Урок №18. Тема: Опасные явления в атмосфере. Цели урока : изучение природных стихийных явлений происходящих в атмосфере; развитие умения анализировать, делать выводы, умения работать в группах; воспитание активности, самостоятельности.

Задачи. Расширить представления учащихся об опасных стихийных явлениях, происходящих в атмосфере. Рассмотреть вопрос о причинах данных явлений. Познакомить учащихся с методами борьбы с опасными явлениями в атмосфере. Выработать правила поведения во время стихий атмосферы.

Оборудование. Физическая карта Воронежской области, атласы Воронежской области, рабочие тетради, фотографии стихийных явлений.

Ход урока .

I . Организационный момент .

II . Повторение. Проверка домашнего задания .

а) На доске термины для повторения в группах: атмосфера, амплитуда, атмосферное давление, ветер, погода, климат, прибор для измерения давления, ветра, как вычислить среднюю температуру.

б) Индивидуальный опрос (по карточкам).

Карточка№1.

1) Вычислить амплитуду температуры за октябрь (по календарю)

2) Построить график температуры за сутки:

1ч- -1гр; 6ч- -4гр; 12ч- +3гр; 19ч- 0гр.

Карточка№2.

1) Вычислить амплитуду температуры за январь (по календарю погоды учащегося).

2) Построить график температур за вторую неделю октября (по календарю погоды учащегося).

III . Изучение нового материала.

Вспомните, с какими опасными природными явлениями мы с вами уже познакомились при изучении литосферы и гидросферы (Землетрясения, вулканы, наводнения ).

А сегодня мы с вами познакомимся с опасными явлениями в атмосфере. Земная атмосфера вечно влияет на жизнь и деятельность людей. Мы во многом зависим от её состава и состояния приземного слоя-погоды, от процессов и явлений, которые её сопровождают. Некоторые из них человек использует с пользой для себя как климатические ресурсы. Однако немало среди них и таких, что могут нанести значительный ущерб. Приведите примеры, соответствующие схеме:

А теперь скажите, какие вы знаете опасные явления в атмосфере? (Засуха, суховеи , пыльные бури, сильные морозы, град, гололёд, туман )

Как мы построим свою работу? Перед вами на столах лежат таблицы, которые надо заполнить, когда будете слушать сообщения своих товарищей. Заполняете только первые две колонки, по третьей колонке я хочу услышать от вас, какие методы борьбы вы предложите, а затем заполним и её.

Мы прослушали сообщения ваших товарищей. Теперь поговорим о мерах борьбы с ними. Ребята высказывают свои мысли о борьбе с этими явлениями и заполняют третью колонку таблицы.

Вывод: Опасные природные явления создают угрозу для жизни человека, сельского хозяйства, эксплуатации ЛЭП, промышленных, гражданских сооружений, телефонной сети. Только в 2010 году ущерб от засух, заморозков, градобития, шквалистых ветров составил по Воронежской области около 400 млн. рублей.

У нас осталась с вами ещё одна нерешённая задача – это выработка правил поведения во время стихийных бедствий в атмосфере.

1. Град: а) Если град застал вас на улице, то постарайтесь выбрать укрытие. В противном случае защитите голову от ударов градин;

б) Не пытайтесь найти укрытие под деревьями, т.к. велик риск не только попадания в них молний;

2. Гололёд : Подготовьте малоскользящую обувь, прикрепите на каблуки металлические набойки или поролон, а на сухую подошву наклейте лейкопластырь или изоляционную ленту, можете натереть подошвы песком (наждачной бумагой). Передвигайтесь осторожно, не торопясь, наступая на всю подошву.

3. Жара : а) Носите светлую воздухонепроницаемую одежду (желательно из хлопка) с головным убором;

б) При тепловом поражении немедленно перейдите в тень, на ветер или примите душ, медленно выпейте много воды. Постарайтесь охладить свое тело, чтобы избежать теплового удара;

4. Гроза . Если вы находитесь в помещении, то следует держаться подальше от окон, электроприборов, а также труб и другой металлической сантехники. Не касайтесь металлических сооружений, проволочных заборов или металлической проволоки для сушки белья. Не приближайтесь к ним. Не держите в руках длинные металлические предметы, например удочки, зонты или клюшки для гольфа. Не звоните по телефону. Перед грозой отключите внешние антенны и выключите из розетки радиоприёмники и телевизоры. Отсоедините модемы и источники питания. Держитесь в стороне от Электроприборов.

