Тема: Северен ледовит океан .
Цел на урока: Да се формира представа за Северния ледовит океан като природна общност.
Образователни: Формиране на знания за природата на Северния ледовит океан:Запознайте се с обитателите на Северния ледовит океан, можете да обясните характеристиките на адаптацията на живите организми към живот в Северния ледовит океан.
Образователни: Развийте умения за работа с информация (обработвайте я по различни начини, бъдете критични към информацията), развивайте речта и паметта.Определете темата и целите на урока; получавате информация от различни източници;
анализирайте прочетения текст.
Образователни: култивирайте любопитството, интереса към предмета, разширявайте хоризонтите на учениците, развивайте желание да научавате нови неща,слушайте отговорите на вашите другари; слушайте и възприемайте речта на учителя.
Оборудване: електронно представяне,учебник, карта на природните зони на Русия, речник.
Напредък на урока
аз . Организационен момент.
здравейте момчета Имаме гости в нашия урок. Да ги приветстваме.
Светът около нас
Интересно да се знае
Неговите тайни и мистерии
Готови ли сте да го разрешите?
Проверка на домашните.
2. Актуализиране на знанията
Отгатнете гатанки:
Състои се от морета.
Е, хайде, отговаряй бързо.
Това не е чаша вода,
Ах, огромен... океан
На земната повърхност има много различни водни тела. Според вас кое е най-голямото водно тяло? (океан)
Четенев речника за това какво еокеан.
(Океанът е частта от Световния океан, разположена между континентите)
Колко океана има на Земята? (4) Работа с карта на света.
Кое е най-голямото? Кое е малко?
Колко дълбоко? Кое не е много дълбоко?
Кой е най-топлият океан? Коя е най-студената?
Има ли живот в океана?
А в студа?
Днес надникваме в този студен океан.
2. Работа по темата на урока.
В какви климатични условия смятате, че се намира Северният ледовит океан?
Да, там е много студено. И флората, и фауната трябва да бъдат адаптирани към суровите условия на живот.
Ако вървим дълго, дълго време на север, без да завиваме или да се отклоняваме никъде, тогава ще стигнем до Северния полюс. Този регион на Земята отдавна е наричан Арктика - от гръцката дума arkticos - северен, както древните гърци са наричали съзвездието Голяма мечка, разположено в северната част на небето
Днес в клас имаме още една среща на клуба „Ние и светът около нас“. Посвещаваме го на изследването на Северния ледовит океан. Ще се разделим на 4 групи: географи, биолози, зоолози и еколози. Срещата на нашия клуб ще се проведе по план: (на дъската)
Местоположение на Северния ледовит океан и характеристики на неживата природа (група географи).
Растения на Северния ледовит океан (група биолози).
Животни от Северния ледовит океан (група зоолози).
Арктика и хората (група еколози).
Даваме думата на група географи.
Местоположение и характеристики на неживата природа
Северният ледовит океан е най-студеният океан в света. По-голямата част от повърхността на океана и неговите острови е покрита през цялата година с многогодишен лед с дебелина до 5 метра. Само на някои места на островите няма лед, но дори и тук земята замръзва много метри дълбоко. На такива острови не се образува почва.
Природата на Северния ледовит океан е много сурова. През зимата има ПОЛЯРНА НОЩ. От средата на октомври до февруари слънцето изобщо не се вижда. Духат силни ветрове, снежни бури се носят със седмици, а температурата на въздуха често пада до -60°C. По време на полярната нощ тук можете да наблюдавате едно от удивителните природни явления - СЕВЕРНОТО СИЯНИЕ. Очевидци разказват, че полярното сияние прилича на причудлива завеса, която се люлее в тъмното небе. Пердето е разделено на светещи разноцветни ивици, сияещи с чистите цветове на дъгата.
През лятото в SLO има ПОЛЯРЕН ДЕН. От няколко месеца има светлина 24 часа в денонощието. Но слънцето се издига ниско над хоризонта и температурата рядко се повишава над 3-4°C. Следователно, дори по време на дълъг полярен ден, вековният лед няма време да се стопи.
Физминутка .
Три мечки се прибираха.
Татко беше голям, голям.
Мама е малко по-ниска.
Е, синът ми е малко бебе.
Той беше много малък
Разхождаше се с дрънкалки.
Да дадем думата на група биолози.
растения
Само устойчиви и непретенциозни растения могат да понасят суровите природни условия. Големи площи са заети от каменни разсипи. Почва почти няма. През лятото снегът на места се топи и камъните се оголват. Именно върху тях растат ЛИШЕИ, приличащи на сива измет. Лишеите са невероятни организми. По-голямата част от лишеите се състои от тънки бели или безцветни тръби. Това са нишки от гъби. Всяко тяло на гъба се състои от такива тръби. А между тръбите на гъбите има изумрудени топки. Това са малки водорасли. ЧУДОВИЩЕ - като всички лишеи се състои от два организма - гъба и водорасло, обединени в едно. Когато е мокър, мъхът е мек и еластичен. Но след изсъхване става крехък и лесно се рони. Най-малките му трохи се носят лесно от вятъра и могат да се вкоренят. Така се размножава основно мъхът. Еленският мъх е основната храна на елените. Елените безпогрешно го намират по миризмата дори през зимата под снега.
В южните райони на океана можете да намерите тук-там ПОЛЯРНИ МАКОВЕ и пълзящи ПОЛЯРНИ ВЪРБИ. Лесно могат да бъдат сбъркани с тревисти растения, защото са високи едва 5-10 сантиметра.
