Исследовательская работа "Прогноз погоды: от народных примет до современных технологий"

Муниципальное  бюджетное  образовательное учреждение

«Школа № 160»

Ленинского района города Нижнего Новгорода

Школьная конференция исследовательских работ

обучающихся начальных классов 

«Малое созвездие» 

Прогноз погоды: от народных примет до современных технологий

Выполнила: Гайбура Анна,

ученица 4  «Б» класса

Руководитель: Ретина

Татьяна Валентиновна,

учитель начальных классов

город Нижний Новгород

2016 год

Содержание

1.     Введение

2.     Глава 1

·        Народные приметы

·        Современные способы прогнозировать погоду

3.     Глава 2

·        Дневник наблюдений за погодой в феврале

·        Опрос учителей школы

·        Опыт

4.     Выводы

5.     Список литературы

Введение

На уроках окружающего мира мы проходили ветер и погоду. Нам показали презентацию про прогноз погоды. И мне стало интересно, как узнают, например, что будет завтра, а что через неделю: солнце или дождь, жара или холод?

Цель моей работы – узнать, как делают прогноз погоды.

Задачи:

·        Исследовать литературу по моей теме, исследовать статьи в Интернете

·        Узнать народные и современные способы прогнозировать погоду

·        Попробовать самой прогнозировать погоду

·        Сделать выводы

Актуальность

         Прогнозами погоды пользуются очень многие. Ежедневно люди пользуются прогнозом погоды, чтобы решить, что надеть в этот день. Прогнозы дождей, снега и сильных ветров используются для планирования работы и отдыха на свежем воздухе. Важными прогнозами являются штормовые предупреждения, так как они используются для защиты жизни и имущества. Прогнозы температуры и осадков важны для сельского хозяйства и, следовательно, даже для торговцев ценными бумагами на фондовых рынках. Температурные прогнозы нужны также тепловым сетям для оценки необходимой в ближайшие дни тепловой энергии. Прогноз погоды нужен авиакомпаниям для предупреждения сложных ситуаций, в военной области и даже в космической! В настоящее время составляются прогнозы как для общего пользования, так и предназначенные для отдельных целей, людей и профессий (строителей, моряков, авиаторов и т.д.). Они передаются по специальным каналам.

Глава 1

Пого́да — совокупность значений элементов и атмосферных явлений, наблюдаемых в определённый момент времени в той или иной точке пространства. Понятие «погода» относится к текущему состоянию атмосферы. Погоду можно описать давлением, температурой и влажностью воздуха, силой и направлением ветра, облачностью, атмосферными осадками, дальностью видимости, атмосферными явлениями (туманами, метелями, грозами) и другими метеорологическими элементами.

Прогноз погоды — научно обоснованное предположение о будущем состоянии погоды в определённом пункте или регионе на определённый период. Предсказание погоды с научной точки зрения – одна из сложнейших загадок атмосферы.

Народные приметы

         Живая природа – гениальный метеоролог. Миллионы лет она совершенствовала свои творения. В течении этого времени животные и растения развивались и приспосабливались буквально ко всему. На каждом этапе, при каждом изменении климата природа изменяла прежние решения. И в результате безжалостного отбора растения и животные научились определять погоду даже лучше человеческих приборов.

         Можно обратиться к пернатым синоптикам – птицам. Например: голуби разворковались – будет погожий день. Также на тёплую погоду и прекращение холодных утренников указывает регулярное кукование кукушек. А вот если синица пищит – зиму вещает.

         Можно посмотреть на растения. Все они дают довольно точные прогнозы. Почётное место среди них заняла красавица наших лесов – берёза, например, если из неё весной течёт много сока – лето будет дождливое. А если весной берёза раньше ольхи листья выкинет – лето будет тёплое и сухое. Верным «долгосрочным прогнозистом» является рябина. Если она поздно цветёт – жди долгой осени, или например, если кругом красно от рябины – надо ожидать лютой зимы.

