им разрушений.

Существует шкала Фудзиты — Пирсона, включающая шесть категорий — от F0 до F5. F0 — это слабый урон (повреждённые трубы и разбитые окна), а F5 — опустошительный: снесённые с фундаментов здания, вырванные с корнем деревья и заброшенные в соседний квартал автомобили.

Шкала Фудзита [Приложение 1].

В Америке с 1971 года существует система измерения силы торнадо по шкале Фудзита:

- Ф0 - простейшие смерчи, которые мы можем видеть в ветреные дни, завихрения листьев и снега, обычно не приводят к каким - либо ощутимым последствиям.

- Ф1 - такой смерч может перевернуть урну, обломить ветку, сломать антенну.

- Ф2 - смерчи со скоростью 100-200км/ч приносят умеренные разрушения, могут переносить большие скопления мусора.

- Ф3 - смерчи со скоростью 200-300км/ч приносят уже очень ощутимые разрушения. Обычная доска, вылетев из смерча такой силы, способна продырявить машину насквозь.

- Ф4 - смерчи со скоростью 300-400 км/ч. Эти смертельно опасные смерчи могут переносить по воздуху легковые и иногда грузовые автомобили.

- Ф5 - самые разрушительные смерчи в мире. Их скорость превышает 500км/ч.

Как мы видим, шкала основа на степени разрушений, приносимых торнадо. Значит, мы можем однозначно сказать, что торнадо является опасным природным явлением.

2 Практическая часть

2.1 Анкетирование

Для определения актуальности темы работы было проведено анкетирование учащихся 1 «А» класса Марковской школы №1. Ученикам было предложено ответить на вопросы анкеты [Приложение 2].

Структура ответов представлена на рисунках 1 - 5 [Приложение 3].

Изучая ответы, можно сделать следующие выводы:

Большинство детей (90%) знают, что такое торнадо, 77% детей ответили, что никогда не видели торнадо. 90% детей согласны с тем, что торнадо может поднять в воздух и дома и машины.

На вопрос возможен ли торнадо в Иркутской области, дети разделились во мнении, 40 % (12 детей) считают, что торнадо может быть в нашем регионе, и 60% (18 детей) думают, что это невозможно.

87% (26 детей) заинтересовало такое природное явление, как торнадо.

2.2 Наглядное представление опытов (экспериментов)

1. Опыт «Торнадо в бутылке» (Приложение 4 )

Цель опыта: Показать, как образуется вращающаяся воронка торнадо.

Что мне понадобилось:

1. Две прозрачные пластиковые бутылки.

2. Вода.

3. Пластиковый соединитель (можно купить в отделах для творчества или использовать плотную изоленту).

4. Блестки или мелко нарезанная фольга (чтобы было лучше видно).

Что я делал (по шагам):

1. Наполнил одну бутылку водой на 2/3.

2. Добавил в воду блестки (это как обломки и пыль, которые несет настоящий торнадо).

3. Соединил пустую бутылку горлышком с бутылкой, где вода, с помощью соединителя (или очень крепко склеил их горлышки изолентой).

4. Перевернул конструкцию так, чтобы полная бутылка оказалась сверху.

5. Главное действие: Быстро начал вращать и раскручивать бутылку по кругу — и внутри появилась водяная воронка, похожая на мини-торнадо!

Объяснение: Вращение заставляет воду двигаться по спирали вниз под действием центробежной силы, создавая вихрь, который имитирует природное торнадо. 

Вывод: Вода не просто течет, а закручивается в вихрь. Так же и воздух в настоящем торнадо закручивается в огромную воронку.

Этот опыт показывает саму форму и принцип торнадо.

2. Опыт Торнадо с блестками/глиттером. (Приложение 5)

Добавление блесток или мелких пенопластовых шариков позволяет увидеть скорость движения воды на разных участках воронки (ближе к центру скорость выше).

3. Механический торнадо с пенопластовыми шариками. (Рис. 10)

Цель опыта: Показать принцип образования вращающегося вихря за счет центростремительной силы.

Что мне понадобилось:

1. Одна прозрачная пластиковая бутылка.

2. Вода.

3. Механическая конструкция с моторчиком, пропеллером, батарейками.

4. Пенопластовые шарики.

Объяснение: Мотор создает вращение, возникает центробежная сила, которая отталкивает воду к центру. Соответственно вода из верхних слоев устремляется к центру, формируя характерную воронку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование торнадо оказалось интересным, красивым и полезным занятием. Эксперименты, которые я провёл, доказали, что торнадо можно изобразить самому в домашних условиях и объяснить наглядно принцип его работы.

Таким образом, наша гипотеза подтверждена опытом.

Цель работы достигнута.

Данная работа закончена. Экология ухудшается. В городе Братске зафиксирован случай торнадо. Приложение 5

Где гарантия, что это не повторится. Поэтому каждый должен знать, что это такое и как себя вести. В дальнейшем я разработаю памятку «Как уберечься от торнадо».

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Антохина С. Разнообразный мир ветров: Происхождение бурь, ураганов и смерчей и меры по защите от них. // ОБЖ. - 2003.

2. Дж. Кристенсон «Торнадо и смерчи» М. Эколитгиз 2012

3. Плешаков А.А., Сонин Н.И. «Природоведение 5 класс; изд- во «Дрофа», 2006 г.

4. Сибиряков А.С. «Мировые природные катастрофы» Л. Издательство «Дело» 2009.

5. Развивающая аудиоэнциклопедия «Наша планета. Удивительные природные явления» – АРДИС, 2015

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Шкала Фудзита

Приложение 2

_______________________________

^{Фамилия Имя, класс}

АНКЕТА № 1

1. Знаете ли вы, что такое торнадо?

 да  нет

2. Встречали ли вы, когда - нибудь торнадо?

 да  нет

3. Согласны ли вы, что торнадо может поднять машины и дома в воздух?

 да  нет

4. Как вы думаете, возможно ли торнадо в Иркутской области?

 да  нет

5. Заинтересовала ли вас тема природного явления - торнадо?

 да  нет

Приложение 3

Рис.1

Рис. 2

Рис.3

Рис.4

Рис. 5

Приложение 4

Рис. 6

Рис. 7

Приложение 5

Рис. 8

Рис. 9

Рис. 10

Приложение 6

https://38news.ru/irkutsk-telegram/v-bratskom-rayone-zametili-smerch-video/

С сылка на новости Братска, как летом люди там заметили смерч.