49
Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014. Krzysztof Markowicz Krzysztof Markowicz Instytut Geofizyki, Wydział Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski Fizyki Uniwersytet Warszawski [email protected] www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stac ja/ Festiwal Nauki 2012

Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

  • Upload
    decker

  • View
    37

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014. Krzysztof Markowicz Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski [email protected] www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja/. Festiwal Nauki 2012. Plan wykładu. Program GLOBE Uczniowska kampania klimatyczna - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania

klimatyczna 2013-2014.

Krzysztof Markowicz Krzysztof Markowicz Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki

Uniwersytet WarszawskiUniwersytet [email protected]

www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja/ Festiwal Nauki 2012

Page 2: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Plan wykładu

• Program GLOBE

• Uczniowska kampania klimatyczna

• Co będziemy badać i dlaczego?

• Zarys programu pomiarowego

• Proste przyrządy pomiarowe

• Wybrane ćwiczenia edukacyjne

Page 3: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Program GLOBE

• Program GLOBE (Global Learning and Observations to Benefit the Environment) jest międzynarodowym programem, który skupiając uczniów, nauczycieli i naukowców umożliwia poznawanie globalnych problemów środowiska.

• W ramach Programu w 111 krajach świata, funkcjonuje sieć ponad 24000 szkół podstawowych i ponadpodstawowych, badających problemy ekologiczne środowiska oraz dzielących się informacjami z tego zakresu z całą międzynarodową społecznością.

• Z Polski w projekcie uczestniczy ok. 125 szkół.

Page 4: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Efekty uczestnictwa w programie

• Podniesienie stanu świadomości ekologicznej uczestników Programu, całej społeczności szkolnej, a nawet lokalnych podmiotów współpracujących w jego realizacji.

• Doskonalenie umiejętności uczniów i nauczycieli w posługiwaniu się nowoczesnymi technikami informatycznymi i pomiarowymi zgodnie z przyjętymi metodami i procedurami.

• Tworzenie bazy danych w zakresie wybranych parametrów środowiska, badanych według standardów przyjętych przez społeczność międzynarodową.

• Dysponowanie zasobami danych pozyskiwanych w wyniku badań prowadzonych w naszym kraju, oraz innych krajach uczestniczących w Programie, a także korzystanie z unikalnych danych pozostających w gestii Urzędu do Spraw Atmosferycznych i Oceanicznych oraz innych rządowych agencji Stanów Zjednoczonych Ameryki.

• Dostęp do pomocniczych materiałów edukacyjnych ułatwiających nauczycielom prowadzenie zajęć.

• Stworzenie ze szkół uczestniczących w Programie, wzorcowych ośrodków prowadzących edukację ekologiczną i korzystających z nowoczesnych technik informatycznych w oparciu o najnowsze metody i technologie światowe, dostarczone przez stronę amerykańską.

• Systematyczne podnoszenie kwalifikacji zawodowych nauczycieli

Page 5: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

GLOBE Student Climate Research Campaign

• To działanie ogłoszone przez Dyrektora GLOBE w 2010 roku. • Projekt ma na celu zaangażowanie uczniów z całego świata

w badania lokalnego środowiska przyrodniczego i koncentruje się na zwiększeniu wiedzy uczniów nt. klimatu.

• Projekt klimatyczny to zajęcia edukacyjne, wydarzenia i badania zaproponowane przez uczestników. Kampania rozpoczęła się we wrześniu 2011 roku i trwać będzie przez 2 lata

• Polska cześć projektu to Badawcza Kampania Klimatyczna. Rozpoczęła się w styczniu 2012 roku warsztatami dla nauczycieli i prowadzona będzie do czerwca 2014 roku.