         Конечно, можно обратиться «к домашним экстрасенсам». К кошкам или собакам. Если кошка или кот спит около батареи – к холодам. А если кошка ложится на землю и как бы «загорает» – к солнцу. И конечно, не забывайте про самую главную примету – если кошка давно ходит за вами, она хочет есть!

         Собака перед дождём валяется в пыли или на земле. А если она в хорошем настроении и виляет хвостом – к хорошей погоде.

         С древнейших времён народные приметы о погоде говорят о следующем: утренний туман – на ясную погоду; ливень при солнце означает что завтра снова пойдёт дождь. Облако цвет меняет – меняется и погода. Небо облачное, а цветы лютика открыты – дождя не будет. Поникли цветки картофеля – будет ненастье.

         С дождями связано много примет. Солнце садится в тучи, дым припадает к земле, ласточки летают низко, без времени голосят петухи по дворам, облака вытягиваются по небу длинными прядями – всё это приметы дождя. А незадолго перед дождём, хотя ещё не натянуло тучи, слышится нежное дыхание влаги.   В народе существует примета – убить паука или лягушку – к дождю.

Современные способы прогнозировать погоду

Люди пробовали предсказывать погоду тысячелетиями, но официальные прогнозы появились в девятнадцатом столетии. Для составления прогноза погоды собираются количественные данные о текущем состоянии атмосферы, и при помощи научного понимания атмосферных процессов проектируется, как изменится состояние атмосферы.

     Современное предсказание погоды требует не только больших вычислений, но и целой сети сбора данных о погоде. Синоптическая метеорология — наука о погоде и методах её предсказания. Составляется (разрабатывается) метеорологическими службами на основе анализа развития крупномасштабных атмосферных процессов и методов метеорологии. В своей работе метеорологи используют различные методы предсказания погоды, составляя таблицы оценок вероятности событий.

         Вероятность безошибочного предсказания погоды значительно увеличилась именно в последние годы, поскольку была сильно расширена сеть пунктов наболюдения.

Метеостанция — совокупность различных приборов для метеорологических измерений (наблюдения за погодой). В узком смысле метеостанция — учреждение, проводящее метеорологические наблюдения. Метеостанции оснащают всё более совершенными средствами автоматики, метеорологическими приборами. Но главное, всё шире используются так называемые численные методы прогноза, то есть к атмосферным процессам применено управление гидро- и термодинамики.

         Кроме наземных данных для оперативного прогноза берут ещё данные из атмосферы – с шести уровней на разных высотах.

         Существуют различные методы для прогнозирования метеорологических явлений и их величин, но в полном объеме ни один метод не обеспечивает пока точного прогноза.

         Синоптический метод составления прогнозов основан на анализе карт погоды.

         Численные методы прогноза погоды основаны на математическом решении системы полных уравнений гидродинамики и получение прогностических полей давления, температуры на определённые промежутки времени.

         Статистические методы прогноза позволяют по прошлому и настоящему состоянию атмосферы спрогнозировать на определённый будущий период состояние погоды.

Использование нескольких моделей и приведение их к единому результату помогает снизить погрешность и получить наиболее вероятный результат.

Прогнозы делятся по заблаговременности периода, на который даётся прогноз:

·         сверхкраткосрочные (СКПП) — до 12 часов;

• краткосрочные (КПП) — от 12 до 36 часов;
• среднесрочные (СПП) — от 36 часов до 10 суток;
• долгосрочные (ДПП) — от 10 суток до сезона (3 месяца);

·         сверхдолгосрочные (СДПП) — более чем на 3 месяца (год, несколько лет).

Оправдываемость прогнозов тем ниже, чем выше заблаговременность. Потому что очень сложно делать прогноз погоды на большой период времени.

