VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Тайфуны и их связь с экологической обстановкой на планете Земля

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Маннанова Д.Э. 1

---

1МОБУ лицей села Булгаково муниципального района Уфимский район Республики Башкортостан.

Иванова И.А. 1

---

1МОБУ лицей села Булгаково муниципального района Уфимский район Республики Башкортостан.

Работа в формате PDF

2.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В 2017 году мы всей семьей поехали во Вьетнам, в город Нячанг. В ночь с 3 на 4 ноября на Южные районы Вьетнама обрушился тайфун «Дамри», эпицентром его стал курортный город Нячанг, где мы и находились. Это был сильнейший тайфун во Вьетнаме за последние 16 лет. Скорость ветра местами достигала 160 км/ч.

Постояльцев отеля предупредили о предстоящем шторме, нам раздали листовки на вьетнамском и русском языках. (Приложение Рис.1) Отель закрыли, принесли мешки с песком и забаррикадировали все входные двери, чтобы укрепить вход. Но мы и представить не могли, что нас ожидает и легли спать. Проснулись в 5 утра от завываний ветра, его порывы были настолько сильны, что у нас в номере вырвало ручку на окне. Выглянув в окно увидели, как гнет деревья и вырывает с корнями, срывает крыши с домов, кафе и школ.

Ближе к обеду вышли на улицу и были поражены разрушениями: вековые деревья были выдернуты с корнями и лежали на проезжей части, валялись и вырванные дорожные знаки, по дорогам текли потоки воды, множество домов осталось без кровли. Город сильно пострадал, были и погибшие. Больно было видеть еще вчера цветущий и манящий огнями город в таком разрушенном состоянии.

Тайфун не оставил меня равнодушной, и я решила понять, что же способствует такому частому обрушению стихии и что люди могут сделать, чтобы такое повторялось как можно реже.

Цель исследования: раскрыть важность и необходимость поддержания чистой экологии на планете Земля.

Объект исследования: Стихийные бедствия.

Предмет: Тайфуны.

Гипотеза: загрязнение окружающей среды является одной из причин возникновения тайфунов

Задачи исследования:

-изучить литературу и интернет - ресурсы о причинах возникновения тайфунов,

-выяснить входит ли в число причин возникновения тайфунов ухудшение экологической обстановки,

- провести сравнительный анализ самых сильных тайфунов за последнее столетие,

- посетить аэрологическую станцию Уфа-Дема и ознакомиться с работой измерительных приборов,

- составить рекомендации правильного поведения во время урагана,

- провести социологический опрос обучающихся,

-напечатать статью о связи тайфунов и парникового эффекта в журнале «Добрята»,

-смонтировать ролик о природе возникновения тайфуна.

Методы исследования:

-наблюдение,

-анализ,

-сравнение,

-эксперимент.

Теоретическая значимость. Полученные результаты расширяют представления о важности и необходимости сохранения здоровой экологии планеты Земля.

Практическая значимость. Исследовательская работа содержит практические рекомендации, которые могут быть использованы учителями и обучающимися на уроках окружающего мира, ОБЖ и экологических днях. Составленные рекомендации правильного поведения во время урагана помогут избежать паники и сохранить здоровье человека.

Новизна исследовательской работы. Впервые проведен сравнительный анализ самых сильных тайфунов за последнее столетие. Новшеством является видеосюжет с наглядной демонстрацией процесса возникновения тайфуна.

I.Тайфуны и их связь с экологией

Что такое тайфун и основные понятия

По мнению ученых, слово «тайфун» было заимствовано моряками из китайского языка, где оно звучит как «тай фын» и обозначает «великий ветер». В европейских языках оно появилось относительно недавно, несколько веков назад - после того, как морские путешествия по южным широтам стали распространенным явлением.

Есть и другая версия происхождения этого слова - от имени древнегреческого мифологического существа Тифона, олицетворявшего силу вулканов, землетрясений и разрушений.

Треть от общего числа тех или иных стихий на нашей планете приходится на тайфуны. Словом «тайфун» называют ураганна языках аборигенов жителей Восточной Азии. Ураганом называется ветер, скорость которого составляет более 100 -120 км/ч. Ураган (франц. ouragan, от исп. huracan) - слово, означающее «сильный ветер». Ураганы чаще всего присутствуют в циклонах. Слово «циклон» имеет греческое происхождение и означает «кольцо змеи»; этим подчеркивается круговое вращение воздуха в циклоне. Но отличительным (родовым) признаком циклона является пониженное давление в его пределах. [7]

Ученые вспоминают, что особенно разрушительным был сезон тайфунов, который пришелся на 1991 год. Тогда у побережья Японии буйствовало сразу несколько циклонов.

