Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
“Вислодубравская среднеобразовательная школа”
Губкинского района Белгородской области
Проект
Тема:
«Величественное и грозное явление природы: гроза»
Автор: Худякова Лилия Константиновна
обучающаяся 8 класса
Научный руководитель :
Кошевая Ирина Николаевна
учитель физики и математики
С. Вислая Дубрава, 2022 год
Оглавление:
Введение
Природа, окружающая нас, очень красивая, таинственная, изменчивая и в тоже время постоянная, со своими законами, но даже сегодня малоизученная. Нас окружают различные природные явления: тепловые, световые, электрические, магнитные, звуковые. И многие из них являются не только красивыми, но и опасными. Одним из таких природных явлений является гроза. Гроза занимает важное место в программе школьного образования. Ее изучение позволяет ученикам развивать научные знания и навыки, а также повышает осведомленность общества о безопасности во время грозы. Это позволяет более полно и глубоко понять природу и значение грозы, а также принять меры для ее предотвращения и защиты от ее негативных последствий. Изучение грозы и ее явлений в школе имеет длительную историю. С самых древних времен люди были заинтригованы этим невероятным и опасным природным явлением. Веками люди считали, что гроза — это бог грома Тор бьет своим молотом где-то в Асгарде, или Перун мечет громовые стрелы, или Зевсу не сидится спокойно на Олимпе... Понятно, что все эти объяснения не имеют научного подтверждения и я решила разобраться, откуда берутся грозы и чего от них стоит ожидать. Я сама хочу изучить главные вопросы о грозах и рассказать ребятам, насколько опасно это природное явление, дать совет, как рассчитать время до прихода грозы и как понять, сколько продлится непогода.
Интерес к изучению грозы сформировался в школьной программе в России в конце XIX века. Каждый из нас мог наблюдать гром и молнию, возможно ощущал на себе некоторый страх, оцепенение от этого грозы. Территория нашей Белгородской области подвержена грозам в основном в период весна – лето, ранняя осень, хотя бывали случаи и зимних гроз.
Актуальность. Мое любимое время года - лето, лето - это время, когда очень часто бывает гроза. Нужно знать правила безопасного поведения во время грозы.
Выбор темы. В данном исследовании я рассмотрела такие вопросы: «Что такое гроза? Что такое молния? Какая бывает молния? Какую опасность она представляет? Как уберечься от удара молнии? Что такое гром и стоит ли его бояться? Как рассчитать время до прихода грозы и как понять, сколько продлится непогода?»
Цель проекта: выявить особенности молнии и способы защиты от неё, как условия безопасного поведения во время грозы.
Для достижения данной цели выбраны следующие задачи:
Проблема проекта: применение знаний, полученных на уроках физики, в повседневной деятельности.
Тип проекта: творческий, исследовательский.
Форма продукта проекта: буклет по безопасному поведению во во время грозы.
Содержание: рассказ об одном из природных явлений нашей полосы, о грозе и молнии.
Исследование: данная работа посвящена изучению опасности такого природного явления, как молния, и правилам безопасного поведения во время грозы.
Область применения результата проекта: альбом о правилах безопасного поведения во время грозы применим на уроках физики в 7, 8 и 10 классах при изучении электрических явлений, на занятиях по ОБЖ, на уроках по окружающему миру и экологии в начальной школе.
Результативность: проводимые исследования повышают интерес к изучению предмета физики; воспитание чувства ответственности за себя и тех, кто оказался рядом во время грозы.
Теоретическая часть
Что такое гроза?
Гроза — это атмосферное явление, при котором внутри облаков или между облаком и земной поверхностью возникают электрические разряды — молнии, сопровождаемые громом. Как правило, гроза образуется в мощных кучево-дождевых облаках и связана с ливневым дождём, градом и шквальным усилением ветра. Во время грозы изменяется температура, давление и влажность атмосферного воздуха.
Откуда берутся грозы?
Грозовое облако поднимается в небо кудрявым столбом, его форма быстро меняется. Грозовое облако как будто наваливается на нас с высоты. За счет конвекции холодный воздух из верхних слоев атмосферы вытесняется и опускается к земле, а теплый воздух над хорошо прогретой почвой или водой поднимается вверх, образуется восходящий поток влажного воздуха. Постепенно он поднимается все выше и выше. Водяной пар постепенно остывает, конденсируется и образует облако. Часть капелек воды в нем замерзает, а часть - остается жидкой. Эти типы капель имеют разный электрический заряд — у льдинок он положительный, а у капелек воды заряд отрицательный. Облако увеличивается в размерах, растет, а вместе с облаком растет и количество капелек и льдинок, несущих на себе электричество.