IV . Закрепление

Географический диктант

1. Понижение температуры воздуха ниже нуля градусов весной и осенью (заморозок ).

2. Осадки в виде частиц льда (град ).

3. Корка льда, образующаяся при замерзании капель дождя или тумана весной или осенью (гололёд.)

4. Скопление водяных капель в нижнем слое тропосферы (туман).

5. Жаркий, сухой, сильный ветер, длящийся несколько дней (суховей).

6. Длительный период длящаяся сухая погода с высокой температурой воздуха (засуха).

V . Задание на дом. Учить записи в тетради.

Газовая среда вокруг Земли, вращающаяся вместе с ней, называется атмосферой. Ее состав у поверхности Земли: 78,1% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, в незначительных долях процента углекислый газ, водород, гелий, другие газы. В нижних 20 км содержится водяной пар. На высоте 20-25 км расположен слой озона, который предохраняет жи­вые организмы на Земле от вредного коротковолнового (ионизирующего) излучения. Выше 100 км молекулы газов разлагаются на атомы и ионы, образуя ионосферу.

Атмосферное давление распределяется неравномерно, что приво­дит к движению воздуха относительно Земли от высокого давления к низкому. Это движение называется ветром.

Сила ветра у земной поверхности по шкале Бофорта (на стандартной высоте 10 м над открытой ровной поверхностью)

Область пониженного давления в атмосфере с минимумом в цен­тре называется циклоном . Погода при цикло­не преобладает пасмурная, с сильными ветрами.

Антициклон - это область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре. Антициклон характеризуется малооблачной, сухой погодой и слабыми ветрами. Диаметр циклона и антициклона достигает несколь­ких тысяч километров.

В результате естественных про­цессов, происходящих в атмосфе­ре, на Земле наблюдаются явления, которые представляют непосредст­венную опасность или затрудняют функционирование систем челове­ка. К таким атмосферным опасно­стям относятся бури, ураганы, смерчи, туманы, гололедица, молнии, град и др.

Буря . Это очень сильный ветер, приводящий к большому волне­нию на море и к разрушениям на суше. Буря может наблюдаться при прохождении циклона или смерча. Скорость ветра у земной поверхности во время бури превышает 20 м/с и может достигать 50 м/с (с отдельными порывами до 100 м/с). Кратковременные усиления ветра до скоростей 20-30 м/с называют­ся шквалами. В зависимости от баллов шкалы Бофорта сильная буря на море называется штормом или тайфу­ном , на суше - ураганом.

Ураган. Это циклон, у которого давление в центре очень низкое, а ветры достигают большой и разрушительной силы. Скорость ветра во время урагана достигает 30 м/с и более.

Ураганы представляют собой морское явление, и наибольшие раз­рушения от них бывают вблизи побережья (рис 1). Но ураганы могут прони­кать далеко на сушу и не редко сопровождаются сильными дождя­ми, наводнениями, штормовыми нагонами, в открытом море образуют волны высотой более 10 м. Особой силой отличаются тропические ура­ганы, радиус ветров которых может превышать 300 км. Средняя продолжительность ура­гана около 9 дней, максимальная - 4 недели.

Самый страшный на памяти человечества ураган прошел 12-13 ноября 1970 года над островами в дельте Ганга, Бангладеш. Он унес около миллиона жизней. Осенью 2005 г. ураган «Катрина», налетевший на США, в считан­ные часы разрушил дамбы, защищавшие г. Новый Орлеан, в резуль­тате чего миллионный город оказался под водой. По официальным данным погибло более 1800 человек, эвакуировано было свыше одного мил­лиона жителей.

Смерч . Это атмосферный вихрь, возникающий в грозовом обла­ке и затем распространяющийся в виде темного рукава по направлению к поверхности суши или моря (рис. 2). В верхней части смерч имеет воронкообразное расширение, сливаю­щееся с облаками. Высота смерча может достигать 800-1500 м. Внутри воронки воздух опускается, а снаружи поднимается, быстро вращаясь по спирали, при этом создаётся область сильно разреженного воздуха. Разрежение настолько значительно, что замкнутые наполненные газом предметы, в том числе здания, могут взорваться изнутри из-за разности давлений. Скорость вращения может достигать 330 м/с. Обычно поперечный диаметр воронки смерча в нижнем сечении составляет 300 – 400 м. При прохождении воронки над сушей может достигать 1,5 – 3 км, если смерч касается поверхности воды, эта величина может составлять всего 20 – 30м.