• Na bazie protokółów i doświadczeń Programu GLOBE, proponujemy we współpracy z naukowcami rozszerzenie dotychczasowych badań uczniów w ramach trzech modułów:

• Moduł A. Rozpoznanie i przeciwdziałanie skutkom powodzi• Moduł B. Badanie zapylenia atmosfery• Moduł C. Satelitarna lekcja klimatu

Page 6: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Moduł A. Rozpoznanie i przeciwdziałanie skutkom powodzi

• Nie ma możliwości przeciwdziałania występowaniu anomalii pogodowych. Można jednak zaplanować, w jaki sposób przeciwdziałać ich negatywnym skutkom (niekontrolowanym wezbraniom, powodziom, nadmiernemu spływowi powierzchniowemu, lokalnym podtopieniom), zwłaszcza w kontekście niwelowania ilości potencjalnych zanieczyszczeń dostarczanych do środowiska.

• Na jakie problemy badawcze szukamy odpowiedzi? (1) rozpoznaniu lokalnych źródeł zanieczyszczeń, zwłaszcza tych, generujących składniki biogenne (azot, fosfor)(2) ocenie warunków rozprzestrzeniania się tych zanieczyszczeń (zwłaszcza biogenów).

Page 7: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Realizowane w module działania zostaną podzielone na cztery główne etapy:

• Etap I: Wybór i charakterystyka zlewni wód powierzchniowych (kwiecień–czerwiec 2012)

• Etap II: Wstępne badania terenowe (wrzesień 2012 – luty 2013)

• Etap III: Regularne badania właściwości wód powierzchniowych (luty – czerwiec 2013 i wrzesień – listopad 2013)

• Etap IV: Opracowanie dokumentacji prowadzonych badań – Raport podsumowujący (do 15 listopada 2013)

Lokalizacje szkół, które realizują moduł A

Page 8: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Analiza krytycznej sytuacji meteorologiczno-hydrologicznej

• Uczniowie śledzą prognozy pogody pod kątem wystąpienie intensywnych burz lub długotrwałych opadów.

• Wykonują pomiary sum dobowych opadu w okresie wystąpienia tego zjawiska

• Obserwują w internecie mapy radarowe opadów, śledzą kierunki przemieszania stref opadu w swojej okolicy

• Po opadach obserwują stan rzek w swojej okolicy na stronie IMGW.

• Analizują badaną sytuację

Page 9: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Moduł C. Satelitarna lekcja klimatu

• Scenariusze lekcyjne oparte o dane satelitarne:

• Bilans radiacyjny

• Zmiany czasowe temperatury powietrza w troposferze i stratosferze

• Zmiany zasięgu występowania pokrywy lodowej

• i inne.

• Moduł jest obecnie w trakcie przygotowania

Page 10: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Moduł B: Badanie zapylenia atmosfery- aerozole i system klimatyczny

• Część edukacyjna:- Scenariusze lekcyjne z zakresu aerozolu - Proste ćwiczenia terenowo-laboratoryjne - Analiza danych obserwacyjnych

• Monitoring w ramach sieci naukowej: - Pomiary i zbieranie danych atmosferycznych- Obserwacje wizualne nieboskłonu oraz horyzontu

Page 11: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Cele naukowe badań aerozoli

• Poprawa wiedzy na tematPoprawa wiedzy na temat::- Zmienności przestrzennej grubości optycznej Zmienności przestrzennej grubości optycznej

aerozoli nad Polskąaerozoli nad Polską- Transformacji mas powietrza nad PolskąTransformacji mas powietrza nad Polską- Weryfikacji danych satelitarnych oraz wyników Weryfikacji danych satelitarnych oraz wyników

symulacji numerycznych symulacji numerycznych - Związku pomiędzy własności optycznymi aerozoli Związku pomiędzy własności optycznymi aerozoli

mierzonym tuż przy powierzchni ziemi z mierzonym tuż przy powierzchni ziemi z wielkościami uśrednionymi w całej kolumnie wielkościami uśrednionymi w całej kolumnie pionowej atmosferypionowej atmosfery

Page 12: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Motywacja BadańMotywacja Badań

IPCC, 2007 (wikipedia)IPCC, 2007 (wikipedia)

Page 13: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Motywacja badań (2)Motywacja badań (2) MODIS

NAAPS

MODIS 2000-2011

NAAPS 1998-2006

Page 14: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Zanieczyszczenia atmosfery zwane inaczej aerozolami to małe cząstki stałe lub ciekłe powstające w sposób naturalny oraz w wyniku działalności gospodarczej człowieka.