Так, в верхней части облака, где холоднее и больше льдинок, накапливается положительный заряд, а в нижней части обоака - отрицательный. Бывают и более сложные структуры. Разность потенциалов достигает от 10 миллионов до миллиардов вольт и становится настолько большой, что происходит разряд. Мы видим молнию и через некоторое время слышим исходящую от нее звуковую волну, или гром.
Как обычно начинается гроза?
А в какое время года чаще бывает гроза?
Чаще грозы бывают во вторую половину лета, причём после полудня, Это происходит потому, что поверхность земли в это время наиболее нагрета. Гроза - это самое яркое явлением природы, но иногда гроза бывает даже зимой.
Чем гроза пахнет?
Удары молнии создают их из азота и кислорода воздуха. Энергии молнии достаточно, чтобы разорвать прочную связь и заставить атом азота соединиться с кислородом. Именно во время грозы в почву поступает значительное количество соединений азота, без которых не могут обойтись растения.
Какого цвета молния?
Молнии бывают разных цветов: белые, желтые, голубые, синие, красные, оранжевые.
Виды молний
Молнии могут образовываться на разной высоте, иметь разный характер образования разряда, могут иметь разную форму, длину и др. делятся на множество видов. Основным критерием является характер образования разряда, ведь молнии могут возникать на разной высоте. Также они могут иметь разную форму, длину и прочие параметры.
Я рассмотрела следующие виды молний (приложение 1):
Как узнать, насколько гроза далеко?
Скорость распространения света составляет примерно 300 тыс км/с, поэтому свет от удара молнии доходит до наблюдателя почти мгновенно, а вот звук грома движется со скоростью всего 335 м/с.
Чтобы узнать, насколько далеко от нас центр грозы, можно воспользоваться таймером на телефоне. Как только сверкнет молния, надо засечь время до раската грома. Находим расстояние, умножив скорость звука на время со смартфона. . Затем умножаем полученную цифру в секундах на 335 м/с и получаем расстояние до места удара молнии в метрах. (Пример: время между увиденной молнией и услышанным громом = 10 с, значит расстояние до точки удара 10 с 335 = 3350 м = 3,35 км).
Чаще всего грозовые облака движутся со скоростью = 30 км/ч (5-8 м/с). Зная направление ветра и расстояние до центра грозы можно оценить, успеем ли мы добежать до дома или спрятаться в другом месте от грозы.
Чего ждать от грозы?
Грозовые облака бывают одиночными и тогда при диаметре около 1-3 км оно живут не больше 20-30 минут. Сопровождаются такие грозовые облака сильным порывистым, но недолгим ливнем. Такую грозу предсказать очень сложно, она образуется в случайных местах и быстро исчезает.
Если одиночные облака достигают 10-15 км в диаметре и 7-10 км в толщину, то такие тучи несут с собой сильные ливни, шквалы и даже град размером с мяч для гольфа. Если вы увидите такие облака, лучше отменить прогулку и убрать все ценное с улицы.
Но самый опасный вид грозовых облаков — это огромное облако, диаметр которого достигает 50 км, а толщина 10-15 км. Восходящий поток в такой “супертуче” вращается и имеет огромную скорость в 240-260 км/ч. Здесь зарождаются самые опасные погодные явления: гигантский град, сильные смерчи и шторма с порывами ветра более 40 м/с. К счастью, в европейской части России, а токже в Белгородской области такие облака формируются редко, а об их появлении заранее предупреждает МЧС.
Следить за грозами и ливнями в реальном времени можно на Яндекс.Погоде. Компания собирает данные с сети метеостанций, оборудованных радарами, чувствительными к облакам. Информация уточняется с помощью спутниковых снимков, а затем специальная программа с машинным обучением помогает построить прогноз. Этот прогноз постоянно изменяется, как и сама погода.
Опасна ли гроза для человека?
Гроза занимают второе место после наводнений по количеству трагедий. Метеорологи предупреждают, что наблюдать за грозой на открытом воздухе (в палатке, в лесу, в поле, на воде и просто на городских улицах) опасно. Для человека угрозу представляют все виды молнии, которые могут достигнуть земной поверхности. Неопасны разряды, которые возникают и бьют только среди облаков или над ними. Также безопасны огни Святого Эльма.
Гроза опасна сильными разрывами молний, которые могут вызвать пожары, расщепление деревьев и загорание, гибель животных и людей. Электрические провода могут плавиться, могут плавиться камни, песок, кирпич. Чаще молнии ударяют в предметы, возвышающиеся среди других. В городе, деревне - это башни, высокие здания, трубы и др. На них для защиты от молний ставят громоотводы., на открытых местах - в поле, на лугу, молнии часто ударяют в отдельно стоящие деревья, стога сена и другие возвышающиеся предметы.