Да дадем думата на група зоолози.
животни
Моржовете и тюлените са предпазени от замръзване от дебел слой подкожна мазнина. Моржовете са близки роднини на тюлените, големи и силни и малко хора се осмеляват да ги нападнат. Те имат два дълги зъба, които използват в битки и за излизане от водата върху леда за почивка. Моржовете имат силни устни, които им позволяват да смучат ядливи миди от черупките си. Един морж може да изяде 3000 миди на ден.
БЯРНАТА МЕЧКА има гъста козина, която задържа добре топлината. Арктическият гигант се скита из снежната пустиня с дни в търсене на плячка. Той може да лежи близо до дупка в леда с часове, чакайки тюлен да излезе за малко въздух. Полярните (полярните) мечки са най-големите и силни животни в Северния ледовит океан; никой не ги напада. В средата на зимата малките им се раждат в снежни леговища. Майката ги храни с млякото си, но не яде нищо, докато не се стопли достатъчно, за да отиде на лов. Полярните мечки имат отлично обоняние и могат да тичат много бързо по леда, преследвайки плячка. Те плуват и се гмуркат добре. През лятото се хранят с трева, лишеи, боровинки и леминги.
По скалистите брегове има птичи колонии. Тук гнездят много морски птици: гларуси, гларуси, гларуси, различни видове чайки. Гъски и патици живеят по крайбрежието. Сред тях най-известни са гагите, които имат мек, топъл пух. Някои животни могат да живеят през цялата година в Северния ледовит океан. Други животни посещават тези места само през лятото, когато ледът се стопи и морето се изчисти от лед. Растенията, които растат през лятото, са основният източник на храна за много животни.
Какви адаптации имат към тези условия на живот?
Да вземем един от животинските видове и да го преместим при нас.
Например: Може ли полярна мечка да живее в нашите условия?
защо не
Работа с книга
- Момчета, слушайте. Сега ще ви задам въпроси, а вие трябва да отговорите.
Да видим кой от вас е най-внимателен и активен.
Кои полярни изследователи си спомняте?
Какво са мислили полярните изследователи преди?
Какво ново научи?
Какво има в "Върха на Земята"?
В днешно време какъв апарат се използва за изследване на океана?
Дума на нашите природозащитници.
SLO и човек .
В Северния ледовит океан няма постоянни човешки селища. Тук обаче живеят хора. Най-краткият път от Атлантическия до Тихия океан минава през Северния ледовит океан. Ето защо каравани от търговски кораби редовно се движат по Северния морски път, като мощни ледоразбивачи проправят пътя си през леда.
На островите и в ледовете на Северния ледовит океан има много научни станции. Тук полярните изследователи наблюдават времето, изучават къде се носят ледените късове в океана и изследват природата на Севера. Данните, които събират, им помагат да се ориентират през леда и помагат на метеоролозите да правят прогнози за времето.
В моретата на Северния ледовит океан хората се занимават с риболов и лов. За съжаление, поради факта, че хората все повече овладяват Северния ледовит океан, природата му е в опасност. Животни катополярна мечка, морж, гренландски кит, бяла гъска, мускусно говедо.
За защита на тези редки животни са създадени природни резервати на полуостров Таймир и на остров Врангел.
Въз основа на флората и фауната, какво могат да направят хората?
Въпреки студа имаме нужда от Северния ледовит океан.
Речникова работа
Какво е резерв?
Отворете речника и намерете какво е резерва?
Физминутка .
Движения към песен за пингвините
4. Затвърдяване на наученото.
а) фронтално проучване:
Сравнете природните условия на вашия район с природните условия на Арктика.
Какви растения и животни са характерни за арктическата зона?
Защо хората изследват Арктика от дълго време?
Какви мерки предприемат хората за опазване на природата на северния регион?
Защо животните, които се хранят в морето, преобладават сред арктическите животни?
б) силови вериги:
Водорасли – ракообразни – риби – птици
Водорасли – ракообразни – риби – тюлени
Риби – тюлени – полярни мечки
в) Попълнете таблицата за днешната експедиция (взаимна проверка по двойки)
Арктика - царството на снега и леда
Географско положение
Северен ледовит океан, северни морета, острови
Осветеност
Полярен ден и полярна нощ, Северно сияние
Флора и фауна
Лишеи, мъхове, полярен мак, червени боровинки, боровинки, ракообразни, риби, птици, полярна мечка, морж, тюлен
Човешка дейност
Научни станции, Северен морски път, риболов, лов
г) решаване на кръстословицата: (на дъската)
Решение на кръстословицата "SLO".
Ако познаете правилно кръстословицата, ще прочетете думата в центъра.
Въпроси.
1. Тези птици се събират през лятото на скалисти брегове в шумни „птичи колонии“; те обичат да пируват с риба.
2. Близък роднина на тюлена.
3. Птици, които снасят яйца директно върху голи скални ръбове.
4. Бялата мечка обича да ги лови.
5. Най-често срещаното растение в полярните региони.
6. Най-големият обитател на моретата и океаните.
7. Малки обитатели на моретата, с които се хранят рибите.
Отговори. 1. Чайка. 2. Морж. 3. Гилемоти. 4. Печат. 5. Лишеи. 6. Кит 7. Ракообразни.
Какво научихме в клас? (Работа с текст; работа по двойки, намиране на необходимата информация)
Какво научихте?
5.Домашна работа. Подгответе история за жителите на Северния ледовит океан.