Скорость продвижения смерчей различна, в среднем 40 – 70 км/ч, в редких случаях может достигать 210 км/ч. Смерч проходит путь длиной от 1 до 40 км, иногда более 100 км, сопровождается грозой, дождем, гра­дом. Достигая поверхности земли, почти всегда производит большие разрушения, втягивает в себя воду и предметы, встречающиеся на его пути, поднимает их высоко вверх и перено­сит на десятки километров. Смерчем легко под­нимаются предметы в несколько сотен ки­лограммов, иногда в несколько тонн. В США их называют торнадо, как и ураганы, смерчи опознают со спутников погоды.

Молния - это гигантский электрический искровой разряд в атмо­сфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровож­дающим ее громом. Молнии делятся на внутриоблачные , то есть проходящие в самых грозовых облаках, и наземные , то есть ударяющие в землю. Процесс развития наземной молнии состоит из нескольких стадий.

На первой стадии (в зоне, где электрическое поле достигает крити­ческого значения) начинается ударная ионизация, создаваемая электронами, которые под действием электрического поля двигаются по направлению к земле и, сталкиваясь с атомами воздуха, ионизируют их. Таким образом, возникают электрон­ные лавины, переходящие в нити электрических разрядов - стри­меры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые соединяясь, дают начало ступенчатому лидеру молнии . Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в не­сколько десятков метров. По мере продвижения лидера к земле из выступающих на поверхности земли предметов выбрасывается ответ­ный стример, соединяющийся с лидером. На этом явлении основано создание молниеотвода.

Вероятность поражения молнией наземного объ­екта растет по мере увеличения его высоты и с увеличением электро­проводности почвы. Эти обстоятельства учитываются при устройстве молниеотвода.

Молнии могут быть причиной тяжелых травм и гибели людей. Поражение человека молнией часто происходит на открытых пространствах, так как электрический ток идёт по кратчайшему пути «грозовое облако – земля». Удары молний могут сопровождаться разрушениями, вызванными ее термическими и электродинамически­ми воздействиями. Весьма опасны прямые удары молний в воздушные линии связи, так как при этом могут возникать разряды с проводов и аппаратуры, что может привести к пожарам и поражению людей элек­трическим током. Прямые удары молний в высоковольтные линии электропередач могут быть причиной коротких замыканий. При ударе молнии в дерево могут быть поражены находящиеся вблизи него люди.

Опасные явления зимнего периода

Атмосфера Земли оказывает большое влияние на жизнь и деятельность людей. Те явления, которые в ней происходят и наблюдаются на планете, представляют собой или опасность или затрудняют функционирование систем человека. Такими опасными явлениями можно считать туманы, молнии, ураганы, бури, смерчи, град и др. Опасные атмосферные явления могут возникнуть неожиданно, проявиться как стихийные, а значит принести значительный ущерб. Связаны опасные явления с особенностями атмосферной циркуляции, а иногда и с рельефом местности. Для зимнего периода характерны такие опасные явления, как снегопады, метели, морозы, гололедица и др.

Определение 1

Снегопад – интенсивное выпадение снега, приводящее к снижению видимости и затруднению движения транспорта.

Такая чрезвычайная ситуация, как снегопад, по величине наносимого ущерба занимает $4$-$5$ место в целом по миру, но иногда перемещается на $3$-$4$ место. Под действием снеговых нагрузок крыши домов могут ломаться, падают деревья, гибнут плантации и др. Средние снеговые нагрузки из максимальных могут превышать $250$ кг/куб м. Крупные города в результате снегопадов могут быть парализованы за считанные часы. Например, в $1967$ г. в Чикаго выпало $58$ см снега. Жители города его запомнили как «Снежную бурю 67-го» . Сила этого снегопада пришлась по Среднему Западу США и охватила территорию от Мичигана до Индианы. Эта снежная буря унесла с собой жизни $76$ человек.