В России существует обширная сеть метеорологических станций (различных разрядов с разными программами наблюдений), метеорологических и гидрологических постов. Значительную роль играют наблюдения, выполняемые посредством метеорологических радиолокаторов (пространственные образы слоёв облачности и интенсивности осадков и гроз в радиусе до 250 км от местоположения локатора) и метеорологических искусственных спутников Земли (телевизионные снимки облачности в различных диапазонах длин волн, вертикальные профили температуры и влажности воздуха в атмосфере). Ведутся аэрологические наблюдения на сети специальных аэрологических станций с помощью радиозондов, иногда с помощью метеорологических и геофизических ракет. Наблюдения на морях и океанах со специально оборудованных судов.

По данным наблюдений составляется синоптическая карта. Синоптическая карта — это географическая карта, на которой условными знаками нанесены результаты наблюдений многих метеостанций. Такая карта даёт наглядное представление о состоянии погоды в данный момент. При последовательном составлении карт выясняются направления движения воздушных масс, развитие циклонов, перемещение фронтов. Анализ синоптических карт позволяет предвидеть изменения погоды. Можно отследить изменения состояния атмосферы, в частности перемещение и эволюцию атмосферных возмущений, перемещение, трансформацию и взаимодействие воздушных масс и пр.

         Фотографирование облачных систем со спутников позволяет обнаружить зарождение тропических циклонов над океанами.

Глава 2

Опрос учителей школы

Объяснения Ретиной Татьяны Валентиновны (учителя начальных классов) 

         Все процессы в природе взаимосвязаны. Элементы погоды тоже влияют друг на друга. Мы говорили на уроках окружающего мира, что воздух на планете Земля не имеет границ, но везде он разный: над полюсами – холодный, над экватором жаркий; над пустыней – сухой, а над океаном – влажный. А ещё мы говорили, что любое вещество при понижении температуры сжимается, а при повышении – расширяется. Также и воздух: на полюсе, где холодно, воздух сжимается, на экваторе, где жарко – расширяется. От сжатия повышается давление воздуха, а от расширения – давление понижается. Так появляются области с высоким и низким атмосферным давлением. Воздух стремится перемешаться, стать одинаковым. Молекулы воздуха перемещаются из области высокого давления, где им «тесно», в области с низким давлением. Так дует ветер. Если человек знает, где высокое атмосферное давление, а где низкое, то он может предсказать, куда будет дуть ветер и как сильно, то есть предскажет силу и направление ветра.

Ветер по небу несёт облака. Облака приходят из областей с высокой влажностью. Если ветер движет облака в область с пониженным атмосферным давлением, то там облаков соберётся много, там будет пасмурно и пойдут осадки: летом – дождь или град, зимой – снег. Область с пониженным давлением, где скопились облака, учёные называют циклоном. Циклон закрывает нас от  солнца. А область с повышенным атмосферным давлением, где ясно и светит солнышко, называют антициклоном. Летом циклон нам несёт дожди и холодную погоду, а антициклон – жару и засуху. Зимой наоборот. Солнце низко поднимается над землёй и не успевает нагреть землю, поэтому всё тепло от земли уходит в холодный космос, а значит, антициклон несёт нам мороз и солнце. Циклон зимой приносит облака, которые не дают уходить теплу в космос. Облака накрывают область пониженного давления, как кастрюлю накрывает крышка, и получается парниковый эффект. Тогда температура повышается, и начинается оттепель.

От перемены температуры воздуха меняется давление, ведь нагреваясь, воздух расширяется, а остывая – сжимается. Изменение атмосферного давления заставляет воздух вновь перемещаться – дует ветер, он в свою очередь гонит новые облака, которые влияют на изменение температуры в зависимости от сезона… И так происходит постоянно.

Когда человек знает все эти процессы и может измерить температуру воздуха, атмосферное давление, силу и направление ветра, то он может предсказывать погоду.

Рассуждение

Я знаю, как измеряют температуру воздуха – это делают с помощью термометра. 