- най-малкият океан на Земята по площ, разположен между Евразия и Северна Америка. Площ 14,75 милиона квадратни метра. km, средна дълбочина 1225 m, най-голяма дълбочина 5527 m в Гренландско море. Обемът на водата е 18,07 милиона km³.
Този океан се отличава със суров климат, изобилие от лед и относително плитки дълбочини. Животът там зависи изцяло от обмена на вода и топлина със съседните океани.
Северният ледовит океан е най-малкият от океаните на Земята. Тя е най-плитка. Океанът се намира в центъра на Арктика, която заема цялото пространство около Северния полюс, включително океана, прилежащите части на континентите, островите и архипелазите.
Значителна част от океанската площ е съставена от морета, повечето от които са маргинални и само едно е вътрешно. В океана има много острови, разположени близо до континентите.
История на изследването на океана. Изследването на Северния ледовит океан е историята на героичните подвизи на много поколения моряци, пътешественици и учени от редица страни. В древни времена руските хора - поморите - тръгвали на пътешествия с крехки дървени лодки и лодки. Те прекараха зимата на Грумант (Шпицберген) и отплаваха до устието на Об. Те ловиха риба, ловуваха морски животни и познаваха добре условията на корабоплаване в полярните води.
Използвайки информация за руските пътувания, британците и холандците се опитаха да намерят най-кратките пътища от Европа до страните от Изтока (Китай и Индия). В резултат на пътуването на Вилем Баренц в края на 16 век. е съставена карта на западната част на океана.
Систематичното изследване на океанските брегове започва с Голямата северна експедиция (1733-1743). Участниците в него извършиха научен подвиг - обходиха и картографираха крайбрежието от устието на Печора до Беринговия проток.
Първите сведения за природата на околополярните райони на океана са събрани в края на 19 век. по време на дрейфа на Фрам Нансен и пътуването до полюса в началото на ХХ век. Г. Седова на шхуната „Св. Фока."
Възможността за прекосяване на океана за една навигация е доказана през 1932 г. от експедицията на ледоразбивача "Сибиряков". Участниците в тази експедиция, под ръководството на О. Ю. Шмид, направиха измервания на дълбочина, измериха дебелината на леда и наблюдаваха времето.
Нашата страна е разработила нови методи за изучаване на този океан. През 1937 г. първата полярна станция „Северен полюс“ (SP-1) е създадена върху плаващ леден блок. Четирима полярни изследователи, водени от И. Д. Папанин, извършиха героичен дрейф на леден блок от Северния полюс до Гренландско море.
За да изучават океана, те сега използват самолети, които кацат върху ледени късове и провеждат еднократни наблюдения. Изображенията от космоса предоставят информация за промените в състоянието на атмосферата над океана и движението на леда.
В резултат на всички тези изследвания е натрупан голям материал за природата на Северния ледовит океан: за климата, органичния свят; изяснена е структурата на релефа на дъното, изследвани са дънните течения.
Много тайни на природата на Северния ледовит океан вече са известни, но предстои много да бъдат открити от бъдещите поколения, включително, може би, някои от вас.
Релефът на дъното има сложна структура. Централната част на океана е пресечена от планински вериги и дълбоки разломи. Между хребетите има дълбоководни котловини и котловини. Характерна особеност на океана е голям шелф, който съставлява повече от една трета от площта на океанското дъно.
Климатичните особености се определят от полярното положение на океана. Над него преобладават арктически въздушни маси. Мъглите са чести през лятото. Арктическите въздушни маси са много по-топли от въздушните маси, образуващи се над Антарктика. Причината за това е топлинният запас във водите на Северния ледовит океан, който постоянно се попълва от топлината на водите на Атлантическия и в по-малка степен на Тихия океан. По този начин, колкото и да е странно, Северният ледовит океан не охлажда, а значително затопля огромните земни площи на Северното полукълбо, особено през зимните месеци.
Под въздействието на западните и югозападните ветрове от Северния Атлантик мощен поток от топли води на Северноатлантическото течение навлиза в Северния ледовит океан. По крайбрежието на Евразия водите се движат от запад на изток. През целия океан от Беринговия проток до Гренландия водата се движи в обратна посока - от изток на запад.
Най-характерната особеност на природата на този океан е наличието на лед. Образуването им е свързано с ниска температура и относително ниска соленост на повърхностните водни маси, които се обезсоляват от голямо количество речна вода, изтичаща от континентите.
Премахването на лед към други океани е трудно. Следователно тук преобладава многогодишен лед с дебелина 2-4 m или повече. Ветровете и теченията причиняват движението и компресирането на леда, образуването на хълмове.
По-голямата част от организмите в океана се образуват от водорасли, които могат да живеят в студена вода и дори върху лед. Органичният свят е богат само в района на Атлантическия океан и на шелфа близо до устията на реките. Тук се образува планктон, на дъното растат водорасли и живеят риби (треска, навага, камбала). В океана живеят китове, тюлени и моржове. Арктика е обитавана от полярни мечки и морски птици, които водят колониален начин на живот и живеят по бреговете. Цялата популация на гигантските „птичи колонии“ се храни в океана.
В Северния ледовит океан има две природни зони. Границата на полярния (арктически) пояс на юг приблизително съвпада с ръба на континенталния шелф. Тази най-дълбока и най-сурова част от океана е покрита с плаващ лед. През лятото ледените късове са покрити със слой стопена вода. Този пояс е неподходящ за живи организми.