Тайфуны обычно бывают невелики по площади (100-300 км в поперечнике) с очень низким давлением в центре. Траектория движения тайфуна никогда не была и не будет прямолинейной. Скорость у него тоже переменчива.

Тайфуны возникают над теплыми водами Мирового океана в его тропической зоне. В основном, они формируются в Атлантическом и Тихом океанах, Карибском море и Мексиканском заливе. [7]

В зоне риска находятся Курильские острова, Камчатка, Сахалин и Приморский край. (Приложение Рис.3) Сейсмологи¹ вычислили, что большая часть всех тайфунов формируется именно с мая по ноябрь. Тем не менее в последние годы это стихийное бедствие возникает хаотично и независимо от сезона. [8] Ежегодно в мире фиксируется 40-50 ураганов. [5]

Ураганы заранее получают свои имена. Для этого используются 126 мужских и женских имен, расположенных в алфавитном порядке. Для наименований ураганов не используются имена, начинающиеся с букв Q, U, X, Y и Z. [7] Название тропического циклона, образующегося в южном полушарии - мужское имя в алфавитном порядке. Название тропического циклона, образующегося в северном полушарии - женское имя в алфавитном порядке.

1.2. Классификация ураганов

Ураганы классифицируются по типу вызывающих процессов на естественные (природные) и искусственные (антропогенные)², а по типу воздушных масс, в которых присутствуют ураганы на ламинарные³ и турбулентные⁴.(Приложение Табл. 1.)

1.3. Существующие шкалы оценки силы ветра в урагане

Для оценки скорости ветра в урагане используется шкалы Бофорта (Приложение Табл.2) и Фуджита (Приложение Табл.3), также в начале 1970-х годов Гербертом Саффиром и Робертом Симпсоном разработана шкала для измерения потенциального ущерба от урагана (Приложение Табл.4) [7]

Таким образом, мы определили, что тайфун «Дамри» во Вьетнаме можно отнести ко 2 категории по шкале Саффира-Симпсона, а по шкале Бофорта это ураган, по шкале Фуджита – умеренный.

1.4. Крупнейшие ураганы мира

За последние десятилетия увеличилось число людей, так или иначе причастных к стихийным бедствиям. Статистические данные говорят о том, что в целом на нашей планете каждый стотысячный человек погибает от какой-либо природной катастрофы. Согласно другим расчетам, начиная с XX века, количество жертв разгневанной природы ежегодно составляет в среднем 16 тысяч.

Мы провели сравнительный анализ самых сильных тайфунов за последнее столетие. (Приложение Табл.5)

1.5. Природа появления тайфунов

Тайфун – большой вихреобразный ветер, теперь давайте разберемся, как он рождается. Основанием для возникновения этого тропического циклона является довольно сильное волнение на море. Оно сопровождается выпадением большого количества осадков. По мнению большинства метеорологов, благоприятные условия для зарождения тайфунов на тропическом фронте возникают во время нагревания поверхности морской воды до температуры 30 градусов по Цельсию. При нагревании водной поверхности происходит усиленное испарение влаги, которое, в свою очередь, поглощает тепловую энергию. В это время теплый воздух соприкасается с верхними охлажденными воздушными массами, царящими в атмосфере. Все это провоцирует возникновение туч, превращающихся в дождь. Осадки, в свою очередь, вынуждены отдавать большое количество тепловой энергии в окружающую атмосферу. Все вышеперечисленные атмосферные явления приводят к сильной тяге вверх и всасыванию все новых масс влажного воздуха с водной поверхности. Если вышеописанный цикл повторяется, то его интенсивность увеличивается в разы, что приводит к своеобразному гигантскому воздушному насосу. Это и есть мощный механизм урагана. Воедино соединяются две стихии - ветер и вода. В это время они приобретают страшную и разрушительную силу. [5]

Ураган набирает силу, используя теплую воду. При глобальном потеплении повышается и температура воды. Следовательно, ураганы будут с каждым годом все сильнее. (Приложение Рис.4)

Явление парникового эффекта связано с повышенным выделением в атмосферу углекислого газа, что приводит к таянию ледников и повышению уровня и температуры Мирового океана. Парниковый эффект оказывает сильное влияние на здоровье людей, условия их жизни, на климат планеты в целом. Как следствие парникового эффекта ежедневно во многих уголках земного шара возникают стихийные бедствия.