В $1971$ г. сильный снегопад начался в Канаде , в провинциях Онтарио и Квебек, где за короткий период выпал $61$ см снега. Буря получила название «Восточно-Канадская метель 71-го» и сопровождалась сильным ветром. Видимость на дорогах была нулевая. Очень низкая температура вызвала смерть $20$ человек, и для местных жителей это стало настоящей катастрофой.

Тибет $2008$ г. Из-за большой высоты здесь прохладно и снега выпадает мало, но $2008$ г стал для местных жителей исключением. Мощный снегопад продолжался $36$ часов и завалил некоторые районы снегом, толщиной $180$ см. Средняя его толщина составляла $150$ см. Здания не выдерживали, дороги не функционировали.

Рекордсменом по снегопаду стал американский город Баффало в $1977$ г. По сравнению с окружающими территориями здесь более высокие температуры и меньшее количество выпадавшего зимой снега. Снегопад $1977$ г. был достаточно умеренный, но с очень сильным ветром, скорость которого составляла $70$ км в час. На этот момент в городе уже лежал слой снега. Не самый сильный снежный шторм вызвал страшный мороз, нулевую видимость и метель. После окончания снегопада в городе слой выпавшего снега составлял $5$ метров – это был абсолютный рекорд сезона.

Опасные явления летнего периода

Для летнего периода существуют свои опасные природные явления, связанные с атмосферой – это жара, суховеи, засухи. К ним еще относятся природные пожары, наводнения, смерчи, торнадо, вихри и др.

Определение 2

Смерч – это восходящий вихрь быстровращающегося воздуха с частицами песка, пыли, влаги

Над морем такой вихрь называют смерчем , а над сушей – тромбами . В Северной Америке тромбы получили название торнадо . Это воздушная воронка, свисающая из облака в виде хобота и ниспадающая к земле. Смерчи образуются в разных районах планеты и могут сопровождаться грозами и сильными ливнями. Возникнуть они могут как над сушей, так и над водой.

Рождение смерча связано с низкими кучево-дождевыми облаками, в виде темной воронки опускающейся на землю, но могут появиться и при ясной погоде. Смерчевое облако в поперечнике занимает $5$-$10$ км, иногда бывает и $15$ км. Высота его $4$-$5$ км, иногда может быть и $15$ км. Между поверхностью земли и основанием облака обычно бывает небольшое расстояние. В основании материнского облака находится воротниковое облако, верхняя поверхность которого располагается на высоте до $1500$ м. Сам смерч свисает от нижней поверхности стенного облака, лежащего под воротниковым облаком. Как насос смерч засасывает в облако различные предметы, которые попадая в вихревое кольцо, удерживаются в нем и переносятся на десятки километров.

Основной частью смерча является воронка , представляющая собой спиральный вихрь. Движение воздуха в стенках смерча идет по спирали со скоростью около$ 200$ м/с. Различные предметы, даже люди и животные, попавшие в смерч, поднимаются вверх в стенках, а не по пустой внутренней полости. Плотные смерчи имеют небольшую толщину стенок по сравнению с шириной полости. Воздух в воронке может достигать большой скорости от $600$-$1000$ км/ч. Существуют такие вихри минуты, реже бывает десятки минут. Одно облако может образовать целые группы смерчей. Смерчи могут пройти путь от сотен метров до сотен километров. Их средняя скорость составляет $50$-$60$ км/ч. Для них моря, озера, леса, холмы не являются преградой. Пройдя по земле смерч, может подняться в воздух, не касаясь её и затем снова опуститься. Разрушительная сила смерча большая – рвет линии электроснабжения и связи, выводит из строя технику, разрушает жилые и производственные здания, приводит к человеческим жертвам.

В пределах России смерчи чаще всего образуются в центральных областях, в Поволжье, на Урале и Сибири. Часто смерчи образуются на морях и, выходя на побережье, наращивают свою силу. Время и место появления смерча прогнозировать практически невозможно, возникают они в основном внезапно. Статистика говорит о смерчах вблизи Арзамаса, Мурома, Курска, Вятки, Ярославля.

На территории Европы эти опасные явления редки, и наблюдать их можно в жаркую летнюю погоду. На севере они были отмечены в южной Норвегии, Швеции, Соловецких островах, в Сибири – до нижнего течения Оби. Убытки от этих атмосферных явлений исчисляются миллионами долларов и, главное, человеческими жизнями.