Частта от океана, прилежаща към сушата, принадлежи към субполярния (субарктически) пояс. Това са предимно моретата на Северния ледовит океан. Природата тук не е толкова сурова. През лятото водата край брега е без лед и е силно обезсолена от реките. Проникващите тук топли води от Атлантика създават условия за развитие на планктон, с който се хранят рибите.
Видове икономически дейности в океана. Северният ледовит океан е от изключително значение за страните, чиито брегове се измиват от неговите води. Суровата природа на океана затруднява търсенето на минерали. Но находищата на нефт и природен газ вече са проучени в шелфа на Карско и Баренцово море, край бреговете на Аляска и Канада.
Биологичното богатство на океана е малко. В района на Атлантическия океан те ловят риба и добиват морски водорасли и ловуват тюлени. Производството на китове в океана е строго ограничено.
По правило за обикновения човек е напълно неразбираемо какво правят тези хора.
хора там, „на върха на Земята“, в условия на екстремни студове, полярна нощ,
върху леден къс, който може да се счупи всеки момент и без обичайния комфорт
съвременна цивилизация. Когато поисках да говоря за научни
изследване на леден къс до заместник-началника на SP-36 по науката Владимир
Чурун, той замислено каза в отговор: „Знаеш ли, и аз нямам нищо против да разбера
за това!
Има много начини да изследвате Арктика. Автоматични научни комплекси - метеорологични и океанографски станции, буйове за баланс на масата, които са замразени в леда и позволяват да се определи увеличението или промяната на масата на ледената покривка (между другото, такъв буй работи на SP-37) - значително улесняват събирането на данни, но имат своите ограничения. Разбира се, би било изкушаващо да седите в офиса, докато данните пристигат чрез сателитни комуникации от система, например автоматични хидроложки станции - акостиращи или плаващи буйове. Но за една година повече от 50% от такива (много скъпи) шамандури обикновено се губят - в този регион условията на работа са доста трудни дори за оборудване, специално проектирано за това поради динамиката на ледените полета (изтърсване, компресия).
Друг начин за получаване на научни данни е чрез дистанционно наблюдение на Земята. Научните спътници (за съжаление, не руските) позволяват да се получава информация за състоянието на леда във видимия, инфрачервения, радарния и микровълновия диапазон. Тези данни се използват основно за приложни цели: за насочване на кораби, за търсене на подходящи ледени късове за дрейфиращи станции; на самите дрейфиращи станции те помагат в работата - например при SP-36 те бяха използвани за локализиране на място, подходящо за изграждане на писта. Сателитната информация обаче трябва да бъде проверена чрез сравняването й с реални наблюдения – директно измерена дебелина на леда, възрастта му (все още не е възможно директно измерване на тези данни от сателит).
Научните станции (вече обитавани) могат също да бъдат поставени чрез замразяване на кораби в лед (този метод е тестван от Fridtjof Nansen). От време на време се изпълняват такива проекти; примери включват френската яхта Tara или американско-канадският проект SHEBA, включващ кораб, плаващ в морето на Бофорт. Подобен проект беше обмислян и за атомния ледоразбивач „Арктика“, но в крайна сметка беше изоставен по различни причини. Замразените кораби обаче осигуряват само добра база за живот на научния персонал и енергийно снабдяване на научния комплекс. За да съберат научни данни, хората все пак ще трябва да отидат на леда, за да изключат външни влияния. Освен това замразяването на кораби е скъпо (и отвлича вниманието на корабите от основната им работа). 
„Според мен плаващият лед е естествена носеща платформа, най-оптималната както за настаняване на научен комплекс, така и за живеене на хора“, казва Владимир Чурун. „Това ви позволява да се движите дълго време и да получавате чисти научни данни без външно влияние. Разбира се, хората на ледения блок са лишени от някакъв комфорт, но в името на науката трябва да се примирим с това. Разбира се, получаването на научни данни трябва да се извършва по комплексен начин, като се използват всички налични средства - дрейфиращи станции, въздушни експедиции, сателитно наблюдение, автоматични буйове и научни експедиционни кораби. 
„Научната програма на SP-36 беше доста обширна и успешна“, обяснява Владимир Чурун пред Popular Mechanics. „Той включваше метеорологични, аерологични и хидрологични наблюдения, както и изследвания на свойствата на леда и снежната покривка. Но изследванията, свързани с йоносферата и магнитното поле на Земята, които получиха значително внимание в дрейфиращите станции в съветско време, сега са прехвърлени към стационарни полярни станции на континента и на островите.
въздух
Началото на работата на станцията не е белязано от тържествения момент на издигане на руското знаме над каютата. Официално дрейфуващата станция започва своята работа от момента, в който първият метеорологичен доклад бъде предаден на AARI, а оттам в глобалната метеорологична мрежа. Тъй като е известно, че Арктика е кухнята на времето, тези данни предоставят на метеоролозите изключително ценна информация. Изследването на барични (налягане, скорост и посока на вятъра на различни височини) и температурни профили на атмосферата с помощта на сонди до надморска височина от 30 km се използва не само за прогнозиране на времето - тези данни могат по-късно да се използват за фундаментални научни цели, като както за усъвършенстване на модели на атмосферната физика, така и за приложни - например поддържащи полети на самолети. Метеоролозите и аеролозите са отговорни за всички тези данни.