Что надо знать, чтобы избежать опасности во время грозы
При грозе путнику стоит соблюдать определённые правила поведения, чтобы снизить риски попадания молнии (приложение 2).
Интересные факты о грозе.
Практическая часть
Мне было интересно узнать, а можно ли создать молнию в условиях лаборатории кабинета физики нашей школы. Молния – это физическое явление, поэтому надо искать приборы в кабинете физики. Мне рассказали о таких приборах, как электрофорная машина, электроскоп. А электрический разряд мы решили посмотреть с помощью электрофорной машины. Я поняла, как она может вырабатывать электрический разряд. Между деревом и тучей видна искра. Это электрический разряд. В природе искра – это молния, а треск от разряда - гром. С помощью электроскопа я определила, образуется ли электричество на эбонитовой палочке, на стеклянной, алюминиевой палочках? Эбонитовую палочку натирают шерстяной тряпкой для получения электрических зарядов (на палочке – отрицательный, на тряпочке - положительный). Стеклянную палочку натирают шелковой тряпкой для получения электрических зарядов (на палочке – положительный, на тряпочке - отрицательный). Алюминиевую палочку зарядить не получилось, алюминий хорошо проводит электрический ток.
Результаты
Результаты моих наблюдений и практической работы показали, что необходимо знать правила безопасного поведения во время грозы. Своими знаниями и наблюдениями я поделюсь на занятии по ОБЖ в своём классе, на уроках физики в 7, 8 и 10 классах, на уроках по окружающему миру и экологии в начальных классах. . На общешкольной конференции я рассказала о молнии и о правилах безопасного поведения во время грозы. Всё это поместили на информационном стенде в кабинете физики. Я думаю, всем было интересно узнать такую информацию о грозе.
Список используемой литературы
Приложение 1
Линейная молния (туча-земля). Обычная молния возникает на высоте около 16 км. Линейная молния - это часто встречающийся вид, возникающий из-за разных зарядов верхней и нижней частей облака. Появляется и развивается линейная молния в результате активной ионизации воздуха. От основного канала-лидера ступенчато расходятся вспышки в разные стороны, на финальной стадии достигающие земли. | |
Линейная молния (земля-облако). На вершине высокого объекта на земле, накапливается электростатический заряд, который и притягивает молнию. Пробивается воздушная прослойка между вершиной заряженного объекта и нижней частью грозовой тучи. | |
Линейная молния (облако-облако). Разные части туч имеют разные заряды: верхняя часть облака заряжена положительно, а нижняя часть — отрицательно. Поэтому большинство молний возникают именно среди облаков. Рядом стоящие грозовые облака могут пробивают друг друга электрическими разрядами. | |
Горизонтальная молния. Вспышки горизонтальной молнии распространяются в разные стороны по небу, не достигая земной поверхности. Такие вспышки молнии очень мощные и очень опасные. Она может образоваться из одной единственной грозовой тучи на чистом небе. | |
Ленточная молния. Ленточная молния образуется, когда несколько одинаковых каналов устремляются вниз параллельно друг другу с небольшими промежутками или без них. Вероятно, причина кроется в сильном ветре, расширяющем данные каналы. | |
Четочная молния (пунктирная). Редкая форма электрического разряда при грозе, в виде волнистой цепочки из светящихся точек. След чёточной молнии не ветвится, чем и отличается от других видов молний. Вспышка длится 1–2 секунды. Природа молнии мало изучена. | |
Шторовая молния. Шторовая молния выглядит как широкая вертикальная полоса света, состоящая из большого количества разрядов. Возникает она над облаками. Как именно образуется, неизвестно и сопровождающаяся низким негромким гулом. | |
Спрайты. Спрайты - это электрические разряды холодной плазмы, бьющие из облаков вверх. Они характеризуется краткостью разряда — доли миллисекунд. Спрайты появляются гораздо выше, чем обычные молнии, на высоте примерно 50-130 км. | |
Эльфы. Эльфы - это светящиеся красно-фиолетовые кольца, они возникают в нижней ионосфере на высотах 80—100 километров, в диаметре около 400 км. Образуются эльфы в верхних слоях грозовых туч и угасают меньше, чем за миллисекунду. | |
Джеты. Молнии трубчато-конусной формы с синим свечением. Это один из самых загадочных видов высотных разрядов. Они с верхней кромки грозовых облаков поднимаются вверх на десятки километров и достигают нижних слоев ионосферы (от 40 до 70 км). По продолжительности немного обгоняют эльфов. | |
Вулканическая молния. Возникает такая молния при извержении вулкана. Пепел и магма при выбросе несут электрический заряд. Частицы постоянно сталкиваются, чем и вызывают разряды. | |
Огни Святого Эльма. Это разряды, которые возникают на заостренных концах возвышающихся объектов: вершины скал, одиноко стоящие деревья, мачты судов, башни и т.д. Образуются они из-за высокой напряженности электрического поля. Такие огни можно увидеть во время грозы или метели зимой. | |
Шаровая молния. Молния в виде сгустка плазмы шарообразной формы. Она плавает прямо в воздухе. Такая молния ведет себя непредсказуемо, и малоизученна. |
Гроза - очень опасное атмосферное явление природы. Однако не многие знают, что гроза является естественным очистителем атмосферы, улучшающим качество воздуха. Гром и молния — естественный метод борьбы с микробами и вирусами.