Чтобы проводить наблюдения за погодой я выбрала несколько помощников.

         Флюгер – устройство для определения направления ветра. Состоит из вертикального стержня с поперечинами, указывающими направления на страны света, и вращающегося плеча. Один конец плеча выполнен в форме стрелы, на другом укреплена широкая пластинка. Площадь ее поверхности велика, и пластинка, поворачиваясь под ветром, заставляет стрелу указывать, откуда дует ветер. Флюгер - один из древнейших метеорологических инструментов, который до сих пор широко используется.

         Мой дядя по моей просьбе сделал очень красивый флюгер, с помощью которого я определяла направление ветра.

В современных флюгерах для определения силы ветра используется легкий пропеллер. А я сделала вертушку из бумаги. Конечно, она не даёт точных данных о скорости ветра, но по силе вращения вертушки можно судить о силе ветра.

Но мне пока неизвестно, как измеряют атмосферное давление? Этот вопрос я задам учителю физики.

Объяснения Егоровой Марины Владимировны (учителя физики)

         Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба и записывается так: 1 мм рт. ст. Нормальным для нас считается атмосферное давление, равное 760 мм рт. ст. Для измерения давления используют прибор барометр-анероид (что значит безжидкостный). Баро́метр (др.-греч. — «тяжесть» и — «измеряю») — прибор для измерения атмосферного давления.

Чтобы им воспользоваться, достаточно просто посмотреть, куда показывает стрелка и по шкале определить атмосферное давление в данном месте в данное время.

Первым барометром была тарелка с налитой в неё ртутью и пробиркой (колбой), поставленной отверстием вниз. Когда атмосферное давление повышалось, ртуть поднималась в пробирке, когда же оно понижалось — ртуть опускалась. Из-за неудобства такая конструкция перестала применяться и уступила место барометру-анероиду, но метод, по которому такой барометр был изготовлен, стал применяться в термометрах.

Опыт

         Для опыта был взят барометр-анероид, показания которого были записаны на разных этажах школы № 160.

Этаж школы № 160	Показания барометра-анероида (мм рт. ст.)
1 этаж	769
2 этаж	768,5
3 этаж	768
4 этаж	767,5

Вывод из опыта

Показания барометра-анероида изменялись с подъёмом по этажам: чем выше этаж, тем меньше были показания барометра-анероида. Значит, чем ближе к земле, тем выше атмосферное давление, чем выше  от земли, тем ниже атмосферное давление. Причём изменение давления происходит постепенно, равномерно. Такое же изменение атмосферного давления можно наблюдать в горной местности: у подножия горы атмосферное давление будет выше, чем на её  вершине.

Глава 3

Дневник наблюдения за погодой в феврале 2016г.