Работата на метеоролога може да изглежда проста - взема метеорологични данни и ги изпраща на Росхидромет. За да направите това, набор от сензори е разположен на 10-метрова метеорологична мачта, която измерва скоростта и посоката на вятъра, температурата и влажността, видимостта и налягането. Цялата информация, включително от дистанционни сензори (температура на сняг и лед, интензитет на слънчевата радиация), тече към метеорологичната станция. Въпреки че данните се вземат от станцията дистанционно, не винаги е възможно да се извършат измервания, без да се отиде на метеорологичния сайт. „Чашите на анемометрите и радиационната защита на метеорологичната кабина, където са разположени датчиците за температура и влажност, замръзват, трябва да бъдат почистени от скреж (за достъп до горната част на мачтата, последната е направена „чуплива“ ), обяснява инженерът-метеоролог SP-36 Иля Бобков.- A По време на периода на топене притегателните въжета трябва постоянно да се подсилват, за да поддържат мачтата стабилна. Освен това станцията не е проектирана да работи при толкова тежки условия на замръзване, под -40°C, затова монтирахме нагревател там - обикновена 40-ватова лампа с нажежаема жичка. Разбира се, има станции, предназначени за такива ниски температури, но те са по-малко точни.“
Над 10 м е зоната на работа на аеролозите. „Ние изучаваме горните слоеве на атмосферата с помощта на аерологични сонди“, обяснява водещият аерологичен инженер на SP-36 Сергей Овчинников. - Сондата представлява кутия с тегло 140 g, прикрепена е към балон - топка с обем около 1,5 m 3, пълна с водород, който се произвежда химически в газов генератор под високо налягане - от феросилиций на прах, сода каустик и вода. Сондата има вграден GPS приемник, телеметричен предавател, както и сензори за температура, налягане и влажност. На всеки две секунди сондата предава информация заедно с координатите си към наземна приемна станция. Координатите на сондата позволяват да се изчисли нейното движение, скорост и посока на вятъра на различни височини (надморската височина се определя по барометричен метод). Електрониката на сондата се захранва от пълна с вода батерия, която първо се държи във вода за няколко минути (спасителни жилетки с аварийни маяци са оборудвани с подобни източници на енергия).
„Сондите се изстрелват всеки ден в 0 и 12 часа по Гринуич, ако метеорологичните условия позволяват; при силен вятър сондата просто се „заковава“ към земята. За по-малко от година бяха извършени 640 изстрелвания, казва Сергей Овчинников. „Средната височина на изкачване беше 28 770 м, максималната скорост на изкачване беше около 300 м в минута, така че тя достигна максималната си височина за около един час и половина, балонът при повдигането се издува, след което се спуква и сондата пада на земята. Вярно е, че е почти невъзможно да го намерите, така че устройството е за еднократна употреба, макар и скъпо.
вода
„Основният акцент в нашата работа е върху измерването на текущите параметри, както и на температурата, електропроводимостта и плътността на водата“, казва океанологът SP-36 Сергей Кузмин, „През последните години наборът от инструменти беше значително обновен и сега можем да получим резултати с висока точност, съответстваща на световно ниво. Сега използваме инструменти за профилиране, които ни позволяват да измерваме скоростта на потока, използвайки напречния ефект на Доплер в няколко слоя.
„Изследвахме основно атлантически течения, чиято горна граница е на дълбочина 180-220 м, а ядрото – 270-400 м.“ В допълнение към изучаването на теченията беше осигурено ежедневно изследване на водния стълб с помощта на сонда, която измерваше електрическата проводимост и температура на всеки шест дни, бяха проведени изследвания на дълбочина до 1000 m за „улавяне“ на атлантическите води и; веднъж седмично сондата се спускаше до цялата максимална дължина на кабела - 3400 м за изследване на дълбоководните слоеве. "В някои райони," обяснява Сергей Кузмин, "може да се наблюдава геотермален ефект в дълбоки слоеве."
Задачата на океанолозите на SP-36 също включваше събиране на проби за последващ анализ от хидрохимици. „Три пъти през зимата – през пролетта, лятото и есента – взехме ледено ядро, което след това се разтопи при стайна температура, получената вода премина през филтър и след това отново се замрази“, казва Сергей. - И филтърът, и ледът бяха специално опаковани за последващ анализ. По същия начин бяха събрани проби от сняг и подледникова вода. Проби от въздуха са взети и с помощта на аспиратор, който изпомпва въздух през няколко филтъра, които задържат най-малките частици. По-рано по този начин беше възможно например да се открие прашец на някои видове растения, който лети до полярните региони от Канада и руската тайга.
Защо да изучаваме течения? „Чрез сравнение с данните, натрупани през предходните години, могат да се определят климатичните тенденции“, отговаря Сергей. „Такъв анализ ще позволи да се разбере, например, поведението на леда в Северния ледовит океан, което е изключително важно не само от фундаментална гледна точка, но и от чисто приложна гледна точка - например, когато разработване на природните ресурси на Арктика.
сняг
Програмата на специалните метеорологични изследвания включваше няколко раздела. Изследвани са структурата на снежната и ледената покривка, нейните топлофизични и радиационни свойства – тоест как тя отразява и поглъща слънчевата радиация. „Факт е, че снегът има висока отразяваща способност и според тази характеристика, например в сателитни изображения, той много прилича на облачен слой“, обяснява метеорологът Сергей Шутилин. - Особено през зимата, когато и на двете места температурата е няколко десетки градуса под нулата. Изучавах термофизичните свойства на снега в зависимост от температурата, вятъра, облачността и слънчевата радиация. Измерено е и проникването на слънчевата радиация (разбира се, през полярния ден) през снега и леда на различни дълбочини (включително във водата). Морфологията на снега и неговите термофизични свойства също бяха изследвани - температура на различни дълбочини, плътност, порьозност и фракционен състав на кристалите в различни слоеве. Тези данни, заедно с радиационните характеристики, ще помогнат за изясняване на описанието на снежната и ледената покривка в модели от различни нива - както глобални, така и регионални климатични модели.