Правила поведения при разных атмосферных явлениях

Те или иные атмосферные явления приносят ущерб не только хозяйству, но и гибель людей. С этой точки зрения люди должны знать правила – как себя вести в нестандартной ситуации, чтобы не погибнуть.

Правила поведения при снежных заносах :

1. С предупреждением о заносах – ограничить передвижение;
2. Создать запас продуктов, воды;
3. Между домами натягиваются канаты;
4. В автомобилях закрыть жалюзи, укрыть двигатель со стороны радиатора;
5. Нельзя покидать машину, чтобы не потерять ориентир;
6. В сельской местности заготовить корм животным;
7. Нельзя находиться в ветхих строениях, под линиями электропередач, под деревьями.

Специального «рецепта» от смерча, конечно, не существует, но меры предосторожности помогут в этой ситуации.

Правила поведения во время смерча:

1. В частных домах необходимо проверить крепление крыши;
2. Убрать с открытого пространства легкие предметы – ящики, бочки;
3. Закрыть все окна и двери;
4. Перекрыть снабжение водой, газом и электричеством;
5. Спуститься в подвальное помещение.

Правила поведения во время бури и грозы :

1. Отключить электроприборы от сети питания;
2. Не держать в руках металлические предметы;
3. Не стоять с ними у открытого окна;
4. Закрыть окна и двери;
5. Находиться в центральной части комнаты;
6. Остановить машину в какой-нибудь низине, если возможно;
7. Машину покинуть, не бегать;
8. Нельзя прятаться под деревьями, особенно под лиственницами и дубами;
9. В лесу палатка должна стоять в низком месте;
10. Мокрые вещи притягивают молнию;
11. Укрываться можно среди низкорослых деревьев;
12. Глинистая почва увеличивает опасность;
13. Нельзя подходить к металлическим трубам и полуразрушенным зданиям;

Часто грозы идут против ветра. Перед грозой наступает полный штиль или ветер резко меняет направление.

К опасным атмосферным процессам относятся: циклоны, смерчи, сильные ливни, снегопады и др. Страны, располагающиеся вблизи океанских побережий, часто страдают от разрушительных циклонов. В Западном полушарии циклоны называются ураганами, a в северо-западном секторе Тихого океана - тайфунами.

Образование циклонов связано с интенсивным нагревом (выше 26-27°) воздуха над поверхностью океана по сравнению с его температурой над континентом. Это приводит к образованию спиралеобразных восходящих потоков воздуха, приносящие на побережье ливневые дожди и разрушения.

Наиболее разрушительными являются тропические циклоны, обрушивающие на берега континентов ураганные потоки воздуха со скоростью более 350 км/час, ливневые осадки, достигающие 1000 мм в течение нескольких дней и штормовые волны высотой до 8 м.

Условия образования тропических циклонов изучены достаточно хорошо. В Мировом океане выявлено семь областей их зарождения. Все они расположены вблизи экватора. Периодически в этих областях вода прогревается выше критической температуры (26,8°С), что приводит к резким атмосферным возмущениям и обра­зованию циклона.

Ежегодно на земном шаре возникает в среднем около 80 тропических циклонов. Наиболее уязвимыми для них оказываются побережья юга азиатского континента и экваториальная зона Северной и Южной Америки (Караибский регион) (табл. 3). Так, в Бангладеш за последние 30 лет от циклонов погибло более 700 тысяч человек. Самый разрушительный циклон имел место в ноябре 1970 г., когда погибло более 300 тысяч жителей этой страны и осталось без крова 3,6 млн. человек. В результате другого циклона в 1991 г. погибло 140 тысяч человек.

Япония испытывает ежегодно воздействие более 30 циклонов. От самого силь­ного циклона в истории Японии (Ise-wan, 1953 г.) погибло более 5 тыс, пострадало 39 тыс. человек, было разрушено около 150 тыс. жилых домов, смыто или погребено под осадками более 30 тыс. га пахотных земель, нанесено 12 тыс. повреждений на дорогах, произошло около 7 тыс. оползней. Суммарный экономический ущерб составил около 50 млрд. долларов.

В сентябре 1991 г. над Японией пронесся могучий тайфун Мирей, от которого по­гибло 62 человека, было разрушено 700 тыс. домов. Общий ущерб составил 5,2 млрд. долларов.

Очень часто циклоны приносят на берега Японии катастрофические ливни. Один из таких ливней обрушился в 1979 г. на равнинную часть