Таким образом, можно сделать вывод, что экологическая обстановка на планете Земля оказывает влияние на происхождение тайфунов. Но, конечно, образование тайфуна - явление настолько сложное, что для полного выяснения его физической сущности необходимы более подробные наблюдения и исследования ученых самых разных специальностей: физиков, метеорологов, климатологов, гидрологов и синоптиков.

Человечество может упустить жизненно важный шанс предотвратить губительные последствия парникового эффекта.

Сокращение выбросов «парниковых» газов можно достигнуть за счет утечек тепла и топлива, технического перевооружения энергетического комплекса, перехода на более безопасные виды топлива. Эти меры могут положительно повлиять на процесс глобального потепления, который люди, так или иначе, должны замедлить.

1.6. Ураганы в регионах России и их последствия

От тайфунов ежегодно страдают до 50 стран. Ежегодный выход тайфунов на российский Дальний Восток варьирует от 0 до 5 в год, а в 1961 и 1962 годах вышло по 8 тайфунов. Ущерб от единичного тайфуна на российский Дальний Восток достигает до 3,5 млрд руб., что ограничивает социально-экономическое развитие Дальнего Востока.

До недавнего времени, Дальний Восток являлся единственным в Российской Федерации регионом, подверженным воздействиям тайфунов, но в последнее время в различных регионах участились ураганы. [5]

Так, в конце августа 2014 года над Башкирией пронесся мощнейший ураган. Его разрушительная сила привела к гибели двух человек и серьезным ранениям еще пятнадцати. Ураган в Башкирии повредил крыши сотен домов и оставил без электричества 30 населенных пунктов. Огромный ущерб был нанесен и природе региона. Ведь за несколько минут урагана стихия уничтожила больше леса, чем все пожары, случившиеся в Башкирии за текущий год. По подсчетам властей, общий ущерб от урагана составил около двухсот миллионов рублей. Ураган в Башкирии августа 2014 не был последним, были и другие, но более слабые. (Приложение Рис.5)

8 сентября 2015 года стихия всей своей мощью обрушилась на соседнюю республику Татарстан. В результате в больницах оказалось пятнадцать пострадавших. [10]

1.7. Научные разработки и прогнозы

Тропические циклоны обладают колоссальной энергией. Ураганные ветры разрушают города, вызывают наводнения и гибель людей. Все попытки подавить тропический циклон или хотя бы уменьшить его мощь пока заканчивались неудачей. Кинетическая⁵ энергия среднего по размерам тропического циклона сравнима с энергией взрыва нескольких сотен водородных бомб.

Ученые разрабатывают самые разнообразные способы борьбы с тайфунами, но реальных успехов пока не добились. [13] Тем не менее прогнозы позволяют за несколько часов и даже суток предупредить население города, что снижает число человеческих жертв.

1.8. Рекомендации правильного поведения во время урагана

Конечно, ураган - это аномальное явление для Башкирии, но как показывает опыт прошлых лет, природные катаклизмы не стоит исключать и здесь. Поэтому очень важно знать, как вести себя во время урагана и после него. К тому же, если Вы планируете посетить одну из стран, где возможен тайфун, то необходимо побеспокоиться о наличии аварийного набора. (Приложения Рис.8)

Следует отметить, что сила циклонов в последние десятилетия продолжает увеличиваться, это связано с глобальными климатическими изменениями. Тайфун может быть одним из наиболее опасных природных явлений на планете. Но, будучи подготовленными и сохраняя спокойствие, вы имеете все шансы избежать трагедии и выжить в катастрофе. (Приложение Рис.9)

II.Опытно-экспериментальная работа в лицее с. Булгаково

Чтобы проверить правильность гипотезы, мною была проведена опытно-экспериментальная работа. Экспериментальную группу составил 3а класс в количестве 27 человек.

Цель констатирующего этапа: выявить знание учащихся о тайфунах, их связи с загрязнением окружающей среды и правилах поведения во время ураганов. Для этой цели применялись методы анкетирование, беседы.

На этапе констатирующего эксперимента была проведена диагностика, учащиеся ответили на вопросы анкеты. (Приложение Рис.6)

По результатам анкетирования видно, что знания учеников о связи тайфунов и экологии весьма скудные. (Приложение. Рис.7)

1) 77% детей имеют представление, о том, что такое тайфун.

2) То, где бывают ураганы не знают 59% учащихся класса (16 человек).

3) О том, что ураганы бывают в Республике Башкортостан не знают 14 человек, а это 51%.