През полярния ден бяха извършени измервания на ултравиолетовото лъчение, достигащо земната повърхност, а през полярната нощ бяха използвани газови анализатори за изследване на концентрациите на въглероден диоксид, приземен озон и метан, емисиите на които в Арктика очевидно са свързани с геоложки процеси. С помощта на специален газов анализатор също беше възможно да се получат, според Сергей Шутилин, уникални данни за потока на въглероден диоксид и водни пари през повърхността на сняг и лед: „Преди това имаше модел, според който се стопи вода от брегът падна в океана, океанът се покри с лед и под него протичаха анаеробни процеси. И след като повърхността беше освободена от лед, поток от въглероден диоксид навлезе в атмосферата. Открихме, че потокът върви в обратната посока: когато няма лед, отива в океана, а когато има лед, отива в атмосферата! Това обаче може да зависи и от района - например измерванията на SP-35, който се приближи на юг и до шелфовите морета в източното полукълбо, са в съответствие с горната хипотеза. Така че са необходими повече изследвания." 
На леда сега се обръща най-голямо внимание, защото той е ясен индикатор за процесите, протичащи в Арктика. Затова неговото изучаване е изключително важно. На първо място, това е оценка на баланса на ледената маса. Той се топи през лятото и расте през зимата, така че редовните измервания на дебелината му с помощта на измервателни пръти на определено място позволяват да се оцени скоростта на топене или растеж на ледения къс и след това тези данни могат да се използват за прецизиране на различни модели на многогодишно образуване на лед. „На SP-36 сметището заемаше площ от 80x100 м и от октомври до май върху него израснаха 8400 тона лед“, казва Владимир Чурун. „Можете да си представите колко лед е нараснал върху целия леден блок с размери 5х6 км!“
„Взехме също така няколко ядра от млад и стар лед, които ще бъдат изследвани в AARI - химичен състав, механични свойства, морфология“, казва изследователят на лед SP-36 Никита Кузнецов. „Тази информация може да се използва за усъвършенстване на различни климатични модели, а също и за инженерни цели, включително за изграждане на ледоразбивачи.“
Освен това в SP-36 бяха проведени изследвания на процесите на преминаване на различни вълни в морския лед: вълни, образувани по време на сблъсък на ледени късове, както и тези, преминаващи от морската среда в лед. Тези данни се записват с помощта на високочувствителни сеизмометри и впоследствие се използват за приложни модели на взаимодействие на лед с твърди частици. Според водещия инженер-изследовател на леда на SP-36 Леонид Панов, това дава възможност да се оценят натоварванията върху различни инженерни конструкции - кораби, сондажни платформи и др. - от гледна точка на устойчивост на лед: „Познаването на характеристиките на взаимодействието на леда с вълните, е възможно да се изчислят якостните свойства на леда, което означава да се предвиди точно къде ще се счупи. Такива методи ще направят възможно отдалечено откриване на преминаването на пукнатини и издигане в опасни зони, например в близост до нефтопроводи и газопроводи.
Не курорт
Когато попитах Владимир как се чувства глобалното изменение на климата (а именно глобалното затопляне) по време на работа в дрейфуващата станция, той само се усмихна в отговор: „Разбира се, площта на леда и неговата дебелина в Арктика са намалели - това е добре регистриран научен факт. Но на плаваща станция, в локалното пространство на ледения къс, глобалното затопляне изобщо не се усеща. По-конкретно през тази зима регистрирахме минималната температура за последните десет години (-47,3°C). Вятърът не беше много силен - максималните пориви бяха 19,4 м/с. Но като цяло зимата от февруари до април беше много студена. И така, въпреки глобалното затопляне, Арктика не е станала по-топла, по-уютна или по-удобна. Тук все още е също толкова студено, студените ветрове все още духат, ледът е все същият навсякъде. И все още няма надежда, че Чукотка скоро ще стане курорт.
Дмитрий Мамонтов.
Малките деца много често задават интересни въпроси на възрастните и не винаги могат да им отговорят веднага. За да не изглеждате глупаво на вашето дете, препоръчваме ви да се запознаете с пълния и подробен, добре обоснован отговор относно плаваемостта на леда. В края на краищата той плува, а не се дави. защо се случва това
Как да обясним на детето сложни физически процеси?
Първото нещо, което идва на ум, е плътността. Да, всъщност ледът плава, защото е по-малко плътен от . Но как да обясним на детето какво е плътност? Никой не е длъжен да му казва училищната програма, но е напълно възможно всичко да се сведе до това, което е. В края на краищата всъщност един и същ обем вода и лед има различни тегла. Ако проучим проблема по-подробно, можем да изразим няколко други причини освен плътността.
не само защото намалената му плътност не му позволява да потъне по-ниско. Причината също е, че в леда са замръзнали малки въздушни мехурчета. Те също така намаляват плътността и следователно като цяло се оказва, че теглото на ледената плоча става още по-малко. Когато ледът се разширява, той не поема повече въздух, но всички онези мехурчета, които вече са вътре в този слой, остават там, докато ледът започне да се топи или сублимира.