Typy aerozoli:• sól morska• drobiny piasku• pyły (wulkaniczny)

• sadza • siarczany, azotany• związki organiczne • inne związki nieorganiczne

AEROZOLE

Page 15: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Aerozole widoczne z kosmosuAerozole widoczne z kosmosu

Page 16: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Pomimo, że aerozole są zbyt małe aby dostrzec je gołym okiem to jednak ich obecność jest widoczna w atmosferze. Aerozole redukują widzialności w atmosferze.

Page 17: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

warstwa aerozolu

redukcja promieniowana słonecznego dochodzącego do powierzchni ziemi

wzrost absorpcji

w atmosferze

wzrost albeda planetarnego

Aerozole zmieniają albedo planetarne Ziemi

Wpływ aerozoli na klimat

Page 18: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

04/21/2304/21/23

. .. .

. .. .. .. .. .

. .. .. .. .. .. .

. .

. .. .. .

. .. .. ::. .. .. .. .

. .. .. ..... .... .... . ...... .... .... . ..

::::::::::

:: ::::::

Stratocumulus

większe albedo

Większa koncentracja kropel,Mniejszy promień re

Aerozole zmieniają chmury

Page 19: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Poland-AODPoland-AOD

Powołana wPowołana w 2011 2011 r. r.

Koordynowana przez Instytut Geofizyki, Koordynowana przez Instytut Geofizyki, Uniwersytetu Warszawskiego (2012-Uniwersytetu Warszawskiego (2012-2013)2013)

www.polandaod.tk

Stacje Badawcze: Stacje Badawcze:

• Laboratorium Transferu Radiacyjnego Instytutu Geofizyki Laboratorium Transferu Radiacyjnego Instytutu Geofizyki Uniwersytetu WarszawskiegoUniwersytetu Warszawskiego

• Stacja pomiarowa Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Stacja pomiarowa Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Nauk w Sopocie Nauk w Sopocie

• Prywatna Stacja Badawcza Transferu Radiacyjnego Prywatna Stacja Badawcza Transferu Radiacyjnego SolarAOT w Strzyżowie SolarAOT w Strzyżowie

• Statek badawczy Oceania Statek badawczy Oceania

• Centralne Obserwatorium Geofizyczne w Belsku Polskiej Centralne Obserwatorium Geofizyczne w Belsku Polskiej Akademii NaukAkademii Nauk

Page 20: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

[email protected] [email protected] www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacjawww.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja

IO-PAS Sopot

IGF-UWWarsaw

SolarAOTStrzyzow

Page 21: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Proponowane obserwacje atmosferyczne

Pomiary związane z aerozolami:

• Grubości optycznej aerozoli i wykładnika Angstroma

• Zawartości pary wodnej w pionowej kolumnie powietrza

• Współczynnika ekstynkcji aerozolu

• Koncentracji węgla cząsteczkowegoPomiary dodatkowe:

• Zachmurzenie (stopień pokrycia i rodzaje chmur)

• Temperatura powietrza, cieśninie, wilgotność i inne.

• Ocena widzialność poziomej

• Ocena koloru nieboskłonu

• Temperature, pressure, humidity,…

Page 22: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Fotometr słoneczny

Nowy

fotometr

Page 23: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Co mierzy fotometr?Co mierzy fotometr?

• Natężenie (moc) promieniowania bezpośredniego (z Natężenie (moc) promieniowania bezpośredniego (z okolic tarczy słonecznej)okolic tarczy słonecznej)

• Promieniowanie docierające do powierzchni ziemi Promieniowanie docierające do powierzchni ziemi zależy od wielu czynników w tym od stopnia zależy od wielu czynników w tym od stopnia zanieczyszczenia powietrza, zawartości pary wodnej, zanieczyszczenia powietrza, zawartości pary wodnej, ozonu itd. ozonu itd.