4) 51% учеников не знают о правилах поведения во время урагана.

5) О том, что загрязнение окружающей среды влияет на возникновение тайфунов, не знают 63% опрошенных.

6) Большинство учеников класса знают элементарные правила поддержания чистой экологии -70% опрошенных, но в основном все дали только один вариант ответа - не бросать мусор.

Таким образом, знания учеников о тайфунах и их связи с экологией практически отсутствуют. Проанализировав данные, полученные в результате констатирующего эксперимента, мы пришли к выводу, что проблема весьма актуальна. Поэтому мы разработали план работы для формирующего эксперимента «Тайфуны и их связь с экологией».

Нами были проведены следующие мероприятия: классные часы, беседы на темы «Тайфуны», «Экология планеты Земля», «Защита окружающей среды». На классных часах мы просматривали презентации, читали статьи и исследования ученых о экологии на планете Земля. Всем классом мы провели экологический субботник.

На одном из уроков мы изучили и правила поведения во время урагана. (Приложение Рис.9). Мы посетили аэрологическую станцию Уфа-Дема. (Приложение Рис.10-16). На станции мы изучили приборы для измерения ветра. Раньше измерение силы ветра производилось вручную, в настоящее время этот процесс автоматизирован, при этом данные с прибора сразу поступают на компьютер. Наблюдатели собирают данные и отправляют их в Гидромецентр, там составляют прогноз погоды. В случае возникновения опасных явлений наблюдатели отправляют телеграмму в Гидромецентр, а далее уже МЧС оповещает население. Часть данных получают с помощью радиозонда, при запуске которого мы присутствовали.

Одноклассников заинтересовала тема тайфунов и их связи с загрязнением окружающей среды и они посоветовали мне подготовить сюжет о тайфунах. На одном из уроков окружающего мира мы организовали просмотр сюжета. После проведенных мероприятий у учащихся улучшились знания о связи тайфунов с экологией. В нашем классе выросла ответственность за состояние окружающей среды на планете Земля. (Приложение Рис.17) С целью охвата большей аудитории и привлечения общественности к данной проблеме, мы разместили видеосюжет на канале YouTube. С результатами исследования нам захотелось поделиться с читателями журнала «Добрята». Статья о тайфунах отправлена на печать.

Данные, полученные в результате опытно - экспериментальной работы, подтверждают поставленную гипотезу исследования - загрязнение окружающей среды влияет на возникновение тайфунов. Тем самым, можно сделать вывод, что гипотеза доказана.

Выводы: необходимо расширять свои знания о экологии, об охране окружающей среды, о правилах поведения во время ураганов; совершать совместные выезды на природу, в лес, заботиться об окружающей природе, привлекать общественность к проблеме загрязнения окружающей среды.

Заключение

Тайфун - это наиболее опасное и разрушительное природное явление на нашей планете. Наиболее подвержены тайфунам Курильские острова, Сахалин, Камчатский и Приморский края, но география их постоянно расширяется, что делает эту тему довольно актуальной.

В настоящее время человечество может спрогнозировать тайфуны и в кратчайшие сроки оповестить население об опасности. Ученые ищут способы предотвращения и ослабления этого стихийного бедствия. Однако любое вторжение в природный процесс требует хорошего их знания. Необходимо знать, как они возникают, механизм, условия распространения и все прочие явления, связанные с этими катастрофами. 

Описание тайфуна - дело нелегкое, учитывая все тонкости его образования, в которые может вникнуть не каждый. Впрочем, даже для ученых тайфуны частично остаются загадкой... Как и многое другое на Земле. Но одно мы выяснили точно, что возникновение тайфунов связано с экологической обстановкой на планете Земля!

Мы рекомендуем:

- расширять свои знания о состоянии экологии на планете Земля,

- проводить экологические субботники, привлекать общественность

- заботиться об окружающей природе,

- осуществлять сортируемый сбор мусора,

- контролировать температурный режим в помещениях,

- изучить технику поведения во время ураганов.

Список использованных источников и литературы

1. Ванин В.Н. «Комплекс борьбы с тайфунами и смерчами»

2. Добрышман Е.М. Динамика экваториальной атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980, 286 с.

3. «Природные катастрофы» Зденек Кукол изд. «Знание» Москва, 1985г.

«Катастрофы» Тони Уолтхэм изд. «Недра» Санкт-Петербург, 1982г.

4. Созранов А.Х. Отчёт о НИР «Анализ процессов, приводящих к возникновению ЧС гидрометеорологического характера». 2009, 70 с.