Провеждане на експеримент върху силата на разширяване на водата
Но как можете да докажете, че ледът действително се разширява? В крайна сметка водата също може да се разширява, така че как може да се докаже това при изкуствени условия? Можете да проведете интересен и много прост експеримент. За да направите това, ще ви трябва пластмасова или картонена чаша и вода. Не е необходимо количеството да е голямо, не е нужно да пълните чашата до ръба. Освен това в идеалния случай се нуждаете от температура от около -8 градуса или по-ниска. Ако температурата е твърде висока, преживяването ще продължи неоправдано дълго.
И така, водата се излива вътре, трябва да изчакаме да се образува лед. Тъй като сме избрали оптималната температура, при която малък обем течност ще се превърне в лед в рамките на два до три часа, можете спокойно да се приберете вкъщи и да изчакате. Трябва да изчакате, докато цялата вода се превърне в лед. След известно време гледаме резултата. Деформирана или скъсана от лед чаша е гарантирана. При по-ниска температура ефектите изглеждат по-впечатляващи, а самият експеримент отнема по-малко време.
Отрицателни последици
Оказва се, че един прост експеримент потвърждава, че ледените блокове наистина се разширяват, когато температурата намалява, а обемът на водата лесно се увеличава при замръзване. По правило тази функция създава много проблеми на забравителните хора: бутилка шампанско, оставена на балкона за дълго време в новогодишната нощ, се счупва поради излагане на лед. Тъй като силата на разширяване е много голяма, тя не може да бъде повлияна по никакъв начин. Е, що се отнася до плаваемостта на ледените блокове, тук няма какво да се доказва. Най-любопитните могат лесно да проведат подобен експеримент през пролетта или есента сами, опитвайки се да удавят парчета лед в голяма локва.
Всеки знае, че ледът е замръзнала вода или по-скоро е в твърдо агрегатно състояние. Но Защо ледът не потъва във водата, а плува по повърхността й?
Водата е необичайно вещество с редки, дори аномални свойства. В природата повечето вещества се разширяват при нагряване и се свиват при охлаждане. Например живакът в термометъра се издига през тясна тръба и показва повишаване на температурата. Тъй като живакът замръзва при -39ºC, той не е подходящ за термометри, използвани при сурови температурни среди.
Водата също се разширява при нагряване и се свива при охлаждане. Въпреки това, в диапазона на охлаждане от приблизително +4 ºC до 0 ºC той се разширява. Ето защо водопроводните тръби могат да се спукат през зимата, ако водата в тях е замръзнала и са се образували големи ледени маси. Налягането на лед върху стените на тръбите е достатъчно, за да предизвика спукването им.
Водно разширение
Тъй като водата се разширява, когато се охлади, плътността на леда (т.е. неговата твърда форма) е по-малка от тази на течната вода. С други думи, даден обем лед тежи по-малко от същия обем вода. Това се отразява от формулата m = ρV, където V е обемът на тялото, m е масата на тялото, ρ е плътността на веществото. Съществува обратно пропорционална връзка между плътността и обема (V = m/ρ), т.е. с увеличаване на обема (когато водата се охлажда), същата маса ще има по-ниска плътност. Това свойство на водата води до образуването на лед на повърхността на резервоари - езера и езера.
Да приемем, че плътността на водата е 1. Тогава ледът ще има плътност 0,91. Благодарение на тази фигура можем да разберем дебелината на ледения къс, който плува по водата. Например, ако един леден къс има височина над водата 2 cm, тогава можем да заключим, че неговият подводен слой е 9 пъти по-дебел (т.е. 18 cm), а дебелината на целия леден къс е 20 cm.
В района на Северния и Южния полюс на Земята водата замръзва и образува айсберги. Някои от тези плаващи ледени планини са огромни. Счита се, че най-големият айсберг, известен на човека, е с площ от 31 000 квадратни метра. километра, който е открит през 1956 г. в Тихия океан.
Как водата в твърдо състояние увеличава обема си? Като промени структурата си. Учените са доказали, че ледът има ажурна структура с кухини и празнини, които при разтопяване се пълнят с водни молекули.
Опитът показва, че точката на замръзване на водата намалява с увеличаване на налягането с приблизително един градус на всеки 130 атмосфери.
Известно е, че в океаните на големи дълбочини температурата на водата е под 0 ºС и въпреки това не замръзва. Това се обяснява с налягането, създадено от горните слоеве вода. Слой вода с дебелина един километър притиска със сила около 100 атмосфери.
Сравнение на плътността на вода и лед
Може ли плътността на водата да бъде по-малка от плътността на леда и това означава ли, че той ще се удави в нея? Отговорът на този въпрос е положителен, което лесно се доказва със следния експеримент.
Да вземем от фризера, където температурата е -5 ºС, парче лед с размер на една трета от чаша или малко повече. Нека го поставим в кофа с вода при температура +20 ºС. Какво наблюдаваме? Ледът бързо потъва и потъва, като постепенно започва да се топи. Това се случва, защото водата при температура +20 ºС има по-ниска плътност в сравнение с леда при температура -5 ºС.
Има модификации на лед (при високи температури и налягания), които поради по-голямата си плътност ще потънат във водата. Говорим за така наречения "тежък" лед - деутерий и тритий (наситени с тежък и свръхтежък водород). Въпреки наличието на същите кухини като в протиевия лед, той ще потъне във вода. За разлика от „тежкия“ лед, протиевият лед е лишен от тежки водородни изотопи и съдържа 16 милиграма калций на литър течност. Процесът на неговото приготвяне включва пречистване от вредни примеси с 80%, поради което протиевата вода се счита за най-оптималната за човешкия живот.