[email protected] [email protected] www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacjawww.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja

Page 24: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Grubość optyczna aerozoli - AODGrubość optyczna aerozoli - AOD

• AOD jest wielkością charakteryzującą AOD jest wielkością charakteryzującą optyczne właściwości aerozolu znajdującego optyczne właściwości aerozolu znajdującego się w pionowej kolumnie powietrza. się w pionowej kolumnie powietrza.

• AOD związana jest z koncentracją, składem AOD związana jest z koncentracją, składem chemicznym oraz wielkością aerozolu. chemicznym oraz wielkością aerozolu.

• Pomimo, że AOD zależy od wielu parametrów Pomimo, że AOD zależy od wielu parametrów fizycznych i chemicznych jej wartość fizycznych i chemicznych jej wartość charakteryzuję stopień zanieczyszczenia charakteryzuję stopień zanieczyszczenia (zapylenia powietrza). (zapylenia powietrza).

Page 25: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Typowe wartości AOD w Polsce.Typowe wartości AOD w Polsce.

• Typowe wartości AODTypowe wartości AOD• AOD<0.05 : powietrze bardzo czysteAOD<0.05 : powietrze bardzo czyste• AOD<0.1 : powietrze czysteAOD<0.1 : powietrze czyste• AOD w przedziale od 0.1–0.3 : powietrze średnio AOD w przedziale od 0.1–0.3 : powietrze średnio

zanieczyszczone, zanieczyszczone, • AOD>0.3 : powietrze dość silnie zanieczyszczone. AOD>0.3 : powietrze dość silnie zanieczyszczone. • AOD>0.5 : powietrze mocno zanieczyszczoneAOD>0.5 : powietrze mocno zanieczyszczone

• Średnia wartość AOD w Polsce to ok. 0.2Średnia wartość AOD w Polsce to ok. 0.2• Zdarza się obserwować w Polsce AOD na poziomie 1.0 Zdarza się obserwować w Polsce AOD na poziomie 1.0

ale są to na ogół przypadki napływu piasku pustynnego. ale są to na ogół przypadki napływu piasku pustynnego.

Page 26: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Grubość optyczna atmosfery Grubość optyczna atmosfery może być określona może być określona na podstawie natężenia promieniowania słonecznego na podstawie natężenia promieniowania słonecznego wg wzoru Beer’a:wg wzoru Beer’a:

gdzie I i Igdzie I i Io o są natężeniami promieniowania słonecznego są natężeniami promieniowania słonecznego na powierzchni ziemi oraz górnej granicy atmosfery.na powierzchni ziemi oraz górnej granicy atmosfery.

m- oznacza tzw. masę optyczna atmosfery. Czynnik z m- oznacza tzw. masę optyczna atmosfery. Czynnik z wysokością słońca nad horyzontem. W przybliżeniu wysokością słońca nad horyzontem. W przybliżeniu masa optyczna dana jest wzorem masa optyczna dana jest wzorem

moeII

Wyznaczenie AOD

Page 27: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Związek grubości optycznej atmosfery Związek grubości optycznej atmosfery z aerozolamiz aerozolami

gdzie gdzie - grubość optyczna całej atmosfery - grubość optyczna całej atmosfery

M M - grubość optyczna molekuł „czystego” - grubość optyczna molekuł „czystego” powietrzapowietrza

O3O3 - grubość optyczna ozonu - grubość optyczna ozonu

H2OH2O - grubość optyczna pary wodnej - grubość optyczna pary wodnej

AODAOD - grubość optyczna aerozoli - grubość optyczna aerozoli

OHOAODM 23

Page 28: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Informacje techniczne o nowym fotometrze słonecznym.