5. А.Х. Созранов «Тропические циклоны (тайфуны)»

6. Тунеголовец В.П. Тропические циклоны северо-западной части Тихого океана: структура, эволюция, прогноз интенсивности и перемещения статистическими методами //Диссертация на соискание учёной степени доктора географических наук. Владивосток, 1997, 243 с.

7. Ураганы: основные термины, классы, шкалы. Институт Вычислительной Математики и Математической Геофизики СО РАН, 2015.

8. https://ru.Wikipedia.org/Тайфун

9. http://fb.ru/article/169165/chto-takoe-tayfun-kak-obrazuetsya-tayfun

10. http://fb.ru/article/215727/uragan-v-bashkirii-i-ego-posledstviya

11. http://fb.ru/article/281313/samyie-silnyie-uraganyi-v-mire-za-poslednie-let

Приложения

Рис. 1 Информационное письмо

Рис.2 Сводная схема маршрутов тихоокеанских тайфунов в 1980—2005 гг.

Рис. 3. География тайфунов в России

Табл.1 Классификация ураганов по этим свойствам С1 и С2:

С1 – по типу вызывающих их процессов:

Е – естественные (природные),

И – искусственные (антропогенные);

С2 – по типу воздушных масс, в которых присутствуют ураганы:

Л – ламинарные (без вихрей вращения),

Т - турбулентные (с вихрями вращения – циклоны, смерчи, торнадо, тайфуны).

Табл.2.Шкала Бофорта для скорости (силы) ветра:

Табл 3. Шкала Фуджита

Шкала Фуджита: F0 – самый слабый, F5 - самый сильный ураган. Эта сила зависит от скорости ветра и размера урагана после того, как он коснулся земли.

Табл.4 Шкала ураганов Саффира-Симпсона

Табл.5 Самые грозные ураганы, тайфуны и циклоны

Рис. 4 Процесс формирования тайфуна

Рис 5. Последствия урагана в Башкортостане в 2014 г.

Рис 6. Вопросы анкеты

Что такое тайфун?

Знаете ли вы, где бывают тайфуны/ураганы? Бывают ли ураганы в Республике Башкортостан?

Как нужно себя вести во время тайфуна/урагана?

Как вы считаете влияет ли загрязнение окружающей среды на возникновение тайфунов?

Что может делать человек, чтобы не загрязнять окружающую среду?

Рис.7 Результаты анкетирования учащихся 3 «А» класса МОБУ лицей с. Булгаково

Рис.8 Аварийный набор

В набор должны войти:

Надежный и мощный фонарь.

Аварийное радио.

Запасные аккумуляторы или автономное зарядное устройство.

Одеяла и сухая одежда.

Питьевая вода и портативные фильтры.

Продукты длительного хранения на несколько суток.

Аптечка первой помощи.

Все перечисленное необходимо упаковать в водонепроницаемый мешок или контейнер.

Рис.9 Правила поведения во время урагана

Убедитесь, что вы всегда на связи с аварийными службами.

Подберите по дороге кого сможете, и отправляйтесь в убежище.

Поставьте авто под крышу.

Закрепите мебель и другие предметы.

Заполните все емкости водой (ведра, ванны, тазики, большие кастрюли и т.п.).

Соберите всех в одном помещении, в том числе домашних животных. Держитесь подальше от проемов, выводящих во двор.

Отключите электроэнергию, газ, воду.

Оставайтесь в помещении до тех пор, пока не получите сообщении об отбое тревоги, отойдите от окон

При поступлении приказа об эвакуации отправляйтесь в более безопасные места или эвакуируйтесь под руководством спасателей (в зависимости от ситуации).

Не возвращайтесь из эвакуации до объявления о прохождении тайфуна.

После возвращения не включайте сразу коммунальную инфраструктуру, не пользуйтесь мокрыми электроприборами – проверьте все на безопасность.

Не пользуйтесь неочищенной водой для питья и гигиенических нужд.

Рис.10 Посещение аэрологической станции Уфа-Дема

Рис.11 Приборы для измерения ветра

Рис.12 Изучение работы приборов для измерения ветра

Рис.13 Автоматизированный прибор для измерения ветра

Рис.14 Передача данных с автоматизированного прибор для измерения ветра на компьютер

Рис.15 Отправка наблюдателями телеграммы в Гидромецентр

Рис.16 Запуск радиозонда

Рис.17 Результаты анкетирования на этапе контрольного эксперимента.