Значение в природата
Фактът, че ледът плува по повърхността на водните тела, играе важна роля в природата. Ако водата не притежава това свойство и ледът потъне на дъното, това ще доведе до замръзване на целия резервоар и в резултат на това до смъртта на живите организми, които го обитават.
При настъпване на студено време, първо при температури над +4 ºС, по-студената вода от повърхността на водоема потъва надолу, а топлата (по-лека) вода се издига. Този процес се нарича вертикална циркулация (смесване) на водата. Когато в целия резервоар се установи +4 ºС, този процес спира, тъй като от повърхността водата вече при +3 ºС става по-лека от тази, която е отдолу. Водата се разширява (обемът й се увеличава с приблизително 10%) и плътността й намалява. В резултат на факта, че по-студеният слой е отгоре, водата замръзва на повърхността и се появява ледена покривка. Поради кристалната си структура, ледът има лоша топлопроводимост, което означава, че задържа топлина. Леденият слой действа като вид топлоизолатор. А водата под леда запазва топлината си. Благодарение на топлоизолационните свойства на леда, преносът на „студ“ към долните слоеве на водата е рязко намален. Следователно на дъното на резервоара почти винаги остава поне тънък слой вода, което е изключително важно за живота на неговите обитатели.
Така +4 ºС - температурата на максималната плътност на водата - е температурата на оцеляване на живите организми в резервоар.
Използвайте в ежедневието
По-горе беше спомената възможността водопроводните тръби да се спукат, когато водата замръзне. За да се избегне повреда на водоснабдителната система при ниски температури, не трябва да има прекъсвания в подаването на топла вода, която тече през отоплителните тръби. Превозното средство е изложено на подобна опасност, ако в студеното време остане вода в радиатора.
Сега нека поговорим за приятната страна на уникалните свойства на водата. Карането на кънки е страхотно забавление за деца и възрастни. Чудили ли сте се защо ледът е толкова хлъзгав? Например, стъклото също е хлъзгаво, а също и по-гладко и по-привлекателно от леда. Но кънките не се плъзгат по него. Само ледът има такова специфично възхитително свойство.
Факт е, че под тежестта на нашето тегло има натиск върху тънкото острие на кънката, което от своя страна причинява натиск върху леда и неговото топене. В този случай се образува тънък воден слой, по който се плъзга стоманеното острие на скейта.
Разлика в замръзването на восък и вода
Експериментите показват, че повърхността на кубче лед образува определена издутина. Това се дължи на факта, че замръзването в средата става последно. И разширявайки се по време на прехода към твърдо състояние, тази издутина се издига още повече. Това може да се противодейства чрез втвърдяване на восъка, което, напротив, образува вдлъбнатина. Това се обяснява с факта, че восъкът се свива, след като премине в твърдо състояние. Течностите, които се свиват равномерно при замразяване, образуват донякъде вдлъбната повърхност.
За да замръзне водата, не е достатъчно да се охлади до точката на замръзване от 0 ºC, тази температура трябва да се поддържа чрез постоянно охлаждане.
Вода, смесена със сол
Добавянето на готварска сол към водата понижава нейната точка на замръзване. Поради тази причина през зимата пътищата се поръсват със сол. Солената вода замръзва при -8°C и по-ниски, така че докато температурата не падне поне до тази точка, замръзване не настъпва.
Сместа лед-сол понякога се използва като "охлаждаща смес" за експерименти при ниски температури. Когато ледът се топи, той абсорбира латентната топлина, необходима за трансформацията от заобикалящата го среда, като по този начин го охлажда. Това абсорбира толкова много топлина, че температурата може да падне под -15 °C.
Универсален разтворител
Чистата вода (молекулна формула H 2 0) няма цвят, вкус, мирис. Водната молекула се състои от водород и кислород. Когато във водата попаднат други вещества (разтворими и неразтворими във вода), тя се замърсява, поради което в природата няма абсолютно чиста вода. Всички вещества, които се срещат в природата, могат да бъдат разтворени във вода в различна степен. Това се определя от техните уникални свойства – разтворимост във вода. Следователно водата се счита за „универсален разтворител“.
Гарант за стабилна температура на въздуха
Водата се нагрява бавно поради високия си топлинен капацитет, но въпреки това процесът на охлаждане протича много по-бавно. Това прави възможно океаните и моретата да акумулират топлина през лятото. Освобождаването на топлина се случва през зимата, поради което няма рязка промяна в температурата на въздуха на територията на нашата планета през цялата година. Океаните и моретата са оригиналният и естествен акумулатор на топлина на Земята.
Повърхностно напрежение
Заключение
Фактът, че ледът не потъва, а плува на повърхността, се обяснява с по-ниската му плътност в сравнение с водата (специфичната плътност на водата е 1000 kg/m³, на леда - около 917 kg/m³). Тази теза е вярна не само за леда, но и за всяко друго физическо тяло. Например, плътността на хартиена лодка или есенно листо е много по-ниска от плътността на водата, което осигурява тяхната плаваемост.
Свойството на водата да има по-ниска плътност в твърдо състояние обаче е много рядко в природата, изключение от общото правило. Само металът и чугунът (сплав от металното желязо и неметалния въглерод) имат подобни свойства.