• Te same detectory jak w profesjonalnym przyrządzie MICROTOPS II (selektywne fotodiody o szerokości połówkowej 10 nm)

• 4-5 kanałów pomiarowych: 400, 500, 675, 870, 940, 1020 nm

• Czujnik ciśnienia, temperaturey oraz GPS

• Czujnik położenia słońca (quadrant photodiode)

• Mikrokontroler

• Wyświetlacz to wizualizacji wyników i sterowania ustawieniami przyrządu

• Interfejs komputerowy USB/RS232 w celu przesłania danych do komputera i wysłania na serwer Poland-AOD

• Celna ok. 3000-4000 zł.

Page 29: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Procedura pomiarowa• Najważniejszym elementem pomiary fotometru jest

precyzyjne ustawienie w kierunku słońca. Będzie to wykonane przy użyciu odpowiedniego czujnika, który sygnalizował będzie jak zmienić ustawienie przyrządu aby wycelować w słońce.

• W celu wyeliminowania wpływu „ludzkiego” podjęta będzie automatyczna i kilku stopniowa procedura przetwarzania danych w trybie rzeczywistym. Przetwarzanie danych w przyrządzie odbywać się będzie za pośrednictwem mikrokontrolera.

• Pomiar będzie powtarzany 5-7 razy w ciągu 1-2 minut i jedynie wyniki charakteryzujące się najmniejszym błędem będą zapisywane w pamięci urządzenia a następnie przesyłane do komputera i na serwer IGF-UW.

Page 30: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Pomiary zawartości pary wodnej w pionowej kolumnie atmosfery

• Przy użyciu fotometru słonecznego i pomiarach osłabienia promieniowania poprzez parę wodną w kanale 940 nm.

• a, b stałe kalibracyjne, ,AOD grubość optyczna aerozoli w kanale 940 nm wyznaczana na podstawie wykładnika Angstrom.

• Pomiary przy użyciu pirometru

b/1

b

AOD,M,o

am

)(mI

Ilnk

PWV

OHOAODM 23

Page 31: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Pomiary zawartości pary wodnej w pionowej kolumnie atmosfery przy

użyciu pirometru.

• Mims et al.., 2011 Cena pirometru od 200 do 1000 zł

Pomiary temperatury nieboskłonu w okolicy zenitu podczas bezchmurnych warunków.

Page 32: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Wyznaczanie widzialności poziomej oraz współczynnika ekstynkcji

• Wizualna obserwacja obiektów znajdujących się blisko horyzontu (reperów) dla których znamy odległość od szkoły

• Pomiar kontrastu pomiędzy nieboskłonem a horyzontem Metoda I: mierzymy kontrast w dwóch różnych (znacząco różnych) odległościach od obiektu.

- Metoda II: mierzymy kontrast dwóch różnych obiektów znajdujących się w różnych odległościach od obserwatora

50ln

VISRównanie Koschmiedera

VIS – widzialność [km]

- współ. ekstynkcji [1/km]

AODM

Page 33: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

kontrast w odległości r

)r(I

)r(I)r(I)r(C

b

bt

)r(I t

)r(Ib

)0(I

)0(I)0(I)0(C

b

bt

kontrast w zerowej odległości

Wyznaczanie widzialności i współ. ekstynkcji

oC/Cln

50lnrVIS

oC

Cln

r

1

)( 2rIb

)( 2rI t

)rexp()0(C)r(C

)rexp()0(C)r(C

22

11

Page 34: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

04/21/2304/21/23

Pomiary uzupełniające - zachmurzenie

0% <10% 10-25% 25-50% 50-90% >90%

Niebo niewidoczne

Zamieć śnieg deszcz mgła

Sól morska pył wulkaniczny pożary kurz piasek aerozol

Page 35: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Obserwacje koloru nieboskłonu

• Kolor nieboskłonu pozbawionego chmur jest niezłym wskaźnikiem stopnia zanieczyszczenia powietrza.