Число	День					Вечер					Описание народной приметы	Вывод о народной примете
	t˚	давление (мм рт. ст.)	облачность	осадки	ветер (м/с)	t˚	давление (мм рт. ст.)	облачность	осадки	ветер  (м/с)
1	+1	735		" "	3,3	0	740			3,3	Птицы высоко, после тумана - дождь	Подтвердилось
2	+1	740		**	2	- 1	736			2	Птицы на земле – к оттепели	Подтвердилось
3	+2	731			2	+1	731		**	2	Птицы на ветках – к хорошей погоде	Не подтвердилось
4	+2	740			7	- 1	743			6	Утром птицы щебечут – к солнцу	Подтвердилось
5	- 1	748			2	- 3	744		**	3,3	Утром туман – к снегопаду	Подтвердилось
6	- 4	746			3,7	- 3	749		**	3	Птицы сидят высоко – к заморозку	Подтвердилось
7	- 7	754		**	3,5	- 5	755			4	Птицы сидят высоко – к заморозку	Подтвердилось
8	- 1	752		**	4	- 1	754			4,7	Птицы щебечут – к солнцу	Подтвердилось
9	- 4	753			5	- 2	753			5,6
10	+1	754			5,1	0	755			4,5	Небольшой туман – будет снег	Не подтвердилось
11	- 5	757			4,4	- 1	756			5,6	Птицы высоко – к похолоданию	Подтвердилось
12	0	755			4	- 3	760			7
13	- 1	757			3,1	- 3	756			3,7
14	- 3	754			4,4	- 3	754			5,4	Появились почки на деревьях – к потеплению	Подтвердилось
15	+1	751		*"	5,4	+2	753			4,4	Птицы низко на ветках – к потеплению	Подтвердилось
16	+2	749			4	+2	740		" "	4
17	- 3	749		**	3,5	- 4	751		**	3,5	Птицы высоко – к похолоданию	Подтвердилось
18	- 1	760			4	- 2	760			3,2
19	- 1	763			3,1	- 2	763			2,8	Птицы высоко на ветках – к похолоданию	Подтвердилось
20	- 1	759			2	- 5	764			3
21	- 4	755			3	- 7	752			3	Птицы попрятались – к сильному ветру	Подтвердилось
22	- 1	746			8	- 2	741		**	8
23	+2	741			6	0	742			3	Птицы активны, щебечут – к потеплению	Подтвердилось
24	+1	742		*"	1,1	0	741			4,8	Пела синица – к холоду снегу	Подтвердилось частично
25	+2	740		*"	1	0	743			3,8	Птицы щебечут – к солнцу	Подтвердилось
26	+1	752		**	6	- 3	754			4
27	+1	753		**	6	0	755			3
28	+1	762			3	- 5	763			2	Птицы щебечут – к солнцу	Не подтвердилось
29	0	761		**	5	- 2	760		**	4	Пела синица – к холоду и снегу	Подтвердилось

Условные обозначения

Осадки
" "	Дождь
**	Снег
*"	Снег с дождем
Облачность
	Ясно
	Малооблачно
	Переменная облачность
	Пасмурно
Направления ветра
	Север
	Юг
	Запад
	Восток
	Северо-запад
	Северо-восток
	Юго-запад
	Юго-восток

Заключение

·       Дневник наблюдений за погодой показал, что большинство народных примет сбывается: Животные, птицы чувствуют изменения погоды, и по их поведению можно предсказывать погоду. Однако приметы сбывались не всегда, поэтому такой прогноз нельзя считать точным. Кроме того животные и птицы не дают конкретных показаний: по их поведению не узнаешь, какая будет температура воздуха или какое будет давление. Потому такой прогноз будет не совсем достаточным.

·       Современные технологии позволяют прогнозировать погоду достаточно точно и на большой период времени. Для этого необходимо знать взаимосвязь элементов погоды между собой, а также нужны специальные приборы.

·       Прогноз погоды нужен всем людям каждый день. Прогнозировать погоду крайне важно, потому что это помогает людям в повседневной жизни и позволяет  предупреждать людей о природных катаклизмах.

Список литературы

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%BD%D0%BE%D0%B7_%D0%BF%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D1%8B

https://www.Kubanmeteo.ru/index.php

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D0%B0#.D0.98.D0.B7.D1.83.D1.87.D0.B5.D0.BD.D0.B8.D0.B5_.D0.BF.D0.BE.D0.B3.D0.BE.D0.B4.D1.8B

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BB%D1%8E%D0%B3%D0%B5%D1%80

http://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/5181/%D0%A4%D0%9B%D0%AE%D0%93%D0%95%D0%A0

Краткое описание документа:

Исследовательская работа выполнена ученицей 4 класса, Гайбура Анной.

В работе представлено исследование на тему "Прогноз погоды: от народных примет до современных технологий", в ходе которого ученица выясняла, как составляют прогноз погоды, какими методами пользовались в древности, какие современные технологии и методы применяются в наши дни.

В практической части работы представлены наблюдения ученицы за погодой и её попытка составлять собственные прогнозы на основе изученных в теории методик.