Зная правила поведения во время грозы, ты сможешь обезопасить себя и своих близких
Приложение 2
МБОУ «Вислодубравская СОШ»
Губкинского района Белгородской области
Советы
по безопасному поведению
во время грозы
Молния опасна тогда, когда вслед за вспышкой следует раскат грома.
В этом случае необходимо принять меры предосторожности.
Что делать,
если вас гроза застала в дороге?
Остановитесь и переждите (ехать на машине в момент разряда грома опасно – мощные переменные магнитные поля могут вызвать сбои в оборудовании автомобиля). |
Закройте все окна автомобиля, включите подфарники и не прикасайтесь к металлическим частям машины |
Во время сильной грозы надо постараться найти подходящее место для стоянки или съехать с трассы на лесную или проселочную дорогу и переждать грозу там. |
Если в машине сухо, она может выдержать удар молнии и защитить вас от разряда. |
Велосипед или мотоцикл следует покинуть и переждать грозу в 30 м от них. |
Что делать,
если вас гроза застала в помещении?
Закройте все окна, форточки, двери, дымоходы и вентиляционные отверстия. |
Не стойте возле окон, балконных дверей, дверей на улицу, особенно , если они открыты. |
Не допускайте сквозняка – это чревато привлечением шаровой молнии. |
Держитесь подальше от электроприборов, труб центрального отопления и водопровода, не прикасайтесь к мокрому, железному, электрическому – в такие вещи молния бьёт чаще всего. |
Отключите внешние антенны и по возможности все электроприборы, в том числе телевизор, ноутбук и компьютер – они притягивают молнию. |
Что делать,
если вас гроза застала на улице?
Метеорологи советуют в грозу воздержаться от использования зонтов: вытянутые вверх металлические спицы привлекут молнию. |
На открытом месте следует укрыться в ложбине без кустов и деревьев, присесть на корточки и обхватить руками ноги или голову. |
Спрячьтесь в магазине или подъезде. |
Старайтесь избегать высоких деревьев, линий электропередач, металлических конструкций. |
ПОМНИТЕ! Разговаривать по мобильному телефону во время грозы — занятие смертельно опасное. При попадании молнии в телефон поражение наступит или от взрыва аппарата, или от концентрированного разряда. |
Что делать, если вас гроза застала на водоеме?
Если гроза застала вас на берегу реки или моря, значит, надо как можно быстрее выйти из воды и покинуть пляж. Удар молнии распространяется по воде в радиусе 100м. |
Остерегайтесь воды. Вода – отличный проводник тока.При нахождении в лодке срочно гребите к берегу, пригнувшись как можно ниже. |
Не стоит ловить рыбу в грозу. Нередко молния бьет в берега. Запомните: рыбалка в грозу - недопустима! |
Отойдите от берега, спуститесь с возвышенности в низину. |
Если молния ударила в воду выше по течению, она может передать заряд вниз по течению. |
Что делать,
если вас гроза застала в лесу?
Не прячьтесь под одиноко стоящим деревом. Особенно опасны тополя, дубы и сосны. При ударе молнии дерево расщепляется и может загореться. |
В лесу следует встать под низкое дерево, не прикасаясь к нему. |
Чтобы меньше соприкасаться с землей, подложите полиэтилен, ветки, камни или одежду. |
Если поблизости укрытия нет, выйдите на открытую местность и согнувшись, прижмитесь к земле. |
Просто ложиться на землю нельзя: вы предоставляете электрическому току все тело! |
Что делать, если вы заметили шаровую молнию?
Шаровая молния может застать вас как на улице, так и в помещении, закрытые двери и окна не являются преградой для нее. |
Главное, что следует помнить при встрече с шаровой молнией - нельзя пытаться ее отогнать или касаться руками или иными предметами, это может вызвать взрыв. |
Не двигайтесь и не убегайте - шаровую молнию может привлечь за вами потоками воздуха, ни в коем случае не поворачивайтесь к молнии спиной. |
Держитесь подальше от проводки и электроприборов. |
Шаровая молния исчезнет через 1,5-2 минуты. |