• Uczniowie będą obserwowali nieboskłon i zaznaczali jedną z odpowiedzi:

- błękitny

- niebieski

- biało niebieski- mleczny

Page 36: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Prosta kamera nieba do monitoringu zachmurzenia

Page 37: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Prosty aethalometr do pomiarów koncentracji węgla organicznego.

N. Ramanathan et al., 2011

Cena ok. 2000 zł+ co roku 500 zł na filtry

Page 38: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Kalibracja przyrządówKalibracja przyrządów

• Fotometr słoneczny musi być kalibrowany Fotometr słoneczny musi być kalibrowany minimum raz w roku. Stosowana będzie minimum raz w roku. Stosowana będzie interkalibracja ze wzorcowym fotometrem CIMEL interkalibracja ze wzorcowym fotometrem CIMEL oraz technika Langley’a. oraz technika Langley’a.

• Prosty aethalometr będzie kalibrowany poprzez Prosty aethalometr będzie kalibrowany poprzez porównanie wyników z aethalometrem porównanie wyników z aethalometrem AE-31 AE-31 i i nefelometremnefelometrem

• Kalibracja spektralna aparatu cyfrowego Kalibracja spektralna aparatu cyfrowego (Monochromatorem). (Monochromatorem).

• Kalibracja pirometru i zawartości pary wodnej Kalibracja pirometru i zawartości pary wodnej względem przyrządu CIMEL oraz radio sondaży. względem przyrządu CIMEL oraz radio sondaży.

[email protected] [email protected] www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacjawww.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja

Page 39: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Warsztaty dla nauczycieliWarsztaty dla nauczycieli

• Odbędą się w marcu 2013 r. w WarszawieOdbędą się w marcu 2013 r. w Warszawie

• Szkolenie w zakresie prowadzenia pomiarów oraz Szkolenie w zakresie prowadzenia pomiarów oraz analizy danych analizy danych

• Przekazanie materiałów dydaktycznych w tym Przekazanie materiałów dydaktycznych w tym nagrań vnagrań video ideo pokazujących sposób prowadzenia pokazujących sposób prowadzenia pomiarów. pomiarów.

• Globe games Globe games ww czerwcu czerwcu 2013 2013 poświęcone poświęcone pomiarom aerozolipomiarom aerozoli

[email protected] [email protected] www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacjawww.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja

Page 40: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Strona internetowaStrona internetowa

• Informacje i pomoce dydaktyczne dla nauczycieliInformacje i pomoce dydaktyczne dla nauczycieli

• Instrukcje wykonywania pomiarów Instrukcje wykonywania pomiarów

• Forum dyskusyjne dla uczniów i naukowcówForum dyskusyjne dla uczniów i naukowców

• Sekcja alertów związanych z interesująca Sekcja alertów związanych z interesująca sytuacją meteorologiczną sytuacją meteorologiczną ((transportu pyłu transportu pyłu saharyjskiego, wulkanicznego pożarów, smog saharyjskiego, wulkanicznego pożarów, smog itd..itd..))

• Baza danych zawierająca wykresy i mapy Baza danych zawierająca wykresy i mapy generowane w trybie rzeczywistym oraz dane generowane w trybie rzeczywistym oraz dane meteo do prowadzenia analizy sytuacji.meteo do prowadzenia analizy sytuacji.

[email protected] [email protected] www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacjawww.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja

Page 41: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014
Page 42: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Nagrody za aktywny udział w projekcieNagrody za aktywny udział w projekcie

• Co roku najaktywniejsi uczniowie będą Co roku najaktywniejsi uczniowie będą mogli wziąć udział w kilku dniowym rejsie mogli wziąć udział w kilku dniowym rejsie po Bałtyku statkiem badawczym OCEANIA po Bałtyku statkiem badawczym OCEANIA należącym do Instytutu Oceanologii należącym do Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Nauk.Polskiej Akademii Nauk.

[email protected] [email protected] www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacjawww.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja

Page 43: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Eksperymenty dydaktyczneEksperymenty dydaktyczne

• Planuje się opracowanie kilku prostych Planuje się opracowanie kilku prostych eksperymentów dydaktycznych, które umożliwią eksperymentów dydaktycznych, które umożliwią uczniom zrozumienie procesów fizycznych uczniom zrozumienie procesów fizycznych zachodzących atmosferze i związanych ze zachodzących atmosferze i związanych ze zmianami klimatu. zmianami klimatu.

[email protected] [email protected] www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacjawww.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja

Page 44: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Eksperyment I: Pomiary bilansu radiacyjnego

• Pomiary bilansu radiacyjnego nad różnymi typami powierzchni (trawa, beton, asfalt, piasek, śnieg itd.) podczas różnego położenia słońca oraz w nocy.

• Pomiary przy użyciu prostych przyrządów;

-Luksomierz (promieniowanie słoneczne)

-Pirometr (promieniowanie ziemskie)

• Konwersja do strumienia energii (natężenia promieniowania):

4TIRs

luxs KIF Ilux -natężenie oświetlenia w [lx], K- stała kalibracyjna z porównania z pyranometrem

T - mierzona temperatura,

- stała Stefana Boltzmanna

Page 45: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Eksperyment I: Pomiary bilansu radiacyjnego (2)

)()( ssss IRIRFFNET

sF

sF

sIR

sIR

%100

s

s

F

FALBEDO

Wyznaczanie albeda powierzchni ziemi

Wyznaczanie strumienia netto

Page 46: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Dlaczego bilans energii jest ważny?

Niezerowy bilans mówi nam, że ciało fizyczne będzie zmieniać swoją temperaturę

+0.9 W/m2

Page 47: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Obserwacja efektu cieplarnianego

sIR

szyba

sT

gT

sIR

gIR

Pomiary wykonujemy podczas słonecznego dnia nad powierzchnią ziemi o wysokiej temperaturze przy użyciu pirometr w dwóch przypadkach

1. Bezpośredni pomiar temperatury powierzchni ziemi

2. Pomiar temperatury poprzez szklaną szybkę lub płytkę pleksi

gs IRIRGH

Efekt cieplarniany:

Page 48: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

PodsumowaniePodsumowanie

• Rozpoczęcie kampanii pomiarowej, marzec 2013.Rozpoczęcie kampanii pomiarowej, marzec 2013.

• Strony internetowe:Strony internetowe:

• http://globe.gridw.pl/projekty/badawcza-kampania-klimatyczna/o-projekcie

• www.polandaod.tk

• Finansowanie (część edukacyjna) ze środków Finansowanie (część edukacyjna) ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki WodnejGospodarki Wodnej

• Koordynacja projektu Koordynacja projektu Centrum Informacji o Centrum Informacji o Środowisku UNEP/GRID-Warszawa Środowisku UNEP/GRID-Warszawa

• Dane kontaktowe: Dane kontaktowe: [email protected]

Page 49: Badamy zmiany klimatu Ziemi. Uczniowska kampania klimatyczna 2013-2014

Przystąpienie szkoły do projektuPrzystąpienie szkoły do projektu

• Wybranych będzie 20 szkół, które zapewniony Wybranych będzie 20 szkół, które zapewniony będą miały finansowanie zakupu sprzętu będą miały finansowanie zakupu sprzętu pomiarowego. pomiarowego.

• Pozostały szkoły będą mogły uczestniczyć w Pozostały szkoły będą mogły uczestniczyć w projekcie ale nauczyciele nie będą mogli być projekcie ale nauczyciele nie będą mogli być przeszkoleni w Warszawieprzeszkoleni w Warszawie

• Poszukiwania źródeł finansowania budowy Poszukiwania źródeł finansowania budowy sprzętu pomiarowego (organy samorządowe, sprzętu pomiarowego (organy samorządowe, firmy itd.)firmy itd.)

[email protected] [email protected] www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacjawww.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja